Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Аналитическая часть 8
1.1 Общие сведения о предприятии ООО «СИБУР Тольятти» 8
1.2 Общая характеристика производства изопрена, применяемая на ООО «СИБУР Тольятти» 11
1.3 Свойства изопрена и основные методы его получения 11
2 Технологическая часть 17
2.1 Описание технологического процесса дегазации и сушки изопренового каучука 17
2.2 Усреднение полимеризата (схема № 1) 18
2.3 Водная дегазация полимеризата (схема № 2) 23
2.4 Анализ технологических проблем дегазации 32
2.5 Недостатки и рекомендации по их устранению 34
3 Расчетная часть 36
3.1 Описание принципа модернизации дегазатора 36
3.2 Материальный баланс стадии дегазации 37
3.3 Энергетический баланс дегазатора 38
3.4 Конструктивный расчет дегазатора 40
3.4.1 Расчет коэффициента теплопередачи 40
3.4.2 Расчет коэффициента массопередачи 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 46
«Среди материалов, имеющих огромное значение для народного хозяйства страны, важное место занимает каучук. Из него получают резину, которая является единственным в своем роде материалом, обладающим целым комплексом ценных технических свойств. К ним относятся: эластичность в широком диапазоне температур, высокое сопротивление истиранию, малая проницаемость по отношению к газам и воздуху, стойкость к многократным деформациям и др.
Области применения каучука и резины весьма обширны. Ассортимент резиновых технических изделий насчитывает десятки тысяч наименований. Особенно большое значение имеет каучук для современного механизированного транспорта: на производство шин расходуется более половины потребляемого каучука.
Долгое время единственным техническим продуктом, из которого изготовлялись материалы и изделия, отличающиеся высокой эластичностью, был натуральный каучук» [1].
Еще в 30-х годах XIX столетия было установлено, что состав натурального каучука отвечает общей формуле C5H8.
На основании исследования термического разложения каучука (Г. Вильяме, 1860 г., Англия) и полимеризации изопрена (А. Бушарда, 1879 г., Франция) была установлена связь между натуральным каучуком и изопреном. Каучук стали рассматривать как полимер изопрена (C5H8)n; в дальнейшем усилия исследователей были направлены на создание синтетических полимеров, близких по свойствам к НК.
В 1900 г. И. Л. Кондаков получил каучукоподобную эластичную массу из диметилбутадиена. Во время первой мировой войны в Германии было организовано производство «метилкаучука» полимеризацией диметилбутадиена по способу, основанному на данных работ И. Л. Кондакова.
Особое место в истории синтеза каучука в СССР занимают труды С. В. Лебедева.
В 1910 г. С. В. Лебедев осуществил процесс полимеризации бутадиена под действием света, а позднее К. Гарриес в Германии и Ф. Мэтьюс в Англии показали, что полимеризация бутадиена, изопрена и других диеновых мономеров особенно легко происходит в присутствии металлического натрия.
После этого открытия усилия ученых были направлены на разработку рентабельных способов получения бутадиена.
В результате работ С. В. Лебедева был разработан первый промышленный способ получения бутадиена разложением этилового спирта в присутствии катализатора. Это позволило наладить в СССР начиная с 1932 г. производство синтетического натрий-бутадиенового каучука (СКВ), который долгое время оставался основным видом синтетического каучука (СК) в нашей стране.
В период с 1932 по 1935 г. в СССР были введены в эксплуатацию четыре завода по производству СКВ по методу С. В. Лебедева.
Большую роль в решении проблемы получения СК сыграла разработка эмульсионной полимеризации бутадиена и изопрена (Ф. Гофман, 1912).
Промышленное производство бутадиен-стирольных и бутадиен- нитрильных эмульсионных каучуков (буна S, буна N) началось в Германии в 1938 г., а в США — в 1942 г. В СССР промышленный выпуск бутадиенового латекса был начат в 1938 г. на основе работ Б.А. Догадкина и Б.А. Долгоплоска с сотрудниками.
В 1932 г. в США, а в 1934 г. в СССР началось промышленное производство хлоропренового каучука.
В 1940 г. было сообщено (Р. Томас и В. Спаркс) о получении бутилкаучука.
Синтетические каучуки по комплексу свойств не могли полностью заменить НК, хотя по отдельным показателям и превосходили его. Учитывая зависимость ценных свойств НК от его регулярной структуры, исследователи ведущих стран начали интенсивное изучение процессов полимеризации с целью получения стереорегулярных синтетических каучуков.
В 1950 г. в СССР была пущена крупная опытная установка по производству стереорегулярного изопренового каучука на литиевом катализаторе (под руководством А.А. Короткова).
Открытие К. Циглером и Дж. Натта катализаторов для стереоспецифической полимеризации позволило создать в крупном масштабе производство стереорегулярных каучуков (полиизопрена, полибутадиена), а также использовалось для разработки новых способов получения СК.
С 1963 г. в СССР начато производство стереорегулярного изопренового каучука марки СКИ-3, близкого по свойствам к НК, и в 1966 г. — стереорегулярного бутадиенового каучука СКД, отличающегося очень ценными техническими свойствами. Работы по созданию СКД велись под руководством академика Б. А. Долгоплоска.
В США производство стереорегулярных каучуков было начато в 1964 —1965 гг. В настоящее время США производят в промышленном масштабе все основные типы СК и латексов.
Производство СК в Канаде было начато во время второй мировой войны, а в Англии, Франции, Италии — в 1958 г.
Сейчас СК вырабатывают в социалистических странах: ГДР, Польше, Чехословакии, Румынии, Болгарии и Китае, а также в большинстве капиталистических стран: США, Японии, Англии, ФРГ, Франция и др.
Промышленность СК выпускает большое число различных каучуков, которые в зависимости от свойств и областей применения можно разделить на две группы: каучуки общего назначения и каучуки специального назначения. К первым относятся: ОКБ, стереорегулярные СКИ-3 и СКД, СКС и СКМС (бутадиен-стирольные и бутадиен-метилстирольные). Они используются для производства шин, разнообразных резиновых технических и других изделий.
Если же от изделия требуются маслостойкость, стойкость к воздействию низких и высоких температур, агрессивных сред и т. д., то применяются хлоропреновый, бутадиен-нитрильные, бутилкаучук, этиленпропиленовый, уретановый, силоксановый, фторкаучук, тиоколы и другие каучуки.
В дальнейшем намечается усовершенствование технологии получения каучуков общего назначения полимеризацией в эмульсиях (СКС и СКМС) и в растворах (СКИ-3, СКД), улучшение аппаратурного оформления всех стадий процессов получения этих каучуков с одновременным обезвреживанием сточных вод и газов; создание новых типов специальных каучуков и организация их производства; расширение ассортимента каучуков общего назначения; освоение производства термоэластопластов [2].
В работе рассмотрена общая характеристика производства изопренового каучука, произведен анализ технологической схемы отделения дегазации и сушки полимерной крошки. Предложено техническое решение обеспечивающей интенсификацию процесса дегазации каучуковой крошки. Приведены расчеты материального и энергетического баланса процесса, выполнены необходимые конструктивные расчеты. Результаты расчетов показывают, что модернизация дегазатора при помощи установки дополнительной дисковой мешалки позволяет значительно интенсифицировать процесс дегазации в аппарате первой ступени, что влечет за собой снижение потребления пара на процесс в целом и исключает необходимость проведения процесса в две стадии.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
