Название реферата: Синтетический каучук
Раздел: Химия
Скачано с сайта: www.yurii.ru
Размещено: 2013-02-21 03:25:23

Синтетический каучук

Введение

Промышленность синтетического каучука вырабатывает бутадиен - стирольные и бутадиен-альфаметилстирольные каучуки в широком ассортименте, получаемые полимеризацией при 50 и 500 С. Наиболее распространены каучуки, получаемые путем полимеризации при t=50С. Эти каучуки содержат связанного стирола (альфа метилстирола) 22-25% и относятся к каучукам общего назначения, потребляемым главным образом для изготовления автомобильных шин и резинотехнических изделий.

Для производства автошин и резинотехнических изделий используются каучуки, содержащие высоко ароматические масла, хорошо совмещающиеся с ними, улучшающие пластоэластические свойства и текучесть при формовании, облегчающие введение ингредиентов в резиновые смеси, уменьшающие их усадку. С этой же целью в каучуки вводятся различные мягчители – смолы, жирные кислоты и др.

Для повышения клейкости бутадиен-стирольных и альфа метилстирольных каучуков применяют различные смолы – алкилфенолоформальдегидные, инден-кумароновые и др.

Не наполненные резины (вулканизаты) имеют низкую прочность при растяжении. В связи с этим применяются активные наполнители каучуков – главным образом технический углерод различных марок, отличающихся способом производства, дисперсностью, структурностью.

Скорость вулканизации бутадиен-стирольных и альфа метилстирольных каучуков обусловлена природой и содержанием в них примесей, эмульгаторов и продуктов их превращения, антиоксидантов. Каучуки, полученные с применением канифольного эмульгатора, вулканизуются медленнее, чем полученные с применением жирно-кислого эмульгатора.

Вулканизаты из бутадиен-стирольных каучуков значительно меньше сохраняют прочность при растяжении, относительное удлинение и сопротивлению раздиру при повышенных температурах (1000С) и характеризуются менее высокой эластичностью, более высокими механическими потерями и повышенным теплообразованием по сравнению с вулканизатами из натурального каучука, уступают им по сопротивлению многократным деформациям изгиба, растяжения, сжатия, разрастанию пореза и текучести.

Бутадиен-стирольные каучуки с минимальным содержанием примеси, поглощающих воду, по диэлектрическим свойствам равноценны натуральному каучуку. По водостойкости и газопроницаемости резины из бутадиен-стирольных каучуков практически равноценные резинам из натурального каучука. Вулканизаты из бутадиен-стирольных каучуков достаточно стойки к действию крепких  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

4

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

и слабых кислот, щелочей, спиртов, эфиров, кетонов. Набухают в бензине, бензоле, толуоле, четыреххлористом углероде, в растительных и животных маслах и жирах.

Каучуки СКС-45АК и СКС-45АКН представляют собой смеси высоко стирольной смолы СКС-85 и с бутадиен-стирольными и альфа метилстирольными каучуками общего назначения, имеют условную прочность при растяжении 10-15Мпа, относительное удлинение 300-450% и относительное остаточное удлинение 60-95%.

Каучуки СКМС-10 и СКМС-10МК имеют высокую жесткость и нуждаются в термоокислительной пластикации, каучук СКМС-30РП относится к мягким.

Каучуки высокотемпературной полимеризации по ряду свойств главным образом по технологическим, прочностным и др. показателям, уступают каучуками низкотемпературной полимеризации.

Бутадиен - альфаметилстирольные каучуки с небольшим содержанием связанного альфа метилстирола относятся к высокоэластичным и морозостойким каучукам. Каучук СКМС-10 имеет условную прочность при растяжении 19-22МПа, относительное удлинение 500-700%, эластичность 40-47%.

Бутадиенстирольные каучуки общего назначения широко применяются для изготовления протекторов автопокрышек, транспортерных лент, рукаков, шприцованных и формованных изделий, в кабельной промышленности, обувной, спортиных изделий.

Производство бутадиенстирольных каучуков в настоящее время осуществляется по основным направлениям: получением ненаполненных, маслонаполненных, саженаполненных, масло-саженаполненных каучуков и стирол-бутадиеновых смол.

Каучуки стабилизируются окрашивающими, слабоокрашивающими, неокрашивающими и не измешяющими окраску антиоксидантами.

Бутадиенстирольные каучуки имеют нерегулярную структуру и в связи с этим не могут полностью заменить натуральный каучук или стереорегулярные синтетические каучуки (СКИ, СКД).

Дальнейшее улучшение свойств бутадиенстирольных каучуков направлено на увеличение в них содержания 1,4-звеньев, что достигается полимеризацией бутадиена со стиролом в растворах с помощью литиевых или металлоорганических катализаторов.

Благодаря удачному сочетанию комплекса технических, технологических, физико-механических свойств и экономичности производства эти каучуки, очевидно, сохранят свое значение и в будущем в течение длительного времени.

         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

5

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

1.Технологическая часть

1.1 Физико-химическая характеристика процесса

1.1.1 Технологическая характеристика сырья, материалов готовой продук ции

Латекс для производства каучука СКС-30АРК – Регламент цеха Е1-9-10

Раствор хлористого натрия – Регламент цеха Е-4-5-13

Клей костный гранулированный, дробленный, плиточный, чешуйчатый – ГОСТ 2067-93

Серная кислота техническая – ГОСТ 2184-77

Едкий натрий технический (NaOH) –ГОСТ 2263-79 марки РД

Калия гидрат окиси технический (КОН) – ГОСТ 9285 – 78 жидкий

Сжатый воздух для нужд КИПиА- Регламент цеха Д-7-39-39а

Сжатый воздух для технологических нужд – Регламент цеха Д-7-39-39а

Пар – 10- Договор №5-8

Частично-умягченная вода – Регламент цеха водоснабжения

Каучук синтетический бутадиенстирольный СКС-30АРК-ТУ38. ГОСТ 30323-90

         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

6

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

1.1.2 Сущность процессов коагуляции и промывки

Латекс представляет собой коллоидную дисперсию полимера в воде, в которой частицы каучука с одноименным электрическим зарядом находятся во взвешанном состоянии.Для выделения каучука из латекса проводится его коагуляция с применением электролитов раствора NaCl и раствора H2SO4. Коагуляция происходит под влиянием нескольких факторов – действие электролитов, степени перемешивания, температуры в зависимости от свойств латекса.

Процесс выделения каучука из латекса, содержащего мыла канифоли и жирных синтетических кислот состоит из трех стадий:

1.Загустение крошки под воздействием NaCl (флокуляция)

2.Образование крошки каучука под воздействием H2SO4 на сфлокулированный латекс (коагуляция)

3.Превращение мыл в свободные карбоновые кислоты под действием раствора H2SO4.

При введении в латекс электролита NaCl отрицательно заряженные частицы полимера нейтрализуются положительно заряженными ионами натрия, в результате чего частицы полимера слипаются. Нарушается стабильность латекса. Происходит агломерация частиц, латекс приобретает консистенцию густых сливок - образуется флокулят.

Вторая стадия выделения характеризуется высаждением крошки, при этом к флокуляту добавляется раствор H2SO4. Происходит взаимодействие H2SO4 с эмульгатором, в результате реакции мыла связанных кислот переходят в свободные органические кислоты:

O O

2R-C + H2SO4 2R-C + K2SO4

OK OH

При разрушении оболочки эмульгатора каучук выделяется из латекса в виде крошки.

Для коллоидных систем очень важно продолжительность этой стадии. Время коагуляции, сопровождающееся образование зернистого коагулюма, значительно меньше необходимого для химического превращения.

Пульпа с крошкой проходит стадию отделения крошки каучука от серума. При подщелачивании происходит нейтрализация серной кислоты, находящейся в увлеченном серуме натриевой щелочью:  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

7

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

H2SO4 + 2NaOHNa2SO4 + 2 Н2O

При избытке щелочи, возможно, частичное омыление свободных органических кислот, образовавшихся при коагуляции:

O O

R-C + NaOH R-C + H2O

OH O-Na

         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

8

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

1.1.3 Физико-химические характеристики сырья, материалов, готовой

продукции

Таблица 1.1 – Характеристика сырья, материалов, выпускаемой продукции  
 

Наименование сырья

Показатели по стандарту

Регламентируемые показатели

 

1

2

3

Латекс

СКС-30АРК

Жидкость белого цвета, удельный вес, г/см3

Сухой остаток, %, не менее

Содержание антиоксиданта ВТС-150

Содержание свободного стирола, %, не более

Вязкость по Муни для серийного каучука

Для спец.изделий,ед.

0,96-0,97

19

Задается технологом

0,1

48-55

48-52

Раствор хлористого натрия

Массовая доля NaCl, %

Массовая доля ионов Ca и Mg, мг экв/л, не более

Массовая доля избыточной щелочности, г/л, не более

Нерастворимый осадок

Прозрачность по шрифту, мм, не менее

22-26

1,5

0,55

отсутствует

90

Раствор серной кислоты  

Концентрация, %

3-5

Серум

Концентрация NaCl, %

2,5-3,5

   
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

9

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Продолжение таблицы 1.1

 

1

2

3

 

Каучук

СКС-30АРК

Вязкость по Муни МБ1+4 (373К)

Разброс по вязкости внутри партии

Условная прочность при растяжении, МПа

Относительное удлинение при разрыве, %

Относительная остаточная деформация после разрыва, %

Эластичность по отскоку, %

Массовая доля золы, %

Массовая доля металлов: меди, %

Железа, %

Потеря массы при сушке, %

Массовая доля стабилизатора ВТС-150

Массовая доля органических кислот, %

Массовая доля мыл органических кислот, %

Массовая доля стирола, %

1 сорт 2 сорт

47-56 46-57

+/-2,5 +/-3,0

27,9 27,4

550 –750

20

39 38

0,6

0,00015 0,0002

0,004 0,005

0,35 0,4

1,1-1,4

5,0-6,5

0,15 0,2

22,5-24,5 22-25  
     
 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

10

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

1.2 Описание технологического процесса

1.2.1 Описание технологической схемы

Процесс коагуляции осуществляется в трех аппаратах, расположенных по каскаду. Объем аппаратов рассчитан на время пребывания скоагулированной массы, необходимое для созревания крошки каучука.

Частичная флокуляция латекса происходит в насосах 3 при смешении латекса с раствором костного клея и заканчивается в аппарате 1, куда кроме латекса поступает 22-26% раствор NaCl.

Аппарат 1 представляет собой металлический сосуд, объемом 0,015 м3. Раствор NaCl и латекс вводятся в аппарат по касательной для лучшего смешивания. Образовавшийся флокулят поступает в аппарат 2, снабженный мешалкой.

Расход латекса и NaCl в аппарате 1 регулируется автоматически.

В аппарат 2 насосом 4 подается раствор серума из сборника 5 и насосом 6 подается 3-5% раствор H2SO4. Концентрация NaCl в серуме выдерживается в пределах 2,5-3,5%. Расход раствора серума регулируется автоматически.

В аппарате 2 происходит взаимодействие H2SO4 с эмульгатором, в результате реакции мыла связанных кислот переходят в свободные органические кислоты.

Из аппарата 2 крошка каучука вместе с серумом (пульпа) поступает в аппарат 7. В аппарате 7, вследствие увеличения времени контакта, заканчивается реакция взаимодействия H2SO4 с эмульгатором и процесс формирования крошки каучука. рH в аппарате 7 выдерживается в интервале 2-5 ед. подачи раствора H2SO4. Регулирование рН производится автоматически. Из аппарата 7 пульпа поступает на отделения промывки в аппарат 8. При освобождении аппаратов 2 и 7 серум сливается в сборник 5.

В концентраторе 8 происходит отделение крошки каучука от серума. Крошка всплывает, сгребается граблями и сбрасывается в карман, расположенный в полуднище цилиндрической части концентратора.

Через карман поступает в промывную емкость 9. Серум по переливной трубе, выполненной в виде гидрозатвора через регулировочный шибер самотеком сливается в сборник серума 5.

В промывную емкость 9 поступает частично умягченная вода и 5-10% NaOH для подщелачивания воды. Частично умягченная вода подается из цеха водоподготовки через конденсатную установку, где подогревается до температуры не более 328К. В емкость 9 кроме частично умягченной вода подается часть возвратной промывной воды из первой части отстойника 10.  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

11

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

В аппарате 9 происходит промывка крошки каучука от увлеченного серума, рH выдерживается в пределах 6,0 –8,5 ед. автоматически; при подщелачивании происходит нейтрализация серной кислоты, находящейся в увлеченном серуме, натриевой щелочью.

Крошка вместе с водой из аппарата 9 по переливному лотку поступает в концентратор. Всплывая на поверхность, крошка сгребается граблями, и сбрасывается в карман, поступает в шнек 11 и транспортируется в приемный бункер экспеллера 12. Промывная вода из концентратора 13 самотеком через гидрозатвор и регулировочный шибер сливается в первую часть отстойника 10, затем в химически загрязненную канализацию.

На случай остановления граблей во избежании слипания крошки в концентраторы 8 и 13 предусмотрена подача воздуха для барботажа.

В экспеллере №12 крошка каучука отжимается от воды. Отжим осуществляется за счет давления, создаваемого червячным винтом, вращающимся в цилиндре. Каучук перемещается в сторону разгрузочной фильерной плиты с отвертиями диаметром 16-20 мм. По выходу из разгрузочного отверстия экспеллера, каучук измельчается ножом, смонтированным на валу выносной опоры и пневмотранспортом подается на сушку.  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

12

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

1.2.2 Нормы технологического режима

Таблица 1.2 – Нормы технологического режима

 
 

Показания режима

Единицы измерения

Допустимые технологические пределы

Соотношение (латекс: серум)

Концентрация соли в серуме

рН в аппаратах 2,7

Температура серума

Расход раствора NaCl

Расход латекса

Расход раствора костного клея

Расход серума

Давление масла после фильтра

рН в аппаратах 8,9

Расход частично умягченной воды на промывку крошки

части

%

ед.

К

м3/ч

м3/ч

кг/т

м3/час

МПа

ед

м3/ч  

1:1, 1:2

2,5-3,5

2-5

318-333

не более 3,2

не более 20

не более 1,7

не более 40

0,05

6,5-8,0

20-28  

 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

 
         

13

 

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

 

1.3 Аналитический контроль процесса

Таблица 1.3 – Аналитический контроль  
 

Контролируемый продукт

Место отбора проб

Контролируемые показатели

Метод контроля

Норма

Частота отбора

 
 

Серум

Аппараты 2,7

рН, ед массовая доля NaCl, %

рН-метр

2,0-5,0

2,5-3,5

1 раз в смену

 
 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

14

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

1.4 Характеристика оборудования

Смеситель 1 – предназначен для флокуляции латекса. Смешение происходит за счет центробежных сил (латекс и раствор NaCl вводятся в смеситель по касательной). Выход из смесителя свободный, объем 0,015 м3. Давление атмосферное, изготовлен из материала 1Х18Н9Т, установлен на отметке 5,4 м.

Коагуляционный аппарат 2 – вертикальная, цилиндрическая емкость, объем 7,85 м3, высота 2,5 м, диаметром 2,0 м. Снабжен мешалкой с числом оборотов 197 в минуту. Установлен на отметке 5,4 м. Изготовлен из материала Х17Н13М3Т. Мощность электродвигателя 7,5 кВт, тип ВАО-51-4УЗ. Исполнение двигателя нормальное. Давление атмосферное.

Коагуляционный аппарат 7 – вертикальная цилиндрическая емкость, объемом 6,6 м3, высотой 2,1 м, диаметром 2,0 м. Снабжен мешалкой. Мощность электродвигателя 5,5 кВт, тип АО-2-51-6УЗ, с числом оборотов 965. Перемешивание 130 оборотов/мин. Исполнение электродвигателей нормальное. Давление в аппарате атмосферное. Изготовлен из материала Х17Н13М3Т.

Концентратор 8 – вертикальный аппарат, нижняя часть выполнена в виде полу обечайки. Установлен на отметке «0» м. Изготовлен из материала 8Х18Н9Т. Давление в аппарате атмосферное. Снабжен механизмом в виде граблей.

Аппарат 9 – вертикальная цилиндрическая емкость с четырехлопастной мешалкой, лопасти под углом 45о. Установлен на отметке 2,5 м. Предназначен для промывки крошки каучука. Изготовлен из материала 1Х18Н10Т.

Концентратор 13 – вертикальный аппарат, нижняя часть выполнена в виде полу обечайки. Снабжен механизмом в виде граблей. Вращение 6,4 оборотов/мин через конический редуктор. Исполнение нормальное. Давление в аппарате атмосферное. Предназначен для отделения крошки каучука от промывной воды. Изготовлен из материала 1Х18Н10Т. Установлен на отметке «0» м.

Винтовой шнек 14 – предназначен для транспортирования крошки от концентратора 13 в экспеллер 12. Установлен на отметке 6,0 м. Исполнение нормальное. Вращение через мотор редуктор. Изготовлен из материала 1Х18Н10Т.

Экспеллер винтовой 12 – представляет собой червячно-отжимной пресс, предназначенный для отжима влаги из крошки каучука. Вращение червячного устройства через редуктор и клиноременную передачу непосредственно от головного электродвигателя. Снабжен маслонасосом. Установлен на отметке 2,5 м. Изготовлен из сборного материала.

Нож экспеллера выносная опора 15. Предназначен для срезания каучука с фильерной доски экспеллера.

Пневмотранспорт 16 – состоит из нержавеющего трубопровода диаметром 0,3 м и центробежного вентилятора. Установлен на отметке «0» м. Изготовлен из сборного материала.  
 

   

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

15

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

 

1.5 Охрана труда

Охрана труда- система правовых актов, технических и санитарно-гигиенических мероприятий, обеспечивающая благоприятные и безопасные условия труда.

Цех предназначен для получения низкотемпературных бутадиенстирольных (альфаметилстирольных) каучуков СКС-30АРК, СКМС-30АРКМ-15 в виде крошки из латексов с применением электролитов и кислот.

В зависимости от количества и пожароопасных свойств, обращающихся в производстве веществ и материалов, с учетом технологического процесса определяют категорию производственного здания. Цех выделения каучуков– категория В. Категория В1- В4 – пожароопасная. Горючие и трудногорючие жидкости, твердогорючие и трудногорючие вещества и материалы способные при взаимодействии с водой, с кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения в которых они имеются в наличии или обращаются не относятся к категории А , Б.

В цехе все рабочие места менее пожароопасные и более пожароопасные находятся в одном производственном помещении, поэтому разделения производственного помещения на категории от В1 до В4 нет.

В соответствии с группой производственных процессов по санитарной характеристике по СНИП-2-0904-87 цех относится к I I I а категории – процессы с резко выраженными вредными факторами, при воздействии на работающих веществ 1-го и 2-го класса опасности или опасных веществ при поступлении через кожу, сильно пахнущих веществ.

По степени воздействия на организм человека вещества подразделяют на 4 класса опасности:

1 класс – ПДК вредных веществ (мг/ м3) менее 0,1 (в цехе нет)

2 класс – ПДК (мг/ м3) 0,1 – 1,0 (H2SO4 , NaOH, KOH) – высоко опасные вещества.

3 класс – ПДК 1,1 – 10 (мг/ м3) (латекс, каучук, краски офсетные, флексографические) – умеренно опасные вещества.

4 класс – ПДК более 10 (мг/ м3) (тальк, этиловый спирт, этилацетат) – малоопасные.  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

16

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Все случаи возможного образования горючих средств, способы их предупреждения и ликвидации определены в технологических инструкциях и ПЛАСе.

При возникновении пожара внутри помещений выключить все вентиляционные системы, закрыть окна, двери, дефлекторы.

Пожарные краны внутреннего противопожарного водопровода должны быть укомплектованы рукавами и стволами.

Сушильные агрегаты снабжены автоматической системой пароводотушения и водяными отсекающими завесами, приводящимися в действие вручную.

Воду нельзя применять для тушения пожаров на электроустановках, находящихся под напряжением, для тушения горящего масла, битума, ЛВЖ, карбида кальция, алюминиевой пудры и др. веществ, взаимодействующих с водой.

В цехе имеются первичные средства пожаротушения:

Асбестовое полотно – накрытие очага горения с целью прекращения доступа воздуха.

Песок сухой, просеянный – механическое сбивание пламени, изоляции горящего, тлеющего материала от окружающего воздуха.

Водяной пар – быстро смешивается с горючими парами и газами, понижая концентрацию кислорода, способствуя прекращению горения горючих веществ (для тушения ГСМ).

Огнетушители углекислотные ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 – предназначены для тушения горючих твердых веществ, ЛВЖ, электродвигателей электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В, за счет охлаждения горящего вещества и разбавления воздуха углекислым газом.  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

17

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Таблица 1.5 – Характеристика сырья

 
 

Наименование вещества

Температура, К

Область воспла мен, % об.

ПДК

мг/м3

Класс опас ности

Характеристика вещества

 

Вспышки

Самовоспламен

 

1

2

3

4

5

6

7

 

Латекс

 

415

   

4

Имеет специфический запах стирола. При длительном воздействии может вызвать раздражение кожи и экземные заболевания.

Пары стирола

38

540

0,85-3,4

10

3

Поступает в организм человека через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, хорошо погло щается кожей. Ранний признак воздействия – снижение световой чувствитель ности глаз и сужение полей зрения. При постоянном воздействии на работающих в цехе выделения каучуков вызывает: нарушение углеводной и белково образовательной функции печени, нарушает функции надпочечников, секреторные функции желудка. Функциональ ное нарушение ЦНС.

   
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

 
         

18

 

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

 

Продолжение таблицы 1.5

 
 

1

2

3

4

5

6

7

 

Серная кислота

     

1

2

Пары при вдыхании раздражают и прижигают слизистые оболочки верхних дыхательных путей, действует разрушающе на зубы, особенно опасно попадание в глаза – может привести к слепоте.

 

Едкий натрий

     

0,5

2

При попадании на кожу вызывает ожоги, язвы, экземы. При попадании в глаза вызывает помутнение роговицы, поражение радужной оболочки.

 

Хлористый натрий

         

При попадании в глаза, царапины вызывает раздражение.

Масло ПН– 6К

535

       

Токсичными свойствами не обладает

Тальк молотый

     

4

2

Вещество нетоксичное

Топливный газ

     

100

4

Действует наркотически

Синтетический каучук СКС-30АРК

293

339

     

Обладает обще токсическим действием.

   
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

 
         

19

 

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

 

Наиболее опасные места в цехе:

Отделение химических растворов – возможность разлива серной кислоты, гидроксида натрия, калия гидрата окиси технического. Возможные химические ожоги при попадании на тело и в глаза щелочи и кислоты. Степень ожога зависит от химической активности и токсичности вещества, его концентрации, температуры, продолжительности действия, чувствительности пострадавшего. Щелочные ожоги дают большую глубину поражения, что объясняется омылением щелочью жирового слоя кожи и растворением белковых веществ.

Все работающие с агрессивными веществами должны быть обеспечены соответствующей спецодеждой и средствами защиты органов дыхания. Для защиты глаз от попадания кислоты и щелочи необходимо применять защитные очки.

К рабочим местам должны быть подведены шланги с легко открывающимися кранами для подачи воды. Для промывки глаз устанавливаются фонтанчики .

Сушильное отделение- возможно загорание крошки каучука(пожар).

Отделение смешивания- возможно загорание талового масла.

Потенциальные опасности в цехе:

1.Возникновение пожара или отравления парами продуктов при разгерметизации оборудования.

2.Химические ожоги щелочью, кислотой.

3.Термические ожоги при соприкосновении с горячими частями оборудования.

4.травмирование вращающимися и движущимися частями оборудования.

5.Поражение электрическим током.

6.Возможность падения при обслуживании оборудования, расположенного на высоте при отсутствии площадок .

7.Возможность травмирования движущимся транспортом при несоблюдении правил дорожного движения.

В условиях производства в большинстве случаях технически трудно снизить шум до очень малых уровней, поэтому при нормировании исходят не из оптимальных, а из терпимых условий, то есть таких, когда вредное действие шума на человека не проявляется или проявляется незначительно.

Снижение шума и вибрации можно достичь методами уменьшения шума и вибрации в источнике их образования, изоляция источников шума и вибрации средствами звуко- и виброизоляции, звуко –и вибропоглощения, архитектурно-планировочные решения, предусматривающие рациональное размещение технологического оборудования, машин, механизмов, акустическая обработка помещений, применение средств индивидуальной защиты.

Инженерно-технические средства безопасности: ограничительные устройства применяются для изоляции движущихся частей машин и механизмов; рабочих мест расположенных на высоте.  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

20

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Сигнальные цвета и знаки безопасности предназначены для привлечения внимания работающих к непосредственной опасности, предписание и разрешение определенных действий с целью обеспечения безопасности, для необходимой информации.

Опознавательная окраска трубопроводов в зависимости от транспортируемых продуктов:

зеленый – вода хозпитьевая, конденсат водяного пара, вода техническая, вода отопительная прямая и обратная, вода умягченная.

красный – пар водяной насыщенный и подогретый.

синий – воздух.

желтый – газогорючие и негорючие, в том числе и сжиженные.

коричневый – жидкости горючие и негорючие.

оранжевый – кислоты.

фиолетовый – щелочи.

серый – прочие продукты.

Противопожарные трубопроводы, дренчерная система на участках запорно-регулирующей арматуры – красный.

Для предупреждения неблагоприятного воздействия на организм химических веществ, пыли и др. факторов производственной среды рабочим выдаются средства индивидуальной защиты, профилактическое питание по специально разработан

ным рационам.  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

21

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

1.6 Охрана окружающей среды

Источниками загрязнения окружающей среды могут являться выбросы от вытяжных вентиляторов сушильных агрегатов, пропуски при разгерметизации оборудования, трубопроводов, разливы, утечки при отборе проб, при опорожнении трубопроводов и аппаратов.

Для аппаратов и трубопроводов с целью освобождения их от продуктов производства применяется технологический воздух.

Выбросы производства синтетического каучука отличаются сложным составом. Очень сложными являются побочные продукты – димеры, тримеры, олигомеры, попадающие в атмосферу, обладающие неприятным запахом.

Для борьбы с этими выбросами используются адсорбционные методы с последующей рекуперацией растворителей, каталитическое сжигание. Обеспечение герметичности оборудования, переход на крупнотонажное производство и новейшую технологию способствуют уменьшению загрязнению окружающей среды и создают безопасные условия для рабочих.

Кроме упомянутых выбросов на заводе образуется большой объем стоков, загрязняющих водоемы. В состав загрязнителей входят различные химические вещества, часть неиспользованного сырья, продукты промежуточных реакций, которые имеют еще определенную ценность (мелкая крошка). Поэтому перед биологической очисткой такие стоки подвергаются рекуперации и из них извлекаются соответствующие реагенты, которые возвращаются в процесс (утилизируют стирол).

Для удаления из сточных вод различных токсических органических веществ, которые не разрушаются при биохимической очистке, а также неорганических токсических веществ ( ионы тяжелых металлов) используют еще очистку на локальных установках с применением различных физико-химических методов. Сточные воды, образующиеся в производстве СКС- 30АРК при полимеризации коагуляции и промывки продукта, содержат стирол, резинат калия, парафинат, гидрохинон, хлорид натрия. Для очистки такие вода сначала нейтрализуют известью и выделяют из них тонко дисперсные частицы каучука. Очистку от латекса проводят отстаиванием с предварительной коагуляцией сульфатом аммония и последующей фильтрацией через кварцевые фильтры.

Запрещается:

сбрасывать латекс с содержанием стирола более 0,1%

в период наблюдательных метеорологических условий по заводу объявляется сигнал «Шторм».

в цехе разработан план предупредительных мероприятий.  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

22

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Таблица 1.6 – Сточные воды  

  
 

Вид стоков

Источник образования стоков, название и номер аппарата

Точка сброса и номер колодца

Объём стоков, м3/ч

Удельный объём пропорции м3/т

Содержание вредных веществ в сбросах, мг/л

 

1

2

3

4

5

6

Вода после промывки и отжима крошки каучука

Контролируемые стоки Подтоварная жидкость, отстойник №25

По лотку в колодец №111а

140

9,4

ХПК рН хлориды крошка каучука

 

Избыток серума после коагуляции латекса

Подтоварная жидкость, сборник №5, сброс через отстойник №25

88,5

5,9

 

Вода после охлаждения маслостанций прессов в дальнейшем используется для промывки крошки

Сборник №75, отстойник №10

44

2,93

 

Вода после охлаждения сальников латексных насосов № 4

Насосы №4

0,68

0,05

ХПК

 

Паровой конденсат, используемый для промывки крошки

Сборник №75, отстойник №10

24,0

1,6

ХПК рН хлориды

 

ХПВ

Душевые, баня, фонтанчики

«Ф» №79-82

2,75

0,184

----

 
   
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

 
         

23

 

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

 

Продолжение таблицы 1.6 – Сточные воды

 

1

2

3

4

5

6

   

Химически загрязненные стоки

Отстойник №111а

в колодец №111 «Х»

310

20,7

ХПК не более 600 рН 6-8,5, стирол не более 10 метилстирол не более 10 крошка – , АС не более 0,5 Cl 7940

 
 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

24

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

2. Расчётная часть

2.1 Расчет материального баланса процесса коагуляции

Исходные данные

1.Производственная мощность N=125000 т/г

2.Время капитального ремонта оборудования, время капитального ремонта=10 дней

3. Содержание сухого остатка в латексе 19% масс

4. Остаточное содержание мономеров в латексе 0,1% масс

5. Концентрация раствора NaCl 23% масс

6. Содержание NaCl в серуме 3% масс

7. Концентрация раствора H2SO4 4% масс

8. Расходная норма латекса 1025кг/т

9. Расходная норма клея 1,7 кг/т

10. Концентрация клея в растворе 4%масс

11. Расходная норма H2SO4 12,8кг/т

Схема материальных потоков.

         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

25

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Материальный расчет процесса

2.1.1. Определяем эффективное время работы оборудования.

Тэф= (Ткал – Трем) · 24 · 3600

где Ткал - количество дней в году, дни

Трем - время капитального ремонта, дни

Тэф =(365 – 10) · 24 · 3600 = 30672000с

2.1.2.Рассчитываем производительность по каучуку

где N – производственная мощность, т/год (исходные данные)

1000 – переводной коэффициент в расчете на 1 тонну каучука

2.1.3.Рассчитываем количество латекса по сухому остатку, подаваемого на коагуляцию

где РН – расходная норма латекса на каучук, кг/т

2.1.4. Рассчитываем количество воды и мономеров в латексе

где С/О – сухой остаток, %

 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

26

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Определяем количество воды, поступающей с латексом, с учетом сухого остатка

100 – 19 = 81%

2.1.5. Рассчитываем количество латекса, поступающего на коагуляцию

Определяем количество мономеров в латексе

где 0,1 – остаточное содержание мономеров в латексе, % (исходные данные)

Определяем количество воды в латексе

Данные расчетов сводим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 – Состав и количество латекса, поступающего на коагуляцию.  
 

Наименование

% масс

кг/с

Примечание

 
 

Сополимер

Вода

Мономер

Итого

18,9997

80,9005

0,9996

100

4,1772

17,7864

0,0219

22,0632

р. п 2.1.3

р. п 2.1.5

р. п 2.1.5

 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

27

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

28

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

2.1.7. Определяем количество солевого раствора, необходимого для коагуляции латекса.

Определяем количество воды, подаваемой с солевым раствором.

где 77 – содержание воды в солевом растворе, % масс

Определяем количество NaCl в солевом растворе

Данные расчетов сводим в таблицу 2.2

Таблица 2.2 – Состав и количество солевого раствора  
 

Наименование

% масс

кг/с

Примечание

 

Хлористый натрий

Вода

Итого

23,0017

76,9982

100

0,1413

0,473

0,6143

р. п 2.1.7

р. п 2.1.7

 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

29

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

2.1.8.Рассчитываем количество клея, подаваемого на коагуляцию.

где 1,7 – расходная норма клея на 1 тонну каучука, кг/т (исходные данные)

Определяем количество воды, поступающей с раствором клея.

где 4 – концентрация клея в растворе, % масс

Данные расчетов сводим в таблицу 2.3

Таблица 2.3 – Состав и количество раствора клея  
 

Наименование

% масс

кг/с

Примечания

 
 

Клей

Вода

Итого

4

96

100

0,0071

0,1704

0,1775

р. п 2.1.8

р. п 2.1.8

Gкл

 
 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

30

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

2.1.9. Рассчитываем количество раствора H2SO4 , необходимое для коагуляции латекса.

где РНH2SO4 - расходная норма H2SO4 на 1 тонну каучука

Определяем количество воды, поступающее с раствором H2SO4

где 4 – концентрация раствора H2SO4 , % массовый

96 – концентрация воды в растворе H2SO4 , % массовый  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

31

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Данные расчетов сводим в таблицу 2.4

Таблица 2.4 – Состав и количество раствора H2SO4 , подаваемой в процесс  
 

Наименование

% масс

кг/с

Примечание

 
 

Серная кислота

Вода

Итого  

3,9952

96,0047

=100

0,0534

1,2832

1,3366

р. п 2.1.9

р. п 2.1.9

GH2SO4

 

Данные расчетов сводим в таблицу 2.5

Таблица 2.5 – Состав и количество смеси, подаваемой на коагуляцию

 

Наименование

% массовый

кг/с

Примечание

 

Латекс

Раствор хлористого натрия

Раствор костного клея

Раствор серной кислоты

Итого  

91,2019

2,5393

0,7337

5,525

=100

22,0632

0,6143

0,1775

1,3366

24,1916

Табл.1

Табл.2

Табл.3

Табл.4

 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

32

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Данные расчетов сводим в таблицу 2.6

Таблица2.6 – Состав и количество пульпы

 

Наименование

% массовый

кг/с

Примечание

 

Сополимер

Хлористый натрий

Костный клей

Серная кисллота

Вода

Мономер

Итого

17,2671

0,584

0,0293

0,2207

81,4869

0,4117

=100

4,1772

0,1413

0,0071

0,0534

19,713

0,0996

24,1916

Табл.1

Табл.2

Табл.3

Табл.4

р. п 2.1.5; 2.1.7; 2.1.8; 2.1.9

Табл.1

где GH2O – общее количество воды, подаваемой в процесс

         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

33

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

2.1.10 Составляем материальный баланс процесса коагуляции.

Таблица 2.7 – Сводная таблица материального баланса  
 

ПРИХОД

РАСХОД

 
 

Наименование

кг/с

Наименование

кг/с

 
 

Смесь на коагуляцию

Итого  

24,1916

24,1916

Пульпа

Итого

24,1916

24,1916

 
 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

34

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

2.2 Тепловой расчет процесса выделения каучука СКС-30АРК из латекса солевым методом

Исходные данные.

1. Теплоемкость латекса 3768 Дж/кг · град

2. Теплоемкость раствора NaCl 3349 Дж/кг · град

3. Теплоемкость раствора клея 2512 Дж/кг · град

4. Теплоемкость раствора H2SO4 4103 Дж/кг · град

5. Теплоемкость пульпы 3756 Дж/кг · град

6. Температура латекса 333 К

7. Температура раствора NaCl 293 К

8. Температура раствора клея 313 К

9. Температура раствора H2SO4 303 К

10. Температура пульпы 318 К

Схема тепловых потоков

Q1 – тепло, приходящее с латексом

Q2 - тепло, приходящее с раствором NaCl

Q3 – тепло, приходящее с раствором клея

Q4 - тепло, приходящее с раствором H2SO4

Q5 – тепло, уходящее с пульпой

Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = Q5  
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

35

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

2.2.1 Рассчитываем приход тепла.

Определяем количество тепла, приходящее с латексом.

где Gлат – количество латекса поступающего на коагуляцию (Таблица 2.1)

С1 – теплоемкость латекса (исходные данные)

Т1 – температура латекса.

Определяем количество тепла, приходящие с раствором NaCl

где Gс.р. – количество раствора NaCl, поступающего на коагуляцию

С2 - теплоемкость раствора NaCl

Т2 – температура раствора NaCl

Определяем количество тепла, приходящее с раствором клея

где Gкл - количество раствора клея, приходящее на коагуляцию(р.п.2.1.8)

С3 – теплоемкость клея(исходные данные)

Т3 – температура раствора клея

Определяем количество тепла, приходящее с раствором H2SO4 .

 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

36

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

где GH2SO4 – количество раствора H2SO4 (таблица 2.4)

С4 – температура H2SO4 (исходные данные)

Т4 – температура раствора H2SO4

2.2.2 Рассчитываем расход тепла

Определяем расход тепла с пульпой, уходящей на промывку.

где Gпульпа – количество пульпы (таблица 2.6)

С5 – теплоемкость пульпы (исходные данные)

Т5– температура пульпы

Определяем потери тепла.

где Qприх – приход тепла с латексом, клеем, раствором NaCl, раствором H2SO4

Qрасх – расход тепла с пульпой

 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

37

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

2.2.3. Данные расчетов сводим в таблицу 2.8

Таблица 2.8 – Сводная таблица теплового баланса.  
 

ПРИХОД

РАСХОД

 

Наименование

количество тепла, Вт

Наименование

Количество тепла, Вт

Тепло с латексом

Тепло с раствором NaCl

Тепло с раствором клея

Тепло с раствором H2SO4

Итого

27683667,82

602786,1751

139560,44

1661673,149

30087687,58

Тепло с пульпой

Потери тепла

Итого

28894640,57

1193047,014

30087687,58

 
         

КП2501.411.06ПЗ

Лист

         

38

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Литература

1.Бесчастнов А.К. Взрывоопасность и противоаварийная защита: М: Химия,-1983

2.Даценко И.И. Химическая промышленность и охрана окружающей среды: Киев

:Высшая школа,-1986

3.Киевский Е.В. Безотходные технологические схемы химических производств:

Киев: Техника,-1987

4.Охрана труда в химической промышленности: М: Химия,-1989

5.Радченко Д.И. Бутадиен-стирольные каучуки: М:1969

6.Регламент цеха Е-2-85

7.Синтетический каучук: Л: Химия,-1983

8.Ильченко В.П. и др. Стандарты предприятия: Омск: ОХМТ,-2001  
         

КП2501.411.06.ПЗ

Лист

         

39

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Содержание

Введение 4

1. Технологическая часть

1.1 Физико-химическая характеристика процесса 6

1.1.1 Технологическая характеристика сырья, матер-

иалов, готовой продукции

1.1.2 Сущность процесса коагуляции 7

1.1.3 Физико-химическая характеристика сырья, готового

продукта 9

1.2 Описание технологического процесса 11

1.2.2 Нормы технологического режима 13

1.3 Аналитический контроль процесса 14

1.4 Характеристика оборудования 15

1.5 Охрана труда 16

2. Расчетная часть

2.1 Расчет материального баланса процесса коагуляции 25

2.2 Тепловой расчет 35

Литература 39

         

КП2501.411.06ПЗ

         

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Разработал

Давыдова

   

Проект процесса выделения каучука СКС – 30АРК из латекса солевой коагуляцией.

Литер

Лист

Листов

Проверил

Грицаенко

     

3

40

       

ОХМТ

Н. Контроль

     

Утвердил

     

 
         

КП2501.411.06.ПЗ

Лист

           

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

 
         

КП2501.411.06.ПЗ

Лист

           

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

 
         

КП2501.411.06.ПЗ

Лист

           

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

 
         

КП2501.411.06.ПЗ

Лист

           

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата