Проектирование мастерской по производству 3,5-динитробензойной кислоты мощностью 13 тонн/год (стр. 13 из 26)
Основной материал - сталь 08Х22Н10Т.
Расчет перемешивающего устройства кристаллизатора
Вязкость и плотность раствора ДНБК определим как аддитивные величины.
Диаметр перемешивающего устройства:
Примем скорость вращения мешалки [12]:
м/сСледовательно, число оборотов мешалки:
оборот/секОпределим значение критерия Рейнольдса:
По [12] выбираем якорную четырехлопастную мешалку.
Определим критерий мощности:
, где 
и 
- постоянные величины (определяются по таблице [12]): 
Рассчитаем величину мощности:
кВтОпределяем мощность мешалки в пусковой момент:
кВтУстановочная мощность:
кВтгде 0,95 - КПД электродвигателя, 1,2-запас мощности электродвигателя [12].
Проверим следующее условие [12]:
, 
,следовательно, мешалка данного типа подходит.
Выбираем привод мощностью 1,0кВт; мотор редуктор типа МПО2 и электродвигатель типа АИ [15].
4. Основное оборудование\
Вертикальные аппараты с рубашкой и перемешивающими устройствами, разъемные с эллиптическими днищами.
Материал аппаратов: 12Х18Н10Т [13].
Таблица №25
| № | Аппарат | Объем требуем.,м3 | Объемстанд., м3 | Поверхность теплообмена, м2 | Технологическая характеристика |
| 1 | Р1 | 0,66 | 1,0 | Рубашка: 4,4Змеевик: 3,2 | D= 1,0 м, H= 3,66 м |
| 2 | Р2 | 2,1 | 3,2 | Рубашка: 13,0Змеевик: 8,6 | D= 1,6 м, H= 5,0 м |
| 3 | Р3 | 0,70 | 1,0 | Рубашка: 4,4 | D= 1,0 м, H= 3,66 м |
| 4 | Р4 | 0,5 | 1,0 | Рубашка: 4,4 | D= 1,0 м, H= 3,66 м |
| 5 | Р5 | 0,5 | 1,0 | Рубашка: 4,4 | D= 1,0 м, H= 3,66 м |
D - диаметр аппарата, м; H - высота аппарата, м.
Вспомогательное оборудование [14]
Объемы мерников рассчитываются аналогично объемам аппаратов (см. Расчет объема реактора для одной операции.).
Материал мерников кислот - 06ХН28МДТ [18].
Выбор мерников
Таблица № 26
Стандартный ряд для мерников (М 
)
| Dst, м | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,8 | 1,0 | 1,2 |
| hst, м | 0,5 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,5 | 1,8 |
| Vst, м3 | 0,071 | 0,157 | 0,385 | 0,502 | 0,785 | 1,130 |
Таблица№ 27
Стандартный ряд для мерников кислот и щелочей (М 
)
| Dst, м | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,6 |
| hst, м | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,8 |
Vst, м3  | 0,0353 | 0,094 | 0,22 | 0,25 |
Таблица №28
| Мерник | Объем треб., м3 | Объем станд., м3 | Технологическое назначение |
| М1 | 0,2 | 0,22 | Мерник 20% олеума |
| М2 | 0,2 | 0,22 | Мерник 98% азотной кислоты |
| М3 | 0,05 | 0,071 | Мерник БК |
| М4 | 0,30 | 0,385 | Мерник ДНБК |
| М5 | 0,31 | 0,385 | Мерник этанола |
| М6 | 0,08 | 0,094 | Мерник маточного раствора |
| Д1-Д2 | 1,0 | D = 0,16 м, H = 1,0 м | |
| Емкость | Объем, м3 | Технологическое назначение | |
| Е1 | 20,0 | Для хранения 20% олеума | |
| Е2 | 20,0 | Для хранения 98% азотной кислоты | |
| Е3 | 4,0 | Аварийная емкость | |
| Е4 | 1,0 | Промежуточная емкость | |
| Е5 | 1,9 | Для сбора маточника на стадии разбавления | |
| Е6 | 0,5 | Для сбора маточника на стадии пропарки | |
| Е7 | 0,3 | Для хранения этанола | |
| Е8 | 0,3 | Для сбора маточника на стадии кристаллизации | |
| Аппарат | Марка | Технологическое назначение | |
| ВФ1 | ЕДМ 3,2 | Фильтровывание и промывка ДНБК | |
| ВФ2 | ЕДМ 1,5 | Фильтровывание и промывка ДНБК | |
| ВФ3 | ЕДМ 1,5 | Фильтровывание и промывка ДНБК | |
| Аппарат | Марка | Технологическое назначение | |
| ЦН1 | Х20/18 | Для подачи азотной кислоты | |
| ЦН2 | Х2/25 | Для подачи маточного раствора |
Выбор теплообменной аппаратуры для улавливания паров этанола [12]:
Основной материал - сталь 08Х22Н10Т
Выбор емкостей для сырья и для отходов производства [14]:
Материал для емкостей для хранения конц кислот: 12Х18Н10Т с футеровкой, для кислот конц. < 72% - футерованная сталь; емкости для промывных вод, отработанных кислот и спирта - 12Х18Н10Т.
Выбор вакуум - фильтров [16]:
Основной материал - сталь 08Х22Н10Т
Выбор насосов [12]:
5. Строительная часть
Генеральный план
Строительство цеха намечено в Ленинградской области. Рельеф участка, занимаемого цехом - равнинный. Грунт, являющийся основанием для зданий и сооружений, представляет собой суглинок мощностью более 5метров. Грунтовые воды находятся на глубине восьми метров от поверхности земли. Допускаемое давление на указанный грунт принимается, в соответствии с нормами и техническими условиями, равным
.Глубина промерзания грунта - 2,4м.
На территории предприятия размещены производственный цех, склад готовой продукции, склад сырья, ремонтный цех, здание заводоуправления, пожарный водоем.
На проектируемом объекте предусмотрены подъездные пути в виде автомобильных дорог. Предусмотрена обводная автомобильная дорога, сквозные проезды между зданиями на территории предприятия. Ширина дорог - 7м. Внутри заводские перевозки осуществляются автопогрузчиком и внутризаводским автотранспортом.
При проектировании производственного объекта учтены пожарные требования, требования ГО и санитарно-гигиенические нормы.
Учтена возможность дальнейшего расширения производства. При проектировании предполагается возможная меньшая площадь участка.
Объемно-планировочное решение
Объемно-планировочное решение здания продиктовано требованиями технологического процесса и габаритами оборудования. Производственное оборудование размещено с учетом удобства его эксплуатации и ремонта.
Производственное помещение по степени взрывопожаростойкости относится к категории А. Проектируемое здание одноэтажное, имеет в плане прямоугольную форму, длиной 24м, шириной 9м, состоит из основного производственного здания для получения 3,5-динитробензойно кислоты. Производственный цех (основное здание) имеет пролет 9,6м, ширину 9м с шагом колонн 6м. Внутри производственного цеха расположена одна монтажная площадка.
Здание имеет лестничную клетку, обслуживающую второй этаж бытовых помещений и лабораторию. Здание имеет несколько аварийных выходов.
В здании имеется электрощитовая, КИП, приточная ветиляция.
Конструктивное решение
Основное производственное здание одноэтажное, каркасного типа. Фундаменты под колонны железобетонные, сборные. Колонны устанавливаются в фундамент стаканного типа с глубиной заложения подошвы 1,8м.
Стены здания панельные, толщина стен 300м, кровля железобетонная односкатная. Имеет покрытие из железобетонных плит размером 3×6 м. Утепление покрытия осуществляется укладкой пенобетона [17].
Остекление двойное. Отделочные работы: внутри все стены окрашены в светлые тона.
Санитарно-техническое оборудование
Отопление воздушное, совмещенное с приточно-вытяжной вентиляцией. Здание оборудовано производственным, противопожарным и хозяйственным водопроводом с питанием от коммунальной сети. Спуск бытовых сточных вод производится в канализацию с предварительной очисткой стоков [17].