Производство лака ПФ 060

 

 

 

 

 

 

Содержание

	Введение
1	Характеристика производимой продукции
2	Характеристика сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов
3	Обоснование выбора технологии
3.1	Химизм синтеза
3.2	Выбор способа производства
3.3	Выбор оборудования
4	Описание технологического процесса
4.1	Рецептура лака ПФ-060
4.2	Стадии технологического процесса
4.2.1	Подготовка сырья
4.2.2	Синтез основы лака ПФ-060 в реакторе
4.2.3	Растворение основы лака и постановка на тип в смесителе
4.2.4	Очистка лака и транспортировка его в цех-потребитель
4.3	Контроль производства и управление технологическим процессом
5	Технологические расчеты
5.1	Расчет расходных норм сырья для получения одной тонны лака
5.2	Расчет суточного расхода сырья отделения синтеза
5.3	Выбор реактора. Расчет числа реакторов отделения синтеза лака
5.4	Материальный баланс реактора периодического действия. Расходные нормы на один цикл
6	Инженерные расчеты
6.1	Температурный график синтеза основы
6.2	Расчет теплового баланса реактора
6.3	Расчет теплового баланса смесителя
6.4	Расчет электроиндукционного нагревателя
6.5	Расчет площади поверхности и геометрических размеров внутреннего змеевика
6.6	Расчет толщины тепловой изоляции
6.7	Расчет механического перемешивающего устройства
6.7.1	Расчет механического перемешивающего устройства реактора
6.7.2	Расчет механического перемешивающего устройства смесителя
6.8	Расчет аппаратов на прочность
6.8.1	Расчет реактора на прочность
6.8.2	Расчет смесителя на прочность
6.9	Подбор опор аппаратов
6.9.1	Подбор опор реактора
6.9.2	Подбор опор смесителя
6.10	Расчет вспомогательного оборудования
7	Охрана труда и защита окружающей среды
7.1	Характеристика проектируемого производства
7.1.1	Токсические свойства веществ и материалов
7.1.2	Санитарно-гигиеническая характеристика производства
7.1.3	Взрыво- и пожароопасные показатели веществ и материалов
7.1.4	Определение категории помещения и здания по взрывопожарной и пожарной опасности
7.2	Электробезопасность проектируемого производства
7.3	Мероприятия по защите от статического электричества
7.4	Инженерно-технические мероприятия по устранению опасностей в технологических процессах
7.5	Производственная санитария
7.6	Вентиляция
7.7	Производственное освещение
7.8	Мероприятия по защите от шума и вибрации
7.9	Пожарная профилактика
7.10	Водоснабжение и канализация
7.11	Защита окружающей среды
7.12	Расчет искусственного освещения
8	Расчет цеховой себестоимости лака ПФ-060
8.1	Расчет плановых затрат по созданию и реализации проекта
8.1.1	Балансовая стоимость основных производственных фондов
8.1.1.1	Балансовая стоимость здания
8.1.1.2	Балансовая стоимость основного и вспомогательного оборудования
8.1.2	Объем капитальных вложений в разработку проекта и основные производственные фонды
8.2	Текущие издержки проектируемого производства
8.2.1	Расчет материальных затрат
8.2.2	Определение фонда оплаты труда отдельных категорий промышленно-производственного персонала
8.2.2.1	Состав и численность рабочих
8.2.2.2	Годовой фонд оплаты труда рабочих
8.2.2.3	Состав и численность руководителей, специалистов и служащих
8.2.2.4	Годовой фонд оплаты труда руководителей, специалистов и служащих
8.2.3	Смета затрат на содержание и эксплуатацию оборудования
8.2.4	Смета цеховых расходов
8.2.5	Себестоимость продукции проектируемого производства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В настоящее время лакокрасочные покрытия – основное средство защиты и отделки объектов, предметов и изделий разного назначения. На их долю приходится около 80 процентов противокоррозионной защиты изделий машиностроения, свыше 90 процентов поверхности зданий и строительных конструкций подвергаются окрашиванию. Нанесением лакокрасочных покрытий заканчивается процесс производства изделий мебельной, кожевенной, обувной полиграфической промышленности, многих резиновых изделий.

Велика роль лакокрасочных покрытий как основного средства электроизоляции, герметизации, защиты от излучения, декоративной отделки в электротехнической и электронной промышленности, при производстве космических кораблей и летательных аппаратов.

С развитием потребляющих отраслей промышленности все более возрастают требования к лакокрасочным покрытиям. Сейчас уже нельзя говорить об универсальных покрытиях, как это было несколько десятилетий назад. Все более существенной становится роль покрытий целевого назначения: химически-, термо-, морозо-, огне- и радиационностойких, антифрикционных, антиадгезионных, оптическипрозрачных и многих других.

Такие покрытия необходимы для борьбы с кавитацией, обледенением, грязеудержанием, обрастанием в морских условиях микроорганизмами, для целей звукоизоляции, светомаркировки и создания источников света, решения ряда санитарно-гигиенических задач.

В связи с этим лакокрасочная промышленность выпускает обширный ассортимент лакокрасочных материалов: лаки, эмали, краски, грунтовки шпатлевки, различные вспомогательные материалы, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности, в строительстве, на транспорте, в быту. В последние годы ассортимент лакокрасочных материалов значительно расширился. Основой любого лакокрасочного материала является лак – раствор пленкообразующего вещества в легколетучем органическом растворителе. Все большее применение находят материалы на основе алкидных, эпоксидных, аминоформальдегидных, кремнийорганических и других видов смол.

Наиболее распространенным типом пленкообразующих веществ, применяемых в лакокрасочной промышленности, являются модифицированные олигоэфиры (алкиды). Это обусловлено сочетанием комплекса ценных свойств покрытия на основе этих олигомеров с наличием сырьевой базы для их получения. При производстве алкидов наиболее полно реализуются условия широкого варьирования свойств лакокрасочных материалов. На основе алкидов получают эластичные, атмосферостойкие покрытия с высокой механической стойкостью, способные в большинстве случаев отверждаться на воздухе. Благодаря хорошим технологическим свойствам и высокому качеству покрытий эти материалы составляют значительную долю (около 70 процентов) всей синтетической промышленности.

Основная цепь алкидов образуется за счет поликонденсации многоатомных спиртов с полиосновными кислотами. Наиболее часто при синтезе алкидов используют глицерин или пентаэритрит в сочетании с фталевым ангидридом. Такие алкиды называются соответственно глифталями и пентавталями.

Модификация достигается в основном за счет использования кислотных модификаторов, представляющих собой различные монокарбоновые кислоты и их производные: растительные масла (или их жирные кислоты), синтетические жирные кислоты с линейной и α-разветвленной цепью, канифоль, ароматические монокарбоновые кислоты, талловое масло.

Модификация такого типа является наиболее распространенной. В последнее время наметилась тенденция модификации алкидов за счет изменения структуры их спиртового фрагмента, которое осуществляется введением в рецептуру алкидов α-оксидов, оксалей и других соединений.

Таким образом, варьируя состав модификаторов и их количество в рецептуре алкидов, удается целенаправленно изменять свойства олигомеров в широких пределах. За счет модификации также значительно улучшается растворимость олигомеров в относительно дешевых неполярных углеводородах, что имеет важное значение с экономической точки зрения.

Данный дипломный проект посвящен проектированию производства алкидных лаков на примере ПФ-060.

Алкидный лак ПФ-060 является полуфабрикатным и представляет собой раствор в легколетучих органических растворителях пентафталевой смолы, модифицированной растительными маслами. В качестве растительных масел используются подсолнечное и соевое (полувысыхающие). При их использовании допускается частичная замена на льняное (высыхающее) в количестве до 20 процентов.

Производство лака сводится к синтезу основы лака в реакторе, растворению основы лака и постановке на «тип» в смесителе, фильтрации и фасовке.

Лак ПФ-060 используется в качестве связующего при изготовлении пентафталевых эмалей, грунтовок, шпатлевок и других лакокрасочных материалов.

Данный дипломный проект посвящен производству алкидных лаков на примере ПФ-060 мощностью 4800 тонн в год.

В расчетно-пояснительной записке к дипломному проекту будут предоставлены следующие материалы:

1) Обоснование выбора технологического  процесса.

2) Технологические расчеты (материальный  баланс, расходные нормы).

3) Инженерные расчеты (тепловой баланс, механические расчеты).

4) Раздел, посвященный охране труда  и окружающей среды.

5) Технико-экономический раздел.

 

1 Характеристика производимой  продукции

 

Алкидный полуфабрикатный лак ПФ-060 должен соответствовать требованиям и нормам ТУ 6-10-612-76 или СТП 6-1-80-97,указанным в таблице.

Таблица 1 – Характеристика производимой продукции

Показатель	Значение
	ТУ 6-10-612-76			СТП 6-1-80-97
	Высший сорт	1 сорт	2 сорт
1	2	3	4	5
Цвет по йодометрической шкале, мг I2/100г, не темнее	60	130	400	60 – для «Гамма-люкс» 130 – другие эмали
Внешний вид лака	Прозрачный, допускается незначительная опалесценция (слабая белесоватость или помутнение)
Чистота лака	Слой лака, нанесенный на стеклянную пластинку не должен иметь механических включений и сыпи, должен быть прозрачным		Допускается включение единичных механических включений (не более 10), при этом не учитывается сыпь по венчику на расстоянии 5 мм от границы начала налива лака
Условная вязкость при температуре 20±0,5оС по вискозиметру типа ВЗ-246 (d=4мм), с	70-90	60-80	60-80	80-100
Массовая доля нелетучих веществ, %	52-55	53±2	53±2	55±2
Кислотное число, мг КОН/г, не более	15,0	20,0	20,0	20,0
Твердость пленки лака, относительных единиц, не менее, по маятниковому прибору типа ТМЛ, по маятниковому прибору типа М3, условных единиц	0,12     	0,10     	0,10     	0,10     0,2

 

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4	5
Время высыхания до степени 3, часов, не более, при температуре t=80±2оС t=20±2оС	2,0 24,0	2,0 24,0	2,0 24,0	2,0 24,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Характеристика сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов

 

Для производства алкидного полуфабрикатного лака ПФ-060 используется следующее сырье, материалы и энергоресурсы:

1) Масло подсолнечное ГОСТ 1129-93 рафинированное дезодорированное, рафинированное не дезодорированное, гидратированное сорт высший, первый и второй, нерафинированное сорт высший и первый.

Таблица 2 – Характеристика подсолнечного масла

Показатели по стандарту, обязательные для проверки	Регламентированные показатели
	Рафинированное		Гидратированное			Нерафинированное
	Дезодори- рованное	Недезо- дориро- ванное	Высший сорт	Первый сорт	Второй сорт	Высший сорт	Первый сорт
1	2	3	4	5	6	7	8
Цветное число, мг I2/г, не более	10	12	15	20	30	15	25
Кислотное число, мг КОН/г, не более	0,4	0,6	1,5	4,0	6,0	1,5	4,0
Массовая доля не жировых примесей, %, не более	Отсутствие					0,05	0,10
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более	0,1	0,1	0,1	0,15	0,30	0,20	0,20
Йодное число, г I2/100 г	125		145
Прозрачность	Масло прозрачное, без осадка				Легкое помутнение или «сетка» не являются браком	Наличие «сетки» не является браком
Термопроба по методике	Масло выдерживает испытание, если цвет его после нагрева до 250оС не превышает 30 мг I2 по ИМШ. Допускается незначительное выпадение осадка