Федеральное агенство по образованию
Министерство образования и науки Российской Федерации
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
__________________________________________________________________________________
Факультет химической технологии полимеров
Кафедра химической технологии
полимерных композиционных
лакокрасочных материалов и покрытий
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту на тему:
«Цех по производству
алкидного полуфабрикатного лака
марки «смола 336»
производительностью 6000 тонн в год»
Заведующий кафедрой д.х.н. профессор Г.М. Цейтлин
Руководитель проекта к.х.н. доцент Н.А. Апанович
Студентка группы П-55 Горбанович А.А.
Москва 2009
1. Технико-экономическое обоснование. - 5 -
1.1. Обоснование необходимости производства продукции проектируемого цеха- 5 -
1.2. Обоснование проектной мощности цеха. - 6 -
1.3 Обеспечение цеха сырьем, электроэнергией и топливом. - 6 -
2. Научные основы технологии. - 7 -
2.1. Характеристика олигоэфиров для полиуретанов. - 7 -
2.2.Модифицирование олигоэфиров (алкиды)- 8 -
2.3. Химические основы синтеза алкидов. - 11 -
2.4. Технологические способы получения алкидных олигомеров. - 17 -
2.5. Процессы пленкообразования лакокрасочных материалов на основе алкидных олигомеров. - 18 -
3. Технологическая часть. - 20 -
3.1. Характеристика готового продукта. - 20 -
3.2 Характеристика исходного сырья и материалов. - 20 -
3.3. Стадии технологического процесса. - 24 -
3.3.1. Прием и подготовка сырья;- 24 -
3.3.2. Синтез основы олигомера;- 24 -
3.3.3. Растворение основы олигомера и стандартизация;- 24 -
3.3.5. Перекачивание в цех-потребитель.- 24 -
3.4. Обоснование аппаратурного оформления технологического процесса. - 25 -
3.5. Описание аппаратурно-технологической схемы.. - 25 -
3.6.Технологический расчет оборудования. - 26 -
3.6.1. Материальный баланс на 1тонну готовой продукции. - 26 -
3.6.2. Расходные нормы сырья. Потребность цеха в сырье. - 28 -
3.6.3. Нормы технологического режима. - 29 -
3.6.4. Контроль производства. - 30 -
3.6.5. Контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации. - 34 -
3.6.6. Расчет количества основных аппаратов и вспомогательного оборудования- 35 -
3.6.7. Тепловой расчет оборудования. - 36 -
3.6.8. Механический расчет оборудования. - 42 -
4. Охрана труда и техника безопасности. - 44 -
4.1. Возможные неполадки в работе и способы их ликвидации. - 44 -
4.5. Индивидуальные средства защиты, применяемые при изготовлении смол и лаков. - 48 -
4.6. Аварийное состояние производства, способы его предупреждения и устранения. - 49 -
4.7.1. Основные правила плановой остановки производства:- 50 -
4.7.2. Основные правила аварийной остановки производства. - 51 -
4.7.3. Основные правила пуска оборудования в эксплуатацию после его остановки на ремонт. - 52 -
4.7.4. Правила пуска и установки производства в зимнее время. - 52 -
4.8. Перечень обязательных инструкций. - 53 -
5. Защита окружающей среды.. - 54 -
5.1 Твердые и жидкие отходы.. - 54 -
5.3. Выбросы в атмосферу. - 55 -
6. Список использованной литературы.. - 57 -
Промышленное производство алкидных смол началось в середине 30-х годов ХХ века и в настоящее время составляет более половины выпуска всех видов конденсационных смол. Несмотря на систематическое расширение ассортимента синтетических лаковых смол, алкидные смолы продолжают играть значительную роль в отечественной и зарубежной лакокрасочной промышленности. Они составляют более 60% всех выпускаемых синтетических смол.
Такая распространенность алкидов объясняется возможностью широко варьировать пленкообразующие свойства этих материалов при использовании различных исходных компонентов, путем модифицирования алкидных смол или получением композиции алкидов с другими пленкообразующими веществами. Модификаторами для композиции служат вещества, вступающие в реакцию с алкидами, например стирол, фенолы, формальдегид, изоцианаты, силиконовые и эпоксидные смолы, а также нереакционноспособные вещества, например нитрат целлюлозы, аминные смолы, хлорпарафины и хлоркаучуки. Не менее важным обстоятельством, обусловившими широкое применение алкидов, являются сравнительная дешевизна сырья для их синтеза, а также простота их получения и применения.
Модифицированные олигоэфиры являются наиболее распространенным типом пленкообразующих веществ, применяемых в лакокрасочной промышленности. Это обусловлено сочетанием комплекса ценных свойств покрытий на основе этих олигомеров с наличием обширной и разнообразной сырьевой базы для их получения. При производстве модифицированных олигоэфиров наиболее полно реализуются условия широкого и направленного варьирования свойств лакокрасочных материалов. На основе модифицированных олигоэфиров получают эластичные атмосферостойкие покрытия с высокой механической стойкостью, способные в большинстве случаев отверждаться на воздухе. Благодаря хорошим технологическим свойствам и высокому качеству покрытий эти материалы составляют значительную долю всей синтетической лакокрасочной продукции.
Доступность и дешевизна сырья, сравнительная простота изготовления алкидных смол и применение их в составе лакокрасочных материалов, а также возможность значительного изменения пленкообразующих свойств в результате химической и физической модификации обусловили распространение этих смол почти во всех отраслях промышленности [5, с. 3-4].
1. Технико-экономическое обоснование
1.1. Обоснование необходимости производства продукции проектируемого цеха
Несмотря на бурное развитие в последние годы производства и потребления прогрессивных водоразбавляемых ЛКМ, а также достигнутые успехи в производстве красок на основе синтетических пленкообразователей (акриловых, перхлорвиниловых, эпоксидных, полиуретановых и др.), основой производства ЛКМ в нашей стране по-прежнему являются алкидные связующие, а на рынке лакокрасочной продукции преобладают ЛКМ на их основе. По оценкам специалистов, алкидные материалы составляют, включая масляные краски, не менее 60% общего потребления.
Значительно большее распространение в мировой лакокрасочной практике получила модификация алкидных связующих полиуретанами, осуществляемая в процессе синтеза уралкидов, которые используются в качестве плёнкообразующего в рецептурах паркетных лаков.
Лаки для защиты поверхности паркета (паркетные лаки) находят самое широкое распространение в практике ремонтно-строительных работ. Ещё сравнительно недавно модным считался дубовый паркет, регулярно натираемый мастикой. Но с появлением современных матовых и полуматовых лаков, сохраняющих рисунок паркета, а также надёжных, водостойких и долговечных полиуретановых лаков, полы с лаковым покрытием применяются почти повсеместно. Одновременно, с появлением на рынке широкой гаммы импортных паркетных лаков резко возросли требования к качеству выпускаемой отечественной продукции аналогичного назначения. Так, в течение долгих лет ассортимент выпускаемых отечественной промышленностью паркетных лаков практически исчерпывался двумя марками – алкидным лаком ПФ-231 и мочевиноформальдегидным с добавкой алкидной смолы лаком МЧ-0163 кислотного отверждения. Несмотря на то, что и в настоящее время эти лаки занимают доминирующее положение на российском рынке, в последние годы начал производиться и появляться на прилавках магазинов более современный ассортимент паркетных лаков - эпоксидноалкидных, уретановоалкидных, водных акриловых, акрилуретановых, одно- и двухупаковочных полиуретановых.
Наиболее дешёвыми являются алкидные лаки (ПФ-231) и лаки кислотного отверждения (МЧ-0163), однако модификация этих лаков эпоксидными (ЭП-2146) и уретановыми (АУ-271) смолами ненамного увеличивает их стоимость при существенном улучшении качества. Легко убедиться также и в том, что одна и та же продукция у различных фирм-продавцов и дилеров крупных заводов значительно, иногда почти в 2 раза отличается но цене. Это обстоятельство надо учитывать при покупке паркетных лаков, проводя маркетинговый поиск.