Технология получения кальциевой соли сульфоацетата целлюлозы
|
Введение 10
1 Литературный обзор 11
1.1 Общие сведения 11
1.2 Свойства ацетатов целлюлозы и их применение 13
1.3 Способ получения водорастворимой соли сульфоацетата целлюлозы 14
1.4 Методы ацетилирования целлюлозы 15
1.5 Катализаторы реакции ацетилирования 17
1.6 Основные параметры процесса ацетилирования. Время ацетилирования 21
2 Технико-экономическое обоснование выбранного метода 23
3 Инженерные решения, предлагаемые в проекте 24
4 Характеристика производимой продукции, исходного сырья, материалов и полупродуктов 25
4.1 Эмпирическая формула и молекулярная масса 25
4.2 Технические показатели и нормы к проекту технических условия 25
4.3 Упаковка 25
4.4 Правила хранения и перевозка 25
4.5 Физико-химические и теплофизические свойства сырья, конечных продуктов, промежуточных продуктов и реакционных масс 26
5 Перечень технологических стадий. Химизм, физико-химические основы технологических процессов 29
6 Описание технологического процесса 30
6.1 Приготовление раствора ацетата целлюлозы 30
6.2 Сульфатирование и разделение слоев 30
6.3 Нейтрализация кислотного слоя 31
6.4 Фильтрация суспензии гипса и его промывка 31
6.5 Осветление раствора кальциевой соли сульфоацетата целлюлозы и его фильтрация 32
6.6 Промывка органического слоя 32
6.7 Разгонка органического слоя 33
6.8 Блок-схема 34
6.9 Технологическая схема 35
6.10 Расходные нормы сырья и материалов. Расход сырья, считая на 1т готового продукта (в пересчете на сухое вещество) 36
6.11 Продолжительность стадий по элементам, общая продолжительность стадий по каждому аппарату и продолжительность всего процесса производства 37
7 Материальный баланс 40
8 Выбор основного и вспомогательного оборудования 47
9 Технологический расчет аппаратов 50
9.1 Расчет котла-реактора для сульфатирования 50
9.1.1 Техническое задание 50
9.1.2 Расчет аппарата 51
9.1.3 Выбор перемешивающего устройства 52
9.1.4 Тепловой расчёт реактора 55
9.1.5 Механические расчёты 59
9.2 Расчет котла-реактора для нейтрализации 62
9.2.1 Техническое задание 62
9.2.2 Расчет аппарата 63
9.2.3 Выбор перемешивающего устройства 64
9.2.4 Тепловой расчёт реактора 68
9.2.5 Механические расчёты 71
10 Автоматизация процесса 73
11 Аналитический контроль 76
11.1 Методы анализа промежуточных продуктов 76
11.1.1 Принцип метода 76
11.1.2 Оборудование и реактивы 76
11.1.3 Приготовление щелочного раствора ЭДТА 77
11.1.4 Проведение испытания 77
11.1.5 Обработка результатов 78
11.2 Методика газохроматографического определения массовой доли этилового спирта, метилендихлорида и этилацетата в органическом слое 78
11.2.1 Принцип метода 78
11.2.2 Приборы и реактивы 79
11.2.3 Проведение анализа 81
11.2.4 Обработка результатов 81
11.3 Методы анализа отходов технологического процесса 81
12 Охрана окружающей среды. Утилизация отходов производства 83
13 Техника безопасности 86
13.1 Основные правила безопасного ведения процесса 86
13.2 Перечень наиболее опасных мест в технологическом процессе при отклонениях от нормального технологического режима 88
14 Экономическая оценка проектных решений 91
14.1.Себестоимость Са-соли САЦ 91
14.2 Расчет капитальных затрат 93
14.2 Расчет капитальных затрат 93
14.3 Определение точки безубыточности 94
14.3 Технико-экономические показатели по основному продукту 95
Заключение 96
Список использованной литературы 97
1 Литературный обзор 11
1.1 Общие сведения 11
1.2 Свойства ацетатов целлюлозы и их применение 13
1.3 Способ получения водорастворимой соли сульфоацетата целлюлозы 14
1.4 Методы ацетилирования целлюлозы 15
1.5 Катализаторы реакции ацетилирования 17
1.6 Основные параметры процесса ацетилирования. Время ацетилирования 21
2 Технико-экономическое обоснование выбранного метода 23
3 Инженерные решения, предлагаемые в проекте 24
4 Характеристика производимой продукции, исходного сырья, материалов и полупродуктов 25
4.1 Эмпирическая формула и молекулярная масса 25
4.2 Технические показатели и нормы к проекту технических условия 25
4.3 Упаковка 25
4.4 Правила хранения и перевозка 25
4.5 Физико-химические и теплофизические свойства сырья, конечных продуктов, промежуточных продуктов и реакционных масс 26
5 Перечень технологических стадий. Химизм, физико-химические основы технологических процессов 29
6 Описание технологического процесса 30
6.1 Приготовление раствора ацетата целлюлозы 30
6.2 Сульфатирование и разделение слоев 30
6.3 Нейтрализация кислотного слоя 31
6.4 Фильтрация суспензии гипса и его промывка 31
6.5 Осветление раствора кальциевой соли сульфоацетата целлюлозы и его фильтрация 32
6.6 Промывка органического слоя 32
6.7 Разгонка органического слоя 33
6.8 Блок-схема 34
6.9 Технологическая схема 35
6.10 Расходные нормы сырья и материалов. Расход сырья, считая на 1т готового продукта (в пересчете на сухое вещество) 36
6.11 Продолжительность стадий по элементам, общая продолжительность стадий по каждому аппарату и продолжительность всего процесса производства 37
7 Материальный баланс 40
8 Выбор основного и вспомогательного оборудования 47
9 Технологический расчет аппаратов 50
9.1 Расчет котла-реактора для сульфатирования 50
9.1.1 Техническое задание 50
9.1.2 Расчет аппарата 51
9.1.3 Выбор перемешивающего устройства 52
9.1.4 Тепловой расчёт реактора 55
9.1.5 Механические расчёты 59
9.2 Расчет котла-реактора для нейтрализации 62
9.2.1 Техническое задание 62
9.2.2 Расчет аппарата 63
9.2.3 Выбор перемешивающего устройства 64
9.2.4 Тепловой расчёт реактора 68
9.2.5 Механические расчёты 71
10 Автоматизация процесса 73
11 Аналитический контроль 76
11.1 Методы анализа промежуточных продуктов 76
11.1.1 Принцип метода 76
11.1.2 Оборудование и реактивы 76
11.1.3 Приготовление щелочного раствора ЭДТА 77
11.1.4 Проведение испытания 77
11.1.5 Обработка результатов 78
11.2 Методика газохроматографического определения массовой доли этилового спирта, метилендихлорида и этилацетата в органическом слое 78
11.2.1 Принцип метода 78
11.2.2 Приборы и реактивы 79
11.2.3 Проведение анализа 81
11.2.4 Обработка результатов 81
11.3 Методы анализа отходов технологического процесса 81
12 Охрана окружающей среды. Утилизация отходов производства 83
13 Техника безопасности 86
13.1 Основные правила безопасного ведения процесса 86
13.2 Перечень наиболее опасных мест в технологическом процессе при отклонениях от нормального технологического режима 88
14 Экономическая оценка проектных решений 91
14.1.Себестоимость Са-соли САЦ 91
14.2 Расчет капитальных затрат 93
14.2 Расчет капитальных затрат 93
14.3 Определение точки безубыточности 94
14.3 Технико-экономические показатели по основному продукту 95
Заключение 96
Список использованной литературы 97
В последнее время создались определенные трудности с обес-печением сырьем предприятий химической промышленности, выпускающих товары народного потребления, и, в частности, сырья для производства лаков для волос, которое закупается по им¬порту. В этой связи актуальной является задача поиска аль¬тернативных источников, которые могут быть получены из отечественного сырья. Исследования показали, что одним из перспективных заменителей дорого¬го и дефицитного пленкообразующего, которое закупалось за ру¬бежом, могут быть производные целлюлозы и, в частности, соли, сульфоацетатов целлюлозы. Как следует из исследования, водные растворы эфиров целлюлозы безвредны, биологичес¬ки устойчивы, нейтральны. Из водорастворимых сложных эфиров целлюлозы эфир серной кислоты и целлюлозы является сильнодиссоциирующим полиэлектролитом.
Классический способ получения сульфоацетатов целлюлозы, описанный в периодической и патентной литературе, заключается в совмещении процесса ацетилирования и сульфатирования целлю¬лозы. Способ характеризуется применением таких реагентов, как уксусная кислота и уксусный ангидрид. Их отделение от сульфоацетата целлюлозы представляет технически трудноразрешимую задачу. Готовый продукт содержит много солей неорганических кислот и не подходит для использования в товарах народного потребления.
Привлекательным представляется процесс получения сульфо¬ацетатов целлюлозы, если брать для этих целей не целлюлозу, а её ацетат, который производится промышленностью. Этот про¬цесс был проверен в лабораторных условиях, на основании чего был составлен регламент, переданная Заказчиком. Основные параметры прописи использованы при разработке настоящего технологического процесса получения кальциевой соли сульфоацетата целлюлозы.
Классический способ получения сульфоацетатов целлюлозы, описанный в периодической и патентной литературе, заключается в совмещении процесса ацетилирования и сульфатирования целлю¬лозы. Способ характеризуется применением таких реагентов, как уксусная кислота и уксусный ангидрид. Их отделение от сульфоацетата целлюлозы представляет технически трудноразрешимую задачу. Готовый продукт содержит много солей неорганических кислот и не подходит для использования в товарах народного потребления.
Привлекательным представляется процесс получения сульфо¬ацетатов целлюлозы, если брать для этих целей не целлюлозу, а её ацетат, который производится промышленностью. Этот про¬цесс был проверен в лабораторных условиях, на основании чего был составлен регламент, переданная Заказчиком. Основные параметры прописи использованы при разработке настоящего технологического процесса получения кальциевой соли сульфоацетата целлюлозы.
В последнее время создались определенные трудности с обес-печением сырьем предприятий химической промышленности, выпускающих товары народного потребления, и, в частности, сырья для производства лаков для волос, которое закупается по им¬порту.
В данной работе разработано производство кальциевой соли сульфоацетата целлюлозы, мощность которого составляет 90 тонн в год.
Производство состоит из семи стадий:
1. Приготовление раствора ацетата целлюлозы
2. Сульфатирование ацетата целлюлозы и разделение слоев
3. Нейтрализация кислотного слоя
4. Фильтрация суспензии гипса и промывка
5. Осветление фильтрата активированным углем и фильтрация от угля
6. Промывка органического слоя
7. Разгонка органического слоя
Составлен материальный баланс процесса.
Разработаны автоматический и аналитический контроль производства.
Выбрано основное и вспомогательное оборудование. Проведен технологический расчет реактора сульфатирования и нейтрализатор. Объем реактора сульфатирования 10 м3, реактор снабжен рубашкой и мешалкой. Диаметр реактора 2200 мм, высота 6870 мм. Нейтрализатор представляет собой аппарат с мешалкой и рубашкой, диаметр 2000 мм, объем 8 м3, высота 6255мм.
Решены вопросы охраны окружающей среды. Гипсовый шлам в количестве 165 т/г утилизируется. Угольный шлам 3 класса опасности в количестве 9 т/г отправляется на полигон захоронения.
Рассмотрены вопросы техники безопасности.
Проведена экономическая оценка проекта. Себестоимость – 389 т.руб., прибыль 117 тыс. руб., точка безубыточности 40,1т.
При этом предполагаемый срок окупаемости производства составляет 2,46 года.
В данной работе разработано производство кальциевой соли сульфоацетата целлюлозы, мощность которого составляет 90 тонн в год.
Производство состоит из семи стадий:
1. Приготовление раствора ацетата целлюлозы
2. Сульфатирование ацетата целлюлозы и разделение слоев
3. Нейтрализация кислотного слоя
4. Фильтрация суспензии гипса и промывка
5. Осветление фильтрата активированным углем и фильтрация от угля
6. Промывка органического слоя
7. Разгонка органического слоя
Составлен материальный баланс процесса.
Разработаны автоматический и аналитический контроль производства.
Выбрано основное и вспомогательное оборудование. Проведен технологический расчет реактора сульфатирования и нейтрализатор. Объем реактора сульфатирования 10 м3, реактор снабжен рубашкой и мешалкой. Диаметр реактора 2200 мм, высота 6870 мм. Нейтрализатор представляет собой аппарат с мешалкой и рубашкой, диаметр 2000 мм, объем 8 м3, высота 6255мм.
Решены вопросы охраны окружающей среды. Гипсовый шлам в количестве 165 т/г утилизируется. Угольный шлам 3 класса опасности в количестве 9 т/г отправляется на полигон захоронения.
Рассмотрены вопросы техники безопасности.
Проведена экономическая оценка проекта. Себестоимость – 389 т.руб., прибыль 117 тыс. руб., точка безубыточности 40,1т.
При этом предполагаемый срок окупаемости производства составляет 2,46 года.