Снабжение цехов предприятия паром, газом, электроэнергией, водой

Электроснабжение- процесс обеспечения потребителей электрической энергией. При этом под потребителями подразумеваются предприятия, организации, у которых приёмники электрической энергии присоединены к электрической сети.

Подстанцией называется электрическая установка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. На заводе КЗСК распределением электроэнергии занимается 13 цех, который имеет 27 подстанций, 6 питательных линий с ТЭЦ-1 и 2 линии с подстанции «Южная».

На заводе используется понижающееся напряжение от 6000В до 400В, 500В, 220В. Причем все двигатели являются асинхронными.

Электропривод – 65% полезного потребления энергии, электротехнологические установки- 30%, электрическое освещение- 50%, устройства управления и обработки информации 0.5 %.

Теплоснабжение - обеспечение потребителей тепловой энергией. Теплоносителем называют среду, передающую тепловую энергию от источника тепла к теплоиспользующему устройству. Теплоносители используемые в полимерных производствах можно разделить на две группы: неорганические ( горячая вода, пар) и высокомолекулярные органические теплоносители.

Теплоснабжением предприятия занимается 15 цех, обеспечивая завод паром, горячей водой, питьевой водой, промышленной водой.

Вода (87°С) применяется для процессов низкотемпературной полимеризации, для санитарно-технических служб; насыщенный водяной пар (87-150°С) для полимеризации ,поликонденсации, теплообмена; перегретый пар (до 200°) для процессов высокотемпературной полимеризации и поликонденсации.

Химическая промышленность является крупнейшим потребителем воды. Вода применяется в качестве растворителя, экстрагента, адсорбента, реакционной среды, для нагревания и охлаждения аппаратуры, для промывки продуктов.

На предприятии используют различную воду: речную, артезианскую, фильтрованную, частично или полностью обессоленную, и т.д.

Стоки предприятия сбрасывают из хим.стока №1(15 цех ) при помощи насосов в отстойники. На очистных сооружениях осуществляется отстаивание, нейтрализация, биологическая очистка и хлорирование сточных вод. Для очистки сточных вод применяют механические, химические , физико-химические, биохимические способы. Одной из важнейших проблем в оборотной системе водоснабжения является проблема биологических обрастаний на поверхности теплообменных устройств. Эффективным способом устранения является обработка воды хлором и медным купоросом.

Общая характеристика технологического процесса, его основные стадии.

Технологический процесс получения силиконовых каучуков состоит из следующих отделений и стадий:

1. Прием и хранение исходного сырья

2. Получение и обработка высокомолекулярных каучуков СКТФ щелочным способом.

2.1 Подготовка исходного сырья

2.2. Синтез катализатора ПСДК-М ( полидиметилсилоксандиолят калия модифицированный)

2.3. Приготовление рабочей смеси

2.4. Приготовление дифенилсиландиольной пасты

2.5. Полимеризация

2.6. Стабилизация (нейтрализация катализатора)

2.7. Обезлетучивание полимера

2.8. Стрейнирование полимера

3. Участок теплоносителя

1. Прием и хранение исходного сырья.

Деполимеризат в цех поступает в железнодорожных цистернах, в бочках, передвижных емкостях. Деполимеризат, который поступил на завод как сырье, анализируется на соответствие НТД, а затем срабатывается на получение полимеров.

2. Получение и обработка высокомолекулярных каучуков СКТ щелочным способом:

2.1 Подготовка исходного сырья

При получении СКТФ используется рабочая смесь, состоящая из деполимеризата и винильного согидролизата, полученного по ТР23-49-04 или импортного. Он поступает в цех в железнодорожных цистернах, в бочках, передвижных емкостях. Деполимеризат, поступающий на завод как сырье, анализируют на соответствие НДТ, а затем он срабатывается на получение полимеров.

Деполимеризат представляет собой смесь диметилциклосилоксанов, растворимых в ароматических углеводородах.

2.2 Синтез катализатора ПСДК-М.

Катализатор ПСДК-М получают в аппарате №302( цех №23/1). В аппарат №302 загружают 19,9 кг сухого деполимеризата,1,2 кг гидроокиси калия и 2,0 кг пропилового или изопропилового спирта при работающей мешалке. Процесс протекает при температуре не более 60° С в течении не менее 3-х часов. Затем отбирается проба, определяется содержание гидроксида калия и в лаборатории цеха ставится пробный синтез по получению полидиметилсилоксанового каучука. По результатам синтезе определяется готовность ПСДК-М.

Если время полимеризации не более 50 минут, то полученный катализатор сливается из аппарата №302 в тару. В случае превышения времени полимеризации более 50 минут, из получаемого катализатора отгоняют влагу при температуре не более 60° С в токе азота 0,2÷0,3 кгс/см² в течение не менее 1 часа.

2.3 Приготовление рабочей смеси.

Деполимеризат из аппарата №212_I,II через патронный фильтр №212а или из бочек принимается в аппарат №226_I,II,IV, а из 226-х – в аппарат №7_I,II туда же из тары с помощью вакуума подается расчетное количество согидролизата. Приготовление рабочей смеси можно провести и в №7_I,II. При изготовлении рабочей смеси в аппарате №7_I,II используются находящиеся в них «летучие», собранные после сушки рабочей смеси или обезлетучивания полимера.

После загрузки деполимеризата и согидролизата полученная смесь перемешивается в сборнике №226_{I, II} путем циркуляции насосом №229_Ι,ΙΙΙ или барботированием, в сборнике №7_I,II перемешивание ведется с помощью мешалки в течение 30 минут, после чего анализируется на содержание винильных звеньев. Затем смесь в аппарате №226_{I, II} и в аппарате №7_I,II подвергается сушке.

Рабочая смесь в сборнике №7_I,II анализируется на содержание винильных звеньев и на влагу. Из аппарата №7_I,II рабочая смесь самотеком поступает в напорный мерник №9, снабженный отсекателем на 800÷900л, откуда заданное количество подается в реакторы №10_I,II,IV-VII. Мерник №9 снабжен мерным стеклом и отсечным клапаном.

3. Приготовление дифенилсиландиольной пасты.

Дифенилсиландиольную пасту готовят в аппарате №421 путем смешения нестабилизированного или стабилизированного полимера(СКТФ или СКТ) с молекулярной массой 350-450 тыс.ед.с дифенилсиландиолом. Допускается при приготовление пасты вместо полимера использовать каучук СКТФ.

В аппарат №421 загружают СКТ при температуре не более 30°С и порционно предварительно рассчитанное количество дифенилсиландиола, так, чтобы аппарат был заполнен не более чем на 80% объема. Перемешивание ведут до получения гомогенной массы не менее 2 часов. Затем паста выгружается в полиэтиленовые мешки массой не более 15 кг, мешки завязываются. Аппарат №421 при получении дифенилсиландиольной пасты охлаждается водой или рассолом. Полученная паста не подлежит длительному хранению и должна быть использована в течении 30-ти дней.

3. Полимеризация.

В реакторах №10_I-VII производится подсушка смеси при температуре не более 100°С(в рубашку реактора №10_I-IV подается индустриальное масло, ву рубашку реактора №10_V-VII подается пар), и вакууме не более 0,2кгс/см²(0,02МПа).

«Летучие» конденсируются в конденсаторе №11 и собираются в сборнике №12, откуда насосом №13_I через патронный фильтр №13а подается в осушитель №7_I,II или сборник №48. Несконденсированные в конденсаторе №11 «летучие» поступают через холодильник №17_I в сборник №18, откуда насосом №13_II откачивается в сборник №48.

В подсушенную рабочую смесь или деполимеризат, находящуюся в реакторе №10_I,II,IV-VII принимается вакуумом катализатор ПСДК-М из расчета 0,005÷0,0074% KOH от веса рабочей смеси и регулятор роста цепи ПМС-5 из расчета до 150г на 100кг рабочей смеси. Количество катализатора и ПМС-5 взвешивается на весах.

Процесс полимеризации СКТФ под действием щелочного катализатора протекает по реакции:

,

где: m+n+k=Q~1900÷4900; K=5÷10; a=0,7÷1,1 для СКТФ

Расчет загрузки катализатора производится по формуле:

(кг), где:

а- заданный процент KOH от веса рабочей смеси (0,005÷0,007),

в- количество рабочей смеси, л,

ρ- плотность деполимеризата, кг/л,

с- содержание KOH в катализаторе, %.

После загрузки катализатора и ПМС-5, смесь в реакторах №10_I,II,IV-VII перемешивается не менее 30 минут под вакуумом при температуре не выше 150°С до достижения молекулярной массы 350тыс., о чем судят по увеличению нагрузки на электродвигатель мешалки. При достижении нагрузки на вал, перемешивание автоматически прекращается, и полимер подается в смеситель №21_I,II,IV-VII. В смесителе №21_I,II,IV-VII полимер выдерживается( «дозревает») до достижения заданной молекулярной массы.

Примечание: процесс полимеризации может производиться под вакуумом не более 0,5 кгс/см²(0,054МПа) или под азотной подушкой. Вакуум в аппарате №10_I,II,IV-VII регистрируется мановакууметром МВТ-160.

3. Стабилизация (нейтрализация катализатора).

2.6.1. Приготовление стабилизирующих смесей.

А) Смесь на основе фосфатолигомеров.

Стабилизирующая смесь готовится в отдельной переносной емкости смешением расчетного количества фосфатолигомеров с СКТН марок А, Б, обезлетученных до содержания «летучих»-2%, непосредственно перед стабилизацией, но не более чем за 15-20 минут до ввода в смеситель. Количество фосфатолигомеров рассчитывается по формуле:

, где

А- количество фосфатолигомеров, необходимое для стабилизации, кг;

В- количество KOH, взятое для полимеризации, кг;

C- массовая доля фосфора в фосфатолигомере, %;

18,4- коэффициент пересчета, отражающий отношение эквивалентов P и KOH в реакции.

Для стабилизации необходим 3÷5-и кратный избыток фосфатолигомеров в расчете на заданное количество катализатора полимеризации.

Б) Приготовление стабилизирующей смеси на основе ортафосфарной кислоты( H₃PO₄).

Стабилизирующая смесь готовится тщательным смешиванием в течении 5-8 минут расчетного количества ортофосфорной кислоты, имеющей концентрацию не менее 85%, с 5÷8 л СКТН марки А или Б. Смешение осуществляется в отдельной полиэтиленовой переносной емкости непосредственно перед стабилизацией – не более, чем за 5÷10 минут до введения в смеситель №21. Количество ортофосфарной кислоты рассчитывается по формуле:

, где:

А- количество ортофосфорной кислоты, необходимое для стабилизации, мл;

56- молярная доля эквивалента KOH, г/моль;

В- количество KOH, взятое для полимеризации, г;

C- массовая доля ортофосфорной кислоты, %масс.;

d- плотность ортофосфорной кислоты, г/см³;

98- молярная масса эквивалента фосфорной кислоты, г/моль.

В) Приготовление стабилизирующей пасты на основе белой сажи.

Стабилизирующая паста готовится путем смешения каучука с молекулярной массой не более 300 тыс.ед. с белой сажей в смесителе №21. Смеситель охлаждается до температуры 100°С, продувается азотом. Прибор регистрирует прибор КСП-4.

Полимер из реактора №10 сливается в смеситель, затем порциями загружается 20÷30% белой сажи от количества загруженного полимера. После каждой загрузки люк аппарата закрывают, и смесь перемешивается в течение 15÷20 минут для более полного внедрения SiO₂ в полимер. После окончания загрузки вся масса перемешивается не менее 3-х часов в вакууме и при температуре не более 180°С. Готовую пасту выгружают в металлические тележки.

Стабилизирующая паста для СКТ может также готовиться в переносной емкости путем смешения белой сажи с СКТН с вязкостью 400÷600с.

Количество стабилизирующей пасты вводится из расчета 0,5% белой сажи на полимер или 0,5 кг белой сажи на 100 кг полимера.

2.6.2. Стабилизация.

Стабилизация полимера достигается смешением полимера со стабилизирующей смесью на основе фосфатолигомеров или ортофосфорной кислоты, а также допускается использование стабилизирующей пасты на основе белой сажи. Процесс стабилизации с обогревом при температуре не более 180°С при вакуумметрическом давлении не менее 0,78 кгс/см² (0,08МПа) до полного смешения полимера со стабилизирующей пастой, но не менее 30 минут. Температура в аппаратах №21_Ι-IV регистрируется прибором КСП-4. Вакуум регистрируется прибором МС -712.

Процесс стабилизации (белой сажей) протекает по реакции:

,где для СКТФ a=0,7÷1,1.

Стабилизирующая смесь на основе фосфатолигомеров или ортофосфорной кислоты принимается вакуумом в смеситель №21_I-VII при работающей мешалке. Стабилизирующая паста на основе белой сажи подается через загрузочный люк смесителя №21_I-VII.

Затем перед каждой загрузкой полимера смеситель №21_I-VII испытывается на герметичность давлением азота не менее 0,7 кгс/см² с обмыливанием фланцевых соединений. После этого в смеситель №21_I,II,IV-VII из реактора №10_I,II,IV-VII подается полимер для стабилизации и обезлетучивания. В целях ускорения слива полимера в реакторе №10_I,II,IV-VII создается азотом давление до 2,5 кгс/см² ,а в смесителе №21_I,II,IV-VII – вакуумметрическое давление 0,78 кгс/см². Конец слива полимера определяется по падению вакуума в смесителе №21_I,II,IV-VII и уравниванию давления в реакторе №10_I,II,IV-VII и смесителе.

2.7 Обезлетучивание

По окончании стабилизации в том же смесителе производится обезлетучивание полимера, т.е. удаление части незаполимеризовавшейся рабочей смеси путем перемешивания полимера при температуре не выше 180°С и вакуумметрическом давлении не менее 0,78 кгс/см² (0,08МПа).

«Летучие» за счет вакуума, создаваемого прожекторной установкой №14_I,II или водоструйным насосом №13_III ,проходят через конденсаторы №19_I-VII , охлаждаемые промышленное или оборотной водой, и в виде конденсата поступают в сборник №20_I-VII. Затем летучие из сборника №20_I,II,IV-VII передаются в сборник №24, откуда насосом №13_I подаются на патронный фильтр №13а, очищаются от механических примесей и подаются в осушитель №7_I,II для приготовления рабочей смеси, либо в сборник №48 для переработки их в 207-х реакторах.

Обезлетучивание считается законченным после отбора определенного количества «летучих» в сборник №20_I-VII и по «экспресс» анализу на содержание летучих. После окончания обезлетучивания закрывается обогрев на аппарат №21_I-VII, отключается мешалка стравливается вакуум давлением азота.

Обезлетученный полимер стекает самотеком или давлением азота до 0,7 МПа через нижние люки в тару (тележки). После окончания слива полимера из аппарата №21_I-VII крышки сливных люков защищаются от полимера и закрываются. В смесителе №21_I-VII по указанию технолога цеха производится исправление брака по «летучим» путем дополнительного обезлетучивания. Допускается также проводить усреднение полимера одной марки высоковязкого с низковязким с разницей в молекулярной массе не более 300тыс. Для чего полимер загружается вручную через верхний люк смесителя и включается мешалка. Перед включением мешалки, блокировка отключается, т. к. при понижении вакууметрического давления ниже 0,78 кгс/см²,срабатывается блокировка и мешалка автоматически отключается. Продолжительность перемешивания не менее часа. После перемешивания полимер выгружается в тележки, сдается проба на анализ.

2.8 Стрейнирование полимера

Обезлетученный полимер, после получения удовлетворительного анализа по физико-механическим характеристикам согласно НТД, подается на стрейнер №25_I для удаления механических примесей. Полимер стрейнируют через 3 слоя латунной сетки и один слой металлической защитной сетки. Отстрейнированный полимер загружается в полиэтиленовые мешки, помещенные в металлическую тару – весом не более 18кг или 20кг. Для потребления в цехах завода, прострейнированный полимер помещается в полиэтиленовые мешки весом не более 16кг, а затем в металлические бочки емкостью 200л, снабженные полиэтиленовым мешком – вкладышем.

От партии готового продукта отбирается проба для проведения анализа в соответствии с действующей НТД.

3.Участок теплоносителя

Заданный температурный режим полимеризации обеспечивается системой циркуляции теплоносителя – индустриального масла И-40А. В сборник №311_II принимается индустриальное масло ручным насосом №326 из бочек после получения удовлетворительного анализа входного контроля. Принятое масло сушится, для чего включают в работу электроподогреватель №208_I,II и температуру медленно поднимают при циркуляции тепелоносителя. Для исключения выбросов в атмосферу, подогрев свеже- принятого в систему масла производится очень медленно,особенно в температурном интервале от 100°С до 120°С. Увеличение температуры в этом интервале не должно превышать 2°С за 1 час. С температуры от 120°С до 160°С скорость подъема температуры должна быть не более 10°С за час.

Контроль за температурой масла осуществляется по прибору КСП-3. Для циркуляции теплоносителя включают в работу насос №209.

Теплоноситель циркулируется насосом №209 через электроподогреватель №208_I,II ,рубашку полимеризатора №304_I,II ,рубашку реактора №10_I-IV и поступает снова в сборник №311_II .При подогреве вода испаряется из теплоносителя и стравливается через воздушку аппарата №311_II ,проходящую через гидрозатвор №311_I в атмосферу. Гидрозатвор №311_I заполнен индустриальным маслом для предотвращения попадания воздуха в систему. Для предотвращения коксования теплоносителя в аппарате №311_II поддерживается азотная подушка 0,005 МПа(0,05кгс/см²). Регулировка давления азота производится путем регулятором, состоящим из датчика МС-П2, вторичного прибора ПВ 10-13 и исполнительного механизма ПРК-1-9, В3.

В процессе работы вязкость индустриального масла увеличивается. Поэтому периодически не менее 2-х раз в месяц, из системы отбирается проба индустриального масла для определения вязкости и температуры вспышки. При увеличении вязкости от 70 Ст и выше, индустриальное масло из системы сливается и принимается в свежее.

Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и готового продукта (номенклатура, ТУ, ГОСТ, физико-химические показатели)

Наименование сырья изготовляемой продукции	ГОСТ, СТП, ТУ регламент или методика на подготовку сырья	Показатели по стандарту, обязательные для проверки		Регламентируемые показатели допустимые с отклонениями
Деполимеризат	ТУ 6-02-1-027-90	1.Внешний вид 2.Плотность при 20°С, г/см3, в пределах 3.Вязкость динамическая при 20° С, Па·с(сП), не более 4.Массовая доля окисляемых органических примесей, %, не более 5.Массовая доля трифункциональных примесей, %, не более 6.Массовая доля кремнийгидридного водорода(Si - H), %, не более 7.Массовая доля тетрамера, % не менее 8.Массовая доля щелочи 9.Массовая доля воды, %, не более		Прозрачная видимая жидкость без видимых включений От 0,95 до 0,96 0,004(4) 0,001 0,01 0,0001 70 Отсутствие 0,01
Катализатор ПСДК-М (полидиметилсилоксандиолят калия модифицированный)	СТП 38.1505-98	1.Массовая доля гидроксида калия, % в пределах 2.Массовая доля углекислого калия, % не более		1,0÷6,0 1,0
Кислота ортофосфорная	ГОСТ 6552-80		Массовая доля основного вещества, %, не менее	85,5
Жидкость ПМС-5	ГОСТ 13032-77		1.Внешний вид 2.Кинематическая вязкость при 20° С, сСт в пределах 3.Температура вспышки(в открытом тигле), °С, не менее 4.Массовая доля кремния, %, в пределах	Бесцветная прозрачная жидкость 4,5÷5,5 115 35,5÷37,0
Сажа белая У-33 или импортная	ТУ6-18-184-87 ТУ2168-016-00209872-2003		1.Внешний вид 2.Массовая доля двуокиси кремния, %, не менее 3.Массовая доля влаги, %, не более 4.Массовая доля хлоридов в пересчете на хлор-ион (Сl¯), %, не более 5.pH водной вытяжки, в пределах 6.Массовая доля остатка на сите с сеткой 0,14К, %, не более 7.Насыпная плотность, г/дм3, в пределах: для неуплотненной для уплотненной 8.Массовая доля углекислого кальция в пересчете на оксид кальция, %, не более 9.Удельная поверхность по адсорбции фенола, м2/г, в пределах	Порошок белого цвета 88,0 6,5 0,1 7,0÷8,5 0,02 120÷180 180÷200 0,3 40±10

Изготовляемая продукция

Готовый продукт	Номер ГОСТ или ТУ	Основные свойства и качество продукта		Область применения
		Основные качества	Нормы
Каучук синтетический высокомолекулярный диметилвинилсилоксаноый СКТФ	ТУ 38.103675-89	1.Молекулярная масса, тыс. в пределах группа I группа II 2.Молярная доля метил винилсилоксаноых звеньев, % 3.Потери массы при темп. 150°С за 3ч., % масс., не более 4.Термостабильность (потери массы при темп. 300°С за 2ч) % масс., не более 5.Реакция водной вытяжки 6.Физико-механические показатели вулканизаторов: -условная прочность при растяжении, МПа(кгс/см2), не менее -относительное удлинение при разрыве, %, не менее -твердость по Шору А, усл. ед. в пределах 7.Стойкость вулканизаторов к термическому старению в течение 72 часов: -изменение условной прочности при растяжении, МПа (кгс/см2) при температуре 300°С, не менее -изменение относительного удлинения, %, при температуре 300°С не ниже 8.Стойкость к старению под действием статической деформации сжатия на 20% в течение 24 ч при температуре 200°С, %, не более	420÷570 571÷720 0,07÷0,11 3,0 10,0 Нейтральная 5,9(60) 400 40÷60 Минус 65 Минус 65 55	Каучук СКТФ предназначен для резино-технических изделий, работающих в среде воздуха в интервале температур от минус 50°С до плюс 250°С