Нитратор для нитрации пироксилина производительностью 200 кг/час

Шосткинский институт СумГУ, кафедра промишленого машиностроения, КП на тему: Разработать нитратор для нитрации пироксилина производительностью 200 кг/час, 2016

Исходные данные проекта: Пироксилин №1 из РБ, HNO3=29%, H2SO4=64%, H2O=7%, влажность целлюлозы 3,5%, t=30°C, модуль нитрации 40, τ=30 мин
Разработка технологической и проектно-конструкторской документации на аппарат-нитратор с обоснованием выбора рабочих параметров, оборудования и конструкционных материалов.
В технологической части приведено теоретическое физико-химическое обоснование гетерогенного экзотермического процесса нитрации древесной целлюлозы смесью серной и азотной кислот. Составлен подробный материальный (кислотный) и тепловой баланс процесса. Выполнены расчеты основного аппарата: определены габариты, рассчитано двухвальное механическое перемешивающее устройство с лопастными мешалками (с учетом вязкости среды и критерия Рейнольдса) и определено гидравлическое сопротивление трубопроводов. Осуществлен подбор вспомогательного технологического оборудования: кислотоотжимной центрифуги (ФПД-1202К-03), центробежных насосов, насосов-дозаторов и кожухотрубного теплообменника.
В проектно-конструкторской части научно обоснован выбор конструкционных материалов с учетом высокой коррозионной активности рабочей среды (РКС/ОКС). В качестве основного материала выбрана высоколегированная коррозионностойкая сталь аустенитного класса Х17Н13М2Т. Выполнен полный комплекс расчетов на прочность, устойчивость и герметичность: определены исполнительные толщины стенки цилиндрической обечайки (12 мм), конического днища (12 мм) и плоской крышки (18 мм). Проведен расчет фланцевого соединения и подобран тип опорной конструкции (ОСТ 26-665-79) исходя из массогабаритных характеристик аппарата.
В разделе монтажа регламентирован порядок проведения монтажных и пусконаладочных работ, включая правила строповки, установки аппарата на фундамент, выверки осей и проведения пневматических испытаний системы на герметичность.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………...5
1 Технологическая часть…………………………………………………………7
1.1 Описание технологической схемы производства……………………...7
1.2 Теоретические основы процесса……………………………………….11
1.3 Описание проектируемого аппарата…………………………………..18
1.4 Технологические расчеты аппарата…………………………………...22
1.4.1 Материальный баланс……………………………………………22
1.4.2 Тепловой баланс………………………………………………….33
1.5 Конструктивные расчеты аппарата……………………………………36
1.6 Определение гидравлического сопротивления аппарата…………….44
1.7 Выбор вспомогательного оборудования………………………………46
2 Проектно-конструкторская часть……………………………………………..54
2.1 Выбор конструкционных материалов…………………………………54
2.2 Расчеты на прочность, устойчивость и герметичность………………57
2.2.1 Расчет толщины стенки аппарата……………………………….57
2.2.2 Расчет толщины стенки днища и крышки……………………...59
2.2.3 Расчет фланцевого соединения………………………………….60
2.2.4 Расчет и выбор опоры аппарата…………………………………68
3 Монтаж оборудования………………………………………………………...71
Выводы…………………………………………………………………………...76
Литература……………………………………………………………………….77