5. Устройство и характеристика основного оборудования.

Синтетический уретановый каучук СКУ-8М предполагается готовить в аппаратах с мешалкой.

Аппарат с мешалкой применяется для получения однородной жидкой смеси и выравнивания концентрации реагентов по всему объему аппарата. При этом отвод тепла и выравнивание температуры реакционной смеси при перемешивании значительно ускоряется. Таким образом, перемешивание необходимо для обоих стадий химического взаимодействия диффузионного (массообменного) процесса и соответственно химической реакции.

В данном случае применяется механическое перемешивание.

Реактор представляет собой вертикальный сосуд с перемешивающим устройством лопастного типа, вращение которого совпадает с осью аппарата. Корпус аппарата состоит их вертикальной цилиндрической обечайки, крышки, на которой установлен привод мешалки, люк , штуцера и днища.

Аппарат снабжен электроприводом, установленным вертикально на крышке аппарата. Это позволяет проводить ремонт уплотнения и вала мешалки без слива рабочей среды из аппарата. Привод состоит из мотора-редуктора , стоек, переходника, вала промежуточного и уплотнения.

Вал перемешивающего устройства состоит из двух частей: вала верхнего и вала нижнего, соединенных между собой муфтой.

Для дополнительного подвода (отвода) тепла реактор снабжен рубашкой, состоящей из обечайки и днища. Рубашка крепится к корпусу.

Аппарат установлен на опоры.

Принцип действия основного оборудования.

В реактор с мешалкой самотеком сливают полиэфир П-6, создают вакуум, включают мешалку и начинают нагревать. Для этого в рубашку через пароводосмеситель подают водяной пар. По окончании сушки и стабилизации полиэфир охлаждают с подачей промышленной воды в рубашку аппарата и через загрузочный люк загружают взвешенное количество 1,4-бутандиола. Процесс смешения 1,4-бутандиола, полиэфира и катализатора проводят при температуре (60-80°С) и атмосферном давлении в течение 0,5 часа. Затем, не останавливая мешалку, из дозера начинают подачу толуилендиизоцианата.

Реакция образования полимера экзотермична, то есть идет с выделением тепла. Поэтому в рубашку через К штуцера предусмотрена подача промышленной воды для поддержания режимной температуры в аппарате. Вывод конденсата производится через штуцер Л.

6. Технологические расчеты

Технологический расчет основного оборудования.

Размер аппарата определяется его производительностью:

Объем аппарата определяем по формуле

V=³

Где g– производительность, кг/ч

t_преб. – время пребывания, ч

φ–коэффициент заполнения

ω– выход продукта с единицы объема

ω=w*ρ, гдеw=m_пр. /m_р.см.

m_{пр. –} масса продукта, кг/ч

m_р.см. – масса реакционной смеси, кг/ч

ρ– плотность реакционной смеси, кг/м³

w=

ω= 0,92*1130,75=1040,29 кг/м³

V=³

Принимаем аппарат объемом 1м³

Техническая характеристика.

1. Расчетное давление в аппарате Или расчетное наружное давление	10 кгс/см2 7,0 кгс/см2
2. Расчетное давление в рубашке	6,0 кгс/см2
3. Расчетная температура в аппарате	100 ° С
4. Расчетная температура в рубашке	100 ° С
5. Рабочая среда в аппарате	Агрессивная, пожароопасная, токсичная
6. Внутренний диаметр аппарата	1000 мм
7. Внутренний диаметр рубашки	1100 мм
8. Материал аппарата	12x18H10T
9. Материал рубашки	Сталь В Сm3nc4

Примечание: допускается замена углеродистой стали на сталь с более высокими механическими свойствами, разрешенную «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», без пересчета.

Исходные данные.

Таблица 11

№	Наименование параметров	Обозначение	Величина
1	2	3	4
1	Рабочее давление в корпусе	Р	вакуум
2	Рабочее давление в рубашке	Р	6 кгс/см 2
3	Расчетное наружное давление на корпус	Рн	7 кгс/см2 ,1 кгс/см2
4	Расчетное внутренне давление в рубашке	Рр	6 кгс/см 2
5	Рабочая температура в корпусе	t	150 ° C
6	Рабочая температура в рубашке	t´	200 ° C
7	Расчетная температура в корпусе	t	200 ° C
8	Расчетная температура в рубашке	t´	250 ° C
9	Допускается напряжение при t=200 °Cдля материала Обечайки корпуса 12x18Н10Т Днища корпуса 08x22Н6Т	[r] [r] 1	1400 кгс/см2 1930 кгс/см 2
10	Допускаемое напряжение при t= 250 °Cдля материала рубашки Всm3nc4	[r] 1	1200 кгс/см2
11	Модуль продольной упругости при t=200 °Cдля материалов 12x18H10T	E	1.97*106 кгс/см2
12	Коэффициент запаса устойчивости	Пу	2,4
13	Коэффициент прочности сварного шва		1,0
14	Внутренний диаметр корпуса	D	100 см
15	Внутренний диаметр рубашки	D´	110 cм
16	Толщина стенки обечайки корпуса	S	1,0 см
17	Толщина стенки днища корпуса	S1”/S 1	0,8/1,0 см
18	Толщина стенки обечайки рубашки	S 1	0,8 см
19	Толщина стенки днища рубашки	S11	0,6 см
20	Прибавка на коррозию	с	0,2 см
21	Длина обечайки корпуса по паспорту	l	109 см
22	Длина обечайки рубашки по паспорту	l 1	975 см

9.2 Расчет количества оборудования.

Количество оборудования определяется по формуле:

n=G_t *t/g*t_эф.

Где G_t – производительность аппарата,кг/год

t- коэффициент запаса прочности (1,05÷1,2)

g– производительность, кг/ч

t_эф. – эффективный фонд времени работы установки, ч

g=

n=

выбираем два реактора объемом 1 м³.