Оптимизация технологического процесса дегазации
полимеризата каучука СКИ - 3»
по направлению подготовки 18.03.01 “Химическая технология ”
профиль «Химическая технология органических веществ»
ВВЕДЕНИЕ 14
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 17
1.1 Общая характеристика производства изопренового каучука 17
1.2 Теоретические основы принятого метода производства 20
1.3 Способы выделения синтетических каучуков 25
1.4 Физико - химические свойства, вспомогательные материалы и готовая продукция 28
1.5 Аналитический контроль 32
1.6 Технологический режим процесса 33
1.7 Описание технологической схемы 34
1.8 Отклонения от параметров технологического режима 37
1.9 Характеристика основного оборудования процесса 45
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 48
2.1 Материальный баланс 48
2.2 Тепловой баланс 47
2.3 Расчет на прочность узлов и деталей аппарата 49
2.4 Расчет мощности на перемешивание 52
3 ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В 53
ХИМИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ 53
3.1 Промышленная безопасность на химическом производстве 53
3.2 Экологическая безопасность на химическом производстве 55
3.3 Охрана труда для химических и нефтехимических производств 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ЛИТРАТУРЫ
Промышленностью синтетического каучука - это одна из первых отраслей химической и нефтехимической промышленности. На данный момент времени на предприятиях, которые производят синтетический каучук, каждый раз внедряются новые разработки технологических процессов, а так же усовершенствуются уже существующие. Благодаря этому на химических предприятиях выпускается более 200 марок синтетических каучуков и латексов. Это позволяет удовлетворить запросы других производств, которые тесно связаны с данными предприятиями, а именно шинными, резинотехническими, электротехническими и другими отраслями промышленности. Значительными масштабами производства, являются особенности промышленности синтетического каучука на современном этапе.
Успехи, которые были достигнуты в начале 60-х годов в области химии и технологии, были разработаны новые типы производств синтетических каучуков, которые обладают комплексом ценных новых свойств. К ним относят стереорегулярные изопреновые и бутадиеновые каучуки, которые полноценно заменяют натуральный каучук. В целях экономического и доступного нефтяного сырья используют мономеры в промышленности синтетического каучука. В многочисленных технологических процессах используют современные производства мономеров и каучуков, которые включают в себя такие процессы, как нефтепереработка, органический синтез, выделение индивидуальных углеводородов из их смесей, дегидрирование, полимеризация и др.
На производстве изопрена из изопентана внедряют метод окислительного дегидрирования изопентана в изоамилены. На данный момент времени особое внимание уделяют на необходимость использования существующих простояв производства. За последние годы в данной промышленности синтетического каучука очень сильно увеличился удельный вес мощностей, за счет регенерации и увеличения действующих производств, что позволяет получить большую экономию капитальных вложений. [1]
Резины, создающиеся на основе каучука, имеют большой диапазон различных свойств. Они являются хорошими диэлектриками, имеют низкую газопроницаемость. Стойки к истиранию и деформации. Выносливы к различным температурам. Из резины производят огромное количество различных изделий. Около 70% производимого каучука расходуется на резины для транспорта: автомашин, самолетов, кораблей и др. Так же хорошим спросам пользуется у предприятий производящих резинную обувь, кабели и другие резиновые изделия. [2]
Актуальность выбранной темы заключается в том, что каучук СКИ -3 имеет мировое распространение в различных сферах. Если сравнивать природный каучук с синтетическим, то производимый химически процесс каучук является более выгодным. Он более универсален. Современные способы производства позволяют получить материал, который обладает оптимальными свойствами какой-либо сферы применения. Производство синтетических каучуков более экономично. В последние годы и по настоящее время синтетические каучуки нашли свое широкое применение не только в автомобильной промышленности, но и в звуко-, тепло-, гидро- и воздух изоляции зданий, в производстве пневматической, гидравлической, медицинской и вакуумной технике. Материал этот широко используется в ракетостроении. В качестве полимерной основы для производства твердого ракетного топлива с порошком аммиачной селитры в качестве наполнителя.
Цель работы: оптимизация технологического процесса дегазации полимеризата каучука СКИ - 3, позволяющая снизить расход пара.
Задачи дипломного проекта:
- выполнить материальный и тепловой расчет установки дегазации полимеризата при заданном расходе теплоносителя - водяного пара:
- произвести расчет расхода теплоносителя при снижении температуры проведения процесса дегазации.
Изопреновый каучук получают полимеризацией изопрена. пСН2=С(СНз)-СН=СН2 ^ (-СН2-С(СНз)=СН-СН2-)п
Натуральный каучук также является изопреновым каучуком. Поэтому синтетический изопреновый каучук, как и натуральный, обладает высокой эластичностью и прочностью. Применяют его в производстве шин, обуви, конвейерных лент, медицинских изделий.
При выполнении дипломного проекта были выполнены:
- разработана принципиальная схема установки дегазации полимеризата;
- выполнен материальный и тепловой расчет установки дегазации полимеризата;
-разработана система аналитического контроля и управления технологическим процессом.
1. Аверко-Антонович, Л. А. Химия и технология синтетического каучука, учебник для вузов. М.: Колосс, 2008.- 357с.;
2. Богомолов, А..И., Гайле, А.А. Громова, В.В. Химия нефти и газа: Учеб. пособ. для вузов/Под ред. В.А. Проскурякова, А.Е. Драбкина. - 3-е изд. Доп. испр. - СПб: Химия, 1995.- 525 с.;
3. Приказ Ростехнадзора от 31.12.2014 N 631 "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Требования к технологическим регламентам химико-технологических производств".
4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств».
5. Инструкция ПИ-ИП-6-31-12 По обслуживанию установки дегазации
полимеризата установка выделения СКИ ООО «Тольяттикаучук».
6. Кутепов, А.М., Бондарева, Т.И., Беренгартен, М.Г. Общая химическая технология: Учеб. псобие для техн.вузов . - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высш.шк., 1990 -520 с.;
7. Рейхсфельд, В.О. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука / В.О. Рейхсфельд, B.C. Шеин, В.И. Ермаков. М: Химия, 1985. - 264 с.
8. Шеин, B.C. Выделение синтетических каучуков / B.C. Шеин, В.И. Ермаков. М.: Химия, 1977 - 152 с.
9. Шеин .C. и др. Процесс выделения и обезвоживания синтетических каучуков. / БМ.: ЦНИИТЭ Нефтехим, 24. A.C. СССР №256732, 1969.1970. - 60 с.
10. Larson, R.G. The effect of fluid rheology on the elastic Taylor-Couette instability / R.G. Larson, S.J. Muller, E.S.G. Shaqfeh // J. Non-Newtonian Fluid Mech. 1994.-Vol. 51.-P. 195-225.
11. В.Г. Бочкарев, Г.С. Дьяконов, Системный анализ процесса водной дегазации СК / А.Ш. Зиятдинов, В.А. Кузнецов, А.В. Малыгин // Интенсификация химических процессов переработки нефтяных компонентов, 2001. 85-93 с.
12. Технологический регламент производства этиленпропиленового каучука в цехе выделения и сушки каучука завода СКИ-3 №1 (цех выделения №1509) ОАО «Нижнекамскнефтехим», 1997.
13. Brian, P.L.T. Transport of heat and mass between liq uids and spherical particles in an agitator tank / P.L.T. Brian, H.B. Hales, Т.К. Sherwood // Am. Inst. Chem. Engers. J. 1969. - V. 15. - P. 727-733.
14. Montante, G. Experiments and CFD predictions Of solid particle distribution in a vessel agitated with four pitched blade turbines / G. Montante, G. Micale, F. Magelli, A. Brucato, // Chemical Engineering Research and Design, 79, 8, 2001. p. 1005-1010
15. Способ выделения синтетических каучуков. Патент РФ №2249013 23.03.2005.
16. Способ выделения синтетических каучуков. Патент РФ №2255091. Опубл. 27.11.2004.
17. Способ управления процессом водной дегазации изопренового каучука. Патент РФ №2180452 МПК C08C 2/06 опубл. 14.09.2012
18. Способ выделения синтетических каучуков. Патент РФ №2448121. Опубл. 20.04.12.
19. Технологический регламент ТР ИП-6 ООО «Тольяттикаучук».
20. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением.
21.
21. ГОСТ Р 52857.1-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.
22. ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек.
23. Михалев, М.Ф., Третьяков, Н.П., Мильченко, А.И., Зобнин, В.В.Расчёт и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи: Учеб. пособие для студентов втузов/;
24. Борисов, Г. С., Брыков, В.П., Дытнерский, Ю.И. Основные процессы
и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ и др. Под ред.Ю.И.Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн.- М.:Химия, 1991. - 496 с.;
25. Доманский, И.В, Исаков, В.П Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи: Учеб.пособие— Л.: Машиностроение, 1982.-384 с.;
26. Под общ.ред.М.Ф.Михалева. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. - 301 с., ил.;