Оптимизация технологического процесса нитрации с детальной разработкой фазы кислотоотжима нитроцеллюлозы на центрифуге
Характеристика сырья и готовой продукции. Подготовка оборудования к работе, отходы производства на участке и их использование. Расчет адсорбированных кислот, удержанных коллоксилином после отжима на центрифуге. Расход кислот при получении коллоксилина.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.11.2017 |
Размер файла | 73,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для обеспечения нормальной работы и защиты здоровья необходимо соблюдать следующие меры:
- все оборудование и технологическая оснастка должны содержаться в чистоте и быть исправными;
- все основное и вспомогательное оборудование перед началом ремонта освобождается от продукта, тщательно промывается водой, а кислотные емкости снаружи и внутри дополнительно нейтрализуются содовым раствором;
- фланцевые соединения на кислотопроводах должны иметь защитные кожухи. Снимать кожухи разрешается только после полного освобождения кислотопроводов от кислот, продувкой сжатым воздухом;
- все основное и вспомогательное оборудование должны быть заземлены;
- размещение оборудования, продукции, рабочих мест, мест хранения оснастки должно производиться согласно технологическим планировкам;
- проходы, выходы, коридоры и подходы к первичным средствам пожаротушения не должны ничем загромождаться;
- в помещениях, где ведутся работы с кислотами, должны быть ванны с содовым раствором;
- в случае отравлении парами кислоты, окислами азота, необходимо немедленно вывести на свежий воздух, доставить в медпункт;
- при попадании кислоты на кожу немедленно промыть место ожога обильной струей воды в течение 15 мин, нейтрализовать содовым раствором из ванны;
- при попадании кислоты в глаза необходимо промыть их струей чистой воды, обработать 1% раствором питьевой соды;
- инструмент, применяемый в работе с нитроцеллюлозой должен быть из цветного металла или деревянный;
- при обращении с нитроцеллюлозой запрещаются удары и трение;
- отходы нитроцеллюлозы должны храниться отдельно от годной продукции;
- при появлении резких шумов, вибрации, звуков, нехарактерных для данного вида оборудования, работы необходимо прекратить;
- запрещается работать с замороженной нитроцеллюлозой;
- коэффициент заполнения емкостей кислот не должен превышать 0,8 высоты данной емкости;
- пуск кислотного насоса производить в противогазе марки «В» или «М» с коробкой;
- во время работ должна быть включена приточно-вытяжная вентиляция.
9.4 Требования к оборудованию и электрооборудованию, приборам КИП и автоматики с точки зрения ТБ
К оборудованию, электроустановкам, приборам КИПиА предъявляются самые жесткие и основные требования:
- все оборудование должно быть заземлено;
- оборудование, а также приборы КИПиА должны быть исправными;
- перед пуском оборудование нужно проверить на чистоту, чтобы не осталось конечного продукта во избежания пожаров и взрывов;
- оборудование и установки должны размещаться так, чтобы не загромождать проходы для эвакуации людей, и согласно планировке в помещении;
- при разборке, мойке, ремонте оборудование и электроустановок нужно обесточить все оборудование, а пусковые кнопки и редукторы с двигателями накрыть брезентом во избежания попадания влаги для исключения замыкания и возгорания оборудования;
- все оборудование подвергается периодическому осмотру и ремонту, согласно графику ППР.
9.5 Средства индивидуальной защиты
Вся специальная одежда, используемая на производстве, соответствует ГОСТам.
Специальная одежда представлена в табл.12
Таблица 12. Специальная одежда
Наименование |
ГОСТ, ТУ |
|
Кислотостойкий суконный костюм С маркировкой «КК» Или комплект КСО |
27652-88 6-КЯВП.104.00.000.00 |
|
Белье нательное |
17-177-84 |
|
Куртка утепленная х/б |
29338-92 |
|
Суконный головной убор |
12.4.086-80 |
|
Галоши резиновые |
38-106174-83 |
|
Сапоги резиновые |
5375-79 |
|
Перчатки резиновые |
38-106346-79 |
|
Рукавицы KP или рукавицы суконные |
38-105546-73 12.4.010-75 |
|
Противогаз с фильтрующей коробкой марки «В» или «Е» |
12.4.193-99 |
|
Распиратор противогазовый |
12.4.045-87 |
|
Фартук прорезиненный |
12.4.029-76 |
10. Материальные расчеты
Расчет расходных коэффициентов в производстве нитроцеллюлозы из целлюлозы марки ХЦ.
Данные:
ѕ Коллоксилин на основе ХЦ с содержанием азота 190 мг NO/гр.
ѕ Влажность целлюлозы - 7%.
ѕ Модуль этерификации - 140.
ѕ Степень отжима нитроцеллюлозы от отработанной кислотной смеси - 39,5%.
ѕ За единицу продукции возьмем 1т нитроцеллюлозы.
10.1 Расчет расходной нормы целлюлозы
Реакция образования нитроцеллюлозы выражена следующей формулой:
С6Н7О2(ОН)3 + nНNO3 С6Н7О2(ОН)3-n (ONO2)n + nH2O
162 n63 162 - 17n + 62n n18
Молекулярный вес нитроцеллюлозы равен 162 + 45n, где n - число введенных нитрогрупп.
Так как атомный вес азота равен 14, то в 162 + 45n единицах нитроцеллюлозы находится 14n единиц азота. Отсюда число нитрогрупп в нитроцеллюлозе с содержанием азота % определяется из соотношения:
откуда
Принимаем: 1% содержания азота в нитроцеллюлозе соответствует 15,95 мл окислов азота.
Тогда:
%
Подставим значение n в уравнение реакции образования нитроцеллюлозы:
С6Н7О2(ОН)3 + 2,23НNO3 С6Н7О2(ОН)0,77 (ONO2)2,23 + 2,23H2O
162 140,49 262,35 40,14
Из реакции видно, что молекулярная масса нитроцеллюлозы равна 262,35.
Теоретический расход целлюлозы на 1т нитроцеллюлозы:
т
Теоретический выход нитроцеллюлозы на 1т целлюлозы:
т
Теоретический расход азотной кислоты на 1т нитроцеллюлозы:
т
Прибыль воды в результате реакции на 1т нитроцеллюлозы:
т
Расчет практического расхода целлюлозы:
Безвозвратные потери представлены в табл. 13
Таблица 13. БТО
Потери |
Содержание, % |
|
Примеси в целлюлозе |
4,5 |
|
При сушке и транспортировке |
2,0 |
|
Целлюлоза в виде коллоксилина |
8,0 |
|
Итого: |
14,5 |
Расход целлюлозы с учетом общих потерь составит:
т
Расход целлюлозы с учетом нормативной влажностью:
т
Практический выход нитроцеллюлозы с 1т целлюлозы:
т
При подсчете азотной кислоты примем потери целлюлозы в размере
14,5 - 2,0 = 12,5 , так как на целлюлозу, теряющуюся при предварительной обработке, азотная кислота не расходуется.
Тогда практический расход азотной кислоты составит:
т
10.2 Расчет расхода кислот
Состав РКС представлен в табл. 14
Таблица 14. Состав РКС
Компоненты |
Содержание, % |
|
Азотная кислота |
23,0 |
|
Серная кислота |
59,5 |
|
Вода |
17,5 |
|
Итого: |
100 |
При модуле этерификации 1 40 расход РКС составит:
т
Количество компонентов:
НNO3 - 36,11*0,23 = 8,3053 т
Н2SO4 - 36,11*0,595 = 21,4855 т
Н2О - 36,11*0,175 = 6,3193 т
Итого: 36,1101 т
Изменение состава РКС в результате реакции:
ѕ прибыль воды - 0,1530 т
ѕ за счет влажности целлюлозы:
т
Итого: 0,1530 + 0,0505 = 0,2035 т
Азотная кислота расходуется не только на реакцию этерификации, но и на потери за счет ее испарения в атмосферу. В виде паров поступает с отходящими газами в абсорбционную установку. Потери кислот представлены в табл. 15
Таблица 15. Потери кислот
Потери |
Содержание, % |
|
С отходящими газами азотной кислоты |
2 |
|
Серной кислоты от общей массы РКС |
0,4 |
Тогда потери с отходящими газами азотной кислоты от испарения составят:
т
Серная кислота на образование нитроцеллюлозы не расходуется, небольшое ее количество увлекается испаряющейся азотной кислотой в вентиляцию.
Эти потери составляют:
т
Основные потери кислот указаны в табл. 16
Таблица 16. Основные потери кислот
Потери |
Азотная кислота, т |
Серная кислота, т |
|
На реакцию |
0,6120 |
- |
|
На вентвыброс |
0,7222 |
0,1444 |
|
Переливы и утечки |
0,1000 |
0,0500 |
|
Итого: |
1,4342 |
0,1944 |
Изменение состава РКС:
НNO3 - 8,3053 - 1,4342 = 6,8711 т
Н2SO4 - 21,4855 - 0,1944 = 21,2911 т
Н2О - 6,3193 + 0,2035 = 6,5228 т
Итого: 34,6850 т
Состав отработанной кислотной смеси после реакции:
НNO3 %
H2SO4 %
H2O %
Итого: 100%
10.3 Расчет адсорбированных кислот, удержанных коллоксилином после отжима на центрифуге
Состав адсорбированной кислоты:
НNO3 - (100 - (0,85 * (100 - 19,81))) * 0,8 = 25,47 %
Н2SO4 - 0,75 * 61,38 * 1,2 = 55,24 %
Н2О - 18,81 %
Количество компонентов, теряемых при отжиме:
НNO3 - 0,95 * 0,2547 = 0,2420 т
Н2SO4 - 0,95 * 0,5524 = 0,5248 т
Н2О - 0,95 * 0,1881 = 0,1787 т
Итого: 0,9455 т
где: 0,95 - количество неотжатой смеси
10.4 Общий расход кислот при получении коллоксилина (абсолютный расход)
Расход кислот представлен в табл. 17
Таблица 17. Расход кислот
Расход |
Азотная кислота, т |
Серная кислота, т |
|
На реакцию |
0,6120 |
- |
|
Потери на испарение |
0,7222 |
0,1444 |
|
Потери в отжатой НЦ |
0,1882 |
0,5831 |
|
Итого: |
1,5224 |
0,7275 |
10.5 Расчет дозировочных коэффициентов и количество избыточной отработанной кислотной смеси
Имеем после реакции состав РКС: 34,6850 т
После отжима ее остается: 34,6850 - 0,95 = 33,7350 т
Количество компонентов:
НNO3 - 6,8711 - 0,2547 = 6,6164 т
Н2SO4 - 21,2911 - 0,5248 = 20,7663 т
Н2О - 6,5228 - 0,1787 = 6,3441 т
Итого: 33,7268 т
Состав отработанной кислотной смеси:
НNO3 %
H2SO4 %
H2O %
Итого: 100%
Отработанную кислотную смесь путем укрепления свежими кислотами (олеум 104%, меланж 90%) доводят до требуемого состава.
Тогда материальный баланс кислотооборота будет иметь вид:
N
S
A + N + S = 36,1101 т
где: X - процентное содержание Н2SO4 в РКС
X1 - процентное содержание Н2SO4 в ОКС
Y - процентное содержание НNO3 в РКС
Y1 - процентное содержание НNO3 в ОКС
A - количество отработанной смеси
N - количество меланжа
S - количество олеума
n - содержание HNO3 в меланже, %
S1 - содержание H2SO4 в олеуме, %
N
S
A + (0,0637 * А) + (0,0387 * А) = 36,1101 , откуда
А т
Избыток отработанной кислоты составил: 33,7350 - 32,7559 = 0,9791 т
В этом избытке содержится:
НNO3 - 0,1962 * 0,9791 = 0,1921 т
Н2SO4 - 0,6157 * 0,9791 = 0,6028 т
Н2О - 0,1881 * 0,9791 = 0,1842 т
Итого: 0,9791 т
На 33,5 т РКС будет израсходовано:
НNO3 - 0,0637 * А = 0,0637 * 32,7559 = 2,086
Н2SO4 - 0,0387 * А = 0,0387 * 32,7559 = 1,268
Дозировочные коэффициенты:
НNO3 - 2,086 * 0,90 = 1,877
Н2SO4 - 1,268 * 1,04 = 1,319
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика технологического оборудования, нормативных документов, ассортимента выпускаемой продукции предприятия ООО "Фабрика мороженного САМ-ПО". Анализ технологического процесса производства. Экспертиза качества сырья и готовой продукции (изделий).
отчет по практике [64,1 K], добавлен 29.09.2011Характеристика готовой продукции завода: дистиллированного глицерина, мыла туалетного и дистиллированных жирных кислот. Выбор и обоснование технологической схемы производства. Материальные расчеты гидролизно-глицеринового цеха и подбор оборудования.
дипломная работа [73,0 K], добавлен 18.12.2012Расчеты производственной рецептуры и технологического процесса для производства хлеба домашнего округлой формы: производственной рецептуры, мощность печи, выход изделия. Расчет оборудования для хранения и подготовки сырья, для запасов и готовой продукции.
курсовая работа [25,4 K], добавлен 09.02.2009Характеристика сырья, химикатов, готовой продукции. Схема и контроль технологического процесса отбелки хвойной целлюлозы. Расчет материального и теплового баланса производства, количества устанавливаемого основного и вспомогательного оборудования.
дипломная работа [494,3 K], добавлен 08.02.2013Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции. Описание технологического процесса и его основные параметры. Материальные и энергетические расчеты. Техническая характеристика основного технологического оборудования.
курсовая работа [901,6 K], добавлен 05.04.2009Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции. Описание технологического процесса и его основные параметры. Материальные и энергетические расчеты. Техническая характеристика основного технологического оборудования.
курсовая работа [509,9 K], добавлен 05.04.2009Биологическая, технико-химическая и энергетическая ценность сырья для изготовления пресервов из рыбы. Технологическая схема производства продукции, правила ее маркирования. Выход готовой продукции. Техническая характеристика технологического оборудования.
отчет по практике [134,1 K], добавлен 01.12.2014Обзор современных методов производства азотной кислоты. Описание технологической схемы установки, конструкция основного аппарата и вспомогательного оборудования. Характеристика исходного сырья и готовой продукции, побочные продукты и отходы производства.
дипломная работа [652,9 K], добавлен 01.11.2013Характеристика и применение арболита, номенклатура изделий. Выбор способа производства, режим работы цеха и производительность; расчет и выбор технологического и транспортного оборудования. Контроль технологического процесса и качества готовой продукции.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 19.02.2011Описание технологического процесса предприятия, использование сырья и готовой продукции. Примеры блок-схем окисления сероводорода, охлаждения, каплеуловителя, конденсации серы. Техника безопасности и экологическая оценка производства, охрана труда.
курсовая работа [815,3 K], добавлен 02.02.2012Расчет выпуска готовой продукции, расхода сырья и полуфабрикатов, поступающих со стороны и своего производства. Подбор технологического оборудования и расчет его потребности. Компоновка предприятия, производственных и подсобно-вспомогательных цехов.
дипломная работа [187,9 K], добавлен 12.01.2012Характеристика перерабатываемого сырья и готовой продукции. Схема технологического процесса производства солода: приёмка, первичная очистка и хранение ячменя, ращение и сушка солода. Устройство и принцип действия линии производства ячменного солода.
курсовая работа [725,8 K], добавлен 23.12.2013Обоснование ассортимента и способа производства сыра. Разработка схемы технологического процесса переработки сырья. Подбор и расчет технологического оборудования. Компоновочное решение производственного корпуса. Нормализация и пастеризация молока.
курсовая работа [198,8 K], добавлен 19.11.2014Автоматизация технологического процесса литья под давлением термопластов. Характеристика продукции, исходного сырья и вспомогательных материалов. Описание технологического процесса. Технологическая характеристика основного технологического оборудования.
курсовая работа [45,2 K], добавлен 26.07.2009Основные закономерности отбелки целлюлозы. Характеристика сырья, химикатов и готовой продукции. Описание технологического процесса производства. Производственный контроль и обслуживание в отбельном цехе. Охрана труда и правила безопасности производства.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.09.2012Схема технологического процесса на льнозаводе. Техническая характеристика оборудования. Баланс рабочего времени и режим работы завода. Расчет производственной мощности завода по готовой продукции. Расчет загруженности куделеприготовительного агрегата.
курсовая работа [719,1 K], добавлен 09.12.2014Ассортимент продукции, поставщики сырья и рынок сбыта продукции. Анализ современных технологий производства мороженого. Характеристики современных конструкций машин и аппаратов. Подготовка основного сырья. Продуктовый расчет. Подбор оборудования.
дипломная работа [648,8 K], добавлен 27.10.2013Обоснование схемы технологического процесса капитального ремонта двигателя ЗИЛ-130. Выбор режима работы и расчет годовых фондов времени работы рабочих и оборудования. Компоновка производственного корпуса. Технико-экономические показатели предприятия.
курсовая работа [63,5 K], добавлен 06.02.2013Основы технологии химической переработки древесных плит. Определение средневзвешенной плотности сырья и подбор технологического оборудования. Расчет вспомогательного оборудования, склада химикатов, расхода сырья и материалов на единицу продукции.
курсовая работа [200,9 K], добавлен 28.05.2015Характеристика сырья и готовой продукции Васильевского стекольного завода. Технологическая схема производства и ее описание. Расчет основного оборудования, процессов варки стекла, выдувания, отжига и обработки стеклоизделий. Контроль производства.
отчет по практике [789,8 K], добавлен 11.03.2011