Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оборудование и основы проектирования предприятий по переработке пластмасс. Учебное пособие
.pdf
11
Окночание табл. 1.2
Государство 1960 1965 1970 1980 1989
ФРГ 964 1995 4320 6735 9185
Франция 347 695 1519 3112 3983
Италия 456 960 1757 2463 3239
Нидерланды 76 245 795 1975 3143
Бельгия 40 111 419 1835 2574
Канада 126 240 402 1355 2400
Великобритания 558 957 1448 1840 2125
Китай 54 97 176 898 1904
Мировой объем производства пластмасс в 2000-м году достиг
124 млн т [6].
По отдельным крупным регионам и государствам мировое потребление пластмасс и синтетических олигомеров распределяется
весьма неравномерно. По данным итальянского концерна
ASSOCOMOPLAST в 1998 году мировое потребление пластмасс выглядело следующим образом, тыс. т [6]:
Северная Америка ...................................................... 36430
в том числе: США ...................................................... 33800
Канада ...................................................... 2630
Южная Америка ...........................................................
6200
в том числе: Аргентина .................................................. 570
Бразилия .................................................. 2180
Мексика ................................................... 1620
12
Западная Европа ......................................................... 36200
в том числе: Франция ................................................... 4558
Германия ................................................ 10290
Италия ...................................................... 5200
Великобритания ...................................... 4230
Испания .................................................... 2780
Восточная Европа ......................................................... 8495
в том числе: СНГ .......................................................... 4900
Чехия ........................................................ 1180
Польша ....................................................... 815
Азия и Океания ........................................................... 33075
в том числе: Япония ................................................... 14800
Китай (Тайвань) ...................................... 4270
Китай ........................................................ 3925
Южная Корея .......................................... 4930
Африка .......................................................................... 2400
Всего ......................................................................... 122800
Следует отметить, что распределение выпускаемых пластмасс по
химическим видам значительно ровнее. Примерно на 10 видов крупнотоннажных пл
астмасс приходится около 90 % всего их производства независимо от региона. На долю полиолефинов (полиэтиленов
низкой и высокой плотности и полипропилена) приходится в зависимости от страны-производителя от 35 до 45 %, на долю поливинилхлорида – от 11 до 20 %, на долю полистирольных пластиков – от 9
до 13 %, алифатических полиамидов – от 2 до 7 % от общего количества крупнотоннажных п
ластмасс.
13
В общем объеме производства пластмасс более 2/3 приходится на
термопласты и менее 1/3 – на реактопласты. Тенденция развития
предприятий по переработке пластмасс также весьма интересна. По
данным той же организации ASSOCOMOPLAST в западноевропейских странах более рентабельными являются сравнительно некрупные предприятия с численностью работников:
в Испании 22 человека;
в Италии 23 человека;
в Бельгии 26 че
ловек;
во Франции 33 человека;
в Англии и Дании 45 человек;
в Германии 110 человек [6].
Оптимальный размер предприятия по переработке пластмасс в
изделия зависит от большого числа факторов, связанных со спецификой промышленности по переработке пластмасс.
1.3. Сравнительная характеристика промышленности
синтетических полимерных материалов
и промышленности по переработке пластмасс в изделия
В основе промышленного синтеза полимеров, служащих основным компонентом пластмасс, эластомеров и волокон, лежат три типа
химических превращений:
реакции полимеризации;
реакции поликонденсации;
процессы химической модификации полимеров.
14
Реакцию полимеризации в промышленности проводят одним из
следующих методов:
в газовой фазе (газофазная полимеризация);
в блоке (массе) (блочная полимеризация);
в растворе (растворная полимеризация);
в эмульсии (эмульсионная полимеризация);
в суспензии (суспензионная полимеризация).
Самым известным примером промышленного применения газофазной полимеризации является производство полиэтилена высокого
давления (низкой плотности). Ра
зработана и находит ограниченное
применение технология газофазного получения полиэтилена низкого
давления (высокой плотности).
Подавляющее большинство мономеров превращаются в полимеры методами блочной, растворной, эмульсионной и суспензионной
полимеризации, т. е. с применением жидкофазных технологических
процессов [7].
В настоящее время известно четыре основных способа проведения процессов поликонденсации:
в расплаве;
в растворе;
на границе раздела 2 фа
з;
в твердой фазе.
Каждый из перечисленных способов проведения поликонденсации имеет свои достоинства и недостатки [7, 8]. В промышленности
наиболее часто применяются процессы поликонденсации в расплаве
или растворе, осуществляемые в жидкой фазе.
15
В случае химической модификации полимеров также применяется жидкофазное исполнение превращений.
Таким образом, по основному типу применяемого технологического оборудования технологические процессы промышленности
синтетических полимеров относятся к аппаратным (аппаратурным)
технологическим процессам. В качестве основной (реакторной) и
вспомогательной аппаратуры чаще всего применяются емкостные
аппараты типа реакционных котлов и автоклавов. По характеру применяемого сырья, особенностям технологических процессов и их аппаратурном
у оформлению промышленность пластмасс и синтетических олигомеров несомненно является отраслью химической промышленности. Поэтому существенными особенностями производства
пластмасс по сравнению с их переработкой являются повышенные
материало-, энерго- и теплоемкость процессов, используемых в производстве пластмасс.
Как известно, суммарное количество сырья, израсходованное на
получение 1 т химического пр
одукта, называется материальным ин-
дексом производства данного вида продукции.
Материальные индексы производства любого вида пластмасс
заметно превосходят материальные индексы переработки пластика в
изделия (любым из известных методов). Например, в производстве
крупнотоннажных пластиков (полиолефинов, полистирола и др.) расходы углеводородного сырья составляют в среднем 2–2,5 т на 1 т
полученного пластика, а по н
екоторым продуктам (сополимерам этилена с пропиленом, эпоксидным олигомерам и др.) расход сырья
составляет 3–5 т на 1 т продукта. Поэтому производство большинства
пластмасс и олигомеров размещается совместно с производствами
промежуточных продуктов и мономеров.
16
Производство пластмасс отличается большой потребностью в
воде для технологических целей и соответственно наличием большого количества химически загрязненных стоков. Предприятия по переработке пластмасс расходуют в относительно небольших количествах
только оборотную воду – в основном для охлаждения форм и другой
оснастки. Промышленность по переработке пластмасс в изделия
имеет еще целый ряд существенных отличий от про
мышленности
пластмасс и олигомеров, и возникает необходимость более детальной
характеристики промышленности по переработке пластмасс и олигомеров в изделия и полуфабрикаты.
В отличие от промышленности пластмасс и олигомеров в
промышленности по переработке пластмасс в изделия преобладают
машинные технологические процессы. Главными продуктами
промышленности переработки пластмасс являются изделия законченной формы (с определенными размерами в трех из
мерениях) и
полуфабрикаты: пленки, трубы и листы (с определенными размерами
поперечного сечения и различной длиной).
Основными методами производства пластмассовых изделий за-
конченной формы (формовых изделий) в настоящее время являются:
литье под давлением;
прессование;
термоформование;
выдувание из трубчатых заготовок;
экструзия длинномерных изделий.
17
Полученные различными методами формовые изделия носят соответственные названия: литые, прессованные, термоформованные
(вакуум- и пневмоформованные), выдувные и профильные (погонажные) изделия.
Парк технологического оборудования (машин для переработки
пластмасс в изделия или полуфабрикаты) обязательно дополняется
парком технологической оснастки.
Технологическая оснастка процессов переработки пластмасс
весьма специфична: она включает формы для прессования, литья под
давл
ением, вакуум- или пневмоформования, экструзионные форму-
ющие головки и т. д.
Конструкция оснастки и степень обеспечения производства изделий из пластмасс формами оказывают влияние на все параметры экономики предприятия по переработке пластмасс в изделия [9].
Сложилась определенная система обеспечения производств изделий из пластмасс технологической оснасткой. Крупные предприятия
по переработке п
ластмасс изготавливают большую часть прессовых,
литьевых и других форм в своих инструментальных цехах. Остальное
количество форм они получают в порядке кооперации от предприятий-заказчиков пластмассовых изделий (из разных отраслей промышленности, главным образом – машиностроения).
Основными факторами, определяющими потребность производства изделий из пластмасс в литьевых, прессовых и других формах,
являются:
технологические свой
ства формовочных материалов (пласт-
масс и олигомеров), определяющие величину удельного давления,
18
текучесть, быстроту заполнения формующей полости, время выдержки изделия в форме, наличие агрессивного и абразивного воздействия
на материал формы;
количество гнезд (оформляющих полостей) в форме;
техническая норма износа одного гнезда формы (максимально
возможный съём годных изделий);
серийность выпуска определенных изделий в течение года, при
повторяемости заказа – в течение нескольких лет.
Приведенной выше информации уже достаточно, чтобы сделать
предварительны
й вывод о том, что продукция промышленности синтетических полимерных материалов (пластмасс и олигомеров) должна отличаться от продукции промышленности по переработке пластмасс (изделий и полуфабрикатов) по материало-, трудо- и энергоемкости.
Материальные, трудовые и энергетические
затраты в производстве изделий и полуфабрикатов
из пластмасс
Материальные зат
раты в себестоимости изделий и полуфабрикатов из пластмасс определяются в основном двумя факторами: величиной материального индекса производства и оптовыми ценами на
пластмассы. Экономисты часто используют величину, обратную материальному индексу производства и называемую коэффициентом
использования материала (КИМ) [9].
19
КИМ – это отношение массы изделия к норме расхода материала
на его изготовление (плановый КИМ) или к фактическому расходу
материала (отчетный КИМ).
На величину КИМ влияют следующие факторы: вид (природа)
пластмассы, метод и технология переработки, конструктивные
особенности изделия (масса, степень сложности и др.), конструкция
оборудования и оснастки, уровень квалификации рабочих, средний
процент брака и т. д.
Выбор вида пластмассы во мн
огом определяет экономику изготовления изделия, поскольку от этого выбора зависит метод переработки, масса изделия, количество отходов, производительность процесса, расход материала и др.
Расходные коэффициенты «сырья» (пластмасс и олигомеров) на
1 т изделий, полученных разными методами, находятся в интервале
от 1,02 до 1,1 т (это соответствует ве
личинам КИМ 0,90–0,98). Иными
словами, по расходу сырья производства по переработке выгодно отличаются от производства пластмасс.
Трудоемкость переработки пластмасс в несколько раз превышает
трудоемкость их производства. Это соотношение определяется рядом
причин:
единичная мощность агрегатов по переработке пластмасс зна-
чительно меньше единичной мощности агрегатов по производству
пластмасс;
высокий уров
ень ручных операций, особенно при механиче-
ской обработке изделий;
значительна доля работ по ремонту машин и оснастки.
20
Вместе с тем трудоемкость изготовления изделий из пластмасс
в 3–5 раз меньше трудоемкости изделий и деталей из металлов.
С учетом затрат на производство изделий в традиционных отраслях
обрабатывающей промышленности процессы переработки пластмасс
в изделия не могут быть отнесены к разряду трудоемких. Иначе
говоря, размещение предприятий по переработке пластмасс в развитых промышленных ра
йонах вполне целесообразно, поскольку не
требует большого контингента рабочей силы.
Переработка пластмасс в изделия не относится к энергоемким
производствам, несмотря на то, что удельный расход электроэнергии
при переработке пластмасс несколько выше, чем при их производстве. Затраты тепловой энергии на производство пластмасс в пересчете на условное топливо в несколько раз превы
шают затраты на их
переработку в изделия. В сравнении с энергоемкостью переработки в
полуфабрикаты и изделия металлов и керамики энергоемкость
переработки пластмасс будет минимальной. Это легко понять, если
вспомнить, что температуры плавления или текучести распространенных термопластов в 5–12 раз ниже, чем у металлов и их сплавов.
Различие в энергоемкости процессов переработки пластмасс и керамики вп
ечатляет еще больше.
Переработка пластмасс в изделия, не будучи энергоемкой,
не тяготеет к топливно-энергетическим ресурсам и может быть организована в районах, не располагающих значительным избытком этих
ресурсов.
Помимо показателей материало-, трудо- и энергоемкости процессов переработки пластмасс на экономические результаты деятельно-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]