МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

(ФГБОУ ВПО «КНИТУ»)

Кафедра АХСМК

Направление 221400.62 –Управление качеством

Специальность

Группа 4131-31

Курсовой проект

Уровень образования бакалавр

^{(бакалавр, специалист, магистр)}

Тема: «IDEF0-моделирование процессов производства полиэтилена высокого давления на ОАО «Казаньоргсинтез»

Проверил доц. кафедры АХСМК ( Р.Ф. Абзалов )

Студент группы № 4131-31 ( Г.Ф.Микаилова )

2015 г

Реферат

Тема: IDEF0-моделирование процессов производства полиэтилена высокого давления на ОАО «Казаньоргсинтез».

Количество: страниц-, разделов-, рисунок-, таблиц-

Цели проекта:

• изучить процессы производства полиэтилена высокого давления на ОАО «Казаньоргсинтез» и IDEF0-моделирование.

• приобретение навыков работы с программным продуктом BPwin 4.1.

Задачи проекта:

1) дать общую характеристику и детальное описание полиэтилена высокого давления;

2) описать технологический процесс производства;

3) построить функциональную модель на основе методологии IDEF0 с использованием BPwin 4.0.

Условные Сокращения и обозначения

ОАО – открытое акционерное общество

ЗАО – закрытое акционерное общество

ПВД - полиэтилена высокого давления

ПНП – полиэтилен низкой плотности

Введение

Полиэтилен высокого давления (ПВД) или низкой плотности (ПНП) - это эластичный мягкий материал, который получают при полимеризации этилена в автоклаве или трубчатом реакторе. Особенностью структуры полиэтилена ПВД является большое количество длинных и коротких ответвлений, не позволяющих молекулам с высокой молекулярной массой создавать кристаллическую структуру. Связи поэтому между ними не сильные, а это говорит о том, что полиэтилен имеет невысокую устойчивость на разрыв и повышенную пластичность, а также высокую текучесть в расплаве. Полиэтилен низкой плотности нашел свое применение в изготовлении пленки для обертки, контейнеров и пластиковых пакетов. Пакеты из полиэтилена ВД очень красивые – не шуршащие, глянцевые, выдерживают около 4 кг.

Полиэтилен ПВД — это самый широко используемый упаковочный материал. Благодаря низкой кристалличности ПВД является более гибким и мягким полимером, в отличие от ПНД. Полиэтилен высокого давления достаточно пластичен, на ощупь воскообразный, слегка матовый. Перерабатывается ПВД методом экструзии двумя способами: 1. с раздувом в рукавную пленку; 2. через охлаждаемый валик и плоскощелевую головку в плоскую пленку. Пленка из ПВД достаточно прочна при низких температурах, при сжатии и растяжении, а также стойка к раздиранию и удару. Основной особенностью пленки из ПНП является - достаточно низкая температура размягчения, примерно сто градусов.

ПВД не выделяет токсичные вещества в окружающую среду, безопасен для организма человека при непосредственном с ним контакте.

Характеристические свойства полиэтилена (молекулярная масса, молекулярно-весовое распределение, разветвлённость), получаемого методами высокого давления, можно изменять в известных пределах изменением условий его получения. Переменными величинами являются давление этилена, концентрация катализатора, температура и время пребывания в реакторе. Влияние этих величин на свойства полимера и выход его за один рабочий цикл можно охарактеризовать несколькими упрощенными положениями: 1) более высокое давление приводит к повышению молекулярной массы, уменьшению разветвленности и повышению степени превращения; 2) более высокая концентрация инициатора обусловливает уменьшение молекулярной массы, повышение содержания кислорода в полимере и повышение превращения этилена; 3) более высокая температура приводит к уменьшению молекулярной массы, учащению разветвленности и повышению степени превращения; 4) более длительное время пребывания в реакторе повышает молекулярную массу и степень превращения.

Методом высокого давления получают полиэтилен низкой плотности (ГОСТ 16337—77Е). Этот вид полиэтилена, получаемый в трубчатых реакторах или в реакторах с перемешивающим устройством с применением инициаторов радикального типа, выпускают в чистом виде (базовые марки) или в виде композиций с красителями, стабилизаторами и другими добавками.

Предназначается он для изготовления технических изделий, а также изделий широкого потребления, которые вырабатываются различными методами — экструзией, литьем, прессованием и пр. Для изделий кабельной промышленности полиэтилен не применяют.

Плотность этого полиэтилена всех марок и сортов — 913— 929 кг/м3 с допуском ±0,6 кг/м3. Предел прочности при растяжении— 12—16 МПа, при изгибе—12—17 МПа, модуль упругости при изгибе—150—200 МПа, твердость по Брииеллю — 14— 25 МПа.

Охрана труда. Получение полиэтилена методом высокого давления пожаро- и взрывоопасно. Наибольшую опасность представляют сжатие этилена и его полимеризация в трубчатых реакторах.

При работе компрессоров возможна утечка газа из системы в производственные помещения с образованием взрывоопасных газовоздушных смесей. При авариях компрессоров и трубопроводов помещение цеха компрессии быстро заполняется газом, и за очень короткий промежуток времени может образоваться взрывоопасная концентрация. Так, при разрыве трубопровода диаметром 100 мм с этиленом под давлением 30 МПа при 35°С взрывоопасная концентрация в помещении объемом 12 000 м3 образуется менее чем за 1 с. Визуально заметить утечку этилена нельзя, поэтому необходимо устанавливать стационарные газоанализаторы типа СГГ-2 или СВК-3, датчики которых помещаются вблизи компрессоров и магистралей. При достижении концентрации газа в помещении выше 20% величины нижнего предела взрыва газоанализатор подает звуковой н световой сигналы, включает аварийную вентиляцию, останавливает работу компрессоров и перекрывает газовые линии при помощи быстродействующих задвижек с электрическим или электромагнитным приводом.

Для безопасной работы компрессоров устанавливают электро-компактные манометры и дифференциальные реле давления на линиях охлаждения, которые обеспечивают работу компрессоров в зависимости от подачи воды на охлаждение. Кроме того, осуществляют контроль температуры газа как на входе, так и выходе из компрессора. Взрывоопасные концентрации газа в рабочей линии и цилиндрах компрессоров возможны в момент пуска компрессоров после ремонта за счет смешения воздуха, находящегося в системе, с первыми порциями этилена. Перед пуском рабочие линии и цилиндры компрессоров необходимо продувать негорючим газом (азотом) до полного удаления воздуха, а затем чистым этиленом.

По пожарной опасности цех компрессии относится к категории А, а строительные конструкции цеха должны быть I и II степени огнестойкости. Для такого цеха строят одноэтажное здание с ослабленными проемами площадью не менее 0,1 м2 на 1 м3 объема здания. Компрессоры высокого давления, винтовые насосы системы гидропривода компрессоров, смазоотделители и буферные емкости для газа должны располагаться в кабинах, разделенных железобетонными стенами н имеющих самостоятельные выходы наружу. Производственные помещения и отдельные кабины оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией. Электрооборудование цеха должно быть во взрывозащищённом исполнении и соответствовать классу помещений В-1.

Полимеризация этилена в трубчатых реакторах также является пожаро- и взрывоопасным процессом. Повышение температуры в полимеризаторе может привести к резкому увеличению давления п взрыву. Автоматическое поддержание температуры в полимеризаторе, постоянный контроль за содержанием кислорода в этилене обеспечивает работу реактора. Для этого предусматривают автоматическое регулирование температуры при помощи изменения количества воды, циркулирующей по рубашкам, и периодическую очистку труб реактора от отложений полимера и углерода, выделяющегося при разложении этилена в воде мелкодисперсной сажи. Трубчатые реакторы оборудуют также системой быстрого сброса давления путем выпуска газов в атмосферу.

При проектировании необходимо предусматривать изолированное расположение каждого реактора вместе с отделителем. Кабины разделяют железобетонными стенами, дверные проемы защищают несгораемыми бронированными дверями. Они должны иметь в верхней части ослабленные проемы площадью не менее 0,1 м2 на 1 м3 кабины и приточно-вытяжную вентиляцию.

Отдельные грануляции, а также склад готовой продукции оборудуют спринклернымн установками.

Для производства строительных материалов и изделий полиэтилен высокой плотности находит применение для получения высокопрочных изделий, изготовленных экструзией и прессованием (профили, блоки, листы и т. д.); прочная пленка, получаемая методом раздува; технические изделия, изготовляемые экструзией, выдуванием и литьем под давлением; покрытие бумаги, ткани и других изделий, изготовленных литьем под давлением.