Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Марта 2014 в 09:47, курсовая работа
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.
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
Продолжение таблицы 23
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
в печени |
||||||
6) Кальцини- рованная сода |
Аэрозоль раздражает влажную кожу, слизистые оболочки глаз и носа |
Твердое вещество |
2.0 |
3 |
−//− |
Респиратор РУ-60М |
7) Жидкость ПМС-200А |
Не токсична |
Жидкость |
− |
− |
− |
− |
8) Лак ПФ-060 |
Токсичность определяется входящими в его состав растворителями( ксилол и уайт-спирит) |
Жидкость |
См. п. 2,3 |
См. п. 2,3 |
−//− |
См. п. 2,3 |
7.1.2 Санитарно-гигиеническая
Таблица 24 - Санитарно-гигиеническая характеристика производства
Санитарная классификация производства по СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03 |
Санитарно-защитная зона по СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03 |
Группа производственного процесса по СНиП 2.09.04-87 |
Основные меры предупреждения отравлений |
1 |
2 |
3 |
4 |
Производство лака ПФ-060 |
Класс III, защитная зона 300 метров |
3б |
Вентиляция, герметизация, средства индивидуальной защиты |
7.1.3 Взрыво- и пожароопасные показатели веществ и материалов [11-13]
Таблица 25 – Взрыво- и пожароопасные показатели веществ и материалов
Вещества и материалы |
Температура кипения (плавления), оС |
Плотность, кг/м3 |
Температура, оС |
Пределы воспламенения | |||||
Вспышки |
Воспламе- нения |
Самовосп- ламенения |
Объемная доля, % |
Температурные пределы, оС | |||||
Нижний |
Верхний |
Нижний |
Верхний | ||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1) Подсолн. масло |
− |
920-927 |
227 |
− |
380 |
− |
− |
204 |
229 |
Продолжение таблицы 25
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
2) Ксилол (смесь изомеров) |
139.1 |
860 |
29 |
− |
590 |
1.1 |
5.6 |
24 |
50 |
3) Уайт-спирит |
147-200 |
770 |
33-36 |
47 |
260 |
1.4 |
6 |
33 |
58 |
4) Фталевый ангидрид |
285 (131.6) |
1527 |
152 |
− |
800 |
12.6 г/м3 |
− |
− |
− |
5) Пента- эритрит |
− (260) |
1397 |
− |
− |
640 |
30 г/м3 |
− |
− |
− |
6) Сода кальциниро- ванная |
− (853) |
− |
− |
− |
− |
− |
− |
− |
− |
7) Жидкость ПМС-200А |
− |
− |
− |
− |
− |
− |
− |
− |
− |
8) Лак ПФ-060 |
Взрыво- и пожароопасность лака ПФ-060 определяется входящими в его состав растворителями (ксилол, уайт-спирит) |
7.1.4 Определение категории
1) Расчет избыточного давления
взрыва производится по
,
где ΔΡ – избыточное давление взрыва, кПа;
Рmax – максимальное давление взрыва, принимается равным 900 кПа;
Р0 – атмосферное давление, кПа;
m – масса горючих газов или паров, которые участвуют во взрыве, кг;
z=0.3 – постоянная для ЛВЖ и ГЖ, нагретых до температуры вспышки;
Vсвоб – свободный объем помещения, м3;
ρг.п. – плотность газов или паров, кг/м3;
Сст – стехиометрическая концентрация газов или паров;
Кн=3 – коэффициент негерметичности помещения.
Расчет ведется по основному растворителю – ксилолу.
2) Плотность паров
,
где ММ – молекулярная масса, г/моль;
Vt=22.4 – объем одного моль паров, л;
tраб – рабочая температура, принимается равной 61оС.
кг/м3
3) Стехиометрическая концентрация паров рассчитывается по формуле:
,
где β – количество атомов вещества по элементам, участвующим во взрыве:
4) Масса горючих паров
m=W×Fисп×τ,
где Fисп – поверхность испарения, м2;
W – интенсивность испарения, кг/(м2×с);
τ – время испарения, с.
Fисп=0.5×Vреакц. смеси=0.5×6300×0.8=2520 м2
W=10-6×η× ×РН,
где η – коэффициент, зависящий от скорости и температуры воздуха в помещении;
РН – давление насыщенных паров ЛВЖ, кПа, рассчитывается по уравнению Антуана:
Рн=2.7809 мм рт. ст.=0.370756 кПа
W=10-6×3.5× ×0.370756=1.336×10-5 кг/(м2×с)
m=1.336×10-5×2520×3600=121.202 кг
Vсвоб=0.8×Vпомещения=0.8×30×
кПа
На основании НПБ 105-03 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» данное помещение относится к категории А.
7.2 Электробезопасность проектируемого производства [17]
Таблица 26 – Электробезопасность проектируемого производства
Помещения |
Характеристика используемой электроэнергии (вид, частота, напряжение) |
Категория помещения по опасности поражения электрическим током |
Способы защиты от поражения электрическим током |
1 |
2 |
3 |
4 |
Корпус синтеза, 1 этаж | |||
1) Участок промежуточного |
Переменный ток, частота 50 Гц, напряжение 220/380 В |
Категория II 42В – с повышенной опасность по поражению электрическим током |
1) Защитное заземление 2) Зануление 3) Защитное отключение 4) Применение электро- защитных средств 5) Закачка жидкого сырья |
2) Участок составления лаков |
−//− |
−//− |
−//− |
Корпус синтеза, 3 этаж | |||
1) Участок промежуточного |
−//− |
−//− |
−//− |
2) Участок синтеза алкидных лаков |
−//− |
−//− |
−//− |
Лаковыпускной корпус, 1 этаж | |||
1) Отделение вызревания лаков |
−//− |
−//− |
−//− |
2) Отделение фильтрования |
−//− |
−//− |
−//− |
3) Отделение слива готовой |
−//− |
−//− |
−//− |
Лаковыпускной корпус, 2 этаж | |||
1) Отделение сливных баков |
−//− |
−//− |
−//− |
Таблица 27 – Выбор типа электрооборудования
Помещения |
Классификация помещений по ПУЭ |
Группа взрыво- опасной смеси |
Категория взрыво- опасной смеси |
Тип электро- оборудования (исполнение) |
Обозначение электро- оборудования |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Корпус синтеза, 1 этаж | |||||
1) Участок промежуточного |
П-II |
− |
− |
− |
IP-54 |
Продолжение таблицы 27
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
2) Участок составления лаков |
В-Iа |
Т3 |
II А |
Взрывозащи- щенное оборудование |
2ЕxdIIAT3 |
Корпус синтеза, 3 этаж | |||||
1) Участок промежуточного |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
2) Участок синтеза алкидных лаков |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
Лаковыпускной корпус, 1 этаж | |||||
1) Отделение вызревания лаков |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
2) Отделение фильтрования |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
3) Отделение слива готовой |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
Лаковыпускной корпус, 2 этаж | |||||
1) Отделение сливных баков |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
−//− |
7.3 Мероприятия по защите от статического электричества [18]
В процессе производства алкидного лака ПФ-060 заряды статического электричества образуются:
1) При ударе струи жидкости о стенки аппаратов.
2) При транспортировке жидкостей по трубопроводам.
3) При перемешивании жидкостей в аппаратах.
4) При индуктивном заряжении проводящих объектов и обслуживающего персонала.
Основные мероприятия по защите от статического электричества:
1) Отвод зарядов статического
электричества осуществляется
2) Все жидкости подаются в емкости не свободно падающей струей, а тонкой струей по стенке аппарата.
3) Увлажнение воздуха в
4) Ограничение скорости движения
жидкостей диэлектриков по
5) Применение инертного газа.
6) Применение токопроводящих
7) Применение специальных
7.4 Инженерно-технические
При производстве лака ПФ-060 замена токсичных и пожаро-, взрывоопасных веществ на менее токсичные и пожаро-, взрывобезопасные невозможна, ввиду невозможности их использования в рецептуре лака. Однако при соблюдении норм и требований техники безопасности и охраны труда при обращении с данными веществами опасности, возникающие в технологическом процессе, можно свести к минимуму.
Процесс фильтрования лака осуществляется на мешочных фильтрах. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с патронными фильтрами, применяемыми на заводе: мешочные фильтры превосходят патронные по сроку службы и простоте обслуживания. Один стандартный фильтровальный мешок заменяет от 5 до 10 десятидюймовых фильтровальных патронов. Это позволяет уменьшить количество контактов обслуживающего персонала с токсичными и пожаро-, взрывоопасными веществами, возникающих при замене фильтровальных элементов.
Важную роль играет вытяжная вентиляция, находящаяся на участке загрузки сыпучих материалов. Таким образом, снижается токсическое действие пыли на персонал. Значительную опасность представляет возможность розлива токсичных и пожаро-, взрывоопасных веществ, поступающих в емкости-хранилища в результате их перелива. Поэтому емкости оборудуются автоматической сигнализацией максимального уровня и блокировкой насосов подачи сырья. Емкости окружаются буртиками, предотвращающими растекание сырья на больших площадях.