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
2) Масло соевое ГОСТ 7825-96 рафинированное дезодорированное, рафинированное отбеленное, рафинированное неотбеленное, гидратированное сорт первый и второй производства фирмы «Ллойд-Лимитед».
Таблица 3 – Характеристика соевого масла
Показатели по стандарту, обязательные для проверки |
Регламентированные показатели | ||||
Рафинированное дезодорированное |
Рафинированное отбеленное |
Рафинированное неотбеленное |
Гидратированное | ||
Первый сорт |
Второй сорт | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Прозрачность |
Масло прозрачное |
Возможно легкое помутнение | |||
Цветное число, мг I2/г, не более |
12 |
45 |
50 |
70 | |
Кислотное число, мг КОН/г, не более |
0,3 |
1,0 |
1,5 | ||
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более |
0,1 |
0,15 |
0,15 |
0,20 | |
Йодное число, г I2/100 г |
120-140 | ||||
Термопроба по методике |
Масло выдерживает испытание, если цвет его после нагрева до 250оС не превышает 30 мг I2 по ИМШ. Допускается незначительное выпадение осадка | ||||
3) Масло льняное техническое ГОСТ 5791-81 рафинированное отбеленное сорт первый, второй и рафинированное неотбеленное
Таблица 4 – Характеристика льняного масла
Показатели по стандарту, обязательные для проверки |
Регламентированные показатели | ||
Рафинированное отбеленное |
Рафинированное неотбеленное | ||
Первый сорт |
Второй сорт | ||
1 |
2 |
3 |
4 |
Прозрачность |
Масло прозрачное | ||
Цветное число, мг I2/г, не более |
20 |
45 |
60 |
Кислотное число, мг КОН/г, не более |
0,7 |
0,7 |
1,0 |
Массовая доля не жировых примесей, %, не более |
Отсутствие | ||
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
Продолжение таблицы 4
1 |
2 |
3 |
4 |
Показатель преломления при 20оС |
1,4800-1,4870 | ||
Йодное число, г I2/100 г, не менее |
175 | ||
4) Фталевый ангидрид технический ГОСТ 7119-77 марки А сорт высший, первый и марки Б сорт высший, первый; малеиновый ангидрид ГОСТ 11153-75.
Таблица 5 – Характеристика фталевого ангидрида
Показатели по стандарту, обязательные для проверки |
Регламентированные показатели | ||||
Фталевый ангидрид |
Малеиновый ангидрид | ||||
Марка А |
Марка Б | ||||
Высший сорт |
Первый сорт |
Высший сорт |
Первый сорт | ||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Внешний вид |
Чешуйки и порошок белого цвета или расплав |
Чешуйки и порошок белого цвета или расплав. Допускается желтый или розовый оттенок |
Чешуйки и порошок белого цвета или расплав |
Чешуйки и порошок белого цвета или расплав. Допускается желтый или розовый оттенок |
Кристаллический порошок белого цвета |
Массовая доля ангидрида, %, не менее |
99,9 |
99,7 |
99,8 |
99,7 |
99,7 |
Температура кристаллизации, оС, не ниже |
130,9 |
130,6 |
130,8 |
130,6 |
52,3 |
Массовая доля золы, %, не более |
0,002 |
Не нормируется |
0,0002 | ||
5) Пентаэритрит технический ГОСТ 9286-89 марки А сорт высший, первый и марки Б сорт высший.
Таблица 6 – Характеристика пентаэритрита
Показатели по стандарту, обязательные для проверки |
Регламентированные показатели | ||
Марка А |
Марка Б | ||
Высший сорт |
Первый сорт |
Высший сорт | |
1 |
2 |
3 |
4 |
Внешний вид |
Белый кристаллический порошок без посторонних примесей видных невооруженным взглядом. Допускается серо-голубой или желтоватый оттенок. | ||
Продолжение таблицы 6
1 |
2 |
3 |
4 |
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более |
0,2 | ||
Массовая доля золы, %, не более |
0,006 |
0,010 |
0,010 |
Массовая доля гидроксильных групп, %, не менее |
49,5 |
48,5 |
49,3 |
6) В качестве катализатора
Таблица 7 – Характеристика карбоната натрия
Показатели по стандарту, обязательные для проверки |
Регламентированные показатели | |||||
Марка А |
Марка Б | |||||
Высший сорт |
Первый сорт |
Второй сорт |
Высший сорт |
Первый сорт |
Второй сорт | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Внешний вид |
Гранулы белого цвета |
Порошок белого цвета | ||||
Массовая доля карбоната натрия, %, не менее |
99,4 |
99,0 |
98,5 |
99,4 |
99,0 |
99,0 |
Потери при прокаливании (температура 270-300оС), %, не более |
0,7 |
0,8 |
1,5 |
0,5 |
0,8 |
1,5 |
7) Для составления летучей части лака ПФ-060 используются следующие растворители:
а) Ксилол нефтяной ГОСТ 9410-78 марки А и Б.
б) Сольвент нефтяной тяжелый (Нефрас А-120/200) ТУ 38.101809-90.
в) Уайт-спирит ГОСТ 3134-78.
г) Нефрас С4-150/200 (замена уайт-спирита) ТУ 38.1011026-85.
Техническая характеристика применяемых растворителей приведена в таблице 8
Таблица 8 – Характеристика растворителей
Наименование |
Показатели по стандарту, обязательные для проверки |
Регламентированные показатели | |
1 |
2 |
3 | |
Ксилол нефтяной ГОСТ 9410-78 |
Внешний вид |
Марка А |
Марка Б |
Прозрачная жидкость, не содержит посторонних примесей и воды, не темнее раствора 0.003 г K2Cr2O7 в 1 дм3 воды | |||
Плотность при 20оС, г/см3 |
0,862-0,868 |
0,860-0,870 | |
Испаряемость |
Испаряется без остатка | ||
Пределы перегонки, оС: Температура начала кипения, оС, не ниже 98% перегоняется при температуре, оС, не выше |
137,5
141,2 |
137,0
143,0 | |
Сольвент нефтяной тяжелый (нефрас А-120/200) ТУ 38.101809-90 |
Внешний вид
|
Прозрачная жидкость, бесцветная или слабо-желтого цвета, не темнее раствора 0.003 г K2Cr2O7 в 1 дм3 воды | |
Плотность при 20оС, г/см3 |
0.86-0.88 | ||
Летучесть по ксилолу, не более |
4,0 | ||
Пределы перегонки, оС: Температура начала кипения, оС, не ниже 90% перегоняется при температуре, оС, не выше |
145
190 | ||
Уайт-спирит ГОСТ 3134-78 |
Плотность при 20оС, г/см3, не более |
0.790 | |
Летучесть по ксилолу |
3.0-4.5 | ||
Содержание механических примесей и воды |
Отсутствие | ||
Цвет |
Не темнее раствора 0.003 г K2Cr2O7 в 1 дм3 воды | ||
Пределы перегонки, оС: Температура начала кипения, оС, не ниже 10% перегоняется при температуре, не выше 90% перегоняется при температуре, оС, не выше до 200оС перегоняется, %, не менее остаток в колбе, %, не более |
160
170
195
98
2.0 | ||
Нефрас С4-150/200 ТУ 38.1011026-85 |
Плотность при 20оС, г/см3, не более |
0,790 | |
Летучесть по ксилолу |
2-4,5 | ||
Содержание механических примесей и воды |
Отсутствие | ||
Продолжение таблицы 8
1 |
2 |
3 |
Пределы перегонки, оС: Температура начала кипения, оС, не ниже 98% перегоняется при температуре, оС, не выше |
140
215 |
8) В производстве лака ПФ-060 применяются следующие виды энергоресурсов: инертный газ, электроэнергия, водяной пар, вода оборотная, вода питьевая. Краткая характеристика приведена в таблице 9.
Таблица 9 – Характеристика энергоресурсов
Наименование |
Показатели по стандарту, обязательные для проверки |
Регламентированные показатели |
Инертный газ |
Содержание кислорода, %, не более |
0.27 |
Электроэнергия ГОСТ 13109-87 |
|
|
Пар |
Давление, кгс/см2 не более не менее |
6,0 2,0 |
Вода питьевая ГОСТ 2874-82 ГОСТ Р51232-98 |
рН |
6.0-9.0 |
Жесткость общая, моль/м3, не более |
7.0 | |
Вода оборотная Проект 2100К ВКП-П3 |
Давление, кгс/см2 не более не менее |
5.0 2.0 |
Температура охлаждающей воды, не выше |
25 |
3 Обоснование выбора технологии
3.1 Химизм синтеза [2]
Существует несколько методов синтеза алкидов: моноглицеридный (на маслах, кроме касторового), жирнокислотный, комбинированный и синтез алкидов на касторовом масле.
Основа лака ПФ-060 получается моноглицеридным методом в две стадии. Первая стадия – алкоголиз растительных масел (переэтерефикация), В результате которого образуются неполные эфиры полиатомных спиртов, состав которых в первую очередь определяется мольным соотношением масло:многоатомный спирт. Вторая стадия – этерефикация и полиэтерефикация. Эти две реакции идут последовательно-параллельно.