1. Выбор и обоснование способа производства

Для производства нитроцеллюлозы в предвоенные годы использовалось оборудование периодического действия. С ростом потребности народного хозяйства в нитроцеллюлозе необходимо было техническое переоснащение существующих производств. Были проведены научно-исследовательские работы, в результате которых были внедрены непрерывно действующие агрегаты.

Промышленное производство нитроцеллюлозы в настоящее время осуществляется по нескольким технологическим схемам, использующим как непрерывно действующее современное оборудование, так и оборудование периодического действия.

Наряду с разработкой нового непрерывно действующего оборудования для производства нитроцеллюлозы, совершенствовались и технологические процессы. Все это позволило перевести производство нитроцеллюлозы на более высокий технический уровень.

Для удаления нитрующей смеси из нитроцеллюлозы в технике применяется метод вытеснения одной жидкости другой. Этот метод производят на специальных аппаратах, в которых вся масса отработанных кислот по окончании процесса медленно вытесняется из нитроцеллюлозы водой. Метод вытеснения имеет ряд недостатков, в том числе сильное разбавление отработанных нитрующих смесей, что требует значительных мощностей для их разгонки.

Процесс вытеснения отработанных кислотных смесей из нитроцеллюлозы является многоступенчатым и сопровождается тепловым эффектом. Повышение температуры отработанных кислот отрицательно влияет на физико-химические свойства нитроцеллюлозы. Для устранения этой проблемы необходимо дополнительное оборудование – холодильники – что приводит к увеличению занимаемой площади помещения.

Кислотная смесь разбавлялась пятидесяти - семидесяти – кратным количеством воды. Регенерация кислот с такой низкой молекулярной массой нерентабельна. Они сливались в водоемы и частично использовались как транспортные.

Безвозвратные потери кислот в производстве нитроцеллюлозы не допустимы. Такое количество кислот, попадая в водоемы, наносит огромный ущерб народному хозяйству. Однако наряду с недостатками этого метода можно выделить одно достоинство – это большая производительность данного технологического процесса.

В промышленности широкое применение нашли и другие нитрационные агрегаты, состоящие из кислотоотжимочных центрифуг. Данный метод позволяет получить нитроцеллюлозу с остаточной кислотностью 39,5%, что удовлетворяет техническим требованиям, а дальнейший отжим может привести к саморазложению нитроцеллюлозы в центрифуге.

Этот метод не требует дополнительной установки оборудования, время рекуперации занимает несколько минут. Он позволяет применить не только гидровыгрузку, но и создает предпосылки для высокомеханизированного непрерывно действующего комплекса по изготовлению нитроцеллюлозы.

К главным достоинствам пульсирующих центрифуг относятся: непрерывность процесса, относительно небольшое дробление осадка, хорошая степень обезвоживания осадка и эффективная его промывка.

Недостатком данного метода является то, что он снижает производительность центрифуги.

В дипломном проекте рассмотрен метод центрифугирования, который позволяет существенно сократить отходы отработанных кислотных смесей, направляемых на регенерацию; обеспечивает исключение избыточных кислот при изготовление коллоксилина. При этом количество оборудования существенно сокращается.

Центрифуга обеспечивает отжим нитроцеллюлозы от отработанной кислотной смеси до остаточной кислотности 39,5%, что соответствует допустимому нижнему пределу кислотности нитроцеллюлозы (35-40%), обуславливающему низкую степень чувствительности продукта к саморазложению.

При использовании центрифуги ¹/₂ ФГП-809К-05 на фазе рекуперации отработанных кислотных смесей отсутствует их избыток, который было бы необходимо направлять на регенерацию, а так, вся отработанная кислотная смесь после центрифуги возвращается в технологический процесс, на фазу приготовления рабочих кислотных смесей. С помощью тиристоного преобразователя управляющий электрическим двигателем центрифуги, можно регулировать процесс кислоотжима, тем самым повысить производительность центрифуги и качество нитроцеллюлозы

Исключение из технологического процесса аппарата НУОК для рекуперации отработанных кислотных смесей позволило:

- значительно сократить количество разбавленных кислотных смесей, вытесняемых из нитроцеллюлозы и направленных на регенерацию;

- повысить качество и выход нитроцеллюлозы за счет сокращения времени ее контакта с отработанными кислотными смесями.