Перечень сокращений и обозначений 5
Введение 6
1. Литературный обзор 7
1.1 История развития производства полиэтилентерефталата 7
1.2 Основные сведения по структуре и свойствам полиэтилентерефталата .... 9
1.3 Исходное сырье и мономеры. Диметилтерефталат 11
1.4 Исходное сырье и мономеры. Этиленгликоль 12
1.5 Способы получения полиэтилентерефталата 13
1.6 Катализаторы переэтерификации 16
1.7 Соотношение исходных компонентов 18
1.8 Описание технологии производства 21
2 Расчетная часть 26
2.1 Расчет материального баланса 26
2.2 Расчет энергетического баланса 37
2.3 Расчёт основного аппарата 41
2.4 Расчет дополнительного оборудования 49
Заключение 58
Список используемых источников 59
Приложение А. Чертеж технологической схемы производства гранулята ПЭТФ 61
Приложение Б. Чертеж общего вида основного аппарата переэтерификатора 62
Приложение В. Чертеж общего вида дополнительного оборудования теплообменник-конденсатора паров метанола
Производство полиэтилентерефталата за счет широкого применения занимает одно из лидирующее мест в мире по потреблению.
Отличительной чертой данного полимера является то, что он может находиться в аморфном и кристаллическом состояниях, при этом переход из одного состояния в другое проявляется достаточно четко.
Производство полиэтилентерефталата широко применяется в производстве волокон, пищевых плёнок и пластиков, представляющих одно из важнейших направлений в полимерной индустрии и смежных отраслях.
ПЭТФ пользуется большим спросом в мире, потому что данное сырье легко перерабатывается поэтому данное производство экономически выгодно.
Для получения ПЭТФ исходным сырьем являются диметилтерефталат (ДМТ) и этиленгликоль (ЭГ). Кроме этих веществ, при синтезе вводят катализаторы, термостабилизаторы, красители и пигменты, а также добавки, облегчающие процесс переработки полимера.
В качестве катализаторов в химической промышленности часто используют вещества, в состав которых входят: цинк, марганец, кобальт, свинец, кальций, магний, сурьма и оксид свинца.
Целью работы является технологический расчет установки производства полиэтилентерефталата производительность 40 тыс. тонн/год.
Задачи выпускной квалификационной работы:
- Рассмотреть процесс получения полиэтилентерефталата.
- Составить материальный баланс.
- Составить энергетический баланс.
- Произвести расчет основного и вспомогательного аппарата.
- Произвести расчёт дополнительного оборудования.
- Представить технологическую схему процесса, чертежи основного аппарата и дополнительного оборудования.
В данной выпускной квалификационной работе был изучен и рассмотрен процесс получения ПЭТФ непрерывным способом. В литературном обзоре были рассмотрены основные свойства ПЭТФ, история развития производства ПЭТФ исходное сырье для производства, а также способы получения и предложена технологическая схема процесса получения полиэтилентерефталата непрерывным способом.
В расчётной части составлены схема потоков, рассчитаны материальный и энергетический балансы производства ПЭТФ, произведен расчет переэтерефикатора и конденсатора паров метанола, а также определены их основные параметры, конструктивные размеры, сделаны чертежи основного вида данных аппаратов.
Был выбран переэтерификатор рабочим объёмом 6,3 м3, с электроприводом мощностью 7,5 кВт. Масса аппарата 4525 кг.
Был выбран теплообменник для конденсации паров метанола номинальной поверхностью F = 16 м2который подходит с запасом А= 26,81 %. Масса аппарата М = 480 кг.
По произведенным расчетам можно сделать вывод, что для производства ПЭТФ производительностью 40 тыс. тонн/год требуется:
1. Диметилтерефталат в количестве 5239,29 кг/ч.
2. Этиленгликоль в количестве 6549,12 кг/ч.
3. Количество катализатора составило 0,65 кг/ч.
4. Количество теплоты, необходимой для нагрева материала до температуры реакции, 9129,06 кДж/ч.
5. Количество теплоты, уносимой из аппарата продуктами реакции, 184272,06 кДж/ч.
6. Количество теплоты, теряемой аппаратом в окружающую среду, 6899,82 кДж/ч.
