Производство алкидных лаков на примере лака ПФ-060 (стр. 9 из 22)
| 1 | 2 | 3 |
| Насосное оборудование | ||
| Насос 6 | Превышение давления | Манометр технический. Останов насоса при перекачке сырья из емкости 7 в весовые мерники 51-3 |
| Насос 41-3 | Превышение давления | Манометр технический. Останов насоса при перекачке сырья из весовых мерников 51-3 в реакторы 11-5 |
| Насос 101-3 | Превышение давления | Манометр технический. Останов насоса 101-3 при перекачке лака из смесителя 91-3 в лаковыпускное отделение |
| Лаковыпускное отделение | ||
| Отстойные баки 131-8 | Превышение уровня | Уровнемер, сигнализатор уровня. Закрытие крана и отключен6ие насоса 101-3. Световая и звуковая сигнализация |
| Напорные баки 111-4 | Превышение уровня | Уровнемер, сигнализатор уровня. Закрытие крана и отключен6ие насоса 141-8. Световая и звуковая сигнализация |
| Сливные баки 121-2 | Превышение уровня | Уровнемер, сигнализатор уровня. Закрытие крана и отключен6ие насоса 171-2. Световая и звуковая сигнализация |
| Центрифуги 161-2 | Открытие крышки центрифуги | Конечный выключатель. Отключение центрифуги и закрытие крана на подающей линии. |
| Насосы 141-8, 151-2, 171-2, 191-2 | Превышение давления | Манометр технический. Отключение насоса |
| Состояние воздушной среды | Концентрация | Сигнализатор, световая и звуковая сигнализация, включение аварийной вентиляции |
| Цеховой трубопровод для инертного газа на технологические нужды | Падение давления инертного газа | Манометр технический, световая и звуковая сигнализация |
5 Технологические расчеты
5.1 Расчет расходных норм сырья для получения одной тонны лака [4]
1) Загрузочная рецептура лака ПФ-060.
Таблица 13 – Загрузочная рецептура лака ПФ-060
| Компонент | Массовые проценты | Молекулярная масса, г/моль | Плотность, кг/м3 | |
| На основу | На лак | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Масло растительное полувысыхающее | 60 | 33 | 882 | 800 |
| Пентаэритрит технический | 14,6 | 8,0 | 136 | 1397 |
| Ангидрид фталевый технический | 25,4 | 14,0 | 148 | 1527 |
| Уайт-спирит | | 27,0 | | 790 |
| Ксилол | | 18,0 | | 862-868 |
| Итого | 100 | 100 | ||
Примечание: плотность и молекулярная масса растительного полувысыхающего масла взята по подсолнечному маслу при 200оС.
2) Распределение потерь по стадиям технологического процесса.
Общее количество потерь составляет 48 кг на 1000 кг лака ПФ-060, включая реакционную воду. Потери распределены по стадиям в соответствии с таблицей 14.
Таблица 14 – Распределение потерь по стадиям технологического процесса
| Стадия технологического процесса | Потери, кг | Соотношение летучие:нелетучие |
| 1 | 2 | 3 |
| Слив | 2,5 | 2:1 |
| Фильтрация | 8,0 | 1:2 |
| Растворение основы лака и постановка на тип | 2,3 | 3,25:1 |
| Загрузка сырья и синтез основы лака в реакторе | 35,2* | |
| Итого | 48.0 |
* в потери включена реакционная вода.
Материальный баланс составляется с последней стадии – слива.
Массовая доля нелетучих веществ равна 55 процентам, следовательно, одна тонна лака ПФ-060 содержит на стадии слива 550 кг основы и 450 кг растворителей.
Согласно таблице 14 потери на этой стадии составляют 2.5 кг из них летучие вещества составляют mл=2×2.5/(2+1)=1,67 кг, нелетучие mнелет=1×2.5/(2+1)=0,83 кг.
Таблица 15 – Расчет потерь по стадиям технологического процесса
| Стадия процесса | Компоненты | Приход, кг | Потери*, кг | Расход, кг |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Слив | Лак ПФ-060: Летучие | 451,67 | 1,67 | 450 |
| Нелетучие | 550,83 | 0,83 | 550 | |
| Итого | 1002,5 | 2,5 | 1000 | |
| Фильтрация | Лак ПФ-060: Летучие | 454,34 | 2,67 | 451,67 |
| Нелетучие | 556,16 | 5,33 | 550,83 | |
| Итого | 1010,5 | 8,0 | 1002,5 | |
| Растворение и постановка на тип | Лак ПФ-060: Летучие | 456,1 | 1,76 | 454,34 |
| Нелетучие | 556,7 | 0,54 | 556,16 | |
| Итого | 1012,8 | 2,3 | 1010,5 |
* потери рассчитаны по таблице 14.
Чтобы получить одну тонну лака ПФ-060 необходимо получить 556.7 кг основы, а для получения 556.7 кг основы необходимо в реактор загрузить 591.6 кг компонентов (включены 35.2 кг потерь, вычтены 0.3 кг кальцинированной соды).
Количество загружаемых компонентов:
1) Масло растительное m=0.6×591.6=354.96 кг.
2) Пентаэритрит m=0.146×591.6=86.37 кг.
3) Фталевый ангидрид m=0.254×591.6=150.27 кг.
При синтезе алкидной основы выделяется реакционная вода, теоретическое количество которой (исходя из загрузки 1000 кг сырья) рассчитывается следующим образом.
При взаимодействии одного моль фталевого ангидрида с одним моль моноглицерида или с одним моль диэфира пентаэритрита выделяется один моль воды. Таким образом, при взаимодействии 148 кг фталевого ангидрида с моноглицеридом (диэфиром пентаэритрита) выделяется 18 кг воды, а при взаимодействии 254 кг фталевого ангидрида выделится mводы=254×18/148=30,89 кг воды.
Исходя из кислотного числа, при котором заканчивают синтез, уточним количество образующейся воды.
Степень превращения компонентов (степень завершения реакции) определяется по формуле:
,где КЧисх , КЧкон – соответственно, кислотное число исходной реакционной смеси и конечного продукта.
Кислотное число исходной реакционной смеси рассчитывается по формуле:
,где КЧi, Ni – соответственно, кислотное число и массовая доля индивидуальных компонентов.
Кислотное число исходной реакционной смеси определяется двумя компонентами – фталевым ангидридом и, в незначительной мере, растительным маслом. Кислотное число растительного масла примем равным 4 мг КОН/г (табл. 2, нерафинированное подсолнечное масло первого сорта). Кислотное число фталевого ангидрида рассчитывается по формуле:
,где f – функциональность фталевого ангидрида;
ММКОН – молекулярная масса гидроксида калия;
ММфа – молекулярная масса фталевого ангидрида.