Оборудование и установка для производства формальдегида - Курсовая работа

По объемам мирового потребления синтетические каучуки превзошли натуральный каучук и их основными потребителями являются шинная промышленность и производство различных резинотехнических изделий: гибкие рукава, приводные ремни, муфты, транспортерные ленты, прокладки. Значительное количество каучука расходуется в производстве искусственной кожи, пленочных материалов, электротехнической, кабельной, пищевой, текстильной промышленности, приборо-и машиностроении, медицине и других отраслях народного хозяйства [1]. Каучуки специального назначения отличаются от них одним или несколькими свойствами, определяющими специфическую область их применения. Характерной особенностью полисульфидных олигомеров или жидких тиоколов является способность к “холодной вулканизации”, что наряду с уникальными свойствами вулканизатов определило широкие возможности их использования.Взаимодействие хлоргидрина с формальдегидом включает в себя ряд кислотнокатализируемых стадий, в результате чего в качестве основного продукта образуется формаль, а в качестве побочных более высшие формали. Значительный прогресс наметился после того, как Патрик предложил использовать в качестве мономера 2,21-дихлордиэтилформаль (формаль-1), получаемый взаимодействием этиленхлоргидрина (ЭХГ) и параформальдегида (ПФ) в присутствии кислоты и азеотропообразующего агента: 2 CICH2CH2OH CH2O H ® CICH2CH2OCH2 OCH2CH2CI H2O Катализаторами этой реакции являются серная, соляная, фосфорная кислоты, а также хлориды кальция, магния железа или цинка, которые могут образовывать комплексные соединения или вследствии гидролиза создавать кислую среду. В нашей стране формаль-1 до 1960 года в промышленном масштабе получали из ЭХГ и ПФ в присутствии хлорида кальция и следов минеральной кислоты. Образовавшиеся смолы представляли собой продукты разложения ЭХГ, формаля-1, а также полимера формальдегида, получавшегося в результате гидролиза формаля-1.1 Цистерна для ЭХГ 11 1 Ст 08 СП ГОСТ 1050-78 Эмалированная емкость Объем - 16 м3, высота - 4210 ± 35 мм, диаметр - 2600 мм, рабочее давление - атмосферное, расчетное давление - 6 кгс/см2 2 Цистерна для ЭХГ 12 1 Сталь Сталь футерованная кислотноупорная Объем - 25 м3, диаметр - 2000 мм, длина цилиндрической части - 6000 мм, рабочее давление - атмосферное, расчетное давление - 6 кгс/см2 3 Цистерна для ЭХГ 13 1 Сталь Объем - 50 м3, диаметр - 2400 мм, длина - 11325 мм, высота - 3241 мм, рабочее давление - атмосферное, расчетное давление - 7,35 кгс/см2 6 Реактор для синтеза формаля 81-3 84 3 1 Сталь эмаль Сталь эмаль Эмалированный Эмалированный Объем - 25 м3, высота - 7930 ± 75 мм, диаметр - 2800 мм, рабочее давление в корпусе - 6 кгс/см2, рабочее давление в рубашке - 4 кгс/см2, рабочая температура в рубашке - 170?C, рабочая температура в корпусе - 100?C, Объем - 40 м3, высота - 9985 ± 95 мм, диаметр - 3200 мм, рабочее давление в корпусе - 6 кгс/см2, рабочее давление в рубашке - 4 кгс/см2, рабочая температура в рубашке - 170?C, рабочая температура в корпусе - 100?C, Тип электродвигателя В180М8, ВЗТ4, мощность - 15 КВТ, частота вращения вала мешалки - 100 об/мин 11 Цистерна для разбавленной серной кислоты 111,2 2 Сталь Объем - 50 м3, длина - 6800 ± 70 мм, диаметр - 3200 мм, рабочее давление - 2,5 кгс/см2, расчетное давление - 6 кгс/см2, снабжена подушкойСинтез формаля: 2CI-CH2-CH2-OH CH2 O H2SO4>CI-CH2 CH2-O-CH2O CH2 CH2CI H2O 2*80.5 г/моль 30г/моль 173г/моль 18г/моль На ряду с этим идет образование высших формалей: 2CICH2 CH2-OH 2 CH2O H2SO4> ® CI-CH2 CH2-O-CH2O CH2 OCH2O-CH2 CH2CI H2O На образование высших формалей идет 15% параформальдегида. 4.Определим количество подаваемого на синтез ЭХГ: 17391,30*161/173=16184,97 (кг) ЭХГ идет на реакцию при 85% выходе Определим количество ПФ, идущего на образование высших формалей: 3547,84*0,15=531,88 (кг)Сырье и продукты Приход, кг Расход, кгQнагрева = Emicpi (70-10) Qобр Qраствор = (1540,56*1,445 19041,14*1,425 3545,84*1,522)*60 17923,18*25,14 1540560/98*70,5 = 541493,25 (КДЖ) нужно подвести к реакционной массе путем подачи пара в рубашку Пар: Рабс=4 кгс/см2 , Влажность5%. Расчет количества H2O для охлаждения: Qохд = Emicpi (70 - 40) = 17923,18 * 1,36 * 30 1540,56 * 1,44 * 30 2856,25 * 1,425 * 30 1807,71 * 4,19 * 30 = 114936,147 (КДЖ) нужно отвести путем подачи H2O в рубашку. QB = m * cp * t = 1 * 4.19 * 20 = 83.8 (КДЖ) забирает1 кг H2O, Дводы - расход воды: Дводы=1146936/83,8=13686,58 (кг). Расчет количества пара необходимого для отгона этиленхлоргидрина.421] выбираем аппарат с внутренним диаметром D=2,8 м., мешалка - двухлопастная. Время перемешивания для мешалки: Принимаем предварительно временный КПД аппарата , (2.8) где - вспомогательное время работы реактора, и находим общее время цикла Выбираем реактор - аппарат с рубашкой объемом V=25 м3 и диаметром аппарата D=2800 мм с высотой уровня жидкости Нж=3,28 м (при коэффициенте заполнения аппарата ), площадь поверхности теплообмена рубашки Fp=38 м2 [1, табл. Для расчета дополнительно к исходным данным принимаем темпер

Содержание

1. Вводно-описательная технологическая часть

1.1 Введение

1.2 Физико-химические основы технологических процессов

1.3 Описание технологической схемы и основного аппарата

1.4 Литературный обзор конструкции аппаратов

1.5 Материальный баланс

1.5.1 Тепловой баланс

2. Технологические расчеты

2.1 Технологический аппарат с рубашкой и мешалкой

2.1.1 Тепловой расчет аппарата

2.1.2 Определение толщины тепловой изоляции рубашки аппарата

2.2 Расчет привода мешалки

3. Механические расчеты

3.1 Расчет толщины стенки обечайки корпуса аппарата

3.2 Расчет эллиптического днища (крышки) аппарата

3.3 Толщину корпуса рубашки аппарата

3.4 Расчет укрепления отверстий

3.4.1 Укрепление отверстий в цилиндрической обечайке

3.4.2 Укрепление отверстий в верхнем эллиптическом днище (крышке) аппарата

3.4.3 Укрепление отверстий в нижнем эллиптическом днище аппарата

3.4.4 Укрепление отверстий в цилиндрической обечайке рубашки

3.5 Расчет сопряжения рубашки с корпусом аппарата

3.5.1 Вспомогательные параметры

3.6 Допускаемое избыточное давление в рубашке

3.7 Определение высоты кольца

3.8 Расчет сварных швов

3.9 Нагрузка от собственного веса сосуда

4. БЖД и промышленная экология

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

1. Вводно-описательная технологическая часть