3.4. Визначення норм технологічного режиму

Для проведення технологічного розрахунку устаткування та теплового розрахунку реакційного пара тау необхідно визначити норми технологічного режиму, які поєднують температуру, тиск та тривалість кожної стадії технологічного процесу виробництва продукту, включаючи час на проведення основних та допоміжніх операцій, таких як: завантаження компонентів та вивантаження готового продукту; підігрівання та охолодження реакційної маси, тощо.

Звичайно норми технологічного режиму визначають за даними технологічних регламентів на виробництво продукту, ураховуючи об’єм апарату та кілкість сировини, що завантажується.

Норми технологічного процесу для виробництв, що є новими, визначаються за даними лабораторних та дослідницько-промислових виробництв. Норми технологічного режиму зручно надавати у вигляді таблиці. Наприклад, для процесу одержання алкідного лаку, наведеному у прикладі (див. розділ 3.2.) таблиця норм технологічного режиму буде мати такий вигляд (Додаток).

4. Технологічний розрахунок устаткування

4.1. Вихідні дані щодо розрахунку устаткування.

Метою технологічного розрахунку устаткування є визначення кількості апаратів та їх ємкості, що необхідно задля забезпечення заданої продуктивності виробництва. Тому вихідні дані щодо розрахунку устаткування є такими:

• річна потужність виробництва G_p,m;

• час нароблювання продукту, τ, діб;

• знімання продукту з однієї операції, G_0,m;

• тривалість кожної стадії у годинах, включаючи час самого технологічного процесу, а також час, що витрачається на завантаження, нагрів маси, охолодження реакційної маси, вивантаження та інші допоміжні операції для кожної стадії, τ, годин;

• робочій об’єм апарату на кожній стадії (об’єм реакційної маси на операцію) V_p, м³/ робочий об’єм апарату завжди менший за повний об’єм.

Якщо час нароблювання продукту невідомий, то його можна визначити таким чином:

1. За тривалістю самої довгої (лімітуючої) стадії процесу визначають число операцій на добу, яке може бути проведено у одному апараті на цієї стадії:

де τ_лім – тривалість лімітуючої стадії процесу, годин.

2. Добова продуктивність виробництва, т/добу, або м³/добу

G_c=G₀·β, де G₀ – змінення продукту з однієї операції, т

V_c=V₀·β, де V₀ - змінення продукту з однієї операції, м³

Добовий об’єм продуктів, що переробляються, можна також визначити таким чином:

де: G – вага компонентів, що завантажуються;

ρ – густина компонентів кг/м³.

Час нароблювання продукту або фонду робочого часу на рік

З річної продуктивності виробництва, доб.

Якщо розрахований час нароботки продукту складає більш ніж 330 діб, то розглядається питання щодо збільшення числа одиниць устаткування, що необхідно установити.

Послідовність виконання технологічного розрахунку.

Добова потужність виробництва:

G_p = річна потужність виробництва, т.

Кількість операцій на добу, що необхідні для забезпечення добової потужності

або

Кількість операцій на добу по кожній стадії, які можна виконати у одному апараті:

де τ_ц – тривалість кожної стадії циклу, годин.

Розраховане число апаратів на кожній стадії, що необхідне задля забезпечення заданої продуктивності виробництва:

З урахуванням 15 % резерву

Отримане значення N_p округлюють до більшого цілого числа та отримують установочне число апаратів N_у.

Необхідний об’єм реакційного апарату на даній стадії технологічного процесу, м³

де Vp – робочі об’єм апарату (об’єм реакційної маси у ньому), м³

φ – коефіцієнт заповнення апарату, яким установлюється допустима ступінь заповнення його об’єму реакційною масою.

Звичайно значення параметру φ обирають у межах 0,7…0,85 (якщо протікання процесів у апаратах не супроводжується ціноутворенням) і 0,4-0,6 (для апаратів, у яких процеси супроводжуються ціноутворенням або кипінням реакційної маси).

В залежності від технологічних особливостей синтез продукту можна здійснювати у одному апараті (синтез олігомерів), а розчинення олігомерів – у другому (змішувачі). Як правило, кількість змішувачів відповідає числу реакторів синтезу. Часто синтез та очищення олігомерів від побічних продуктів доцільно здійснювати у двох або трьох апарат, іноді з проміжними ємкостями. У цих випадках розраховується окремо число апаратів, що необхідні для проведення відповідних технологічних операцій за формулами (3.11; 3.12) з урахуванням G_c, V_c, τ_ц, G_o, V_p для кожного апарату.

Розрахунок допоміжних ємкостей (витратних, накоплюючих, дозуючих, приймаючих дистилят, тощо) здійснюється за номінальними ємкостями за заданим часом перебування продукту в них, та граничному коефіцієнту заповнення. Запас сировини у цеху не повинен, як правило) перевищувати добову потребу виробництва.

Розчинники рекомендується надавати безпосередньо зі складу легкозаймистих рідин по трубопроводам та дозувати за допомогою об’ємних лічильників.

Розрахунок кількості фільтрів та центрифуг проводять по їх продуктивності з урахуванням часу на зачистку.