Установка синтеза латекса БС-50

B1 = 8,15 ∙ D / 2,6 ∙ 

Принимаем В1 = 1,0

[p]e = 18 ∙ 10^-6  1.91 ∙ 10⁵ / 2.4 ∙ 1 ∙ 2.4 / 2.6 [100 ∙ (0.018 - 0.003) / 2.4]² ∙ = 0.33 мПа

[p] = 1.66 / ² = 0.32 мПа > 0,ЗмПа

Давление в условиях гидравлических испытаний:

Р гидр = Рис + ρgh , где

Р ис. = 1,25 ∙ Рr ∙ [σ]₂₀ / [σ]

Р ис. = 1,25 ∙ 0,8 ∙ 140/134 = 1,04 мПа

Принимаем P ис. = 1,1 мПа

Ргидр. = 1,1 + 1000 ∙ 9,81 ∙ 2,3 ∙ 10^-6 = 1,22 мПа

Тогда напряжение в стенке корпуса в условиях испытаний  равно:

σ н = P гидр. ∙ [D + (S - C)] / 2φ (S - C)

σ н = 1,22 ∙ [2,4 + (0,018 - 0,003)] / 2 ∙ 1 ∙ (0.018 - 0.003) = 98.2 мПа

σ т = 250 мПа; σ т / 1,1 = 227,3 мПа

98,2мПа < 227,3 мПа

2.  Расчет рубашки

Расчет ведем на внутреннее избыточное давление

Py = 0,3 мПа

Выбираем рубашку по ОСТ 26-01-984-74

Д = 2400 мм;    Д1= 2600 мм;   V = 12,5 м³;    F = 22.6 м²;   H = 2663 мм;

H1 = 2000 мм;      S = 12мм;      Py = 0,ЗмПа

 

Допускаемое избыточное давление

[р]  =  2[σ] ∙ φр(S - C) /  D + (S - C)  =  2 ∙ 134 ∙ 1(0.012 - 0.003) / 2.4 + (0.012-

0.003) = 0.92 мПа

 

3. Расчет днища

Принимаем S дн = Soб = 0,018 м

Допускаемое давление из условия прочности

[p] = 2[σ] ∙ (S - C) / D + (S - C) '

[р]р = 2 ∙ 134 ∙ (0.018 - 0.003) / 2.4+(0.Ol 8 - 0.003) = 1.66 мПа

 

Допускаемое давление из условия прочности

[р]е = 26 ∙ 10^-б ∙ Е / nу[100(S - С) / К₃ ∙Д]

[р]е = 26 ∙ 10^-6 ∙ 1.91 ∙ 10⁵ / 2.4 [100(0.018 - 0.003) / 1.3 ∙ 2.4] = 0.99 мПа

 

Допускаемое наружное давление:

[р]= 1.66/ ² = 0.85мПa

Рисунок 2 - Конструкция  днища 

4.  Выбор штуцеров 
Диаметр штуцера для входа и выхода продукта:

d = ,

где     V - объемный расход продукта, м³/с

W - скорость движения продукта, м/с;  принимаем W=1 м/с

d прод = = 0,062 м;

 

Для входа и выхода воды в рубашку выбираем штуцера  с фланцами стальными плоскими приварными с выступами и впадиной ОСТ 26-1405-76

Основные размеры патрубка для входа и выхода продуктов:

dy = 80 мм; dн= 89 мм; L = 215 мм

 Основные   размеры патрубка для входа и выхода воды:

dy = 25 мм; dн = 32 мм; L = 215 мм

   

Рисунок 3 - Конструкция  штуцера

 

5.Выбор фланцев

Для штуцеров входа и  выхода продуктов и холодной воды выбираем стальные плоские приварные  фланцы с выступом и впадиной по ГОСТ 12828-67

Основные размеры фланцев

Dy = 80 мм; Dф = 185 мм; D1 = 128 мм; D6 = 150 мм; D2 = 116мм; h1 = 14 мм; D3 = 93 мм; h = 15 мм; D6 = 2490 мм; z = 88

Материал сталь 12х18Н10Т  по ГОСТ 10885-75

Болты М20 - сталь 35 по ГОСТ 1759-70

 

Рисунок 4 - Конструкция  стальных фланцев с выступом (а) и с впадиной(б)

 

6.Подбор прокладок

Прокладки    выбираем    плоские    эластичные    из    паронита   для cтан-дартных фланцевых соединений по ГОСТ 15/80-70

 

Dy мм         Dn мм         d мм  
80       115           101

2400       2444            2413

 

                        

Рисунок 5 – Конструкция  прокладки  

 

                             

 

Рисунок 6 - Фланцевое  соединение

7.  Подбор люка

Выбираем люк с плоской крышкой и фланцем приварным встык с уплот-нением выступ-впадина по ГОСТ 26-2005-77

 

Размер люка

Dмм         D1мм         S1мм         h1мм            H1мм            H1мм         H2мм

450           570             8                  24                290                 200             84

 

Толщина крышки люка:

Sr = K₀ ∙ K₁ ∙ Dr ∙ ;

S ≥ Sr+C

K₀ = 1

K₁ = 0.4

Sr = 1 ∙ 0.4 ∙ 0.450 ∙ = 0.014 мм

S = 0.014 + 0.003 = 0.017 мм

 

8. Расчет укреплений  отверстий

Самое большое отверстие  люк-лаз D = 450 мм

Dr = 2D ²,

где    х  -  расстояние от центра укрепленного отверстия до оси элиптического днища

Dr = 2 ∙ 2.4 ² = 4.3 м

 

Расчетный диаметр отверстия 

dr = d + 2c = 0.45 + 2 ∙ 0.003 = 0.46 м

 

Ширина зоны укрепления в днище 
Во = = 4,3 = 0,25 м

Расчет диаметра  одиночного  отверстия,  не  требующего  дополнительного укрепления

Dor = 2 ∙ (S-C/Sr - 0.8) Во = 2(0,014/0,004) ∙ 0,25 = 1,4 м

1,4м > 0,46м

Отверстие дополнительного  укрепления не требует

 

9. Расчет опор и подбор

Полимеризатор имеет 4 опоры

Нагрузка на одну опору:

Q = λ1 ∙ р / z = 2 ∙ 175000/z = 87.5 кН

λ1- коэффициен, зависящий от числа опор и от равномерности распределения нагрузки между опорами.

Р - вес заполненного аппарата

Принимаем Q = 100кH по ОСТ 26-665-79

Осевое напряжение от внутреннего давления

σ max = PD / 4 So = 0.3 ∙ 2.6 / 4 ∙ 0.012 = 16.3мПа

Окружное напряжение от внутреннего давления:

σ mоу = PD / 2So = 0.6 ∙ 2.6 / 2 ∙ 0.012 = 32.5 мПа

Максимальное   мембранное   напряжение   основных   нагрузок   и    реакции опоры:

σ m = σ mо +K1 ∙ Q ∙ 1 / D ∙ So²

K1 = f(γ; h/D)

γ = D / So ∙ 2 = 2.6 / 2 ∙ 0.012 = 108.3; h/D = 0.475 / 2.6=0.18

1 = 0.5(в + fmax + So + Sn)

1 = 0.195 м

σ mo = max {σ max σ moy}

σ mo = 32,5 мПа

σ m = 32,5 + 1,2 ∙ 0,1 ∙ 0,195 / 2,6 ∙0,012² = 95 мПа

Максимальное напряжение изгиба от реакции опоры

σ n = K2 ∙ Q ∙ 1 / h ∙ So² = 0.76 ∙ 0.1 ∙ 0.195 / 0.475 ∙ 0.012² = 216.7 мПа

Проверка условия прочности:

(σ m / σ т)² + 0,8 / А ∙ σ n / σ т ≤ 1

A1 = 1 -для эксплутационных условий

σ т = 250 ∙ (95/250)² + 0,8 / 1 ∙ 216 ∙ 7 / 250 = 0,84 < 1

Накладной лист не требуется

Размеры опор Q = 100 кН

a = 250мм;        a1 = 310 мм;        в = 310 мм;         c1 = 160 мм;         h = 475 мм; 

h1 = 30 мм;     Sl = 16 мм;           к = 40 мм;          K1 = 95 мм;          d = 42 мм;

dб = 1436;         f max = 80 мм

Опора 1-10000 ОСТ 26-665-79

 

            

Рисунок 7 - Конструкция  опоры

8. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО АВТОМАТИЗАЦИИ И КОНТРОЛЮ ПРОЦЕССА.

 

8.1 Описание схемы автоматизации и контроля

Температура, давление, а также расход веществ, необходимых для нормального ведения технологического процесса и поступающих в цех по общезаводским трубопроводам непрерывно контролируется и регистрируется. Датчики давления, температуры и расхода установлены на соответствующих трубопроводах.

Для пуска центробежного и поршневого насосов необходимо замерять давление нагнетания перед открытием вентиля на нагнетательном трубопроводе. Технические манометры установлены на линиях нагнетания, непосредственно после каждого насоса.

Давление, также  контролируется и регистрируется на аппаратах работающих под давлением Кн-028, О-031 и т.д.

Уровень жидкости в емкостях контролируется уровнемером. Уровень в аппаратах с мешалкой JI-001, Л-002, Л-003 и т.д. регулируется автоматически с помощью регулятора уровня. Регулирующие клапаны установлены на линиях подачи компонентов в аппарат.

Расходы углеводородной шихты, концентрированной водной фазы и компонентов, которые непосредственно поступают в процессе полимеризации, поддерживаются автоматически с помощью регулятора расхода. Регулирующий клапан установлен на линии подачи данного компонента.

Температуру поддерживают в полимеризаторах Л-023, дегазированной колонне Кн-028 и теплообменных аппаратах Т-032, Т-035, Т-036, Т-037 автоматически с помощью регулятора температуры. Регулирующий клапан устанавливается на линиях обратного теплоносителя или хладоагента. В колонне Кн-028 температура контролируется и регистрируется.

Сигнализаторы превышения верхнего уровня установлены  на всех емкостях.

 

Таблица 26 - Спецификация приборов и средств автоматизации
Министерство  образования РФ Ярославский государственный технический университет				Кафедра технологии полимерных материалов
Заказная  спецификация приборов и средств  автоматизации
Номер пози-ции по принципи-альной схе-ме	Наиме-нование параметра,среда и место отбора импуль-са	Место уста-новки	Наименование и характеристика		Тип, модель	Количество  по проекту
						на один агре-гат	на все агре-гаты
1	2	3	4		5	6	7
1а;3а;6а;9а; 26а;14а;16а;  18а;20а;22а; 24а;27а;35а;39а;40а;47а; 51а;56а;71а; 74а;78а;79а;84а;85а.   1б;3б;6б; 9б;    26б;14б;16б; 18б;20б;22б;  24б;27б;35б;39б;40б;47б;51б;56б;71б;74б;78б;79б; 84б;85б.    27в;31в;35в;39в;40в;47в;51в;56в;71в;74в;79в;84в;85в.   27г;31г;35г;   39г;40г;47г; 51г;56г;71г;74г;79г;84г; 85г.	Расход	Трубо-провод               По мес-ту               По мес-ту         Трубо-провод	Диафрагма камерная нормальная               Дифференциальный  ма-нометр с унифицирован-ным токовым  выходным сигналом           Преобразователь элек-тропневматический в искрабезопасном испол-нении     Клапан запорный с мем-бранным приводом		ДК                 Метран 43 Еx -ДД             ЭП-ТФ-Ех         СИУ-16 22К432НЖ	1                 1                 1           1	24                 24                 13           13
1	2	3	4		5	6	7
5а; 8а; 11а; 13а;44а;46а; 58а;59а;60а;64а;67а;68а;70а;62а;87а.   5б;8б;11б; 13б;44б;46б;48б;58б;59б;60б;64б;67б;68б;70б;87б.   13в;44в;44д;44ж;44и;44л46в;46д;46ж46и;46л;58в;64в;67в;68в;70в.            13г;44г;44е;44з;44к;46г;46е;46з;46к;58г;64г;67г;68г;70г.   44м;46м;	Темпе-ратура	Трубо-провод, аппара-ты     На щите           По мес-ту; опера- торная       Трубо-провод         Трубо-провод	Датчик для  измерения температуры         Преобразователь с уни-фицированным выход-ным сигналом       Преобразователь элек-тропневматический в искробезопасном испол-нении       Клапан регулирующий       с мембранным приводом         Клапан запорный с мем-бранным приводом		Метран 200Т         Ш-703           ЭП-ТФ-Ех           СИУ-16 25К432НЖ       СИУ-16 22К432НЖ	1           1           1             1           1	6           15           16             14           2
12а;15а;17а; 19а;21а;23а; 25а;28а;29а; 31а;33а; 36а; 37а;76а;77а;83а.   12б;12г;12е; 12з;15б;15г; 15з;17б;19б; 21б;23б;25б;28б;29б;31б;33б;36б;37б; 17г;17е;19г; 1	Уро-вень                         2	По мес-ту           По мес-ту           3	Измерения уровня сла-боагрессивных жидкос-тей         Преобразователь элек-тропневматический в        искробезопасном испол-нении       4		Метран DГ           ЭП-ТФ-Ех           5	1             1             6	16             34             7
21г;21е;23г; 25г;28г;28е; 31в;36б;36е; 50а;76б;77б;83б.   12в;12д;12ж12и;15в;15д;15ж;17в;17д17ж;19в;19д21в;21д;21ж23в;23д;25в;25д;28в;28д;28ж;29в;31в31д;33в;36в;36д;36ж;37в 50б;76в;77в;83в.   48а;57а;58а; 59а;60а;61а; 62а;63а;64а; 65а;66а;67а; 68а;87а;88а; 89а;90а.		Трубо-провод                       По мес-ту	Клапан запорный с мем-бранным приводом                       Измерения уровня сла-боагрессивных жидкос-тей		СИУ-16 22К432НЖ	1                         1	34                         17
38а;39а;53а;55а;34а;97а.       53а;54а.             2а;4а;7а;10а;26а;30а;32а;35а;41а;42а;43а;45а;41а;49а;52а;91а; 1	Давле-ние                               2	Аппа-раты По мес-ту   Фильт-ры, по-лимери-заторы По мес-ту   По мес-ту       3	Первичный преобразо-ватель избыточного дав-ления в выходной уни-фицированный сигнал   Дифференциальный манометр           Для измерения давления агрессивных, жидких и газообразных сред, в т.ч. вязких и загрязнен-ных жидкостей       4		Метран 45 ДИ- Ех     Метран-43ДД-Еx         ММП-160       5	1         1             1         6	5         2             25         7
92а;93а;94а; 95а;96а;98а;99а;100а.     34б;     34в;		По мес-ту   Трубо-провод	Преобразователь эл/пневманический   Клапан   запорный с мембранным приводом		ЭП-ТФ-Еx   СИУ-16 22К432 НЖ	1     1	1     1
57а;58а;59а.			Весы			1	3
			Контроллеры: Ремиконт Р-130 ЭВМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ  ПРОИЗВОДСТВА.

 

Наименование	Что контролируется	Частота контроля	Методы  анализа
Водная фаза   Концентрированная водная  фаза из аппарата Л-007. Разбавленная вод-ная фаза из линии подачи на полиме-ризацию.       Отделение полиме-ризации   Латекс,попеременно четные и  нечетные полимеризаторы, первый и последний Воздушная среда помещения по сани-тарным нормам.   Дегазация   Дегазированный ла-текс в линию нагне-тания насоса Н-030     Вода после конден-сатора Т-032	1. Сухой остаток 2. Свободная ще-лочь 3. Кислород 1. Свободная ще-лочь 2. Сухой остаток З.  рН           1. Сухой остаток 2. Конверсия     1. Горючие газы           1.Сухой остаток 2.Остаточный сти-рол 3.Поверхностное натяжение 1.Каучук 2.Стирол	Разовый  отбор, каждую гото-вую партию   2 раза в  смену                 1 раз в  смену 1 раз в  4 часа     непрерывно           через 4 часа 1 раз в сутки   1 раз в сутки   1раз в смену	Тетриметрическим высушиванием, калориметрическим тетриметрическим высушиванием, рН-метром               весовой метод прибор     прибор CBK           хроматограф         высушиванием, хроматограф

Таблица 27 – Аналитический контроль производства 

10. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ПРИРОДЫ.

10.1. Характеристика проектируемого производства.

10.1.1. Санитарно-гигиеническая характеристика производства.

Проектируемый цех предназначен для получения латекса БС-50. Применяемые  продукты хранятся в аппаратах и  транспортируются по трубопроводам  под давлением или вакуумом.

При нарушении  норм ведения технологического процесса и правил эксплуатации оборудования, трубопроводов и арматуры, правил и норм техники безопасности, а также при авариях, возможен прорыв продуктов в больших количествах в помещении цеха с опасностью острых отравлений, химических и термических ожогов, загораний и взрывов.

Производство  характеризуется возможностью загрязнения окружающей среды, производственных помещений и атмосферного воздуха токсическими продуктами.

По токсической характеристике большинство продуктов оказывают  раздражающее и наркотическое действие на организм человека с согласно СНиП 2.01.02.85 весь производственный процесс относится к группе III б.

Площадку  для строительства предприятия  следует выбирать в зоне уже действующих химических производств, что будет способствовать более эффективному использованию общественного труда и материальных ресурсов.

Таблица   28   -   Санитарно-гигиеническая характеристика  проектируемого производства.

Санитарная  классификация производства поСаНПиА 2.2.1/2.1.1.1200-03	Санитарно-защитная зона по 245-71	Группа производственного процесса по СНиП 2.09.04-87	Основные  меры предупреждения отравлений
Класс 1	1000м	ІІІб	Факельная уста-новка, линия стравливания с АПУ, улавливате-ли газовых при-месей, вентиля-ция, СНЗ

 

 

 

 

10.1.2.    Токсикологические    характеристики перерабатываемых  веществ и продуктов реакции.

 

Таблица    29     -         Токсикологическая    характеристика     исходных     и вспомогательных веществ, продуктов производства

 

Наименование веществ, формула	Агре-гатное состоя ние	Характер воздействия  на организм человека	ПДК		Класс опас- нос-ти	Средства  индивиду-альной защиты
			В воз-духе рабо-чей зоны мг/м	В пром. сточ-ных водах   мг/л
1	2	3	4	5	6	7
1.Бута-диен	газ	Обладает наркотическим  действием при высоких концентрациях действует угнетающе на нервную систему	100	0,05	4   4	Противо -   газы марки «А»,БКФ
2.Сти-рол	жид-кость	Легко воспламеняюща-яся жидкость пары которой при концент-рации превышающей ПДК, угнетающе дей-ствует на нервную сис-тему, раздражают сли-зистые оболочки, вызы-вают головную боль	5    5	00,002	3    3	Спец.одеж-да, спец.      обувь, про-тивогаз марки «А», БКФ защ-итные пер-чатки очки
З.ПСК	крис-талли-ческое ве-щест-во	Сильный окислитель. Пыль продукта раз-дражает дыхательные пути и кожу, вызывает экзему, раствор продукта вызывает раздражение и дерматит	1  10 4		4    4	Сухая   спец. одежда, обувь противо-пыльный распиратор защитные очки, рукавицы
1	2	3	4	5	6	7
4. Едкий натрий	жид-кость	Едкое вещество при попадании на кожу или слизистую оболочки, особенно в глаза, вызывает химические ожоги	0  0,5	0  0,1	2    2	Спец,одеж-да, спец.  обувь, за-щитные оч-ки, сапоги и перчатки   из щелочестой-кой резины
5.Трет-ДДМ	жид-кость	Имеет характерный резкий запах. Оказывает наркотическое действие	5    5	00,0015	3    3	Спец.одеж-да, спец.       обувь, за-щитные оч-ки,противогазы «А», БКФ
6. ПДА паракси-дифениламин	твер-дое вещество	Действует на цент-ральную нервную сис-тему поражает печень, разрушает слизистые оболочки	0  0,5		2    2	Спец.одеж-да, спец. обувь,рези-новые пер-чатки, очки
7.Латекс БС-50 недега-зирован-ный	жид-кость	Содержит  части не-заполимеризовав-шихся мономеров (бутадиен, стирол). Раздражает  слизис-тые оболочки, вы-зывает головную     боль.При длитель-ном  воздействии поражает печень, нервную систему и кроветворные  ор-ганы.	5    5		3    3	Спец.одеж-да, спец. обувь, ру-кавицы, за-щитные оч-ки.
8.Латекс БС-50 дегази-рован-ный	жид-кость	Малотоксичен,спо-собностью  к куму-ляции не обладает. При многократном воздействии на по-верхностную кожу оказывает слабо-выраженное местное действие.			4    4	Спец.одеж-да, спец. обувь, ру-кавицы.