Аннотация 2
Введение 7
1 Теоретическая часть ВКР 10
1.1 Литературный обзор 10
1.1.1 Описание технологического процесса 10
1.1.2 Кинетика и механизм процесса полимеризации 12
1.1.3 Новые синтезированные полиамиды с цианиновым хромофором в основной цепи 15
2 Расчетно-технологическая часть 18
2.1. Характеристика сырья и готового продукта 18
2.2. Описание технологическое схемы 26
2.3. Производственный контроль 32
2.3.1 Аналитический контроль 32
2.3.2 Нормы технологического режим 34
2.4 Технико-технологические расчеты 36
2.4.1 Материальный баланс 36
2.4.2 Энергетический баланс 38
2.4.3 Технологический расчет оборудования 40
2.4.3.1 Расчет основного аппарата 40
2.4.3.2. Расчёт вспомогательного оборудования 49
3 Безопасность и экологичность объекта 58
3.1 Общие положения 58
3.2 Обеспечение пожарной безопасности на производственном месте 59
3.3 Характеристика опасностей производства 60
3.4 Меры безопасности при ведении технологического процесса, выполнение регламента 61
3.5 Способы обезвреживания и нейтрализации продуктов производства при разливах и авариях 63
3.6 Обеспечение электробезопасности на производственном участке 64
3.7 Требования безопасности при складировании и хранения сырья 65
Заключение 68
Список используемой литературы 69
Полиамид 6 или поликапролактам - это полимер, разработанный Полом Шлаком из IG Farben для воспроизведения свойств полиамида 6,6 без нарушения патента на его производство. (Примерно в то же время КохейХосино из Торая также преуспел в синтезе полиамида 6). Это полукристаллический полиамид. В отличие от большинства других полиамидов, полиамид 6 не является конденсационным полимером, а вместо этого образуется путем полимеризации с раскрытием кольца; это делает его особым, при сравнении конденсационных и аддитивных полимеров. Его конкуренция с полиамидом 6,6 и пример, который он показал, также сформировали экономику индустрии синтетических волокон . Он продается под многочисленными торговыми марками, включая Perlon (Германия), Dederon (бывшая Восточная Германия), Nylatron, Capron, Ultramid, Akulon, Kapron (бывшие Советский Союз и государства-сателлиты) и Durethan.
Полиамид 6 может быть модифицирован с использованием сомономеров или стабилизаторов во время полимеризации, чтобы ввести новые концевые или функциональные группы цепи, которые изменяют реакционную способность и химические свойства. Это часто делается, чтобы изменить его окрашиваемость или огнестойкость. Полиамид 6 синтезируют полимеризацией с раскрытием кольца из капролактама. Капролактам это органическое соединение, бесцветное твердое вещество которое представляет собой лактам или циклический амид капроновой кислоты. Примерно 4,5 миллиарда килограммов производится ежегодно. Капролактам является как раз предшественником полиамида 6, широко используемого синтетического полимера. Когда капролактам нагревают при температуре около 533 К в инертной атмосфере, в атмосфере азота в течение приблизительно 4-5 часов , кольцо раскрывается и подвергается полимеризации. Затем расплавленная масса пропускается через фильеры для формирования волокон из полиамида 6.
Во время полимеризации амидная связь внутри каждой молекулы капролактама разрывается, причем активные группы на каждой стороне образуют две новые связи, когда мономер становится частью основной цепи полимера. В отличие от полиамида 6,6, в котором направление амидной связи меняется на каждую связь, все амидные связи полиамида 6 лежат в одном направлении.
Рисунок 1.
Волокна из полиамида 6 являются прочными, обладают высокой прочностью на растяжение, а также упругостью и блеском. Они устойчивы к морщинам и очень устойчивы к истиранию и химическим веществам, таким как кислоты и щелочи. Волокна могут поглощать до 2,4% воды, хотя это снижает прочность на разрыв. Температура стеклования полиамида 6 составляет 47 °С.
Как синтетическое волокно, полиамид 6, как правило, белый, но его можно покрасить в ванне с раствором до производства для получения других цветовых результатов. Его прочность на разрыв составляет от 6 до 8,5 г/день при плотности 1,14 г/см3. Его температура плавления составляет 215°C.
В настоящее время полиамид 6 является наиболее значительным строительным материалом, используемым во многих отраслях, например, в автомобильной, авиационной, электронной, электротехнической промышленности, швейной промышленности и медицине. Годовой спрос на полиамиды в Европе составляет миллион тонн. Они производятся всеми ведущими химическими компаниями.
Крупнейшие производители полиамида 6 в Европе:
1. BASF - 240 000 тонн в год;
2. Lanxess - 170 000 тонн в год;
3. Радичи - 125 000 тонн в год;
4. ДОМО - 100 000 тонн в год;
5. GrupaAzoty - 100 000 тонн в год.
Разрабатываемая в бакалаврской работе технология создания вакуума в полимеризаторе позволит получать расплав, который имеет большую вязкость и даст возможность увеличить цену продукта и уровень продаж. Создание вакуума снизит затраты природного газа.
В плане совершенствования технология получения полиамида 6 гидролитической полимеризацией очевидно должна идти под двум путям:
- разработка новых технологий и построения аппаратурного процесса, получение полимера с макромолекулами строго линейной формы;
- поиск глобальных технических решений, достигающие на стадии синтеза полимера количества циклических олигомеров до безопасного уровня, а именно такие качества как формуемых нитей, уровня и возможность удаления непрореагировавшего капролактама способом, не требующим применения жидкостной экстракции.
Был введен вакуум в полимеризатор ЛК3202 на стадии полимеризации. В целях экономии трубопровод подсоединен после конденсатора к вакуумным насосам. Это позволит получать расплав, который будет иметь большую вязкость и даст возможность увеличить уровень продаж.
Введение вакуума снизит затраты природного газа и электроэнергии.
