Оптимизация узла приготовления антиоксиданта марки ВС-1 бутадиен-альфаметилстирольного каучука ООО «СИБУР Тольятти»
|
Аннотация 2
Введение 5
1 Анализ установки синтетического бутадиен-
альфаметилстирольного каучука на предприятии ООО «СИБУР Тольятти» 8
1.1 Общая характеристика производства 8
1.2 Физико-химические свойства сырья, вспомогательных
материалов и готовой продукции на установке 10
1.3 Характеристика готовой продукции 16
2 Описание технологической схемы 20
2.1 Анализ существующей схемы приёма масла с
антиоксидантом ВС-1 20
2.2 Узел приготовления антиоксиданта ВС-1 22
2.3 Физико-химические свойства антиоксиданта 27
2.4 Механизм действия антиоксидантов 29
2.5 Надежность охраны воздушного бассейна и водных ресурсов.. 31
3 Предлагаемая схема очистки узла приготовления
антиоксиданта ВС-1 33
3.1 Предлагаемое техническое решение 33
3.2 Закономерности термоокисления СКМС-30АРКМ-15
стабилизированного ВС-1 38
4 Расчетная часть 43
4.1Расчет материального баланса антиоксиданта ВС-1 43
4.2 Описание предлагаемой модели колпачковой тарелки 45
4.3 Материальный баланс производства на 1 тонну каучука СКМС-
30АРКМ-15 50
4.4 Схема материальных потоков для каучука СКМС-30АРКМ-15. 52
Заключение 53
Список используемых источников 54
Введение 5
1 Анализ установки синтетического бутадиен-
альфаметилстирольного каучука на предприятии ООО «СИБУР Тольятти» 8
1.1 Общая характеристика производства 8
1.2 Физико-химические свойства сырья, вспомогательных
материалов и готовой продукции на установке 10
1.3 Характеристика готовой продукции 16
2 Описание технологической схемы 20
2.1 Анализ существующей схемы приёма масла с
антиоксидантом ВС-1 20
2.2 Узел приготовления антиоксиданта ВС-1 22
2.3 Физико-химические свойства антиоксиданта 27
2.4 Механизм действия антиоксидантов 29
2.5 Надежность охраны воздушного бассейна и водных ресурсов.. 31
3 Предлагаемая схема очистки узла приготовления
антиоксиданта ВС-1 33
3.1 Предлагаемое техническое решение 33
3.2 Закономерности термоокисления СКМС-30АРКМ-15
стабилизированного ВС-1 38
4 Расчетная часть 43
4.1Расчет материального баланса антиоксиданта ВС-1 43
4.2 Описание предлагаемой модели колпачковой тарелки 45
4.3 Материальный баланс производства на 1 тонну каучука СКМС-
30АРКМ-15 50
4.4 Схема материальных потоков для каучука СКМС-30АРКМ-15. 52
Заключение 53
Список используемых источников 54
Аннотация
Бакалаврскую работу выполнила: ЗвездинаНадежда Валерьевна
Тема работы: Оптимизация узла приготовления антиоксиданта марки ВС-1 бутадиен-альфаметилстирольного каучука ООО «СИБУР Тольятти»
Научный руководитель: Шевченко Юлия Николаевна
Бакалаврская работа выполнена на 57страниц, 11рисунков, 8 таблиц, использовано 37 источников.
Объектом исследования является «Установка приготовления, антиоксиданта ВС-1 синтетического бутадиен-стирольного каучука» на ООО «СИБУР Тольятти»
В теоретической части рассмотрены физико-химические основы процесса приготовления каучука и вспомогательный процесс приготовления антиоксиданта марки ВС-1.
В ходе выполнения работы предложена оптимизация очистки газообразного аммиака на узле приготовления антиоксиданта марки ВС-1 и схема с измененной обвязкой.
Проведены расчеты материального баланса антиоксиданта ВС-1.
Бакалаврская работа выполнена в текстовом редакторе MicrosoftWord и представлена на электронном носителе.
«Отрасль химии и нефтехимии характеризуется широким спектром видов выпускаемой продукции, которая используется практически во всех отраслях народного хозяйства и в повседневном быту» [25].
«Мощности производства синтетического
бутадиенальфаметилстирольного каучука составляют около 50% всех мощностей по синтетическому каучуку. На тольяттинской промышленной площадке был рассмотрен процесс синтетических бутадиен альфаметилстирольного каучука, и узел приготовления антиоксиданта ВС- 1,основная масса получается сополимеризацией бутадиена и стирола»[31].
«В зависимости от условий полимеризации и состава применяемых компонентов выпускаются бутадиен-стирольные каучуки, различающиеся по составу и свойствам. Распределение звеньев бутадиена и стирола в макромолекуле полимера - нерегулярное, статистическое. И в силу статического характера чередования звеньев - не способны кристаллизоваться» [32].
«Каучуки, наиболее часто выпускаемые с содержанием связанного стирола 10, 30 или 50%»[8].
«Эмульсионную полимеризацию проводят при пониженной (4-8°С - «холодная полимеризация) и при высокой (50°С - «горячая» полимеризация) температуре. Холодные каучуки отличаются улучшенными свойствами - прочностью, эластичностью, меньшим пеклообразованием, прочностью связи в резиновых смесях, поэтому их выпуск составляет около 80% общего объема производства СКМС. Горячие каучуки содержат в себе 23,5-25% связанного стирола и выпускаются в меньших количествах» [8,12].
«Снижение температуры полимеризации приводит к уменьшению содержания в каучуке низкомолекулярных фракций, уменьшению степени разветвленности и увеличению регулярности структуры полимера, что, в целом, приводит к улучшению качества полимера.
При получении маслонаполненных каучуков антиоксидант может быть растворен в масле и таким образом введен в каучук. Функция антиоксидантов замедлять процессы (термо)окисления полимеров. Группу эффективных, широко применяемых неокрашивающих антиоксидантов составляют замещенные фенолы» [8,12].
«С появлением маслонаполненного каучука общего назначения разработан способ введения антиоксидантов в растворе, масла, что значительно улучшило распределение их в полимере. СКМС-30 АРКМ-15 и СКМС-30 АРКМ-27 маслонаполненный каучук, получается полимеризацией при пониженных температурах. Этот каучук является основным видом общего назначения» [31].
«Увеличение молекулярного веса маслонаполненных каучуков позволяет в значительной степени компенсировать влияние масла и сохранить высокий комплекс прочностных показателей при хороших технологических свойствах. Резиновые смеси из маслонаполненных каучуков могут иметь неудовлетворительную клейкость вследствие некоторого выпотевания масла, что необходимо учитывать при выборе рецептуры резиновых смесей для резиновых изделий, изготовляемых путем сборки из отдельных деталей. Резины на основе маслонаполненных каучуков имеют пониженные механические свойства и усталостную выносливость, повышенный гистерезис и сцепление с мокрой поверхностью по сравнению с этими же показателями резин на основе каучуков, не содержащих масла»[8].
«Количество масла в маслонаполненных каучуках (в зависимости от типа каучуков) может колебаться в значительных пределах - от 15 до 50%. При содержании масла в каучуке выше определенного предела физические свойства каучука ухудшаются, и получаемый продукт не может быть использован в качестве каучука общего назначения»[32].
«При производстве маслонаполненных каучуков применяют ароматизированные масла. Вырабатывают два разных сорта такого ароматизированного масла как: ПН-6 (К), применяемое при производстве синтетического маслонаполненного бутадиен - альфаметилстирольного каучука, и ПН-6 (Ш), употребляется в шинной промышленности. Эти масла получают компаундированием экстрактов от фенольной очистки деасфальтизатов и вязкой дистиллятной фракции заводских смесей. На этом явлении основано получение маслонаполненных каучуков, в которых минеральное масло выполняет роль низкомолекулярных полимерных фракций» [8].
Цель работы - повысить эффективность узла приготовления антиоксиданта марки ВС-1.
Задачи работы:
1. Изучить технологический процесс приготовления антиоксиданта марки ВС-1.
2. Предложить оптимизациютехнологической схемы приготовления антиоксиданта.
3. Произвести расчеты по материальному балансуантиоксиданту марки ВС-1.
Бакалаврскую работу выполнила: ЗвездинаНадежда Валерьевна
Тема работы: Оптимизация узла приготовления антиоксиданта марки ВС-1 бутадиен-альфаметилстирольного каучука ООО «СИБУР Тольятти»
Научный руководитель: Шевченко Юлия Николаевна
Бакалаврская работа выполнена на 57страниц, 11рисунков, 8 таблиц, использовано 37 источников.
Объектом исследования является «Установка приготовления, антиоксиданта ВС-1 синтетического бутадиен-стирольного каучука» на ООО «СИБУР Тольятти»
В теоретической части рассмотрены физико-химические основы процесса приготовления каучука и вспомогательный процесс приготовления антиоксиданта марки ВС-1.
В ходе выполнения работы предложена оптимизация очистки газообразного аммиака на узле приготовления антиоксиданта марки ВС-1 и схема с измененной обвязкой.
Проведены расчеты материального баланса антиоксиданта ВС-1.
Бакалаврская работа выполнена в текстовом редакторе MicrosoftWord и представлена на электронном носителе.
«Отрасль химии и нефтехимии характеризуется широким спектром видов выпускаемой продукции, которая используется практически во всех отраслях народного хозяйства и в повседневном быту» [25].
«Мощности производства синтетического
бутадиенальфаметилстирольного каучука составляют около 50% всех мощностей по синтетическому каучуку. На тольяттинской промышленной площадке был рассмотрен процесс синтетических бутадиен альфаметилстирольного каучука, и узел приготовления антиоксиданта ВС- 1,основная масса получается сополимеризацией бутадиена и стирола»[31].
«В зависимости от условий полимеризации и состава применяемых компонентов выпускаются бутадиен-стирольные каучуки, различающиеся по составу и свойствам. Распределение звеньев бутадиена и стирола в макромолекуле полимера - нерегулярное, статистическое. И в силу статического характера чередования звеньев - не способны кристаллизоваться» [32].
«Каучуки, наиболее часто выпускаемые с содержанием связанного стирола 10, 30 или 50%»[8].
«Эмульсионную полимеризацию проводят при пониженной (4-8°С - «холодная полимеризация) и при высокой (50°С - «горячая» полимеризация) температуре. Холодные каучуки отличаются улучшенными свойствами - прочностью, эластичностью, меньшим пеклообразованием, прочностью связи в резиновых смесях, поэтому их выпуск составляет около 80% общего объема производства СКМС. Горячие каучуки содержат в себе 23,5-25% связанного стирола и выпускаются в меньших количествах» [8,12].
«Снижение температуры полимеризации приводит к уменьшению содержания в каучуке низкомолекулярных фракций, уменьшению степени разветвленности и увеличению регулярности структуры полимера, что, в целом, приводит к улучшению качества полимера.
При получении маслонаполненных каучуков антиоксидант может быть растворен в масле и таким образом введен в каучук. Функция антиоксидантов замедлять процессы (термо)окисления полимеров. Группу эффективных, широко применяемых неокрашивающих антиоксидантов составляют замещенные фенолы» [8,12].
«С появлением маслонаполненного каучука общего назначения разработан способ введения антиоксидантов в растворе, масла, что значительно улучшило распределение их в полимере. СКМС-30 АРКМ-15 и СКМС-30 АРКМ-27 маслонаполненный каучук, получается полимеризацией при пониженных температурах. Этот каучук является основным видом общего назначения» [31].
«Увеличение молекулярного веса маслонаполненных каучуков позволяет в значительной степени компенсировать влияние масла и сохранить высокий комплекс прочностных показателей при хороших технологических свойствах. Резиновые смеси из маслонаполненных каучуков могут иметь неудовлетворительную клейкость вследствие некоторого выпотевания масла, что необходимо учитывать при выборе рецептуры резиновых смесей для резиновых изделий, изготовляемых путем сборки из отдельных деталей. Резины на основе маслонаполненных каучуков имеют пониженные механические свойства и усталостную выносливость, повышенный гистерезис и сцепление с мокрой поверхностью по сравнению с этими же показателями резин на основе каучуков, не содержащих масла»[8].
«Количество масла в маслонаполненных каучуках (в зависимости от типа каучуков) может колебаться в значительных пределах - от 15 до 50%. При содержании масла в каучуке выше определенного предела физические свойства каучука ухудшаются, и получаемый продукт не может быть использован в качестве каучука общего назначения»[32].
«При производстве маслонаполненных каучуков применяют ароматизированные масла. Вырабатывают два разных сорта такого ароматизированного масла как: ПН-6 (К), применяемое при производстве синтетического маслонаполненного бутадиен - альфаметилстирольного каучука, и ПН-6 (Ш), употребляется в шинной промышленности. Эти масла получают компаундированием экстрактов от фенольной очистки деасфальтизатов и вязкой дистиллятной фракции заводских смесей. На этом явлении основано получение маслонаполненных каучуков, в которых минеральное масло выполняет роль низкомолекулярных полимерных фракций» [8].
Цель работы - повысить эффективность узла приготовления антиоксиданта марки ВС-1.
Задачи работы:
1. Изучить технологический процесс приготовления антиоксиданта марки ВС-1.
2. Предложить оптимизациютехнологической схемы приготовления антиоксиданта.
3. Произвести расчеты по материальному балансуантиоксиданту марки ВС-1.
В бакалаврской работе рассмотрен процесс приготовления антиоксиданта марки ВС-1 бутадиен - альфаметилстирольного каучук на производстве ООО «СИБУР Тольятти» и были получены следующие результаты:
1) Анализ существующего производства синтетического бутадиен- альфаметилстирольного каучука, на установке приготовления антиоксиданта ВС-1 на предприятии ООО «СИБУР Тольятти» показал, что поступают значительные объемы выбросов вредных продуктов в атмосферу и слива их в канализацию.В результате значительно увеличивается количество отходов образующихся в результате очистки сточных вод, а так же выбросы образовавшихся при синтезе ВС-1 газообразный аммиак, вследствие сброса стоков с низким качеством очистки.
2) Существующие способы на данной установки приготовления антиоксиданта ВС-1 устарели. Пары аммиака и воды, выделяющиеся при синтезе антиоксиданта ВС-1 в аппарате через промежуточный аппарат, где отделяется механически уносимая жидкость, поступают в скруббер и орошаемый водой, через гидрозатвор сливается в ХЗК, а газообразный продукт вентилятором подается на сжигание в печи установки Д-6. При невозможности подать газы на сжигание их вентилятором подают в атмосферу. Таким образом, увеличивается фактор на экологическую нагрузку окружающей среды.
3) В результате предложенного технологического решения, а именно установки колпачковой тарелки для контактирования газа и жидкости, включающая паровые патрубки, колпачки и сливные устройства и дополнительно змеевиком в виде параллельных трубных пучков, уложенных в пространстве между колпачками.Таким образом, предлагаемая модель будет способствовать полностью, поглотить пары аммиака.
1) Анализ существующего производства синтетического бутадиен- альфаметилстирольного каучука, на установке приготовления антиоксиданта ВС-1 на предприятии ООО «СИБУР Тольятти» показал, что поступают значительные объемы выбросов вредных продуктов в атмосферу и слива их в канализацию.В результате значительно увеличивается количество отходов образующихся в результате очистки сточных вод, а так же выбросы образовавшихся при синтезе ВС-1 газообразный аммиак, вследствие сброса стоков с низким качеством очистки.
2) Существующие способы на данной установки приготовления антиоксиданта ВС-1 устарели. Пары аммиака и воды, выделяющиеся при синтезе антиоксиданта ВС-1 в аппарате через промежуточный аппарат, где отделяется механически уносимая жидкость, поступают в скруббер и орошаемый водой, через гидрозатвор сливается в ХЗК, а газообразный продукт вентилятором подается на сжигание в печи установки Д-6. При невозможности подать газы на сжигание их вентилятором подают в атмосферу. Таким образом, увеличивается фактор на экологическую нагрузку окружающей среды.
3) В результате предложенного технологического решения, а именно установки колпачковой тарелки для контактирования газа и жидкости, включающая паровые патрубки, колпачки и сливные устройства и дополнительно змеевиком в виде параллельных трубных пучков, уложенных в пространстве между колпачками.Таким образом, предлагаемая модель будет способствовать полностью, поглотить пары аммиака.
Содержание бакалаврской работы - Оптимизация узла приготовления антиоксиданта марки ВС-1 бутадиен-альфаметилстирольного каучука ООО «СИБУР Тольятти»
Выдержки из бакалаврской работы – Оптимизация узла приготовления антиоксиданта марки ВС-1 бутадиен-альфаметилстирольного каучука ООО «СИБУР Тольятти»