Помощь студентам в учебе
Оптимизация технологии выпуска каучука марки БСК-1502 при замене диспергатора НФ (лейканол) на анионное поверхностно-активное вещество лауреатсульфат натрия марки «Sulforokanol 225 L»
|
Аннотация 2
Перечень литературных сокращений 5
Введение 6
1 Литературный обзор в области процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола 8
1.1 Физико-химические основы процесса производства бутадиен-альфа-метилстирольного каучука 8
1.2 Литературный обзор в области процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола 14
1.3 Описание и требования к марке каучука БСК-1502 17
2 Описание существующего технологического процесса полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола 19
2.1 Описание процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 19
2.2 Технологическая схема реализации процесса эмульсионной полимеризации на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 25
2.3 Оценка возможности повышения эффективности использования сырьевых ресурсов в процессе эмульсионной полимеризации на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 29
3 Оптимизация процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 34
3.1 Предложение по оптимизации процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука 34
3.2 Расчет материального баланса процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука 37
3.2.1 Расчет материального баланса существующей схемы процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука 37
3.2.2 Расчет материального баланса оптимизированного процесса эмульсионной полимеризации 46
Заключение 52
Список используемой литературы 54
Перечень литературных сокращений 5
Введение 6
1 Литературный обзор в области процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола 8
1.1 Физико-химические основы процесса производства бутадиен-альфа-метилстирольного каучука 8
1.2 Литературный обзор в области процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола 14
1.3 Описание и требования к марке каучука БСК-1502 17
2 Описание существующего технологического процесса полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола 19
2.1 Описание процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 19
2.2 Технологическая схема реализации процесса эмульсионной полимеризации на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 25
2.3 Оценка возможности повышения эффективности использования сырьевых ресурсов в процессе эмульсионной полимеризации на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 29
3 Оптимизация процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 34
3.1 Предложение по оптимизации процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука 34
3.2 Расчет материального баланса процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука 37
3.2.1 Расчет материального баланса существующей схемы процесса эмульсионной полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука 37
3.2.2 Расчет материального баланса оптимизированного процесса эмульсионной полимеризации 46
Заключение 52
Список используемой литературы 54
Бутадиен-альфа-метилстирирольные каучуки (БМСК) эмульсионной полимеризации являются каучуками общего назначения. Эти каучуки не требуют специальной пластификации. Они хорошо смешиваются с различными ингредиентами резиновых смесей, а также хорошо совмещаются с другими типами каучуков общего назначения (полибутадиеновыми, полиизопреновыми). Низкотемпературные каучуки имеют широкий спектр применения. В основном (70%), это производство шин (изготовление протекторов). Остальная часть приходится на изготовление различных резинотехнических изделий (РТИ): цветные резинотехнические изделия, изделия медицинского назначения, товары народного потребления, обувь, автокамеры, приводные ремни, технические пластины, конвейерные ленты, рукава. Специальные марки бутадиен-а-метилстирольных каучуков (например, СКМС-30 АРПД), не содержащие электропроводящих примесей, используются в кабельной промышленности. Каучуки с низким содержанием а-метилстирола (10%) применяются для изготовления изделий, работающих в условиях низких температур (СКМС-10РКП). На основе БМСК изготовляют защитные резины, стойкие к воздействию у-радиации. Кроме того, широкий ассортимент товарных синтетических латексов используется в производстве водно-дисперсионных красок, пропитки корда, проклейки и покрытия бумаги и тканей, полимербетонов, формовой и листовой пенорезины [1].
Впервые промышленное производство бутадиен-стирольного эмульсионного каучука (БСК) было организовано в Германии в 1938г. Разработку синтеза сополимера бутадиена-1,3 с а-метилстиролом начали в США в 1945г. Производство бутадиен-метилстирольного каучука СКМС-30, аналогичного по свойствам каучуку СКС-30, было организовано на Красноярском заводе СК в 1952г.
В 1961г. начато производство маслонаполненного бутадиен- метилстирольного каучука СКМС-30АРКМ-15 на Куйбышевском заводе СК (г. Тольятти), затем на Омском и Стерлитамакском заводах СК (1962г.). В течение длительного периода работы производства СБСК (г. Тольятти) были освоены марки эмульсионного сополимерного каучука: БСК-1500, БСК-1502, СКМС-30АРКМ-27, высокостирольные композиции БС-45, БС-45АК, КВС- 60, БСК-1904.
В настоящее время в производстве СБСК ООО «Тольяттикаучук» выпускаются три марки бутадиен-метилстирольного эмульсионного каучука: безмасляный БСК-1502, маслонаполненные СКМС-30АРКМ-15 и СКМС- 30АРКМ-27 с содержанием масла 15% и 27%, соответственно. Для выпуска марки БСК-1502 используется не окрашивающий антиоксидант фенольного типа (ВС-30А), для СКМС-30АРКМ-15 и СКМС-30АРКМ-27 - окрашивающий антиоксидант фенолоаминного типа (ВС-1).
Целью бакалаврской работы является повышение эффективности использования сырьевых ресурсов в процессе полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука марки БСК-1502 на ООО «Тольяттикаучук».
В соответствии с намеченной целью были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ существующего процесса полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука и определить возможность снижения использования сырьевых ресурсов на ООО «Тольяттикаучук».
2. Провести оптимизацию технологического процесса полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса с заменой диспергатора НФ (лейканол) на анионное поверхностно-активное вещество лауреатсульфат натрия марки «Sulforokanol 225L» при производстве каучука марки БСК-1502 на предприятии ООО «Тольяттикаучук».
Впервые промышленное производство бутадиен-стирольного эмульсионного каучука (БСК) было организовано в Германии в 1938г. Разработку синтеза сополимера бутадиена-1,3 с а-метилстиролом начали в США в 1945г. Производство бутадиен-метилстирольного каучука СКМС-30, аналогичного по свойствам каучуку СКС-30, было организовано на Красноярском заводе СК в 1952г.
В 1961г. начато производство маслонаполненного бутадиен- метилстирольного каучука СКМС-30АРКМ-15 на Куйбышевском заводе СК (г. Тольятти), затем на Омском и Стерлитамакском заводах СК (1962г.). В течение длительного периода работы производства СБСК (г. Тольятти) были освоены марки эмульсионного сополимерного каучука: БСК-1500, БСК-1502, СКМС-30АРКМ-27, высокостирольные композиции БС-45, БС-45АК, КВС- 60, БСК-1904.
В настоящее время в производстве СБСК ООО «Тольяттикаучук» выпускаются три марки бутадиен-метилстирольного эмульсионного каучука: безмасляный БСК-1502, маслонаполненные СКМС-30АРКМ-15 и СКМС- 30АРКМ-27 с содержанием масла 15% и 27%, соответственно. Для выпуска марки БСК-1502 используется не окрашивающий антиоксидант фенольного типа (ВС-30А), для СКМС-30АРКМ-15 и СКМС-30АРКМ-27 - окрашивающий антиоксидант фенолоаминного типа (ВС-1).
Целью бакалаврской работы является повышение эффективности использования сырьевых ресурсов в процессе полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука марки БСК-1502 на ООО «Тольяттикаучук».
В соответствии с намеченной целью были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ существующего процесса полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука и определить возможность снижения использования сырьевых ресурсов на ООО «Тольяттикаучук».
2. Провести оптимизацию технологического процесса полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса с заменой диспергатора НФ (лейканол) на анионное поверхностно-активное вещество лауреатсульфат натрия марки «Sulforokanol 225L» при производстве каучука марки БСК-1502 на предприятии ООО «Тольяттикаучук».
В работе рассмотрены физико-химические основы процесса производства бутадиен-альфа-метилстирольного каучука. Также проведен литературный обзор по теме исследования, изучены статьи и дано описание и требования к марке каучука БСК-1502. Проведен анализ научно-технической литературы как отечественных, так и зарубежных источников по производства бутадиен-стирольных каучуков на предприятиях химической промышленности, на основе которого определена и обоснована проблема необходимости замены лейканола на биологически разлагаемый диспергатор.
Проведена оценка возможности повышения эффективности использования сырьевых ресурсов в существующем процессе полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука за счет применения в качестве диспергатора АПАВ «Sulforokanol L225/1» вместо НФ (лейканол). Выявлено, что при приготовлении опытных производственных концентрированных водных фаз (КВФ) были снижены дозировки АПАВ «Sulforokanol L225/1».
В процессе приготовления опытных КВФ отклонений параметров от контрольного уровня не выявлено. Отмечено, что в опытный период достигался более высокий уровень конверсии мономеров (76-86) % при снижении дозировки инициатора на 7 % относительно контрольного периода (77-82)%. Увеличилось значение термомеханической устойчивости опытного латекса от контрольного синтеза, что положительно влияет на качество латекса на стадии коагуляции латекса СКМС-30АРК был снижен расход «Реагент «ЭПАМ» с 2,3 кг/т каучука до 1,9 кг/т каучука, что привело к снижению пенообразования, а при снижении расхода до 1,6 кг/т пена вовсе исчезла.
На стадии выделения каучука при достижении оптимума флокуляции латекса СКМС-30АРК (АПАВ «Sulforokanol L225/1») отмечено снижение содержания в серуме остаточного «Реагент «ЭПАМ» (до 2,4 - 3,0 мг/дм3) в 5 раз и ион-сульфатов (450-800) мг/л - в 3 раза.
Снижение в течение опытного периода суммарного количества сульфат-ионов в серуме и остаточного «Реагент «ЭПАМ» обусловлено:
- меньшим содержанием сульфо-групп в составе лауретсульфата натрия (0,06%) против серийного диспергатора НФ (0,19%);
- пониженным расходом лауретсульфата натрия;
- связыванием АПАВ «Sulforokanol L225/1» с флокулянтом «Реагент «ЭПАМ» в ионный комплекс, который остается в крошке каучука.
В работе проведен расчет материального баланса до и после оптимизации технологического процесса полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса с заменой диспергатора НФ (лейканол) на анионное поверхностно-активное вещество лауреатсульфат натрия марки «Sulforokanol 225L» при производстве каучука марки БСК-1502, который определил уменьшение количественного состава водной фазы.
Проведена оценка возможности повышения эффективности использования сырьевых ресурсов в существующем процессе полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса при производстве каучука за счет применения в качестве диспергатора АПАВ «Sulforokanol L225/1» вместо НФ (лейканол). Выявлено, что при приготовлении опытных производственных концентрированных водных фаз (КВФ) были снижены дозировки АПАВ «Sulforokanol L225/1».
В процессе приготовления опытных КВФ отклонений параметров от контрольного уровня не выявлено. Отмечено, что в опытный период достигался более высокий уровень конверсии мономеров (76-86) % при снижении дозировки инициатора на 7 % относительно контрольного периода (77-82)%. Увеличилось значение термомеханической устойчивости опытного латекса от контрольного синтеза, что положительно влияет на качество латекса на стадии коагуляции латекса СКМС-30АРК был снижен расход «Реагент «ЭПАМ» с 2,3 кг/т каучука до 1,9 кг/т каучука, что привело к снижению пенообразования, а при снижении расхода до 1,6 кг/т пена вовсе исчезла.
На стадии выделения каучука при достижении оптимума флокуляции латекса СКМС-30АРК (АПАВ «Sulforokanol L225/1») отмечено снижение содержания в серуме остаточного «Реагент «ЭПАМ» (до 2,4 - 3,0 мг/дм3) в 5 раз и ион-сульфатов (450-800) мг/л - в 3 раза.
Снижение в течение опытного периода суммарного количества сульфат-ионов в серуме и остаточного «Реагент «ЭПАМ» обусловлено:
- меньшим содержанием сульфо-групп в составе лауретсульфата натрия (0,06%) против серийного диспергатора НФ (0,19%);
- пониженным расходом лауретсульфата натрия;
- связыванием АПАВ «Sulforokanol L225/1» с флокулянтом «Реагент «ЭПАМ» в ионный комплекс, который остается в крошке каучука.
В работе проведен расчет материального баланса до и после оптимизации технологического процесса полимеризации бутадиена и альфа-метилстирола для получения латекса с заменой диспергатора НФ (лейканол) на анионное поверхностно-активное вещество лауреатсульфат натрия марки «Sulforokanol 225L» при производстве каучука марки БСК-1502, который определил уменьшение количественного состава водной фазы.
