Белорусский государственный технологический университет
Кафедра Технологии нефтехимического синтеза и переработки полимерных материалов
Дипломный проект по дисциплине "Технология пластических масс"
На тему: " Проект производства полиамида 6"
Минск 2015
Исходные данные полиамид-6, полиамидирование, реактор, экстрактор, капролактам, динил, терминол
В данном дипломной проекте рассматривается совершенствование технологии получения гранулированного полиамида-6 гид-ролитическим методом.
Проведен аналитический обзор с элементами патентной проработки. Предложены мероприятия по совершенствованию процесса полимеризации по-лучения полиамида-6.
Приведены описание технологической схемы и расчет материального и теплового балансов технологического процесса. В соответствие с технологиче-ской схемой произведен выбор и расчет основного и вспомогательного обору-дования.
Разработаны схема автоматического контроля и управления процессом с использованием контрольно-измерительных приборов, мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности, и охране окружающей среды.
Выполнены технико-экономические расчеты, подтверждающие целесооб-разность замены реактора полимеризации АНП-10 на реактор усовершенство-ванной конструкции.
Содержание
Введе-ние……………………………………………………………………………. 8
1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литерату-ры………... 10
1.1 Достижения в области химии и технологии производства полиами-дов…. 10
1.2 Сырье для получения полиамида-6…………………………………………. 13
1.3 Методы производства полиами-да……………………………………….….. 15
1.3.1 Гидролитическая полимеризация ɛ-капролактама………………….... 15
1.3.2 Анионная полимериза-ция…………………………………...…………. 17
1.3.3 Катионная полимериза-ция………….…………………………...……... 18
1.4 Химизм процесса получения полиамида-6…………………………………. 22
1.5 Периодический и непрерывный процессы получения полиами-дов……… 24
1.6 Аппарат специальной конструк-ции……………………………………….... 30
1.7 Выво-ды………………………………………………………………………... 32
2 Технологический раз-дел…………………………………………………………. 34
2.1 Характеристика сырья и материа-лов……………………………………….. 34
2.2 Характеристика выпускаемой продук-ции………………………………….. 40
2.3 Основы получения полиамида-6……………………………………………. 42
2.4 Технологическая схема и ее описа-ние…………………………………….... 44
2.4.1 Прием сырья и подготовка доба-вок…………………………………… 45
2.4.2 Непрерывная полимеризация (предварительная и окончатель-ная)… 46
2.4.3 Фильтрация расплава, формование стренг (жилок) и гранули-рование поликапроами-да……………………………………………….……………….
50
2.4.4 Непрерывная экстракция низкомолекулярных соединений (НМС) из поликапроами-да………………………………………………………………….
53
2.4.5 Непрерывная сушка поликапроами-да…………………………………. 56
2.5 Материальные расче-ты…………………………………….………………… 58
2.6 Расчет теплового балан-са………………………………….………………… 60
2.7 Выбор и расчет основного оборудова-ния………………………………… 61
2.8 Выбор и расчет вспомогательного оборудова-ния…………………………. 63
3 Автоматизация производ-ства………………………………………………….... 65
3.1 Обоснование и выбор параметров процесса, подлежащих контролю и регулирова-нию……………………………………………………………………...
66
3.2 Выбор приборов автоматического контроля и регулирова-ния…………… 67
3.2.1 Выбор системы прибо-ров………………………………………….…… 67
3.2.2 Выбор прибо-ров………………………………………………………… 68
3.2.3 Расчет погрешности измере-ния……………………………………....... 71
3.3 Разработка функциональной схемы автоматизации объек-та…………… 75
3.3.1 Методика разработки функциональной схе-мы………………….…….. 75
3.3.2 Описание работы функциональной схемы автоматиза-ции………....... 76
4 Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности………. 78
4.1 Мероприятия по охране тру-да……………………………………………… 78
4.1.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов, пожаро- и взрывоопасности реконструируемого объек-та……………….
78
4.1.2 Инженерные мероприятия по обеспечению безопасности техно-логических процес-сов………………………………………………………………
86
4.1.3 Инженерные решения по обеспечению санитарно-гигиенических условий труда…………………………………………………………………….
87
4.1.4 Бытовые здания и помещения промышленных предприятий….…. 92
4.1.5 Технические решения, обеспечивающие взрыво- и пожаробез-опасность объек-та……………………………………….……………………….…….
93
4.2 Мероприятия по безопасности жизнедеятельно-сти………………………. 94
4.2.1 Анализ потенциально опасных источников возникновения ЧС….. 95
4.2.2 Прогнозная оценка масштабов химического загрязнения объекта и прилегающей к нему территории при возникновении ЧС……………………….
96
4.2.3 Количественная оценка взрывоопасности производственных по-мещений и оборудова-ния……………………………………………………………
98
4.2.4 Расчет инженерной защиты персонала цеха при ЧС. Оценка за-щитных свойств имеющихся убе-жищ…………………………………………………
99
4.2.5 Мероприятия, направленные на предотвращение и снижение по-терь персонала от возникновения ЧС………………………………………………..
102
5 Мероприятия по охране окружающей сре-ды………………………………… 105
5.1 Анализ использования сырья и материа-лов……………………………….. 106
5.2 Характеристика выбросов, сбросов и отхо-дов……………………………. 106
5.3 Санитарно-токсикологическая характеристика веществ, которые при-сутствуют в выбросах, сточных водах и отходах………………………..……
112
5.4 Мероприятия по охране окружающей сре-ды……………………………… 112
6 Контроль качества и метрологическое обеспечение производства……….. 114
7 Экономический раздел………………………………………………………… 117
7.1 Оценка рынков сбыта продукции и конкурентов, стратегия маркетин-га.. 117
7.2 Обоснование производственной мощности реконструируемой стадии и расчет ее производственной программы………………………………….
118
7.3 Расчет капитальных вложений на совершенствование стадии получе-ния полиамида-6…………………………………………………………….………….
120
7.4 Определение издержек ста-дии…………………………………………….. 120
7.4.1 Расчет потребности стадии в материальных и энергетических ресур-сах………………………………………………………………………………
121
7.4.2 Определение проектной себестоимости продукции………………. 121
7.5 Расчет прибыли, рентабельности и показателей экономической эф-фективности инвести-ций…………………………………………………………….
124
7.5.1 Расчет прибыли от реализации продукции и ее рентабельно-сти…… 124
7.6 Основные технико-экономические показатели производ-ства…………… 125
Заключение……………………………………………………………………….. 127
Список использованных источников…………………………………………… 128
Приложение А. Технологическая схема………………………..……………… 133
Приложение Б. Спецификация технологической схемы…………………….. 135
Приложение В. Компоновка оборудования…………………………………… 139
Приложение Г. Чертеж реактора полимеризации. Общий вид……………… 146
Приложение Д. Функциональная схема автоматизации……………………… 147
Приложение Е. Технико-экономические показатели………………………..... 148
