
- •Содержание
- •Введение
- •Технико-экономическое обоснование метода производства.
- •Технико-экономическое сравнение существующих методов производства.
- •Выбор района и площадки для строительства.
- •2 Характеристика исходного сырья, материалов, , катализаторов, изготовляемой продукции.
- •Описание технологической схемы производства.
- •4 Описание технологической схемы производства
- •5 Расчет материального баланса для ску-8м
- •6 Устройство и характеристика основного оборудования.
- •Принцип действия основного оборудования.
- •7 Химический и физико-химический контроль процесса.
- •Характеристика и количество побочных продуктов и отходов производства
- •9 Технологические расчеты
- •9.1 Технологический расчет основного оборудования.
- •9.2 Расчет количества оборудования.
- •9.3 Механический расчет.
- •9.4 Тепловой расчет.
- •10 Автоматическое регулирование и управление процессом.
- •11 Техника безопасности существующего производства
- •12 Основные технико-экономические показатели работы цеха
- •13 Стандартизация
6 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 (поз.12), крышки (поз.2), на которой установлен привод мешалки, люк (поз.18), штуцера и днища (поз.3).
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 (поз.4), стоек (поз.11), переходника, вала промежуточного и уплотнения (поз.6).
Вал перемешивающего устройства состоит из двух частей: вала верхнего и вала нижнего, соединенных между собой муфтой (поз.5).
Для дополнительного подвода (отвода) тепла реактор снабжен рубашкой, состоящей из обечайки (поз.14) и днища (поз.3). Рубашка крепится к корпусу.
Аппарат установлен на опоры (поз.10).
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 И1 штуцера предусмотрена подача промышленной воды для поддержания режимной температуры в аппарате. Вывод конденсата производится через штуцер М.
Краткая характеристика технологического оборудования
Таблица 3
Наименование оборудования (тип, наименование аппарата, назначение и т.д) |
Номер позиции по схеме |
Кол-во Шт. |
Материал |
Техническая характеристика |
Аппарат |
Е3 |
2 |
X18H10T |
Предназначен для приема полиэфиров из корпуса 352, хранения и передача их на синтез. Вместимость аппарата – 5 м3. Максимальное заполнение – 4,0 м3. Диаметр аппарат 1800мм. Высота 1427 мм. Рабочее давление в корпусе 0,5 кгс/см 2 (0,05 МПа), в рубашке 6 кгс/см 2 (6 МПа). Электродвигатель типа А02-61-4. Мощность 13 кВт. Исполнение – обычное. Аппарат имеет линии: поступление полиэфира из корпуса 352, азота низкого давления, отдувки в гидрозатвор 110а, расход полиэфира на синтез уретановых каучуков, подачи в выносную мерную колонку, входа горячей воды в рубашку аппарата и змеевик выносной мерной колонки и выхода горячей воды. |
Гидрозатвор |
110А |
1 |
Ст.20 и ВМ Ст.3сп |
Предназначен для создания гидравлического затвора аппарата 110, поглощение паров продукта, предотвращения контакта продукта с атмосферной влагой. Вместимость аппарата 0,063 м 3. Максимальное заполнение - 0,048 м 3. Диаметр – 274 мм. Высота – 1150 мм. Рабочее давление атмосферное. |
Мерник |
227 1, III,IY |
3 |
Ст.3 и 12Х18НОТ |
Предназначен для дозирования полиэфира в реактор 231. Объем – 0,63 м3, максимальное заполнение – 0,5 м3. Диаметр – 800мм, высота цилиндрической части -110мм. Поверхность обогрева рубашки – 3,2 м2. Рабочее давление – 0,5 кгс/см 2 (0,05 МПа), в рубашке 4,0 кгс/см 2 (0,4 МПа). Мерник имеет линии: поступления полиэфира из аппаратов 1101-II и слива в реактор 231, воздушки, азота, подачи горячей воды в рубашку и выхода. Мерник имеет линии слива в реактор 231. |
Дозер |
2291-IY |
4 |
12X18H10T и ст3 |
Предназначен для дозирования продукта в реактор 231. Объем – 0,1 м 3. Максимальное заполнение – 0,08 м 3, диаметр – 390 мм, высота – 1340 мм. Поверхность обогрева в рубашки – 1 м 2 Рабочее давление в аппарате 0,5 кгс/см 2 (0,05 МПа), в рубашке 4,0 кгс/см 2 (0,4 МПа). Дозер имеет линии: приема ТДИ из аппарата 114 и слива в реактор 231, отдувки в гидгозатвор 229а, азота, воздушки, подачи трансформаторного масла в рубашку и выхода. |
Гидрозатвор |
229а, 231а |
2 |
Ст.20 и ВМ ст.3сп |
Предназначен для поддержания азотной подушки в аппаратах 2291-IY , 231 1-IY с атмосферной влагой. Объем -0,16 м 3. максимальное заполнение – 0,13 м 3, рабочее давление 0,5 кгс/см 2 (0,05МПа). Диаметр – 500 мм, высота – 812 мм. Аппарат имеет линии: отдувки от аппаратов 229, 231, воздушки, линий заполнения с воронкой и слива. |
Реактор |
Л1 |
4 |
12X18Н10Т и Cт.3 |
Предназначен для синтеза уретановых каучуков. Объем – 1м 3, диаметр 1000мм, высота цилиндрической части 1100мм. Реактор оборудован мешалкой лопастной с числом оборотом 270 в минуту и рубашкой для обогрева или охлаждения поверхности – 4 м2. Рабочее давление в реакторе – 3,0 кгс/см2 (0,3МПа), вакуумметрическое давление (-0,9)÷(-1,0) кгс/см 2 (-0,09) ÷(-0,1) МПа, в рубашке 6,0 кгс/см 2 (0,6 МПа). Электродвигатель типа А02-61-4, мощность – 3 кВт, исполнение обычное. Реактор имеет линии: приема полиэфира, воздушки в атмосферу, отдувки в гидрозатвор, азота, вакуумметрического давления, линии из пароводного смесителя и слива обратной воды в канализацию, штуцер для слива готового полимера. 231 реактор имеет линию пара в рубашку и выхода конденсата. |
Термостат |
Т1 |
4 |
|
Для термостатирования каучуков. Размеры 200x940x16007. Двухсекционный, обогреваемый горячим воздухом, количество загружаемых противней в одну секцию 20 шт. Давление – атмосферное, линии – прямого и обратного воздуха. |
Аппарата для хранения толуилендиизоцианата |
Е2 |
1 |
0,8сп+кислотощелочестойкая эмаль |
Объем аппарата 10 м 3. диаметр 2200мм, высота 1780 мм. Расчетное давление в корпусе 4 кгс/см 2 (0,4МПа), в рубашке 6кгс/см 2 (0,6 МПа). Число оборотов мешалки 132 в минуту. Электродвигатель типа ВАО-71-6. Мощность 17 кВт, исполнение ВЗГ. |
Гидрозатвор |
114а |
1 |
Сталь 20 ВМ Ст.3сп |
Объем 0,063 м3 , диаметр 237 мм, высота 1150 мм. |
Аппарат для сбора обратного трансформаторного масла |
170 |
1 |
В ст.сп.5 |
Объем 4 м 3 , диаметр 1400 мм, высота 2100 мм. |
Теплообменник для трансформаторного масла |
171 |
1 |
Сталь 10 |
Поверхность теплообмена 5 м 2, диаметр 273 мм, высота цилиндрической части 944 мм. Расчетное давление в межтрубной и трубной части 16 кгс/см2 (1,6 МПа). Количество трубок – 61 шт. |
Аппарат для горячей воды |
180 |
1 |
Вст.3сп.5 |
Объем 20 м 3, диаметр 2400 мм, длина 5200мм, расчетное давление в аппарате – атмосферное. |
Насос |
172 |
2 |
сборный |
Марка 3В 4/25. Производительность 6,6 м3/ч. Давление - 25 кгс/см 2 (2,5 МПа). Электродвигатель типа А02-42-2, мощность 13 кВт, исполнение – обдуваемое. |
Теплообменник |
182 |
1 |
Сталь 10ГА |
Поверхность теплообмена 17 м 2. Диаметр 325 мм, длина цилиндрической части 2990 мм. Расчетное давление в межтрубной и трубной части 16 кгс/см 2 (1,6 МПа). Количество трубок – 91 шт. |
Насос |
181 |
2 |
Сборный |
Марка 3К-6. Производительность 46 м3 /ч. Рабочее давление 6 кгс/см 2 (0,6 МПа). Электродвигатель А0-52-2-У3, мощность 13 кВт, исполнение обдуваемое. |
Насос |
126 |
1 |
Сборный |
Марки НД 10/100. Производительность 10л/ч. Расчетное давление 100 кгс/см 2 (10 МПа). Электродвигатель АОЛ-21-4, мощность 0,27 кВт, исполнение обдуваемое. |
Вальцы для вальцевания |
121 |
2 |
Сборный |
Марка СМ 1500-660. Производительность 88 л/цикл. Диаметр рабочей части валька – 660 мм, длина – 1500 мм. Привод: электродвигатель А0-102-6м, мощность 132 кВт, число оборотов в минуту 985. Исполнение обдуваемое. |
Калорифер для нагрева циркуляционного воздуха |
Т2 |
2 |
Сборный |
Тип КБ-5. Площадь поверхности нагрева 26,9 м 2, имеет линии: пара, конденсата, поступающего воздуха и отходящего горячего воздуха. |
Вентилятор для циркуляции воздуха в системе |
233 1,II |
2 |
Сборный |
Предназначен для циркуляции воздуха в системе. Калорифер № 234, термостат 232. Тип Ц-4-70 № 3. Электродвигатель А0ЛГ-20. Число оборотов в минуту 1400. Мощность 330 кВт. Исполнение открытое. |
Весы |
17 |
1 |
Сборный |
Марка РП-2Ц-13б . наибольший предел взвешивания 2000кг, наименьший предел 50 кг, градуировка 1,0 кг, класс точности- 0,1 |
Краткая характеристика предохранительных клапанов.
Таблица 4
Место установки клапана (индекс защищаемого аппарата) |
Расчетное давление защищаемого аппарата МПа (кгс/см2) |
Оперативное (технологическое) давление в аппарате, МПа |
Установочное давление контрольного клапана, МПа |
Установочное давление рабочего клапана, МПа |
Направление контрольного клапана |
Коллектор ввода пара |
0,9 (9,0) |
0,6(6,0) |
- |
0,9 (9,0) |
|
Коллектор ввода азота |
0,6 (6,0) |
0,3 (3,0) |
- |
0,6(6,0) |
|
Коллектор воздуха |
0,8 (8,0) |
0,6(6,0) |
- |
0,8 (8,0) |
|
Насос 136 |
1,0 (10,0) |
0,3 (3,0) |
- |
0,4 (4,0) |
|
Аппарат 2311 231II 231III 231IY |
0,3 (3,0) 0,6(6,0) 0,6(6,0) 0,6(6,0) |
0,25 (2,5) 0,3 (3,0) 0,3 (3,0) 0,3 (3,0) |
- - - - |
0,3 (3,0) 0,6(6,0) 0,6(6,0) 0,6(6,0) |
|
Краткая характеристика регулирующих клапанов
Таблица 5
№№ позиции по схеме |
Место установки клапана |
Назначение клапана |
Тип установочного клапана |
Обоснование выбора клапана |
805 в |
На линии обратной горячей воды из межтрубной части аппарата № 171 |
Регулирование температуры трансформаторного масла |
НЗ |
Предотвращается перегрев трансформаторного масла |
807 в (813в) |
На линии пара в эжектор ПЭУ № 106 (140) |
Регулирование вакуумметрического давления |
НО |
Предотвращается падение давления |
809в |
На линии трансформаторного масла в рубашку аппарата № 114 |
Регулирование температуры ТДИ |
НЗ |
Предотвращается кристаллизация продукта |
816 в |
На линии пара в аппарат № 182 |
Регулирование температуры воды |
НЗ |
Предотвращается перегрев исходного сырья |