Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Декабря 2012 в 10:43, курсовая работа
Цель проекта - разработать технологическую схему приготовления исходных растворов, водной фазы, полимеризации и дегазации в производстве латекса БС-50.
В процессе проектирования проводились расчеты материального и теплового баланса установки, технологического оборудования, механический расчет полимеризатора, технико-экономические показатели, автоматизация и контроль процесса, охрана труда производства.
В результате проектирования установка отвечает всем современным требованиям по оборудованию, автоматизации, требованиям к условиям труда и экологии, защиты окружающей среды. Достаточно эффективная себестоимость.
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………….
1. ТЕОРИТЕЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТА………………………...….
2. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ……………………...
3. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ……………….……...
4. РАСЧЁТ И ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ….…….
5. РАСЧЕТ ОСНОВНОГО АППАРАТА…………………………………
6. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО АВТОМАТИЗАЦИИ И КОНТРОЛЮ ПРОЦЕССА ……………………………………………
7. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ПРИРОДЕ
8. РАСХОДНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ……………………………………
9. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………
В данном процессе в виду нестабильности латекса и относительно небольшой производительности производства, нет смысла применять противоточные колонны, так как выбранная аппаратура и оборудование позволяют достичь необходимого содержания остаточного стирола, при умеренном расходе водяного пара.
Материал колонны сталь Вст.З пакеты изготовлены из нержавеющей стали марки 12X18H10Т.
5. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОИЗВОДСТВА.
Рецепт получения латекса БС-50.
Названия компонентов |
М.ч.
|
Бутадиен Стирол Каливое мыло канифоли Натриевое мыло СЖК а) в водную фазу б) на эмульсию гипериза Диспергатор НФ (лейканол) Персульфат калия Триэтаноламин Пирофосфат натрия т-ДДМ Едкий натрий NaOH Хлорид калия Гипериз Антиоксидант П-23 Вода |
50 50 4,0 3,0 2,5 0,5 0,3 0,4 - 0,6 0,2 0,1 0,2 - 0,5 0,4-0,45 0,3 0,5 1,0 - 1,2 110 |
Температура полимеризации - 43-900C.
Время полимеризации - 24 часа.
Общая конверсия 99%.
Конверсия бутадиена 99,5%.
Конверсия стирола 98,5%
Потери:
бутадиена 1,5%, в т.ч. в виде полимера 1%,
в виде мономера 0,5%
стирола 2,5%, в т.ч. в виде полимера 1,5%,
в виде мономера 1%
Общий фонд рабочего времени 8520 ч.
Вместимость VН= 12,5 м3
V = 12 м .
5.1. Материальный баланс полимеризации.
1. Часовая производительность по сухому
веществу
10000∙ 1000/8520 =1173,7 кг/ч
2. Количество наполнителей
4,0+3,0+0,3+0,6+0,2+0,1+0,5+0,
3. Количество сухих веществ в латексе
(50+50) ∙ 0,99+ 11,15= 110,15 м.ч.
4. Процентное содержание наполнителей
11,15∙ 100/110,15 = 10,44%
5. Часовая производительность по полимеру
1173,7∙ (100-10,44)/100 =1051,2 кг/ч
6. Состав полимера, м.ч.
полимер бутадиена 50 ∙ 0,995 = 49,75 м.ч.
полимер стирола 50 ∙ 0,985 = 49,25 м.ч.
Состав сополимера, %
полимер бутадиена 49,75 / 99 ∙ 100 = 50,25%
полимер стирола 49,25 / 99 ∙ 100 = 49,75%
7. Производительность по полимеру бутадиена
1051,2 ∙ 50,25 /100 = 528,2 кг/ч
8. Производительность по полимеру стирола
1051,2 ∙ 49,75 / 100 = 523,0 кг/ч
9. Расход бутадиена с учетом потерь (1,5%)
528,2 ∙100/(100-1,5)= 536,2 кг/ч
10. Расход стирола с учетом потерь(2,5%)
523∙ 100 /(100-2,5)= 536,4 кг/ч
11. Потери бутадиена
536,2 - 528,2 = 8,0 кг/ч
в т.ч. в виде полимера 8,0 ∙ 1 /1,5 = 5,3 кг/ч
в виде мономера 8,0 - 5,3 = 2,7 кг/ч
12. Потери стирола
536,4-523,0= 13,4 кг/ч
в т.ч. в виде полимера 13,4 ∙ 1,5 / 2,5 = 8,0 кг/ч
в виде мономера 13,4 - 8,0= 5,4 кг/ч
13. Расход бутадиена с учетом конверсии 99,5%
536,2 ∙100 / 99,5 = 538,9 кг/ч
14. Расход стирола с учетом конверсии 98,5%
536,4 ∙100 / 98,5= 544,6 кг/ч
15. Расход возвратного бутадиена
538,9-536,2=2,7 кг/ч
16. Расход возвратного (непрореагировавшего) стирола
544,6-536,4=8,2 кг/ч
17. Расход абсолютных мономеров на сополимеризацию
538,9 + 544,6 = 1083,5 кг/ч
Расход остальных ингредиентов (компонентов) рецепта
18. Расход калийного мыла диспропорционированной
канифоли
1083,5 ∙ 4,0 / 100 = 43,3 кг/ч
19. Расход натриевого мыла СЖК
1083,5 ∙ 3,0/100 = 32,5 кг/ч
в т.ч. в водную фазу 1083,5∙ 2,5 /100 = 27,1 кг/ч
в процесс полимеризации с эмульсией гипериза 32,5 - 27,1 = 5,4 кг/ч.
20. Расход лейканола
1083,5 ∙ 0,3/100 = 3,3 кг/ч
21. Расход триэтаноламина (ТЭА)
1083,5 ∙ 0,2 /100 = 2,2 кг/ч
22. Расход пирофосфата натрия (Na4P2O7)
1083,5 ∙ 0,1/100 =1,1 кг/ч
23. Расход персульфата калия (K2S2O8)
1083,5 ∙ 0,6 /100 = 6,501 кг/ч
24. Расход трет-додецилмеркаптана (т-ДДМ)
1083,5 ∙ 0,5 /100 = 5,4 кг/ч
25. Расход едкого натра
1083,5 ∙ 0,45/100 = 4,9 кг/ч
26. Расход хлористого калия
1083,5 ∙ 0,3/100 = 3,3 кг/ч
27. Расход гипериза
1083,5 ∙ 0,5/100 = 5,4 кг/ч
28. Расход антиоксиданта П-23
1083,5 1,2 /100 =13,0 кг/ч
29. Расход умягченной и обескислороженной
воды
1083,5 ∙ 110/100=1191,9 кг/ч
5.2.Таблицы материального баланса.
Таблица 1 – Баланс бутадиена.
Приход |
кг/ч |
% |
Наименование статей расхода |
кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Бутадиен |
538,9 |
100 |
Полимер бутадиена в товар- ном латексе Потери полимера: на стадии полимеризации на стадии дегазации Потери мономера: на стадии полимеризации на стадии дегазации Прочие потери |
528,2
1,8 3.5
0,1 - 2,6 |
98,2
0,33 0,65
0,03 - 0,48 |
Итого: потери на стадии по-лимеризации и дегазации |
536,2 |
||||
Расход возвратного бутади-ена |
2,7 |
0.5 | |||
Итого: |
538,9 |
100 |
538.9 |
100 |
Таблица 2 – Баланс стирола.
Приход |
кг/ч |
% |
Наименование статей расхода |
кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Стирол |
544,6 |
100 |
Полимер стирола в товарном латексе Потери полимера: на стадии полимеризации на стадии дегазации Потери мономера: на стадии полимеризации на стадии дегазации Прочие расходы |
523,0
5,4 2,6
1,1 - 4,3 |
96,03
0,99 0,48
0,02 - 0,79 |
Расход возвратного стирола |
8,2 |
1,51 | |||
Итого: |
544,6 |
100 |
544,6 |
100 |
Таблица 3 – Расход и состав бутадиена поступающего на полимеризацию.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Бутадиен Бутилены |
538,9 5,4 |
99,0 1,0 |
Итого: |
544,3 |
100 |
Таблица 4 – Расход и состав стирола поступающего на полимеризацию.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Стирол Примеси в стироле (этилбензол) |
544,6 2,2 |
99,6 0,4 |
Итого: |
546,8 |
100 |
Таблица 5 – Расход и состав водного раствора эмульгаторов.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Калийное мыло канифоли Натриевое мыло СЖК Вода |
43,3 27,1 633,6 |
10,0
90,0 |
Итого: |
704,0 |
100 |
Таблица 6 – Расход и состав раствора СЖК подаваемого на приготовление эмульсии гипериза.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Натриевое мыло СЖК Вода |
5,4 48,6 |
10 90 |
Итого: |
54,0 |
100 |
Таблица 7 – Расход и состав эмульсии гипериза подаваемого на полимеризацию.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Гипериз Натриевое мыло СЖК Вода |
5,4 5,4 48,6 |
9,09 9,09 81,82 |
Итого: |
59,4 |
100 |
Таблица 8 – Расход и состав раствора лейканола.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Лейканол Вода |
3,3 18,7 |
15,0 85,0 |
Итого: |
22,0 |
100 |
Таблица 9 – Расход и состав водного раствора персульфата калия К2S2O8 (ПСК).
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
ПСК Вода |
6,5 210,1 |
3,0 97,0 |
Итого: |
216,6 |
100 |
Таблица 10 – Расход и состав водного раствора триэтаноламина (ТЭА).
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
ТЭА Вода |
2,2 41,8 |
5,0 95,0 |
Итого: |
44,0 |
100 |
Таблица 11 – Расход и состав водного раствора пирофосфата натрия (Na4P2O7).
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Пирофосфат натрия Вода |
1,1 20,9 |
5,0 95,0 |
Итого: |
22,0 |
100 |
Таблица 12 – Расход и состав регулятора трет-ДДМ в стироле.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Трет-ДДМ Стирол Примеси |
5,4 48,4 0,2 |
10 90 |
Итого: |
54,0 |
100 |
Таблица 13 – Расход и состав раствора едкого натра.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Натр едкий Вода |
4,9 27,7 |
15,0 85,0 |
Итого: |
32,6 |
100 |
Таблица 14 – Расход и состав раствора хлорида калия.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Калий хлористый Вода |
3,3 18,7 |
15,0 85,0 |
Итого: |
22,0 |
100 |
Таблица 15 – Расход и состав концентрированной водной фазы.
Наименование компонента |
Кг/ч |
% |
1 |
2 |
3 |
Калиевое мыло канифоли Натриевое мыло СЖК Лейканол Триэтаноламин Пирофосфат натрия Натр едкий Калий хлористый Вода |
43,3 27,1 3,3 2,2 1,1 4,9 3,3 761,4 |
5,11 3,1 0,39 0,26 0,13 0,58 0,39 89,94 |
Итого: |
846,6 |
100 |