Принятая толщина обечайки, м:

S₃= S_3R+C=11*10^-3+2*10^-3=13*10^-3,

Примем S=14*10^-3; тогда

Допускаемое давление, МПа:

Р=(2 д_пр*Х*Р_пр (2*126*0,65*(14-2)*10^-3)//(3+(14-2)*10^-3)=0,652;

Толщина стенки при пробном давлении, м:

S_2пр=(Р_пр*Д)/(2 д_пр*Х*Р_пр)==(0,9*3)/(2*227*0,65*0,9)=9*10^-3;

Расчет толщины эллиптического днища рубашки , работающего под внутренним давлением.

Расчетная толщина днища,м:

S_4R=(P*R)/( 2 д*Х*0.5Р)=(0.6*3)/(2*0.65*126*0.5*0.6)=11*10^-3;

Принятая толщина днища, м:

S=(11+2)*10^-3=13*10^-3;

Допускаемое давление, МПа:

Р=(2(S₄-C)*д*Х)/(R+0,5(S₄-C))=(2(16-2)*10^-3*0,65*126)/

/(3+0,5(16-2)*10^-3)=0,76;

Толщина стенки при пробном давлении, м:

S_4R=(Р_пр*R)/(2д*Х-0.5Р_пр)+С=(0,9*3)/(2*0,65*227-0,5*0,9)=9,1*10^-3

Расчет мешалки

Определим диаметр якорной мешалки:

D_м=2600/3=866мм

Выбираем стандартный диаметр мешалки

D_М=900мм

Определим диаметр вала:

D_В=C*D_М=0,117*900=125мм

Выбираем стандартный диаметр вала 130мм.

Определим частоту вращения мешалки, n

n=ю/р*D_М=8/3,14*0,9=2,83с^-1

где, ю-окружная скорость мешалки ю=8м/с

Принимаем частоту вращения n=3,33с^-1.

Предельно допустимую глубину воронки определяют по формуле:

H_пр=H_Ж-H=3,04-0,72=2,32м H=0,9*0,8=0,72.

Определяем мощность привода мешалки по формуле.

N_Э=R_ж*R_n*У*R_i*N*N_уп/n;

R_Ж- коэффициент высоты уровня жидкости в аппарате.

R_n- коэффициент для аппаратов без перегородки равный 1,25.

R_i-коэффициент учитывающий в сосуде внутренние устройства равный 0,5.

N-мощность, затрачиваемая на перемещение жидкости.

N_n-мощность, затрачиваемая на преодоление трения в уплотнениях вала мешалки.

з-КПД привода мешалки равный 0,85-0,9.

R_Ж= (Н_Ж/Д)^0,5=(3,04/2,6)^0,5=1,08.

N=К_n*n³*с_i*D_М=1,75*3,33³*959*0,9⁵=36,5кВт.

где К_n- мощность для перемешивания из графика К_n=f(Re).

с_i-плотность реакционной массы.

Определим критерий Рейнольдса:

Re=ф*n*D_М/м=959*3,33*0,9/800*10^-3=3233

Для якорной мешалки К_n равен 1,75

N_Э=1,08*1,25*0,5*36,5*1,15/0,85=29,89кВт

Примем мощность потребления якорной мешалки 30кВт.

Таблица 7. Устройство и характеристика основного оборудования

Наименование оборудования (тип, наименование аппарата, назначение)	№ позиции по схеме, индекс (заполняется по необходимости)	Количество штук	материал	Методы защиты металлов оборудования от коррозии (заполняется по необходимости)	техническая характеристика
1.Цистерна для ЭХГ	III	2	Сталь	Сталь футерованная кислотно-упорная	Объем-25 м3, диаметр-200мм, длина цилиндрической части-6000мм, рабочее атмосферное давление-6кгс/см2
2.Аппарат для ЭХГ	II	1	Сб 08 СП ГОСТ 1050-78	Эмалированная емкость	Объем-16м3, высота-421035, рабочее давление - атмосферное и расчетное давление-6 кгс/см2, диаметр-2600мм
3.Центробежный насос для перекачки ЭХГ	2а	1	Комбинированная		Тип электродвигателя Х 45131-Г-О-УКЛ-4,марки ВАО 52-2-4-3, мощность-6.2кВт, число оборотов 2900об/мин, производительность - 10-25 м3/час
4.Центробежный насос для подачи формаля	36	I			Марка электродвигателя КО-II-2, мощность-8 кВт, число оборотов - 2900 об/мин, полный напор-57м водного столба, производительность - 10-25 м3/час
5.Дозер для серной кислоты	7	1	Эмаль	Стальной эмалированный	Объем-1.25м3, длина-860 мм, диаметр-1200мм, давление рабочее-массивное, давление расчетное-3 кгс/см2
6.Реактор для синтеза формаля-сырца	8 I-II	4	Cталь, эмаль	Эмалированный	Объем-25м3, высота-7930±75мм, диаметр-2800мм, рабочее давление в корпусе-6кгс/см2,рабочее давление в рубашке-4кгс/см2, рабочая температура в рубашке-170єС, рабочая температура в корпусе-100єС, тип электродвигателя В 180 М8 В 3Т4, мощность-15кВт, частота вращения вала мешалки - 100 об/мин
7.Гидрозатвор	10II	1	Ст 08		Емкость-160 л, диаметр-600мм, высота-600мм, давление рабочее-атмосферное
8.Гидрозатвор	5	1	СКЛ-4		Вместимость-0.2м3, диаметр-640мм, высота-641мм, давление рабочее-атмосферное
9.Сборник для ЭХГ	190у	1	СТО 8		Объем-2.5м3, диаметр-1400мм, длина-1870 мм, давление расчетное - 3 кгс/см2
10.Сборник для ЭХГ	190уI	I	KI8H 10T		Объем-1.6м3, диаметр-1400мм, длина-1923 мм, давление расчетное - 3 кгс/см2
11.Цистерна для формаля	161II,y	2	Эмаль	16 ГС	Емкость-50м3, диаметр-300мм, длина цилиндрической части-800 мм, расчетное давление - 6.0 кгс/см2, рабочее давление- атмосферное
12.Аппарат для серной кислоты	69I	1	Сталь эмалированная		Объем-4.0 м3, давление расчетное - 3.0 кгс/см2, давление рабочее - 2.5 кгс/см2, диаметр-1600мм, высота-2400 мм
13.Аппарат для серной кислоты	69II	1	CT 3		Объем-0.63 м3, давление расчетное - 3 кгс/см2, давление рабочее-0.5 кгс/см2, диаметр-800мм, высота-1820мм
14.Конденсатор для конденсации паров ЭХГ	16 у,уI	2	Углегравитовый		Кожухооболочный, число облоков-10, поверхность теплообмена-40 м, размер облака - 700*350 мм, количество вертикальных отверстий-208, горизонтальных-206,диаметр отвертий-18 мм, расчетное давление-3 кгс/см2 вакуум, рабочее давление - 0.7 кгс/см2 вакуум
15.Аппарат для разбавления	II I,II	2	Сталь		Оъем-50 м3, длина - 6800±70 мм, диаметр-3200 мм, рабочее давление - 2.5 кгс/см2, давление расчетное-6 кгс/см2 снабжена воздушкой
16.Реактор для приготовления шихты	35у-уII	3	Сталь	Эмалированный	Объем-6300 л, высота-4950 мм, диаметр-2000 мм, давление рабочее- атмосферное, давление расчетное - 4.5 кгс/см2, электродвигатель ВАО 51-4, мощность-75кВт, напряжение-380 В, число оборотов-1460 об/мин, давление рабочее -атмосферное
17.Емкость для ЭХГ	IIII	1	Сталь		Оъем-50 м3, длина - 11325 мм, диаметр-2400 мм, высота-3241 мм, рабочее давление - 7.35 кгс/см2, давление расчетное - 7.35 кгс/см2
18.Вакуум-насос	112 II	1	Сборный		Водокальцевой производитель - 720 л/мин, напор-90%, номинальное абсолютное давление-10 кВа, абсолютное давление-2.6 кВа
19.Циклотрон	45	1

2.7.2 Выбор и расчет количества основного и вспомогательного оборудования

Расчет количества оборудования

Исходные данные:

Т_эф = Т_реж - Т_ППР = Т_рабnТ_ППР

Т_раб = 355 дней - количество рабочих дней в году

= 8 часов - продолжительность смены

n = 3 - количество смен

Т_реж = 35583 = 8520 часов

Т_ППР = (t_текn_тек+t_срn_ср+t_капn_кап)

t_тек=14 часов - время текущего ремонта;

n_тек=12 - количество ремонтов;

t_ср=64 часа - время среднего ремонта;

n_ср=1 - количество ремонтов;

t_кап=120 часов - время капитального ремонта;

n_кап=0,17 - количество ремонтов.

= 2 - трудоемкость ремонта.

Т_ППР=2(1412+641+1200,17)=504,8 часа

Т_эф=8520-504,8=8015,2 часов

Количество оборудования:

N=M/(T_эфa),

M=40000 т - годовой выпуск продукции,

a - производительность аппарата,

N - количество аппаратов,

Т_эф - эффективное время работы аппарата.

Количество аппаратов для поликонденсации:

Т_эф=8520-2(1412 + 621 + 1200,16)=8021,6 часов

a=2 т/ч

N=40000/28021.6=2.5

Принимаем количество аппаратов равным 3.

Количество аппаратов для отмывки:

Т_эф=8520-2(1612+741+1200,17)=7947,2 часов

a=1.2 т/ч

N=40000/1.27947.2=4.2

Принимаем количество аппаратов равным 5.

Количество аппаратов для расщепления:

Т_эф=8520-2(1412+641+1200,17)=8015,2 часа

a=4.5т/ч

N=40000/4.58015.2=1.1

Принимаем количество аппаратов равным 2.

Количество аппаратов для коагуляции:

Т_эф=8520-2(1612+801+1200,17)=7935,2 часа

a=5,6 т/ч

N=40000/5,67935.2=0.1

Принимаем количество аппаратов равным 1.

Количество центрифуг:

Т_эф=8520-2(812+461+1030,3)=8174,2 часа

a=5,2 т/ч

N=40000/5,28174.2=0,94

Принимаем количество аппаратов равным 1.

Количество аппаратов для сушки:

Т_эф=8520-2(812+321+1200,17)=8024 часов

a=0,4 т/ч

N=40000/0,48024=12,4

Принимаем количество аппаратов равным 13.

Количество аппаратов для смешения:

Т_эф=8520-2(812+351+590,3)=8238 часа

a=2,8 т/ч

N=40000/2,88238=1,7

Принимаем количество аппаратов равным 2.

Количество фильтров:

Т_эф=8520-2355=7810 часов

a=2 т/ч

N=40000/27810=2,6

Принимаем количество фильтров равным 3.

2.8 Описание устройства и принцип действия основного оборудования

Аппарат с мешалкой предназначен для физико-химических процессов под вакуумом и давлением. Номинальный объем аппарата - 25,0 м³. Коэффициент заполнения - 0,75. Среда в корпусе - органические и неорганические кислоты. Теплоноситель в рубашке вода, водяной пар и другие не коррозионные жидкости. Площадь теплообмена - 35 м³.

Обогрев реакционной массы осуществляется путем подачи в рубашку аппарата пара с давлением 0,4 МПа

Приводом мешалки является мотор - редуктор МР1-315-26-100-Ф1П с электродвигателем В180М8, мощность 30 кВт.

Частота вращения вала мешалки - 100 об/мин. Тип мешалки - якорная. Загрузка параформальдегида осуществляется через люк.

2.8.1 Тепловой расчёт



2.8.2 Механический расчет



2.9 Химический и физико-химический контроль производства

Таблица 8. Нормы технологического режима

№ п/п	Наименование стадий процесса, ап-та, показатели режима	№ поз. прибора	Ед. изм.	Допускаемые треб. пределы технол. параметров	Требуемый класс точн. Измерения	Примечание
1	Прием ЭХГ в апп 11 Уровень ЭХГ в апп.1	817	%	Не более 80	1.5	Показывающий РУБ-1, РПВ-42Э шк. От 0 до 100
	Уровень ЭХГ в апп 12,3	808 806	%	Не более 80	1.5	Показывающий РУБ-1, РПВ-42Э шк. От 0 до 100
2	Прием ЭХГ в апп.41,2 В апп. 41,2	8361 837	%	Не более 80	1,5	Показывающий РУБ-1, РПВ-42Эшк. От 0до 100
3	Прием серной кислоты в апп. 691 Уровень кислоты в апп.691	809 810	%	Не более 50		УБ-ПВ ЭКМ-1У ј ТСМ светлое табло ПК. 3.2 вторичный прибор контроля, показывающий шкала 100% РПВ-4-2Э.
3	Уровень серной кислоты в апп.692	811	%	Не более 80	1.5	УБ-ПВ ЭКМ-1У Втор. прибор РПВ-4-2Э Шкала от 0 до 100.
4	Передавливание серной кислоты азотом из апп .691,2	631	Кгс/ см2	Не более 2,5		13 ДИ-30 (преобразователь давления, пневматический пневмо клапан ПВ 101П вторичный прибор регулирующий самопишущий
5	Синтез формаля сырца(1 способ)
5.1	Загрузка компонентов в реактор 81-4
А)	ЭХГ		м3	16±0,2		Дозировка по мерному стеклу реактора 81-4
	В том числе возвратного ЭХГ		м3	От 1,0 до 2,0		Дозировка по мерному стеклу реактора 81-4
Б)	парафармальдегида		кг	(3551-3557) /100%.		Упаковка в бумажных мешках массой 25-30 кг.
В)	Оранжевый метиловый индикатор		г	От 3 до 5	1	Весы лабораторные квадратные ВЛК-500 г. шкала от 0 до 100
Г)	1 загрузка серной кислоты		л	От 532 до 559		Дозировка по мерному стеклу
5.2	Синтез формаля сырца в реакторе 81-4
	Температура	710 т151,2 251,2	0 С	От 20 до 55		Электронный потенциометр типа КСП-4, шкала от 0 до 150 С
	Продолжительность Перемешивания		Мин.	Не менее 180		Часы типа "стрела", в КИП.
5.3	Расслоение реакционной массы, продолжительность отстоя		Мин.	От 240 до 480		Часы типа "стрела", в КИП.
5.4.	Слив нижнего слоя в реактор 81-4	601 602 613 636	Кгс/ см2	Не более 0,7	1,5	ОБМВ-1-100 мановакууметр показ. пружин. 1-6 кгс/см2
5.5	2 загрузка серной кислоты: 691	809 810
А)	количество		л	От 266 до 333		По мерному стеклу апп.7
Б)	Продолжительность перемешивания		Мин.	Не менее 120		Часы типа "стрела"
5.6	Охлаждение и расслоение реакционной массы:
А)	температура	710 т.151,2,251,2	С0	25±5	0,5	Электронный потенциометр типа КСП-4, шкала от 0 до 1500С
Б)	Продолжительность		Мин.	Не менее 240		Часы типа "стрела"
6.	Разгонка формаля-сырца в реакторе 81-4
6.1	Остаточное давление	601 602 613 636	Кгс/ см2	Не более 0,1	1,5	ОБМВ-1-100 мановакуумметр показ. пруж. 1-6 кгс/см2
6.2	Температура отгонки	710 т.151,2,251,2	С0	Не более 100	0,5	Электронный потенциометр типа КСП-4,шкала от 0 до 150
7.	Синтез формаля-сырца по 2 способу
7.1	Загрузка компонентов а) формалина		л	22360/Сф*pф		Дозировка по мерному стеклу реактора 81-4
	б) ЭХГ		м3	1		-"-
	в) метиловый оранжевый индикатор		г	От 3 до 5	4	Весы лабораторные квадратные ВЛК-500 г, шкала от 0 до 100 г
	г) 1-ая загрузка серной кислоты		л	14.7*СН2О СН2О4*рН2SO4* CСН2О		Дозировка по мерному стеклу апп. 7
7.2 а) б)	Синтез формаля-сырца в реакторе 81-4
	Температура	710	С0	25±5	0,5	КСП-4, шкала от 0 до 1500 С
	продолжительность		мин.	не менее180		Часы типа "Стрела"
7.3	Расслоение реакционной массы, продолжительность отстоя		мин	Не менее 240		Часы типа "Стрела"
7.4	Слив нижнего слоя в апп. 111,2 Давление	803 800	кгс см2	Не более 0,7	1,5	ОБМВ-1-10 мановакууметр
7.5	2-ая загрузка серной кислоты
а)	количество		л	2.7/СН2SO4* рН2SO4		По мерному стеклу апп.7
б)	Продолжительность перемешивания		мин.	120		Часы типа "Стрела"
7.6	Расслоение реакционной массы:
а)	температура	710 т151,2,251,2 225 25	С0	25-30		КСП-4, шкала от 0 до 150
Б)	продолжительность отстоя		Мин.	240		Часы типа "Стрела"
8	Сбор ЭХГ сборники I903,4, При отгонке-1905-6	801 802 815 816	%	Не более 80		УБ-ПВ, ЭКХ- 02 / С-1 кгс/см / ТСМ/ Световое табло ПК.3.2. вторичный п-р контроля, показывающий, шкала 100%
9	Передавливание ЭХГ азотом из сборников I903,4,5,6	212Б	кгс см2	Не более 0.7		13ДИ-30/ преобразователь давления/ пневматический пневмоклапан регулир., ПВ10111- вторичный п-р, самопишущий, регулирующи регулирующий
10	Прием ТХП в апп. 114 Уровень ТХП в 114	814	%	Не более 80		Показывающий РУБ-1, РПВ -4-2Э шкала от 0 до 100
11	Давление в апп. передавливания 32 для ТХП	679	Кгс/ см2	Не более 2.5	1,5	ОБМВ-160 шкала от -1 до 4
12	Приготовление формалевой шихты в апп. 355-7		мин	Не более 60		Часы типа "Стрела" Помещение КИП
13	Давление на линиях нагнетания на насосах 2а, 531, 36,3 36 36,,, 36	681 639,620 651,652	Кгс/ см2	Не более 2,0	1,5	ОБМ-160 шкала от 0 до 6
14	Прием формаля в апп. 1612,5	804 805	%	Не более 80		Показывающий РУБ-4-2Э шкала от 0 до 100%

Таблица 8. Аналитический контроль производства

№ п/п	Наименование стадии процесса анализируемой продукции	Место отбора пробы	Контролир. показатели	Методы контроля /методика ГОСТ, ТУ/	Норма %	Частота контроля	Кто контролирует
1	формаль-сырец	81-4	Концентрация ЭХГ	Методика (хим. метод)	Не более 12%	Каждая опер.	Лаб. Цеха №26
			Кислотность	Методика № 10	Не более 0,3	Каждая опер.	Лаб. Цеха №26
2	Формаль после отгонки ЭХГ	81-4	Концентрация формаля Концентрация этиленхлоргидрина	Методика (хим. метод)	Не менее 97% Не более 3%	Каждая опер.	Лаб. Цеха №26
3	Отработанная кислота	Апп.11	Содержание кислоты	Методика №10	25-30%	Каждая опер.	Лаб. Цеха №26
			Концентрация ЭХГ	Методика (хим. метод)	Не более 15%	Каждая опер.	Лаб. Цеха №26
4	Синтез формаля по 2 способу:	Реактор 81-4	1.после первой подачи Н2 SО4
	Синтез формаля и экстракция водно-кислот-ной фазы		Содержание ЭХГ в органической фазе	Мет.№11			Лаб. цеха №26
			Кислотность	Мет.№10	Не более 0,6 масс.%	Каждая опер.	Лаб. цеха №26
			2. после 2-ой подачи Н2 SО4
		81-4	Содержа-ние ЭХГ в органической фазе	Мет.№ 11	Не более 14%	Каждая опер.	Лаб. цеха №26
			Кислотность	Мет.№10	Не более 0,3 масс.%	Каждая опер.	Лаб. цеха №26
			Кислотность 3. содержа-ние ЭХГ в водно-кислотной фазе после экстракции формаля	Мет.№10	Не более 0,3 масс.% Не более 10%	Каждая опер.	Лаб. цеха №26
			Содержание ЭХГ	Мет №11	Не более 2%	По требованию	Лаб. цеха №26
5	Формаль	Апп. 355-7	Содержание формаля	Мет №11	Не менее 95%
			Формаль	Мет №11	Не менее 95%	Поопераци-онно	Лаб. цеха №26
6	Формалевая шихта	Апп. 355-7

3. Промышленная безопасность и экологическая оценка проектных решений

3.1 Общая характеристика работы

Ведение технологического процесса производства тиокола связано с применением взрывоопасных горючих продуктов, агрессивных и вредных для организма веществ: этиленхлоргидрина (ЭХГ), параформальдегида, серной кислоты, формаля.

Технологические процессы ведутся при Т до -40 до100-130 ^оС с использованием вакууметрического давления при отгоне этиленхлогидрина и избыточном давлении до 2,0 МПа при передавливании продуктов.

Наиболее опасным является стадия синтеза формаля-сырца из-за возможного выделения формальдегида и паров ЭХГ в атмосферу.

Обвязка оборудования выполнена трубопроводами, содержащими разъемные фланцевые соединения в связи с чем повышается опасность разгерметизации и разлива продукта.

Работа на оборудовании связана со следующими видами опасности:

1. Пожароопасность, которая связана с наличием горючих веществ.

2. Термические ожоги, возникающие в результате попадания на тело человека горячей воды, пара, а также при попадании на тело серной кислоты могут возникнуть химические ожоги;

3. Возможность поражения электрическим током;

4. Механические травмы от не огражденных вращающихся механизмов;

5. Опасность, связанная с использованием вакуума, давления;

6. Производственный шум;

7. Возможность отравления;

8. Атмосферное электричество.

3.2 Характеристика применяемых веществ

Таблица 10. Основные физико-химические и пожароопасные характеристики материала

Наименование сырья и продуктов	Агрегатное состояние	Температура,оС	Концентрационный предел воспламенения	Класс опасности по ГОСТ121007-88	Характеристика токсичности (воздействия на организм человека)	ПДК в рабочей зоне ГОСТ121005-88
		Вспышки	Самовопламенения	Воспламенения	Верхний	Нижний
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Этиленхлоргидрин	Горючая жидкость	60	401	62	14,9	5,1	2	Сильный яд, действующий на нервную систему и обмен веществ, раздражающий слизистые оболочки. Отравления могут проходить и через кожу.	0,5
Параформальдегид	Горючий порошок	93	430	204	73	7	2	При нагревании деполимеризуется с выделением формальдегида, который дейтсвует на нервную систему, особенно на зрительные бугры	0,5
Серная кислота	Не горючая жидкость	Пожаро -и взрывобезопасна	Пожаро -и взрывобезопасна	Пожаро - и взрывобезопасна	Пожаро -и взрывобезопасна	Пожаро - и взрывобезопасна	2	Едкая жидкость. При попадании на кожу вызывает тяжелые ожоги, раздражает и прижигает слизистые оболочки, дыхательные пути. Обладает канцерогенными свойствами	0,5
Формаль	Горючая жидкость	96	108	101	-	-	2	Воздействует на нервную систему и обмен веществ	0,7

Таблица11. Пожарные и токсичные свойства применяемых веществ

Наименование вещества	Агрегатное состояние	Пожаро-взрывоопасность	Характер действия на организм человека
Сульфогидрат натрия	порошок	пожаровзывобезопасен	Ядовит. Действует на нервную систему. Легко гидролизуется, с выделением H2S, с образованием едкого натра, который является причиной раздражающего действия на кожу. ПДК - 10 мг/м3
Сульфит натрия	Порошок белого цвета	пожаровзрывобезопасен	Водный раствор 15-20%-ный, обладает раздражающими щелочными свойствами; при попадании на кожу, слизистые оболочки и глаза действует как слабый раствор каустической соды.
Серная кислота	жидкость	пожаровзрывобезопасен	При попадании на кожу вызывает тяжелые ожоги, раздражает и прижигает слизистые оболочки дыхательных путей. ПДК - 1 мг/м3
Сероводород	газ	Твоспл.=2460C	Сильный яд, действующий на нервную систему, вызывающий смерть от остановки дыхания, а иногда от паралича сердца. ПДК - 10 мг/м3

Вывод: В процессе применяется взрыво-, пожароопасные вещества.

3.3 Характеристика лаборатории

3.3.1 Характеристика здания

Размеры здания: длинна - м, ширина - м.

Размеры цеха: длинна - м, ширина - м, высота - м, площадь - м²

3.3.2 Категорирование помещения по взрывоопасности

Таблица 12. Категория помещений и зданий по НПБ 105-03

Наименование зданий, помещений, наружных установок	Категория производства по пожароопасности	Классификация зон ПУЭ	Группа помещений по сан. нормам
		Класс взрывоопасности или пожароопасной зоны	Категория и группа взрывоопасных смесей
Наружная установка	Бн	В-1г	II B-T2	I
Операторная	В-4	П-IIа

Вывод по расчету: Согласно расчетам и НПБ 105-03 и основании свойств сырья, реагентов и готовой продукции- категория наружной установки Б_н, так как используются вещества ЛВЖ с t вспышки не более 28єС и в помещение присутствуют горючие вещества. Был произведен расчет на избыточное давление взрыва по которому ?Р составил 40.26 кПа

3.3.3 Санитарная характеристика

В соответствии с СанПин22.1/2.1.1 567-96 производство относится к 1 классу вредности с шириной санитарно-защитной зоны 2000м.так как относится к производствам синтетических каучуков

3.4 Безопасность ведения работы

Меры безопасности при ведении технологического процесса.

1. Ведение технологического процесса в строгом соответствии с установленным технологическим регламентом

2. Проведение своевременного ремонта и осмотра оборудования, трубопроводов, коммуникаций.

3. Использовать только азот для передавливания веществ.

4. Постоянная работа приточно-вытяжной вентиляции.

5. Все аппараты должны быть снабжены в соответствии с их назначением - манометрами, термометрами, воздушками с огнепреградителями, мерными стеклами, предохранительными клапанами на линии азота.

6. Все фланцевые соединения на линиях серной кислоты должны быть заключены в защитные кожухи.

7. Не допускать открытия коагуляторов до окончания процессов коагуляции и отмывки коагулюма, а расщепителей - до окончания охлаждения.

8. Ограждение вращающихся частей механизмов.

9. Изоляция трубопроводов и оборудования с температурой стенки выше 60⁰С, а в местах соприкосновения с ними работающего персонала выше 45⁰С.

10. Естественное и искусственное освещение.

11. Использование противогазов ПШ-1, ПШ-2 при зачистке аппаратов.

Таблица 13. Материал основного оборудования

Части сосуда	Материал ГОСТ	Способ выполнения	Вид сварки	Метод и объем контроля
Обечайка и днище Рубашка донная Рубашка боковая	10Х17Н13М2Т ст.20К 5520-69 09Г2С 5520-69	Круговая сварка	Автомат. Ручная Ручная	100% гамма-лучами

Герметизация фланцевых соединений осуществляется с помощью паронитовых прокладок, тип фланцевых соединений "шип-паз".

Прокладка В-50-16 ГОСТ 15180-70-4шт

Прокладка Б-150-16 ГОСТ-15180-70-1шт

Прокладка В-300-16 ГОСТ 15180-70-1шт

Трубопроводы ЭХГ, H₂SO₄

Группа А (вещества с токсическим действием 2 класса опасности) категория 1

Трубопроводы расположены на эстакадах, расстояние между опорами 6 метров с П-образным компенсатором

Защита от механических травм:

Вращающиеся части оборудования ограничены защитными кожухами, насосы смонтированы на фундаментах и крепятся болтами на специальных резиновых прокладках.

Реактор имеет площадки для обслуживания, которые обеспечены ограничениями и лестницами. Минимальное расстояние между объектами для безопасной работы составляет 6 метров.

3.5 Средства индивидуальной защиты

В соответствии ГОСТ 12.2.003-74 применяются следующие СИЗ:

Для защиты органов дыхания - фильтрирующие противогазы марки БКФ.

Защита глаз - защитные очки типа 033.

Спецодежда - костюм хлопчатобумажный, прорезиненный фартук, суконные костюмы, куртки утепленные, резиновые перчатки, брюки утепленные.

Спец.обувь - антистатические ботинки, полуботинки, валенки.

При ремонтных работах - противогаз КИП-8, ПШ-1, ПШ-2.

3.6 Микроклимат

3.6.1 Категория работ и её характеристика, нормированные параметры

В соответствии с ГОСТ 12.1005-88 определены нормы оптимальных и допустимых параметров микроклимата.

Таблица 14. Нормы микроклимата

Период года	Категория работ	Температура,оС	Относительная влажность,%	Скорость движения воздуха,м/с
		Оптимальная	Допустимая	Оптимальная	Допустимая
Теплое	Средней тяжести IIа	20-22	19-25	65	60-40	0,2-0,4
Холодное	Средней тяжести IIа	18-20	17-23	75	60-40	Не более 0,3

Вывод: Так как работа связана с постоянной ходьбой, перемещением мелких изделий или предметов рабочими в положение или сидя и требующего определенного физического напряжения, и уровень энергозатрат 175-232 Вт

3.6.2 Отопление

В соответствии СНиП 2.04.05-91 в операторной предусмотрена водяная система отопления, температурой горячей воды 90^оС.

3.7 Вентиляция

Согласно ГОСТ 12.4.005-78 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" в операторной предусмотрена естественная вентиляция.

Естественная вентиляция осуществляется через вытяжные каналы.

Был произведен расчет, по которому на 1 рабочего в операторной приходится 42 м³ воздуха.

По той причине, что тепловыделения от оборудования отсутствуют, с учетом категории работ для 1 рабочего требуется в операторной минимум 30 м³ воздуха.

Из условия 42>30 следует, что искусственная вентиляция в операторной не требуется.

3.8 Освещение

Согласно СНиП 23.05-95, выполняемые в операторной зрительные работы относятся к 4 разряду, подразряд б (так как размеры 0,5-1 мм) КЕО для естественного бокового освещения 1,5; Е=200 Лк.

Провели расчеты на определение нужной площади световых проемов при боковом освещении. Для помещения с площадью полов 64 м² площадь окон составила 20 м².

Определили необходимое количество ламп, обеспечивающих нормированное значение освещенности: 14 ламп ЛБ-40 со световым потоком 3210 лм. Используемые светильники ОДР 2-40.

Степень защиты оболочки IP 54

При отключении рабочего освещения применяется аварийное, которое составляет 10 % от рабочего.

3.9 Шум и вибрации

Источниками шума и вибрации в данном производстве являются электродвигатели, насосы и вентиляционные системы.В цеху максимальный уровень шума 60 дБ.

Допустимый уровень шума в производственном помещении и на территории цеха при частоте f=1000Гц равен 80 дБ по ГОСТ 12.1.003-88.

Для предотвращения параметров шума и вибрации в помещении предусмотрено:

- оборудование установлено на фундаменте с виброгасящими основаниями;

- на приводе двигателей установлены кожухи, производится смазка трущихся частей оборудования;

- производится балансировка и центровка вращающихся частей оборудования при монтаже;

- для предотвращения шума вентиляционных систем вентиляторы установлены в отдельных помещениях и присоединены к воздуховодам гибкими вставками; установлены глушители воздуховода.

3.10 Электробезопасность

В соответствии с ПУЭ наружная установка относится к III классу опасности поражения электрическим током (особо опасное), Так как в наличии следующие условия: а) относительная влажность воздуха близка к 100 % б) есть возможность одновременного прикосновения человека с землей и металлоконструкциями в) на установке токопроводящие полы. Операторная относится ко I классу.

Учитывая класс зон по ПУЭ (В-1г) применяется взрывозащитное электрооборудование 2ЕхdIIВТ2.

Защитные меры:

Защитное заземление - заземление корпуса электрооборудования светильников, кабелей, каркасов, распределительных щитов.

Согласно требованиям ГОСТ 12.1.030-88 R_з=4 Ом.

Изоляция токоведущих частей- двойная. Рукоятки электрооборудования, изолирующие втулки изготовлены из пластмассы. R_из= >0,5 МОм.

Оградительные устройства - щиты управления в операторной помещены в шкафы, огаленые провода в специальные ящики. Линии высокого напряжения размещают на недоступной высоте для прикосновения

3.11 Статическое электричество

Средства защиты от статического электричества, заземление трубопроводов R=100 Ом. В операторной настил из резины с пониженным сопротивлением. На наружной установке заземлены поручни, помосты, площадки. Защита людей от статического электричества : х/б костюм, брюки, галоши, резиновые сапоги, перчатки. Согласно ГОСТ 12.1.08-86 проектируемый объект относится к III классу электростатической искробезопасности (сильная

электризация), так как переработываемые вещества и материалы с Р_V 10⁸ Ом*м и имеют место процессы разбрызгивания.

3.12 Молниезащита

Так как ожидаемое количество поражений не превышает 1 раза, тип зоны защиты - зона Б. Наружная установка относится ко II категории по молниезащите. Она защищена от прямых ударов молний одиночным тросовым молниеотводом. R₃= 4 Ом. Для защиты от вторичных проявления молний все трубопроводы и металоконструкции перед вводом в эксплуатацию заземляются по общему контуру. R_з=10 Ом.

По проведенному расчету высота молниеотвода 23 метра.

Отдельно стоящий молниеотвод тросовый

1 - защищаемый объект;

2 - металлические коммуникации

Вывод: II категория по молниезащите т.к. здание относится к классу зоны В-1г согласно

3.13 Пожарная профилактика и средства пожаротушения

В случае разлива горючих и взрывоопасных жидкостей, место разлива засыпают песком или тальком. Песок затем убирается совком. изготовленным из не искрящегося материала в тару и удаляется с производственной территории. Место разлива промывается водой.

С учетом НПБ 103-03 в соответствии СНиП 2.09.02-85.

Для операторной категории В-4.

Степень огнестойкости II, материал зданий - глиняный кирпич, этажность -1. Из операторной предусмотрено 2 эвакуационных выхода.

Пределы огнестойкости несущих конструкций :

колонна 24 часа,

наружные несущие стены 0,25⁴,

наружные несущие конструкции 0,25⁴,

внутренние несущие стены 0,25⁴,

рамы 0,25⁴,

С учетом НПБ 105-03 и СНиП 2.09.02-85

Наружная установка - категория А_н

Степень стойкости II

Материал - сталь сертифицированная

Этажность 2

Предел огнестойкости несущих конструкций:

колонны -24

балки - 0,25

Средства тушения пожара ГОСТ 12.1001-85 ССБТ в операторной предусмотрен внутренний пожарный трубопровод с рукавом (10 метров) и краном.

Операторная и наружная установка оснащены дренажной системой пожаротушения.

Средства тушения: песок, тальк, асбестовое одеяло, углекислотные огнетушители ОУ-50, ОУ-8, ОУ-25, порошковые огнетушители ОП-100, ОП-10, вода, которая подается из лафетных установок. Также предусмотрена электрическая пожарная сигнализация.

3.14 Экологичность работы

Отходы при производстве продукции, сточные воды и выбросы в атмосферу

Таблица 15. Твёрдые и жидкие отходы

	Куда складируется транспорт	Периодичность образования	Условия(метод) и место захоронения, обезвреживания, утилизации	Количество кг/сутки, т/год
а) используемые 1) отработанная серная кислота 2)На 10(II) гидрозатворная жидкость ЭХГ	В аппарат II(I,II)	Во время синтеза	При необходимости используется в процессе получения тиокола на стадии коагуляции Используется для синтеза формаля
б) не используемые бумажные мешки из-под формальдегида			На сжигание	На 1000т тиокола 8000 мест.

Таблица 16. Сточные воды

Наименование стока	Условие ликвидации, обезвреживания, утилизации	Периодичность выбросов	Куда сбрасываются	Установ. норма содержания загрязнений в стоках
1. стоки с рубашек аппаратов 8(I,II)	Очистка на заводских БОС	Периодически в течение суток	ХЗК №26/64	За вычетом ХПК прямой воды pH=6,5ч8,5
2. из аппаратов 8(I,II): при чистке и подготовке к ремонту	Очистка на заводских БОС	1 раз в год	№26/64	ХПК=350 мг/л
3.с вакуум-насоса №112	Очистка на заводских БОС	Постоянно	ХЗК №26/69	ХПК=350 мг/л

Таблица 17. Выбросы в атмосферу

Наименование сброса	Условие ликвидации, обезвреживания, утилизации	Периодичность выбросов	Установ. норма содержания загрязнений в стоках
Выбросы через воздушки Реакторы 8(I,II) Ёмкость с ЭХГ I(I,II,III) Ёмкости для формаля №161/ IIу (наружного склада)		периодически	ЭХГ-0,05 (0,002) ЭХГ 1,0 (0,0391) Формаль 0,05 (0,002)
Гидрозатворы 5,10 (II) Сборники формаля 35у-уII			Формаль 0,05 (0,002) Формаль 0,1 (0,0032)
Выбросы из вентиляции: ВУ-388 ВУ-389 ВУ-390 ВУ-424		постоянно	Формаль 0,058 (0,0186) Формаль 0,62 (0,0199) Формаль 1,042 (0,0334) Формаль 1,32 (0,043)

Вентиляционные выбросы - воздух производственного помещения выбрасывается в атмосферу.

Технологические выбросы - газы отдувки проходят через гидрозатворы и выбрасываются в атмосферу. Гидрозатворы заполнены вазелином или маслом. После замены масло сжигается.

Твердые и жидкие отходы:

Параформальдегид, высыпавшийся из мешком улавливается и отправляется в циклон.; бумажные мешки из-под параформальдегида сжигаются.

Отогнанный ЭХГ повторно используется при синтезе. Вода из рубашек аппаратов повторно сбрасывается в ХЗК.

Основной проблемой данного производства является образующийся кислый слой.

Схема реакции

2CI-C₂H₄-OH +CH₂O > CI- C₂H₄ -OCH₂OC₂H₄-CI+ H₂O

173 г/моль 18г/моль

По этой технологии образующаяся вода "связывается" с серной кислотой, что способствует полному протеканию реакции, так как серная кислота обладает свойством "отнимать" воду практически от всех субтратов. Таким образом, состав кислотного слоя примерно по 42% H₂O и H₂SO₄ , 16% ЭХГ и 2% формаля.

В соответствии с вышеизложенным при получении формаля на каждые 173 кг образуется 18 кг воды, на связывание которой требуется 18 кг серной кислоты.

Так как ЭХГ характеризуется хорошей растворимостью в воде, в кислом слое содержится его значительное количество. Вычисления показывают, что количество кислотного слоя может быть оценено на уровне 240 кг на тонну формаля.

Возможности использования отработанной кислоты

Попытки использовать кислотный слой на стадии коагуляции тиокола привели к значительному снижению качества продукта. Это обусловлено наличием в кислотном слое ЭХГ и формальдегида, которые приводят к образованию инертных концевых групп, снижению свойств и физико-механических характиристик вулканизаторов.

Попытки отгонки привели к выходу из стороя оборудования.

Образующуюся отработанную серную кислоту можно нейтрализовывать оксидом магния (магнезитПМК-87).

Н₂SO₄+MgO > MgSO₄+H₂O

Затем, полученный сульфат магния, реально использовать на стадии поликонденсации при синтезе тиоколовой дисперсии.

Возможные варианты дегазации отходов

Поскольку сбрасывать кислотный слой в химзагрязненную канализацию не представляется возможным, необходима его дегазация. В качестве агента для связывания H₂SO₄ можно использовать мел. При этом в процессе нейтрализации будет малорастворимый сульфат кальция, который вызовет забивку коммуникаций и оборудования.

Огромное газовыделение потребует проведение процесса с малым заполнением аппараты и, соответственно, большого объема аппарата.

Взаимодействие ЭХГ с мелом в присутствии кислоты приведет к образованию окиси этилена, который может привести к возникновению пожароопасных ситуаций.

Нейтрализация каустической содой снимает проблему выпадения осадков в процессе нейтрализации, но повышает риск образования окиси этилена. Но вариант этот можно считать предпочтительным.

При нейтрализации H₂SO₄ на каждые 98 кг H₂SO₄ необходимо 80 кг гидрооксида натрия. ЭХГ и формаль также будут реагировать с щелочью и теоретический расход щелочи может быть оценен на уровне 240 кг на тонну формаля.

Поскольку на БОС можно сбрасывать воду с содержанием солей не более 30 г/л, на разбавление потребуется более10.4м³ воды. А количество сточных вод только на стадии синтеза формаля достигнет 11м³ на тонну формаля.

Таким образом, действующий в настоящее время сернокислотный синтез “добавляет” и без того большому количеству сточных вод производства тиокола еще более 10 м³ сточных вод.

4. Выводы по проекту

Благодаря уникальным свойствам ПСО широко используют в производстве герметиков для авиации, судостроения, строительства, находят применение в технологии резин и выделки кожи, производства покрытий и адгезивов, в металлургии.

Первой стадией в получении жидких тиоколов является синтез 2,2-дихлорэтилформаля, разработанный научно-исследовательским институтом каучуков специального назначения НИИСК г. Казани.

Совершенствование технологии:

1. Провести автоматизацию производства. Это улучшит технику безопасности и сократит численность рабочих.

2. Путем достижения глубокого вакуума значительно сокращается стадия отгонки ЭХГ из формаля-сырца.

3. Вести загрузку серной кислоты в одну партию. Это позволяет сократить рабочий цикл на 7 часов, хотя и влечет за собой понижение выхода продукта до 76%.

Разработанный курсовой проект позволяет повысить производительность тиокола, путем введения в реактор полиакриламида, который увеличивает скорость осаждения дисперсии. Время отмывки сокращается с 24 до 12 часов. Благодаря этому возрастает производительность реактора, уменьшается количество аппаратов и увеличивается производительная мощность.

5. Стандартизация

1. ГОСТ 42-04-77 - Серная кислота.

2. ГОСТ 16-25-89 - Формалин технический.

3. ТУ 6-09-141-03-89 - Параформальдегид.

4. ТУ 6-01-687-77 - Этиленхлоргидрин.

5. ГОСТ 2.789 -74 - Оформление пояснительной записки.

6. ГОСТ 2 186-2184-70 - Графическое изображение схемы.

7. ГОСТ 12.1.018-79 - Общая система мероприятий по безопасности труда при проектировании.

8. ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.

9. ГОСТ 12.1005-76 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования.

10. ГОСТ 2.104-68 - Основная надпись для текстов, документов.

11. ГОСТ 7.1-84 - Оформление списка литературы.

12. ГОСТ 14249-73 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

13. ГОСТ 12.1005-88 нормы оптимальных и допустимых параметров микроклимата

14. ГОСТ 12.4.005-78 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны"

Список использованной литературы

1. Баликатов Т.В. Технология СК / Баликатов Т.В., Жигалин Я.Л. -М.: Химия, 1980-425с.

2. Варгафтик Н.Б, Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. -М.: Наука, 1972

3. Голубятников В.А., Автоматизация процессов в химической промышленности. / Голубятников В.А., Шувалов В.В.-М.: Химия,1972-480с.

4. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. - М.:1982

5. Залевский А.А. Экономика химической промышленности.- Химия,1986

6. Касаткин Л.Г. Основные процессы и аппараты химической промышленности. - М.: Химия,1970

7. Кирпичников П.А. Химия и технология синтетического каучука: Учеб. для вузов / Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., Аверко-Антонович Ю.О - 3-е изд., перераб.- Л: Химия,1972-480с.

8. Кирпичников П.А. Полисульфидные олигомеры и герметики на их основе / Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А,Смыслова Р.А..Л.: Химия, 1983-470с.

9. Кошарский В.Д. Автоматизация. Автоматические приборы и регуляторы. - М: Машиностроения,1976

10. Охрана труда в химической промышленности. Химия,1989

11. Павлов К.Ф. Примеры, задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / Павлов К.Ф., Романков Л.Р., Носков Л.А. М: Химия,1970

12. Рейсфельд В.О., Еркова Л.Н. Оборудование производств основного органического синтеза и синтетического каучука. - М.: Химия 1992.- 132 с

13. Энциклопедия полимеров: М: Советская энциклопедия, 1972

Т1-1224с.

Размещено на Allbest.ru