Отримання поліетилену:

Поліетилен високого тиску (ПЕВТ) отримують радикальною полімеризацією етилену при високому тиску та іонною полімеризацією при низькому та середньому тиску.

Поліетилен низького тиску (ПЕНТ) отримують в гетерогенному середовищі полімеризацією етилену при температурі 70-80^оС і тиску 0,3–0,5 МН/м²(кг/см²). У промисловості поліетилен низького тиску отримують за напівбезперервною та безперервною схемами у присутності каталізатора Циглера-Натта (AL₂(C₂H₅)₆/TiCl₄.

Технологічний процес отримання поліетилену низького тиску здійснюється за умов: температура - 70-80^оС, тиск - 0,15–0,2МН/м² (кг/см²), концентрація каталізатора в бензині - 1%, ступінь конверсії етилену - 98% , концентрація поліетилену на виході - 100 кг/м³.

1.2 Класифікація виробництва, вибір і обґрунтування способу переробки і технологічного процесу.

Переробка пластмас - комплекс процесів, що забезпечує отримання виробів або напівфабрикатів з пластмас із заданими властивостями на спеціальному устаткуванні. Переробці пластмас передує проектування раціональної конструкції виробу і інструменту(форми, голівки та ін.), що формує, вибір оптимального методу переробки і умов його здійснення, розробка рецептури матеріалу, найбільш придатної для цього методу і подальших умов експлуатації. Власне переробка пластмас включає приготування матеріалу і підготовку його до формування(сушка, змішення з добавками), формування виробів і їх подальшу обробку з метою поліпшення властивостей полімеру(термічна обробка, радіаційне зшивання та ін.).

Переробка пластмас виникла в середині XIX ст. одночасно з появою перших штучних матеріалів, передусім нітроцелюлози. Першими методами формування виробів з пластмаси були пресування і витискування (плунжерна екструзія), що застосовувалися раніше для отримання виробів з деяких видів матеріалів, що мають високу пластичність(глина, м'які метали). Аж до початку XX ст. методи переробки полімерів у вироби копіювали відомі способи переробки традиційних матеріалів(литво, пресування, штампування), і лише до середини XX ст. з'явилися нові прийоми переробки пластмас, що використовують специфічні особливості властивостей полімерів, - вакуумформування, каландрування та ін. Зараз число різноманітних методів і прийомів переробки пластмас обчислюється багатьма десятками.

Методи переробки пластмас

При виборі методів переробки пластмас можна використати наступну їх класифікацію, грунтовану на фізичному стані матеріалу у момент формування :

1) Формування з полімерів, що знаходяться у в'язко-текучому стані, - литво під тиском, екструзія, пресування, спікання та ін.

2) Формування з полімерів, що знаходяться у високо-еластичному стані, зазвичай з використанням листів або плівкових заготівель (вакуумформування, пневмоформовання, гаряче штампування та ін.).

3) Формування з полімерів, що знаходяться в твердому( кристалічному або стекловидному) стані, грунтоване на здатності таких полімерів проявляти високоеластичність вимушену (штампування при кімнатній темп-рі, плющення та ін.).

4) Формування з використанням розчинів і дисперсій полімерів( отримання плівок методом поливу, формування виробів зануренням форми, ротаційне формування пластизолів та ін.).

В теперішній час найбільше розповсюдження отримав екструзійно –видувний спосіб формування порожнистих виробів. розглянемо нижче і ряд тривог, які дозволяють його використовувати при виготовленні данних виробів.

Порожнисті і об'ємні вироби з термопластов - каністри, бочки, бутлі, флакони, іграшки і тому подібне – найчастіше отримують методом видувного формування. Виробництво виробів цим методом здійснюється в дві стадії: спочатку отримують трубну заготівку з температурою декілька нижче за температуру плавлення, яку потім роздувають стислим повітрям. У основі цієї технології лежить використання не лише пластичної, але і переважно високоеластичної деформації.

Метод екструзії видувного формування: за допомогою екструдера формується заготівка у вигляді трубки (рукава), яка потім поступає у форму, в якій відбувається процес формування виробу за рахунок створення усередині заготівки підвищеного тиску повітря.

Завдяки великій продуктивності і високому рівню автоматизації цей метод є в даний час основним способом формування порожнистих виробів і, в результаті ряду удосконалень, дозволяє отримувати вироби об'ємом від одиниць міллілітрів до декількох десятків і навіть сотень літрів.

Технологічний процес отримання виробів методомекструзійно - видувного формування складається з наступних операцій:

гомогенізація розплаву і витискування рукавної заготівки;

роздувши заготовки у формі і формування виробу;

охолоджування виробу і його видалення з форми;

остаточна обробка готових виробів.

Для виготовлення порожнистих виробів застосовуються, як правило, екструдери порівняно невеликих розмірів, з діаметром шнека 50-90 мм. Оскільки опір голівки порівняно невеликий, а основною вимогою є здобуття розплаву з високою однорідністю, довжина шнека не перевищує 15 – 18 D. Розплавлений і гомогенізуючий в екструдері матеріал видавлюється з голівки вниз у вигляді трубчастої заготівки, яка потрапляє у відкриту до цього моменту форму. Після того, як довжина заготівки досягне необхідної величини, півформи змикаються, затискаючи нижній і верхній краї заготівки своїми бортами. При цьому відбувається зварка нижнього кінця заготівки і оформлення отвору на її верхньому кінці (або навпаки). Після зімкнення форми в неї через дорн або ніпель подається стисле повітря, під дією якого розм'якшений матеріал рукава приймає конфігурацію внутрішньої порожнини форми.

Формування заготівки є найважливішою операцією, яка багато в чому визначає властивості і якості готового виробу. Розплав, що поступає в мундштук, має бути гомогенним, мати постійну температуру по всьому периметру заготівки і видавлюватися рівномірно (без пульсації). При здобутті виробів, що мають в перетині форму прямокутника, еліпса і т. п., а також виробів складної конфігурації, перетин щілини, що формує, роблять неоднаковим: ділянки заготовки, які роздуваються більше, повинні мати велику товщину. Слід мати на увазі, що видавлююча заготівка має велику товщину, чим перетин зазору, що формує, унаслідок так званого «розбухання» екструдату, що носить релаксаційний характер. Розбухання екструдату визначається геометрією каналу, що формує, швидкістю витискування заготівки і в значній мірі може бути враховано на стадії вибору технологом інструменту, що формує. В цілому, розбухання рукава зменшується із збільшенням довжини каналу в головці, зростанням температури розплаву. При збільшенні швидкості витискування заготівки розбухання зростає. Зміна товщини стінки заготівки в результаті розтягування можна зменшити за рахунок зниження температури розплаву.

При формуванні довгастих і довгих виробів було відмічено, що із-за витягування пластичної заготівки під дією власної ваги товщина стінок верхньої частини виробу виявляється меншою, ніж нижній частині.

Разнотолщинность заготівки залежить від швидкості витискування розплаву, його в'язкості і ваги заготівки. Звичайне формування заготівки ведуть при мінімально можливій температурі розплаву і високої швидкості екструзії. Мінімальна разнотолщинность досягається при коефіцієнті роздування 3-3,5.

Залежно від конструкції виробу і інструменту, що формує, подача стислого повітря для формування виробу може вироблятися через дорн (зверху), через спеціальний ніпель (знизу) або через порожнисту голку (рис. 1.2). Останній спосіб застосовується головним чином при виробництві замкнутих виробів (без отвору), оскільки отвір, що формує, в цьому випадку дуже мало і затягується після видалення голки розігрітим матеріалом.

Рис. 1.2 Варіанти подачі стислого повітря зверху (I), знизу (II), через дутьевую голку (III): а - зімкнення півформи; б - роздмухування заготівки і охолоджування виробу; у - розмикання форм і з'їм вироби.

Стадія роздування заготовки починається після зімкнення півформ і затискання частини контура майбутнього виробу пресом-кантами форми; одночасно трубчаста заготівка відділяється від голівки, що формує. Роздувши заготовки спочатку носить «вільний» характер - зміна товщини відбувається досить рівномірний, і рукав, що роздувається, має форму «міхура». Потім розширювальна заготівка стикається з формою і охолоджується. На якість виробу на цій стадії процесу формування вирішальний вплив роблять тиск повітря і температура заготівки. Із збільшенням тиску покращується якість поверхні, знижується викривлення, зменшується час охолоджування.

Стадія охолодження починається з моменту контакту заготівки з поверхнею охолоджуваної форми і закінчується після охолоджування найбільш товстих ділянок виробу, що примикають до горловини або днища. Передчасне витягання виробів супроводиться розм'якшенням сусідніх з горловиною ділянок і їх необоротною деформацією.

Основним чинником на цій стадії є температура форми. Вона не лише відбивається на якості готових виробів, але і визначає продуктивність

процесу, оскільки охолоджування складає від 50 до 75 % часу циклу формування.Тому використовують інтенсивне охолодження форм різними хладогентами, подачу в порожнину виробу охолодженого повітря, водяного туману, рідкого азоту і вуглекислоти.

Тому використовують інтенсивне охолодження форм різними хладогентами, подачу в порожнину виробу охолодженого повітря, водяного туману, рідкого азоту і вуглекислоти.Після охолодження виробу форма розкривається, готовий виріб витягується і прямує на остаточну обробку (видалення приливів, зняття задирок і т. п.).

Переваги методу:

• Можливість виготовлення тари складної форми;

• Направлене розділення товщини стінки;

• Можливість значного зміщення отворів відносно центральної осі;

• Низькі витрати на прес – формах;

Недоліки методу:

• Виробничі відходи;

• Утворення западин в результаті видавлювання рукава.

1.3 Вибір району будівництва цеху.

Будівництво цеху заплановано в місті Синельникове Дніпропетровської області. Місто Синельникове знаходиться на перехресті автомобільних та залізничних доріг, близьке розташування до обласного центру Дніпропетровську, а також наявність 239 га свободної землі робить його дуже привабливим для інвесторів. У городі проживають близько 30 тис. чоловік. Місто Синельникове розташоване в степовій зоні. Клімат помірно-континентальний, теплий. На мікроклімат сильно діє річка Дніпро, збільшує вологість повітря в осінньо-весняний період. Максимальна температура в зимовий період за останній період -25 ˚С, а мінімальна -4 -5 ˚С. Середня температура -15 ˚С; температура в літній період +22 + 27˚С (макс.). Середньорічна кількість опадів 400-490 мм; переважають вітри північно – східного та західного напрямків. Серед грунтів переважають чорноземи. Відносна вологість повітря в сер ньому за рік складає 74 %, найменша (61%) у серпні і червні, найбільша – у грудні 89%. Найбільша швидкість вітру у січні, найменша – літом.

Хімічна промисловість виробляє величезну кількість продуктів, виробництво яких, пов'язано з утворенням різних стічних вод.

Очищення здійснюється за допомогою комплексної технології обробки фізико - хімічними методами, або їх комбінацією з біологічними. Якість очищеної води відповідає вимогам скидання в загальноміську каналізацію або відкриті водоймища.

Знешкодження і очищення стічних вод промислових підприємств – важливі заходи в області санітарної охорони природних водоймищ. Більшість промислових підприємств успішно справляються з проектуванням і впровадженням каналізаційних очисних споруд. Відповідність подібним вимогам досягається впровадженням на підприємствах технологій безвідходного і маловидхідного типу, систем оборотного і повторного водопостачання, створенням безвідходних і безстічних виробництв.

Стічні води промислових підприємств, що плануються до випуску в каналізаційну мережу міста, не повинні:

• володіти БПК20 зверху показника, який вказаний в проекті встановленої очисної каналізаційної споруди;

• вести до порушень в роботі очисних споруд і каналізаційної мережі в цілому;

• володіти температурою більше 40 градусів і ph більше 9,0 або менше 6,5;

• містити домішки, які сприяють засміченню каналізаційних колодязів, труб, грат або відкладенням на їх поверхнях (грунт, тверді відходи, абразивні порошки і інші грубодисперсні суспензії, пісок, вапно, гіпс, пластмасова або металева стружка, смоли, жири і так далі);

• руйнувати трубопроводи і деталі очисних споруд;

• нести в собі розчинені газоподібні речовини і пальні домішки, здібні до створення вибухонебезпечних сумішей в мережах каналізації і пристроях очищення;

• містити одні неорганічні речовини або речовини, які не схильні до біологічного розкладання;

• нести в собі небезпечні вірусні, бактерійні, радіоактивні і токсичні забруднення;

• володіти біологічно жорсткими поверхнево-активними речовинами (ЛІГШИ), схильними до руйнування; мати показник ХПК, що перевищує показник БПК5 більше, ніж в 2,5 разу.

Якщо стоки промислового підприємства не відповідають хоч би одній з вказаних вимог, то передбачається попереднє очищення промислових стічних вод на території самого підприємства.

Міра подібного очищення обов'язково узгоджується з міськими муніципальними організаціями і організаціями, що здійснюють проектування системи очищення стічних вод і каналізаційних споруджень конкретного населеного пункту.

Вживання біологічних способів для очищення стоків промислових підприємств.

При рішенні питання доцільності використання біологічного очищення стічних вод промислових підприємств, необхідно взяти до уваги наявність в стічних водах забруднюючих речовин, які розташовують до біохімічної деструкції, і до того ж те, що ефективність процесів такого способу очищення залежить від різних чинників:

А саме:

• структури домішок;

• токсичних речовин;

• рівня живлення біомаси;

• біогенних елементів;

• підвищеній мінералізації; активній реакції середовища.

Це означає, що біологічне очищення стічних вод підприємств застосоване лише до стоків, задовольняючих наступних критеріїв:

- вони повинні містити домішки, які підлягають біохімічній деструкції. Досвід експлуатації систем очищення, а також численні дослідження, в цій області свідчать про те, що хімічна структура таких домішок здатна робити істотний вплив на швидкість течії біохімічних процесів. Приміром, було доведено, що порівняно з вторинними, первинні спирти легше схильні до окислення, другі легше порівняно з третинними і так далі;

- повинні містити токсичні домішки в таких концентраціях, які не здатні надавати негативної дії на працездатність споруджень біологічного очищення. Подібними концентраціями є такі, які не роблять помітного впливу на технологічний процес, що протікає в біологічній очисній установці (ГДК б0);

Аерація стічних вод істотно покращує якість очищення стоків біологічним методом, оскільки сприятливо впливає на активність мікроорганізмів, що виробляють безпосереднє очищення.

- слід також враховувати, що в стічних водах промислових підприємств можуть знаходитися токсичні хімічні речовини, шкідливий вплив яких на біологічний процес може відбуватися при істотно менших концентраціях. В даному випадку, окрім ГДК 600, необхідно враховувати ГДК 6 промислових стоків, іншими словами концентрацію, перевищення якою може стати причиною будь-якої негативної дії на життєдіяльність мікроорганізмів, що живуть в активному мулі, і на процеси біологічного окислення.

1.4 Характеристика вихідних матеріалів і готової продукції.

На заводі «Авача» виготовляють полімерну тару у вигляді каністр, бочок, флаконів, банок та відер. Виготовлені із ПЕВТ і ПЕНТ для харчових продуктів ємністю від 0,02 до 80 літрів, згідно з ТУ 252 – 13418190 – 002 – 2004.

Каністри 0,9 – 10 л

Відра 2,0 – 3,0 л

Бочки 40 – 80 л

Флакони 0,02 – 1,00 л

Банки 1,0 – 2,5 л

Бочки.

Таблиця 1.4 Характеристики бочок.

№	V об΄єм л	H висота мм	D діаметр макс, мм	d діаметр горловини, мм
1	40	480	360	220
2	50	560	390	156
3	60	580	370	156
4	80	600	390	220
				156

Каністри.

Таблиця 1.5 Характеристики каністр.

№	V об΄єм л	H висота мм	длина мм	ширина мм	d діаметр горловини, мм
1	1	220	100	65	31
2	2	225	145	75	31
3	10	282	315	152	31

Флакони

Таблиця 1.6 Характеристики флаконів.

№	V об’єм, л	Н висота, мм	діаметр макс, мм	d діаметр горловини, мм
1	0,04	65	40	16
2	0,10	90	50	22
3	1,00	270	85	20