Производство лака ПФ-060

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра «Химическая технология органических покрытий»

Курсовой проект защищен

с оценкой ________

Руководитель,

канд. техн. наук, доцент

____________ Курбатов В.Г.

«___» ____________ 2014

производство Лака ПФ-060

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Оборудование и основы проектирования производства полимеров»

ЯГТУ 240100.62-04 КП

Нормоконтролер Работу выполнил

канд. техн. наук, доцент студент гр. ХТЛ-44

_________Курбатов В.Г. __________ А.А. Ионова

«___» ____________ 2014 «___» ____________ 2014

2014



Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра «Химическая технология органических покрытий»

ЗАДАНИЕ № 4

ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

Студенту Ионовой А. А. Факультет:хим.-тех. Курс: 4 группа:ХТЛ-44

1. Тема проекта и исходные данные

Участок производства лака ПФ-060

Годовая мощность 5000 т/год

2. Представить следующие материалы

1) текстовые

а) Расчетно-пояснительную записку

2) графические

а) Технологическую схему производства

3. Рекомендуемая литература и материалы

Согласно методическим указаниям

4. Дата выдачи задания г.

5. Срок сдачи окончательного проекта г.

6. Отметка о явке на консультацию

РуководительКурбатов В.Г. .

Зав кафедрой Ильин А.А.



Реферат

101 с, 1 рис., 18 таб., 1 прил., 10 источников

ЛАКОКРАСОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ, ЛАК Пф-060, ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА, МАТЕРИАЛЬНЫЕ РАСЧЕТЫ, ТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ, РЕАКТОР, МЕШОЧНЫЙ НАСОС, ИНЕРТНЫЙ ГАЗ, РАСТВОРИТЕЛЬ, СМЕСИТЕЛЬ.

В расчётно-пояснительной записке рассмотрена методикаполучения алкидного лака ПФ-060.

Алкидный лак ПФ-060 является полуфабрикатным и представляет собой раствор в легколетучих органических растворителях пентафталевой смолы, модифицированной подсолнечным мослом.

Производство лака сводится к синтезу основы лака в реакторе, растворению основы лака и постановке на «тип» в смесителе, фильтрации и фасовке.

Лак ПФ-060 используется в качестве связующего при изготовлении пентафталевых эмалей, грунтовок, шпатлевок и других лакокрасочных материалов.

Данный курсовой проект посвящен производству алкидных лаков на примере ПФ-060 мощностью 5000 тонн в год.



• СОДЕРЖАНИЕ
• Введение
• 1. Обоснование выбора технологии и оборудования
• 1.1 Обоснование выбора технологического способа производства
• 1.2 Обоснование выбора способа удаления воды
• 1.3 Выбор реактора
• 1.5 Выбор перемешивающего устройства
• 1.6 Выбор оснастки реактора
• 1.7 Выбор оборудование для стадии растворения и постановки на тип
• 1.8 Выбор оборудование для фильтрации
• 1.9 Выбор насоса
• 2. Технологические расчеты
• 2.1 Расчет материального баланса на 1 тонну лака
• 2.2 Расчет эффективного фонда времени работы оборудования
• 2.3 Расчёт количества реакторов и выбор объёма реактора
• 2.4 Расчёт материального баланса на реактор
• 2.5 Расчёт объёма смесителя
• 2.6 Расчёт количества фильтров
• 2.7 Расчёт объёма весовых мерников
• 2.8 Расчёт объема ёмкости хранилища
• 3. Описание аппаратурно-технологической схемы процесса
• 3.1 Характеристика готовой продукции
• 3.2 Характеристика сырья, полуфабрикатов и энергоресурсов
• 3.3 Описание технологического процесса и схемы
• 3.4 Нормы технологического режима
• 4. Технические расчеты
• 4.1 Тепловой расчет реактора
• 4.2 Механические расчеты
• 4.2.2 Расчет обечайки реактора
• 4.2.3 Расчет опор для реактора
• 5. Характеристика пожаровзрывоопасности и токсичности свойств сырья, полуфабрикатов, готового продукта и отходов производства
• 6. Возможные неполадки и аварийные ситуации, способы их предупреждения и локализации
• 7. Охрана труда и окружающей среды
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
• ПРИЛОЖЕНИЕ


Введение

В настоящее время лакокрасочные покрытия - основное средство защиты и отделки объектов, предметов и изделий разного назначения. На их долю приходится около 80 процентов противокоррозионной защиты изделий машиностроения, свыше 90 процентов поверхности зданий и строительных конструкций подвергаются окрашиванию. Нанесением лакокрасочных покрытий заканчивается процесс производства изделий мебельной, кожевенной, обувной полиграфической промышленности, многих резиновых изделий.

Велика роль лакокрасочных покрытий как основного средства электроизоляции, герметизации, защиты от излучения, декоративной отделки в электротехнической и электронной промышленности, при производстве космических кораблей и летательных аппаратов.

С развитием потребляющих отраслей промышленности все более возрастают требования к лакокрасочным покрытиям. Сейчас уже нельзя говорить об универсальных покрытиях, как это было несколько десятилетий назад. Все более существенной становится роль покрытий целевого назначения: химически-, термо-, морозо-, огне- и радиационностойких, антифрикционных, антиадгезионных, оптическипрозрачных и многих других.

Такие покрытия необходимы для борьбы с кавитацией, обледенением, грязеудержанием, обрастанием в морских условиях микроорганизмами, для целей звукоизоляции, светомаркировки и создания источников света, решения ряда санитарно-гигиенических задач.

В связи с этим лакокрасочная промышленность выпускает обширный ассортимент лакокрасочных материалов: лаки, эмали, краски, грунтовки шпатлевки, различные вспомогательные материалы, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности, в строительстве, на транспорте, в быту. В последние годы ассортимент лакокрасочных материалов значительно расширился. Основой любого лакокрасочного материала является лак - раствор пленкообразующего вещества в легколетучем органическом растворителе. Все большее применение находят материалы на основе алкидных, эпоксидных, аминоформальдегидных, кремнийорганических и других видов смол.

Наиболее распространенным типом пленкообразующих веществ, применяемых в лакокрасочной промышленности, являются модифицированные олигоэфиры (алкиды). Это обусловлено сочетанием комплекса ценных свойств покрытия на основе этих олигомеров с наличием сырьевой базы для их получения. При производстве алкидов наиболее полно реализуются условия широкого варьирования свойств лакокрасочных материалов. На основе алкидов 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 (около 70 процентов) всей синтетической промышленности.

Основная цепь алкидов образуется за счет поликонденсации многоатомных спиртов с полиосновными кислотами. Наиболее часто при синтезе алкидов используют глицерин или пентаэритрит в сочетании с фталевым ангидридом. Такиеалкиды называются соответственно глифталями и пентавталями.

Данный курсовой проект посвящен проектированию производства алкидных лаков на примере ПФ-060.



1. Обоснование выбора технологии и оборудования

1.1 Обоснование выбора технологического способа производства

Существует три способа организации производства алкидов: периодический, непрерывный и полунепрерывный.

а) При непрерывном способепроизводства технологическая схема состоит из аппаратов непрерывного действия. Целесообразно использовать этот способ для создания многотоннажных серийных производств при малом ассортименте.

Достоинства:

· высокая производительность;

· механизация и автоматизация;

· высокое качество продукта;

· относительно невысокие потери сырья;

· малая доля вспомогательного оборудования.

Недостатки:

· дорогое оборудование;

· сложность переналадки на выпуск другой продукции.

б) При периодическом способе производства технологическая схема состоит из аппаратов периодического действия. Данный способ применим для малотоннажных производств.

Достоинства:

· относительно невысокая стоимость оборудования;

· простота оборудования;

· легкость переналадки на выпуск другой родственной продукции, пользующейся спросом.

Недостатки:

· высокая стоимость готовой продукции;

· высокая доля вспомогательного оборудования.

Для производства алкидного полуфабрикатного лака ПФ-060 применим в данном проекте периодическую схему.

1.2 Выбор реактора

технологический лак фильтрация растворение

Основными критериями, определяющими выбор конструкции реактора для проведения синтеза, являются способ производства (периодический или непрерывный), его температурный режим, вязкость и фазовое состояние реакционной массы (гомогенная, гетерогенная) и масштабы производства. Для проведения периодических процессов применяются вертикальные цилиндрические реакторы непрерывного действия со сферическими или эллиптическими днищами и со сферическими или эллиптическими снимающимися крышками.

Для синтеза пленкообразующих веществ наиболее часто используются реакторы полного смешения периодического или непрерывного действия.

Конструкционным материалом реактора обычно является нержавеющая сталь, но для ее экономии корпус изготавливается из двухслойной стали - слой обычной стали (конструкционная сталь), плакирован слоем нержавеющей стали 2-3мм.

Выбираем реактор непрерывного действия со сферической съемной крышкой. В качестве привода используют двигатель и редуктор. Штуцера для ввода жидкого сырья, датчиков КИП, для вала и проб отборников.

Вертикальные цилиндрические реакторы снабжены элементами для обогрева. До 120 обогрев производится водяным паром, через внутренний змеевик, далее до температуры синтеза используют комбинированный электроиндукционный обогрев. А также элементом для охлаждения(змеевик внутри реактора, и перемешивающими устройствами.

1.3 

1.4 Выбор обогрева

В зависимости от типа полимера температура синтеза в основном может быть в пределах 30-300°С. Обогрев может производиться 3 способами:

· обогрев продуктами сгорания топлива;

· обогрев теплоносителями;

· электрообогрев.

а) Обогрев продуктами сгорания топлива

В качестве топлива применяют твердое топливо (уголь, торф) и жидкое (мазут).

Топливо сжигают в выносных топках, в результате образуются дымовые газы, которые и обогревают реактор. Газообразное топливо сжигают непосредственно под днищем реактора через небольшие тарелки (огневой обогрев), но коэффициент полезного действия (КПД) очень низкий и варьируется в пределах:

КПД (тв.) = 15%

КПД (жидк.) = 30%

КПД (газ.) = 60%

Недостатки:

· низкий КПД;

· достаточно высокая пожаро и взрывоопасность;

· проблемы с охлаждением;

· сложность и громоздкость установки;

· трудоемкость обслуживания.

б) Обогрев теплоносителями

В качестве теплоносителя используются:

1) горячая вода (нагревает реакционную массу до 80-85 °С);

2) водяной пар -- доступный и относительно дешевый теплоноситель,
кроме того у него высокий коэффициент теплоотдачи, равный 5000 - 10000 Вт/м²* К;

3) Высокотемпературный органические теплоносители (ВОТ) -- это
дифенильная смесь, кремнийорганическая жидкость, ароматизированные минеральное масло и т.д.

Достоинства дифенильной смеси:

· высокая температура кипения 360;

· высокая плотность паров;

· смесь горючая;

· не высокая стоимость.

Недостатки:

· смесь легко проникает через места уплотнений (фланцевые соединения трубопроводов и арматуры, сальники запорных соединений приспособлений и насосов)

· имеют высокую токсичность ;

· необходимость замены смеси через определенное время.

в) Электроиндукционный обогрев

1) В лаковых цехах при синтезе алкидов широко применяется электроиндукционный обогрев.

Достоинства:

· высокий КПД = 90%;

· низкий перепад температур между стенками реактора и реакционной массой (5-8 °С в стационарном режиме);

· тонкая регулировка благодаря небольшой температурной инерции, что благоприятно сказывается на свойствах полимеров;

· возможность осуществления управления температурным режимом с дистанционного пульта;

· относительная простота;

· отсутствует загрязнение атмосферы цеха.

Недостатки:

· высокая стоимость электроэнергии.

2) Комбинированный обогрев

Применяют с целью экономии энергии, до 120 °С нагревают водяным паром через внутренний змеевик, а затем до 230 °С включают электроиндукционный обогрев.

Выбираю комбинированный обогрев с целью экономии энергии.

1.5 Выбор перемешивающего устройства

Механические перемешивающие устройства (МПУ) делятся по разным признакам:

· конструкция (турбинные с вертикальными, прямыми и изогнутыми лопатками; пропеллерные; турбинные с наклонными лопатками; лопастные, якорные рамные);

· по типу течения (радиальный; аксиальный; тангенциальный);

· по скорости вращения (быстроходные и тихоходные).

а) Турбинные МПУ(имеют 6 лапаток):

· с вертикальными прямыми лопатками;

· с вертикальными изогнутыми лопатками;

· с наклонными прямыми лопатками;

· с горизонтальными дисками, к которым приварены вертикальные лопатки.

Техническая характеристика:

1 d/D=0,25-0,33;

d-диаметр описываемый лопастью мешалки.

D-диаметр реактора (м);

2 число оборотов от 2-20 об/сек,

окружная скорость 3-9 м/сек.

3 пределы для системы с вязкостью ?=30 Па/c

б) Пропеллерные МПУ:

· стандартный;

· с отверстиями (для трудносмачивающихся порошков);

· с зубчатыми краями (для волокнистых материалов).

Особенности:

· высокий насосный эффект;

· быстроходные;

· дорогие.

в) Лопастные (листовые, ластовые) МПУ(2 лопатки):

· с вертикальными прямыми низкими лопатками;

· с вертикальными прямыми высокими лопатками(целесообразно применять в реакторах синтеза алкидов);

· с наклонными прямыми лопатками.

Особенности:

· создают тангенсальное течение;

· тихоходные;

· дешевые.

г) Якорные МПУ:

· стандартный якорь;

· с «пальцами» и отражательными перегородками.

Особенности:

· создают тангенсальное течение;

· тихоходные;

· близко примыкают к стенкам реактора.

д) Рамные МПУ:

· стандартный вариант;

· якорно-рамные.

Выбираем лопастное МПУ с вертикальными прямыми высокими лопатками, так как в реакторе присутствует внутренний змеевик.

1.6 Выбор оснастки реактора

При получении алкидов выделяется вода, как за счет протекания реакции, так и за счет того что она может содержаться в исходном сырье, например, в растительных маслах.

Для удаления реакционной воды существует два способа: блочный и азеотропный.

Оснастка реактора -- это система для отвода, конденсации или улавливания летучих веществ, которые образуются в реакторе, а также для сообщения реактора атмосферой.

Тип оснастки определяется технологическим режимом процесса, в частности давлением и т.д.

Так как при синтезе алкидов выделяется побочный продукт -реакционная вода и вода содержащаяся в компонентах в виде влаги, который смещает равновесие химической реакции в сторону исходных продуктов, то его необходимо удалять из зоны реакции.

а) Оснастка для азеотропной отгонки:

Классический вариант -- оборудование для данной оснастки включает теплообменник для нагревания паров азеотропной смеси; наклонный конденсатор для охлаждения паров азеотропной смеси; разделительный сосуд для разделения воды и ксилола.

Достоинства:

· высокая эффективность,

· относительная простота конструкции.

Недостатки:

· потеря фталевого ангидрида;

По методу «DuРont» - по этому варианту вместо теплообменника устанавливается насадочная колонна, обогреваемая паром. Температура внутри колонны должна быть такой, чтобы пары азеотропной смеси свободно пролетали через нее в конденсатор, а фталевый ангидрид оседал на насадке колонны. Пары азеотропной смеси конденсируются, затем в разделительном сосуде конденсат разделяется, вода отгоняется, а ксилол насосом подается в верхнюю часть колонны. Проходя через насадку колонны, ксилол смывает фталевый ангидрид обратно в реактор, что значительно уменьшает потери фталевого ангидрида.

Достоинства:

· высокая эффективность,

· относительная простота конструкции,

· возврат фталевого ангидрида в реактор, что позволяет уменьшить потери исходного сырья.

Недостатки:

· сложный расчет насадочной колонны;

б) Блочная оснастка реакторов синтеза аллкидов.

Оснастка включает сублимационную трубу и уловитель погонов. Метод основан на том, что при высокой температуре происходит испарение воды и фталевого ангидрида, пары направляются в сублимационную трубу, имеющую температуру 120°С, где нагреваются и поступают в уловитель мокрых погонов. В уловителе, через форсунку распыляется охлажденная вода, за счет чего происходит конденсация паров воды и фталевой кислоты.

Достоинства:

· простота конструкции.

Недостатки:

· под действием высокой температуры фталевый ангидрид гидролизуетсяв фталевую кислоту, которая выводится вместе с конденсатом.

в)Комбинированная оснастка реакторов синтеза аллкидов.

На реакторах ставят две оснастки :

· для азеотропного обезвоживания,

· блочная оснастка (с сублимационной трубой)

Блочная оснастка используется как вспомогательная.

Достоинства:

· уменьшение пыление при загрузке реагентов.

· удаление газовых выбросов,

· Рациональность использования.

Недостатки:

· сложность конструкции.

В данном проекте применяем комбинированную оснастку.Потому что данная оснастка увеличивает эффективность производства.

1.7 Выбор оборудование для стадии растворения и постановки на «тип»

В настоящее время применяются два типа смесителей:

· вертикальный;

· горизонтальный.

Критерии выбора смесителей: если объем смесителя меньше 16 м³, то ставят как вертикальные, так и горизонтальные. Если объем смесителя выше 16 м³, ставят только горизонтальные .

В данном проекте применяю смеситель объемом 6,3 м³ , выбираю вертикальный смеситель обычного типа с лопастной мешалкой и рубашкой.

1.8 Выбор оборудование для фильтрации

В настоящее время все аппараты для очистки лаков делятся на основные группы:

· тарельчатые фильтры;

· патронные фильтры;

· мешочные фильтры.

а) Тарельчатые фильтры

Особенности: очищают лаки с частицами загрязнений любой плотности; эффективны при очистке лаков, требующих вызревания; позволяют совмещать процессы фильтрования и адсорбции.

Тарельчатые фильтры по конструкции делятся на фильтры:

1)с механизированной выгрузкой осадка,

2)фильтры с ручной выгрузкой осадка.

1) Тарельчатые фильтры с механизированной выгрузкой осадка.

Особенности: работают под давлением 0,4-0,6 МПа, работают с адсорбентами, площадь поверхности фильтровального элемента 10, 15, 20 м².

Достоинства:

· высокая механизация, минимум ручного труда;

· высокая степень очистки вязких лаков;

· возможность совмещения фильтрации и адсорбции;

· большая производительность единичного аппарата;

· полная герметичность.

Недостаток:

· необходимость применения дорогостоящих вспомогательных веществ-адсорбентов.

Аппарат представляет собой корпус, в котором расположен полый вал. К полому валу крепятся диски. Диск представляет собой конус с горизонтальной верхней поверхностью, на которой находится фильтровальный элемент. Внутренняя часть диска (тарелки) соединяется с полым валом. При вращении вала осадок отбрасывается с дисков к стенкам и потом удаляется.

2) Тарельчатые фильтры с ручной выгрузкой осадка.

Особенности: работает под давлением 1-1,5 МПа; наиболее часто

Применяется поверхность фильтровального элемента 10 м; производительность 50 - 1000 кг/м час.

Достоинства:

· высокая степень очистки лаков, требующих вызревания;

· возможность совмещения фильтрации и адсорбции.

Недостатки:

· ручная разборка и сборка при замене фильтрующих элементов;

· более низкая производительность, чем у вышеописанного фильтра.

Фильтр представляет собой корпус, в котором имеется труба для выпуска очищенного лака, а также тарелки, которые прикреплены к этой трубе. Привод отсутствует, труба неподвижная, а выгрузка осадка производится вручную.

б) Патронные фильтры

Особенности: большая толщина пористой стенки патрона исключает проскок крупных частиц.

Достоинство

· очень высокая степень очистки лаков, не требующих

вызревания.

Недостатки:

· применение дорогостоящих патронов;

· ручная замена патронов;

· ограниченная производительность единичного аппарата.

Фильтровальный элемент представляет собой цилиндр определенных размеров. Материал цилиндра - волокна, пропитанные фенолформальдегидными смолами и другими смолами. Главный показатель - диаметр пор - 5-125 мкм.

Особенность фильтровального элемента - он одноразового действия, т.к. регенерировать его промывкой растворителем нерентабельно вследствие большого расхода растворителя и невозможности полностью очистить поры от загрязнений. Поэтому отработанные патроны либо выбрасываются, сжигаются, либо их перерабатывают путем измельчения и добавляют в какие-либо ЛКМ.

Указанные патроны помещаются в корпус, в котором может быть от 10 до 42 патронов.

в) Мешочные фильтры

Представляет собой; мешок из фильтрующего материала, закрепленного на каркасе и помещенный в цилиндрический корпус фильтра.

Материалом мешков может быть (используются различные волокна):

· полиэстер - хорошая химическая и термостойкость (170-190 °С);

· полипропилен - стойкость к кислотам и щелочам (100-110 °С);

· нейлон - химическая стойкость кроме кислот (170-190 °С);

· NOMEX (ароматический полиамид)химическая стойкость до 220 °С;

· фторсодержащие полимеры - великолепная химическая стойкость (250-260 °С);

· шерсть - хорошая устойчивость к растворителям.

Возможности фильтров:

· очистка жидких сред от твердых и гелеобразных частиц с размерами 0,5 -- 12 мкм;

· производительность от 0,5 до 1000 м /час;

· возможность подбора материала, устойчивого к различным химическим средам.

Конструкции различные, в корпусе может быть установлено от 2 до 24 мешков. Сами корпуса могут быть изготовлены из нержавеющей стали или химически стойкого стеклопластика.

Достоинства:

· простота,

· надежность,

· многоразовое использование.

В данном проекте применяю очистку смолы на мешочном фильтре, что позволяет достичь высокой степени очистки смолы. Кроме того, данные фильтры дешевле в эксплуатации (стоимость мешков меньше стоимости патронов); фильтр имеет более простую конструкцию; проще регенерировать фильтрующий элемент (мешок).

Марка фильтра Б1-2-02 «Ручеек».

1.9 Выбор насоса

Для производства смолы используется жидкое сырье (ксилол, растворители) и сыпучий материал ( фталевый ангидрид).

Жидкое сырьё транспортируется по трубопроводам с помощью насосов. Существует несколько типов насосов, используемых в лакокрасочной промышленности. Это шестерёнчатые, центробежные и мембранные насосы.

Достоинства шестеренчатых насосов

· высокое развиваемое давление.

Недостатки шестеренчатых насосов:

· работа с низковязкими веществами;

· малая объемная подача;

· выход из строя при работе без рабочей среды;

· чувствительность к загрязнения перекачиваемой среды.

Достоинства центробежных насосов

· высокая объемная подача.

Недостатки центробежных насосов:

· малый развиваемый напор;

· невысокий КПД;

· необходимость электропривод во взрыво, пожароопасном исполнении.

Особенность мембранных насосов:

Данного топа насос работает с помощью пневмо-привода под давлением сжатого воздуха.

Достоинства мембранных насосов:

· безопасная работа;

· взрыво-пожаробезопасность;

· надежная и прочная конструкция;

· тонкая регулировка потока;

· способность перекачивать агрессивные жидкости;

· способность перекачивать: жидкости с высокой вязкостью; абразивы; твердые фрагменты; жидкости, чувствительные к расслоению.

· не загрезняющая система воздуха распределения.

Недостатки мембранных насосов:

· пульсационный режим работы.

В данном проекте выбираю мембранные насосы.



2. Технологические расчеты

2.1 Расчет материального баланса на 1 тонну лака

А. исходные данные:

1) Кислотное число пентафталя, не более 20 мг КОН/г;

2) Жирность пентафталя 60,0 %;

3) Молекулярная масса алкидных олигомеров 1300-5000 г;

4) Соотношение реагентов при загрузке в реактор (таблица 1.1);

5) Массовая доля нелетучих веществ лака (МДНВ), 55±2 %;

6) Состав лака при МДНВ=55 %;

7) Потери по стадиям технологического процесса с 1 тонны готового лака (таблица 1.3).

Таблица 2.1 - Соотношение реагентов при загрузке в реактор

Реагенты	Массовая доля, %	Молекулярная масса	Число молей	Мольное соотношение
1. Масло подсолнечное	60,0	884	0,0678	1
2. Пентаэритрит	14,6	136	0,1074	1
3. Ангидрид фталевый	25,4	148	0,1716	2
Итого:	100,0

Таблица 2.2 - Состав лака при МДНВ = 55 %

Наименование компонента	Массовая доля компонентов, %
1. Пентафталь	55,0
2. Растворитель	45,0
Итого:	100,0



Таблица 2.3 - Потери по стадиям технологического процесса с 1 тонны готового лака

Стадия	Заводские данные, кг	Потери по проекту, кг
1. Подготовка сырья и синтез пентафталя	40,4	38,4
2. Растворение пентафталя и постановка лака на «тип»	2,3	2,3
3. Фильтрация и слив лака	5,35	5,35
Итого:	48,05	46,05

Примечание: снижение потерь на стадии подготовки сырья и синтеза этрифталя связано с применением оснастки фирмы Дюпон вместо классической азеотропной.

Б. Расчет материального баланса на 1 тонну лака

1) Расчет массы пентафталя, необходимого для получения 1 тонны лака.

Расчет ведется с последней стадии. Потери на стадии фильтрации и слива составляют 5,35 кг, из них: основы лака 2,94 кг; растворителя 2,41 кг. Результаты расчета заносятся в таблицу 1.4.

Таблица 2.4 - Материальный баланс стадии фильтрации и слива лака

Входящий поток	Масса, кг	Выходящий поток	Масса, кг
1. Лак неочищенный	1005,35	1. Лак очищенный	1000,0
1.1 Пентафталь	552,94	1.1 Пентафталь	550,0
1.2 Растворитель	452,41	1.2 Растворитель	450,0
		2. Потери, в том числе:	5,35
		2.1 Пентафталь	2,94
		2.2 Растворитель	2,41
Итого	1005,35	Итого	1005,35

На стадии растворения пентафталя потери составляют 2,3 кг, из них: пентафталя 1,27 кг; растворителя 1,03 кг. Результаты расчета заносятся в таблицу 1.5.

Таблица 2.5 - Материальный баланс стадии растворения пентафталя и постановки лака на «тип»

Входящий поток	Масса, кг	Выходящий поток	Масса, кг
1. Пентафталь	554,21	1. Лак неочищенный	1005,35
2. Растворитель	453,44	1.1 Пентафталь	552,94
		1.2 Растворитель	452,41
		2. Потери, в том числе:	2,3
		2.1 Пентафталь	1,27
		2.2 Растворитель	1,03
Итого	1007,65	Итого	1007,65

Таким образом, для получения 1000 кг лака необходимо синтезировать 554,21 кг пентафталя.

2) Расчет стадии синтеза по теории (без учета потерь).

Молекулы пентафталей ориентировочно содержат 4- 6 остатков фталевого ангидрида. При этом, кроме остатков эфира пентаэритрита в молекулах пентафталей содержатся также моноглицеридные остатки, которые образуются при переэтерификации масла.

В соответствии с этим формулу жирногопетафталя, модифицированного подсолнечным маслом, схематично можно представить в виде:

где - СОR жирнокислотные остатки кислот подсолнечного масла со средней молекулярной массой М = 265. Отсюда, молекулярная масса звена 1280.

Молекулярная масса олигомера (М_олиго) рассчитывается по формуле:

М_олиго = М_звена•n + М_{концевых групп}.

Отсюда, М_олиго = 1280•3 + 18=3858 (при n=3)

Проверка кислотного числа:

К.Ч. = 1•56,1•1000/3858 = 14,5 мг КОН/г

Полученные значения удовлетворяют заданным параметрам.

Химизм процесса изображаем с последней стадии:

а) Полиэтерификация моноглицерофталата и фталатадиэфира пентаэритрита

моноглицерофталат фталатдиэфира пентаэритрита

Пентафталь с молекулярной массой 3858.

б) Этерификация моноглицерида и диэфира пентаэритрита фталевым ангидридом

моноглицериддиэфир пентаэритрита фталевый ангидрид

моноглицерофталатфталатдиэфира пентаэритрита

в) Переэтерификация подсолнечного масла пентаэриритритом

триглицерид пентаэритрит



моноглицериддиэфир пентаэритрита

Отсюда, брутто - реакция имеет вид:

триглицерид пентаэритрит фталевый ангидрид

Пентафталь с молекулярной массой 3858.

Проверка баланса:

Молекулярная масса левой части брутто- реакции:

3•884 + 3•136 + 6•148 = 3948

Молекулярная масса правой части брутто реакции:

3858 + 5•18 = 3948

Расчет масс реагентов и реакционной воды по теории:

Масса подсолнечного масла:

3•884 - 3858

Х₁ - 554,21 Х₁ = 381,0 кг.

Масса пентаэритрита:

3•136 - 3858

Х₂ -554,21 Х₂ = 58,6 кг.

Масса фталевого ангидрида:

6•148 -3858

Х₃ - 554,21 Х₃ = 127,5 кг.

Масса реакционной воды:

5•18 -3858

Х₄ - 554,21 Х₄ = 12,9 кг.

Расчёт реакционной воды по фталевому ангидриду

В результате реакции полиэтерификации выделяется реакционная вода.

а) На 1 моль фталевого ангидрида (ФА) выделяется 1 моль воды

148 кг ФА - 18 кг Н₂О

127,5 кг ФА - Х_р.в. кг Н₂О Х_р.в.=15,5кг Н₂О;

б) Степень превращения (б) по ФА определяется по формуле:

б = (КЧ_исх-КЧ_кон)/КЧ_исх, (2.1)

где: КЧ_исх и КЧ_кон - соответственно, кислотное число исходной смеси реагентов и конечного продукта.

КЧ_исх= КЧ_ф.а•W_ф.а, (2.2)

где: КЧ_ф.а - это кислотное число фталевого ангидрида, мг КОН/г;

W_ф.а - процентное содержание фталевого ангидрида в исходной смеси



КЧ_ф.а=f•М_кон•1000/М_ф.а,(2.3)

где: М_кон и М_ф.а - это молекулярные массы щелочи и фталевого ангидрида;

f - функциональность фталевого ангидрида;

КЧ_ф.а=2•56100/148=758,1 мг КОН/г;

КЧ_исх=758,1• 0,254= 192,6 мг КОН/г;

б = (192,6-14,5)/192,6 = 0,92

в) Масса выделившейся реакционной воды:

m_р.в = б?Х_р.в.=0,92•15,5 = 14,3 кг,

это удовлетворительно согласуется с расчётом по уравнению реакции.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.6.

Таблица 2.6 - Материальный баланс стадии синтеза по теории

Входящий поток	Масса, кг	Выходящий поток	Масса, кг
1. Подсолнечное масло	381,0	1. Пентафталь	554,2
2. Пентаэритрит	58,6	2. Реакционная вода	12,9
3. Фталевый ангидрид	127,5
Итого	567,1	Итого	567,1

3) Расчет стадии синтеза с учетом потерь и составление расходных норм сырья.

Потери на стадии синтеза составляют 38,4 кг, в том числе, реакционная вода 12,9 кг, т.е технологические потери на стадии синтеза составят: 38,4-12,9 = = 25,5 кг

Результаты расчетов сводятся в таблицу 7. Далее определяют нормы расхода сырья на 1 тонну лака. Результаты заносят в таблицу 8.



Таблица 2.7 - Материальный баланс стадии синтеза с учётом потерь

Входящий поток	Масса, кг	Выходящий поток	Масса, кг
1. Подсолнечное масло	396,3	1. Пентафталь	554,2
2. Пентаэритрит	62,3	2. Реакционная вода	12,9
3. Фталевый ангидрид	134,0	3.Технологические потери, в том числе	25,5
		3.1 Льняное масло	15,3
		3.2 Пентаэритрит	3,7
		3.3 Фталевый ангидрид	6,5
Итого:	592,6	Итого:	592,6

Таблица 2.8 - Нормы расхода сырья на 1 тонну лака:

Сырьё	Масса, кг
1. Подсолнечное масло	396,3
2. Пентаэритрит	62,3
3. Фталевый ангидрид	134,0
4. Растворитель	453,4
5. Сода кальцинированная	0,4
Итого	1046,4

2.2 Расчет эффективного фонда времени работы оборудования

Т_эфф= (365 - П - В) * n * t - (ППР + ТП); (2.4)

П= 8 сут

В= 0

n = 3

t = 8 ч

ППР = 252 ч/год,

где:

365 - число дней в году, сут;

П - количество праздничных дней в году, сут;

В - количество выходных дней в году, сут;

n - число смен в сутки, смены/сутки;

t - продолжительность смены, ч;

ППР - время на планово - предупредительный ремонт реактора, ч/год;

ТП - время на технологические простои, ч/год.

ТП=t_{замывки}+t_{загрузка компонентов} *365

где:

t_{замывки}-время на замывку: замывку реактора проводят 2 раза в месяц, длительность 11 часов, [1];

t_{загрузка компонентов}- время на загрузку всех компонентов:

растительное масло- 2 часа;пентаэритрит и сода-1,5 часа;фталевый ангидрид-1,5 часа;

365 - число дней в году, сут.

ТП=11*2*12+(2+1,5+1,5) *365=2089 ч/год

Т_эфф= (365 - 8 - 0) * 3 * 8 - (536 + 2089)=5943 ч

а) Годовая потребность в сырье (G_год), т/год:

G_год= G_{сырья на тонну} • N_{год по лаку}/1000 (2.5)

где: G_{сырья на тонну} - масса каждого компонента, кг/т;

N_{год по лаку} - годовая мощность по лаку, т (зададимся N=5000 т)

Годовая потребность в подсолнечном масле (G_{год. под. масла}), пентаэритрита (G_{год. пентаэритрита}), фталевом ангидриде (G_{год. фт.анг}), растворителе (G_{год. растворителя}), соды (G_{год. соды}) составляет:

G_{год. под. масла}=396,3•5000/1000=1981,5 т/год;

G_{год. пентаэритрита}= 62,3•5000/1000=311,5 т/год;

G_{год фт.анг}= 134,01•5000/1000=670 т/год

G_{год. растворителя}=453,44•5000/1000=2267,2 т/год;

G_{год. соды} =0,4•5000/1000=2 т/год.

б) Часовая потребность в сырье (G_час), кг/час;

G_час.=G_год/ Т_{эфф. реактора}•1000; (2.6)

G_{час. под. масла} = 1981,5/5943•1000=333,42 кг/час;

G_{час. пентаэритрита} = 311,5/5943•1000=52,41 кг/час;

G_{час фт.анг} = 670/5943•1000 = 112,74 кг/час

G_{час. растворителя} = 2267,2/5943•1000=381,49 кг/час;

G_{час. соды} = 2/5943•1000=0,34 кг/час;

в) Суточная потребность(G_сут), кг/сутки;

G_сут=G_час•24; (2.7)

G_{сут под. масла} = 333,42• 24 = 8002,08 кг/сутки;

G_{сут пентаэритрита} = 52,41•24=1257,84 кг/сутки;

G_{сутфт.анг} = 112,74•24 = 2705,76 кг/сутки,

G_{сут растворителя} = 381,49•24=9155,76 кг/сутки;

G_{сут соды} =0,34•24=8,16 кг/сутки.

Результаты расчёта сводим в таблицу 2.9.

Таблица 2.9 - Потребность в сырье

Компоненты	Расходные нормы по проекту
	кг/т	т/год	кг/час	кг/сут
1. Подсолнечное масло	396,30	1981,50	333,42	8002,08
2. Пентаэритрит	62,30	311,50	52,41	1257,84
3. Фталевый ангидрид	134,00	670	112,74	2705,76
5. Растворитель	454,44	2267,22	381,49	9155,76
6. Сода кальцинированная	0,40	2	0,34	8,16
Итого:	1046,44



2.3 Расчёт количества реакторов и выбор объёма реактора

А. Исходные данные

1) годовая мощность 5000 т/год;

2) МДНВ = 55%;

3) Расходная норма сырья на 1 тонну лака по основе на сам алкидприведены в таблице 2.9;

4) Т_{эфф реактора}= 5943ч;

5) Коэффициент заполнения реактора = 0,8 [1];

6) Коэффициент запаса =0,15[1]

Б. Расчёт числа реакторов n

n= ; (2.8)

где :

n - число реакторов;

G_год.пф - масса пентафталя которую нужно сделать за год, т/год ;

б - коэффициент запаса;

z - число синтезов за год;

Gс - суммарная масса веществ, загруженных в реактор, кг ;

1) Расчёт массы пентафталя которую нужно получить за год G_год.пф, т;

G_год.пф= G_год.пэ + G_год.фа + G_{год.масла} (2.9)

G_год.пф=311,5+670+1981,5=3407,45т/год

2) Рачётz, ч

z=; (2.10)

где:

Т_{эфф.реактора} - эффективный фонд рабочего времени реактора, ч;

Т_цикла - время одного синтеза, ч, [1];

Т_цикл= Т₁+ Т₂ + Т₃ + Т₄ + Т₅ + Т₆ + Т₇ + Т₈ + Т₉ + Т₁₀ + Т₁₁; (2.11)

Т₁ = 2 ч [10];

Т₂ = 2,5 ч [10];

Т₃ = 1,5 ч [10];

Т₄ = 3,25 ч [10];

Т₅ = 2,5 ч [10];

Т₆ = 1,25 ч [10];

Т₇ = 1,5 ч [10];

Т₈ = 3 ч [10];

Т₉ = 6,5 ч [10];

Т₁₀ = 0,85 ч [10];

Т₁₁ = 0,75 ч [10];

где:

Т₁ - Загрузка масла растительного, ч;

Т₂ - Нагрев масла до температуры (120-150)°С, ч;

Т₃ - Загрузка пентаэритрита и соды кальцинирован, ч;

Т₄ - Нагрев реакционной массы до температуры (250±5)°С, ч;

Т₅ - Переэтерификация, ч;

Т₆ - Охлаждение до тем-пературы (180-200)°С ,ч;

Т₇ - Загрузка фталевого ангидридов и раствора ПМС-200А, ч;

Т₈ - Нагрев реакционной массы до температурь (250 ±10)°С на стадию этерификации и поликонденсации, ч;

Т₉ - Стадия этерификации и полиэтернфикацин, ч;

Т₁₀ - охлаждение основы до 180єС, ч;

Т₁₁ - выгрузка основы лака в смеситель, ч;

Т_цикл=2+2,5+1,5+3,25+2,5+1,25+1,5+3+,5+0,85+0,75=25,6 ч;

z= =232,7ч;

примем z=233 ч

3) Расчёт суммарной массы веществ, загруженных в реакторGмах, кг;

Gс=V_{реактора}·К_зап·с_смеси; (2.12)

где:

V_{реактора}-объем реактора, м³;

с_смеси-плотность смеси, кг/м³;

К_зап- коэффициент запаса;

Находим плотность смеси по формуле:

с_см = УG_i/т/(У(G_i/т/с_i); (2.13)

где:

G_i/т - масса каждого компонента на 1 т основы лака, кг;

с_i - плотность каждого компонента, кг/м³;

с_масла = 925 кг/м³[2];

с_пэ = 1400 кг/м³ [2];

с_фа = 1530 кг/м³ [2];

с_см=

где:

x_пэ-массовая доля пентаэритрита;

с_пэ-плотность пентаэритрита, кг/м³;

x_фа- массовая доля фталевого ангидрида;

с_фа плотность фталевого ангидрида кг/м³;

x_масла- массовая доля подсолнечного масла;

с_масла-плотность подсолнечного масла;, кг/м³;

с_см== 1088,20 кг/м³

Задаёмся целым рядом объёмов реакторов 6,3 м³; 10 м³; 20 м³; [3];

Для этих объёмов считаем Gс и n, полученные значения заносим в таблицу 2.10;

G_с(6,3) =6,3*1088,20*0,8=5484,53 кг

G_с(12) =12*1088,20*0,8=10446,72 кг

G_с(20) =20*1088,20*0,8=17411,20 кг

n₁= =2,7;

n₂= =1,4;

n₃= =0,8;

Таблица2.10 -результаты расчёта количества реакторов

Объём реактора, м3	Gс, кг	Число реакторов рассчитанное	Число реакторов принятое
6,3	5484,53	2,7	3
12	10446,72	1,4	2
20	17411,20	0,8	1

На основании проделанных расчётов выбираем 3 реактора с объёмом 6,3м³

В. Расчёт числа смесителей, n

n_{реакторов}=n_{смесителей}=3

2.4 Расчёт материального баланса на реактор

А. Исходные данные:

1) Объём реактора 6,3м³;

2) Суммарная масса веществ, загруженных в реактор Gс=5484,53 кг;

3) Расходные нормы сырья на 1 тонну лака представлены в таблице 2.9;

4) Потери по пентафталю включая реакционную воду составляют 38,4 кг (таблица 2.7);

Б. Расчёт

1) Расчёт коэффициента пересчёта К_пер

К_пер= ; (2.14)

где:

Gс - суммарная масса веществ, загруженных в реактор, кг;

G_{на 1 тонну по основе} - суммарная загрузка компонентов в реактор , кг; (таблица 2.7);

G_{на 1 тонну по основе} =G_масла+G_пэ+G_фа; (2.15)

где:

G_масла=396,3 кг; (таблица 2.7)

G_пэ=62,3 кг; (таблица 2.7)

G_фа=134,0 кг; (таблица 2.7)

G_{на 1 тонну по основе} =396,3+62,3+134,0=592,6 кг;

К_пер= =9,26

2) Расчёт количества масла, загружаемого в реактор G_{масла на реактор}, кг;

G_{масла на реактор}=G_масла·К_пер=396,3*9,26=366,74 кг;

3) Расчёт количества пентаэритрита, загружаемого в реактор G_{пэ в реактор}, кг;



G_{пэ в реактор}= G_пэ·К_пер=62,3*9,26=576,90 кг;

4) Расчёт количества фталевого ангидрида, загружаемого в реактор G_{фа в реактор}, кг;

G_{фа в реактор}= G_фа ·К_пер=134,0*9,26=1240,84 кг;

5) Расчёт количества ксилола, участвующего в синтезе G_{ксилола}, кг;

G_{ксилола} = G_{ксилола} ·К_пер=453,44*9,26=4198,85 кг;

6) Расчёт количества потерь G_потерь, кг;

G_{потерь на реактор}=G_потерь·К_пер=38,4*9,26=355,58 кг;

7) Расчёт количества выделившейся воды G_{воды на реактор}, кг;

G_{воды на реактор}=G_воды·К_пер=12,9*9,26=119,45 кг;

8) Расчёт количества потерь масла G_{потерь масла на реактор, кг}

G_{потерь масла на реактор}=G _{потерь масла}·К_пер=15,3*9,26=141,68 кг;

9) Расчёт количества потерь пентаэритрита G_{потерь пэ на реактор,} кг;

G_{потерь пэ на реактор}=G _{потерь пэ}·К_пер=3,7*9,26=34,26 кг;

10) Расчёт количества потерь фталевого ангидрида G_{потерь фа на реактор,} кг;

G_{потерь фа на реактор}=G_{потерьфа}·К_пер=6,5*9,26=60,19 кг;

11) Расчёт массы пентафталя, получаемого в реакторе

G_{пф в реакторе}=G_{сырья на реактор} - G_{потерь на реактор}=(3669,74-576,9-1240,84)-355,58=5131,9 кг;

Полученные данные заносим в таблицу 2.11

Таблица 2.11 -Материальный баланс на реактор 6,3м³

Входящий поток	Масса, кг	Выходящий поток	Масса, кг
1. Масло подсолнечное	3669,74	1. Пентафталь	5131,9
2. Пентаэритрит	576,90	2. Потери, в том числе	355,58
3. Фталевый ангидрид	1240,84	2.1. Реакционная вода	119,45
	2.2. Технические потери, в том числе	236,13
	2.2.1. Масло подсолнечное	141,68
	2.2.2. Пентаэритрит	34,26
	2.2.3. Фталевый ангидрид	60,19
Итого	5487,48	Итого	5487,48

2.5 Расчёт объёма смесителя

А. Исходные данные:

1) Объём реактора 6,3м³;

2) G_пф=5131,9 кг (из таблицы 2.11);

3) К_зап=0,8;

4) с_пф=1088,2 кг/м³;

5) с_р-ля=880,2 кг/м³;

6) МДНВ =55%;

Б. Расчёт объёма смесителя, м³:

V==G_лака; (2.16)

где:

G_лака - масса лака, кг;

с_лака - плотность лака, кг;

К_зап - коэффициент заполнения = 0,8; [1]

G_лака=; (2.17)

где:

G_{пф в смесителе} - масса пентафталя из реактора=5131,9 кг; (таблица 2.11)

G_р-ля - масса растворителя, кг;

1) Расчёт массы лака G_лака, кг;

G_р-ля= =4198,83 кг;

55кг Пентафталя - 45 кг Ксилола

5131,9 кг Пентафталя - х кг

х= 4198,83 кг

G_лака=5131,9+4198,83=9330,73 кг;

Расчёт плотности лака с_лака, кг/м³:

с_лака=G_лака /(G_пф/с_пф + G_р-ля/с_р-ля); (2.18)

где:

G_лака - масса лака, кг;

G_пф- масса пентафталя, кг;

с_пф-плотность пентафталя, кг/м³, [2];

G_р-ля - масса растворителя, кг;

с_р-ля- плотность растворителя, кг/м³, [2].

с_лака=9330,73 /(5131,9/1088,2+4198,83/880,2) =983,6 кг/м³;

V== 11,9, м³;

Выбираем 3 смесителя объемом 12,0 м³.



2.6 Расчёт количества фильтров

n= (2.19)

где:

G_{год. по лаку}-масса лака за год, с учетом потерь кг;

Пр- производительность фильтров, м³/ч;

Т_{эфф фильтра}-годовой эффективный фонда работы смесителя, ч.

Пр=3539,9 м³/ч;

Т_эфф= (365 - П - В) * n * t - (ППР + ТП); (2.20)

где:

365 - число дней в году, сут;

П - количество праздничных дней в году, сут;

В - количество выходных дней в году, сут;

n - число смен в сутки, смены/сутки;

t - продолжительность смены, ч;

ППР - время на планово - предупредительный ремонт смесителя, ч/год;

ТП - время на технологические простои, ч/год.

П= 8 сут;

В= 0 сут;

n = 3 смены;

t = 8 ч;

ТП = 2160 ч/год;

ППР=120 ч/год.

Т_{эфф фильтра}=(360-8-0)*3*8-(120+2160)=6168 ч

G_{год. по лаку}= N_{год по лаку}+G_{пот.год}



Где:

N_{год по лаку}-годовая мощность по лаку, кг;

G_{пот.год}- масса потерь за год, кг;

G_{пот.год}= N_{год по лаку}*n_пот (2.21)

Где:

N_{год по лаку}- годовая мощность по лаку, кг;

n_пот- количество потерь;

G_{пот.год}=5000000*0,535/100=26750кг

G_{год. по лаку}=5000000+26750=5026750 кг

n== =0,23;

примем количество фильтров равное 1;

2.7 Расчёт объёма весовых мерников

V= ; (2.22)

где:

G_i - масса итого компонента загружаемая в реактор на 1 синтез; (таблица 2.11) кг;

с_i - плотность итого компонента, кг/м³;

К_зап- коэффициент заполнения оборудования; [1]

с_{под.масла} =925 кг/м³;

с_пэ =1400 кг/м³;

с_фа =1530 кг/м³;

с_{ксилола} =880,2 кг/м³;

V_{под.масла}==4,96 м³;

Примем обьём весового мерника для подсолнечного масла равный 5 м³ как на заводе Русские краски;

V_{ксилола} == 5,96 м³;

Примем обьём весового мерника для ксилола равный 6,3 м³ как на заводе Русские краски;

2.8 Расчёт объема ёмкости хранилища

V=; (2.23)

где:

G_iсут - суточная потребность итого компонента, кг/сут; (таблица 2.9)

с_i - плотность итого компонента, кг/м³;

К_зап- коэффициент заполнения оборудования; [1]

V_{под.масла}==10,81 м³;

Примем необходимый объём ёмкости хранилища для подсолнечного масла равным 12 м³ как на заводе Русские краски;



3. Описание аппаратурно-технологической схемы процесса

3.1 Характеристика готовой продукции

Лак полуфабрикатный алкидный ПФ-060 изготавливается в цехе №1 по производству лаков на конденсационных смолах.

В цехе лаков в период его существования проводились мероприятия по техническому перевооружению, направленные на увеличение мощности производства.

Фактическая мощность по производству лаков на конденсационных смолах на 01.01.2000г. составляет 50,8 тысяч тонн.

Изготовление лака ПФ-060 в цехе №1 производится с 1988г.

Метод изготовления - блочный или азеотропный, способ производства периодический.

Лак полуфабрикатами алкидный ПФ-060 (лак ПФ-060) представляет собой раствор в летучих органических растворителях пентафталевой алкидной смолы, модифицированной растительными маслами.

Лак ПФ-060 должен соответствовать требованиям и нормам ТУ 6-10-612-76 или СТП 6-1-80-97, указанным в таблице 1.

Таблица 3.1 - Показатели качества лака ПФ - 060

Наименование показателя	Значение
	ТУ 6-10-612-76	СТП 6-1-80-97
1. Цвет лака по йодометрической шкале, мг I2/100 см3, не темнее:	высший сорт	1 сорт	2 сорт	60 (для эмали «ГАММА- люкс») 130 (для остальных эмалей)
	60	130	400
2. Внешний вид лака	Прозрачный, допускается незначительная опалесценция (слабая белесоватость или помутнение)	Прозрачный, допускается незначительная опалесценция
3. Чистота лака:	Слой лака, нанесенный на прозрачную пластинку, должен быть прозрачным. Не должен иметь механических включений и сыпи	Слой лака, нанесенный на прозрачную пластинку, должен быть прозрачным. Не должен иметь механических включений и сыпи	Допускается наличие единичных механических включений, не более 10 штук, при этом не увеличивается сыпь по венчику на расстоянии 5 мм от границы начала налива лака	Слой лака, нанесенный на прозрачную пластинку, должен быть прозрачным. Не должен иметь механических включений
4. Условная вязкость при температуре (20,0 +/- 0,5)єС по вискозиметру типа ВЗ - 246 с диаметром сопла 4 мм, с	70-90	60-80	80-100
5. Массовая доля нелетучих веществ, %	52-55	53±2	55±2
6. Кислотное число, мг КОН/г, не более	20,0	20,0
7. Твердость пленки лака по прибору типа ТМЛ (маятник А), относительные единицы, не менее	0,12	0,10	0,1
			0,2
8. Время высыхания до степени 3, час, не более: при температуре (80±2)єC при температуре (20±2)єC	2,0 24,0	2,0 24,0

Плотность лака 0,983 г/см³.

Лак ПФ - 060 используется в качестве связующего компонента для изготовления пентафталевых эмалей, грунтовок, шпаклевок, алкидно-карбамидных лаков и других лакокрасочных материалов.

3.2 Характеристика сырья, полуфабрикатов и энергоресурсов

Таблица 3.2 - Характеристика сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов

Наименование сырья, материалов, полупродуктов	Государственный или отраслевой стандарт, СТП, технологические условия, регламент или методика на подготовку сырья	Показатели по стандарту, обязательные для проверки	Регламентируемые показатели
1	2	3	4
1. Масло подсолнечное	ГОСТ 1129-93		Рафинированное	Гидратированное	Нерафиниро-ванное
			дезодориро-ванное	недезо-дариро-ванное	Высший сорт	1 сорт	2 сорт	Высший сорт	1 сорт
			марка Д	марка П
			1	2	3	4	5	6	7	8
		1. Цветное число, мг йода, не более	10	12	15	20	30	15	25
		2. Кислотное число, мг КОН/г, не более	0,4	0,6	0,6	1,5	4,0	6,0	1,5	4,0
		3. Массовая доля нежировых примесей, %, не более	Отсутствие	0,05	0,1
		4. Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более	0,10	0,10	0,10	0,15	0,30	0,20	0,20
		5. Йодное число, гI2/100г	125	-	145
		6. Массовая доля неомыляемых веществ, %, не более	1,0	1,2
		7. Температура вспышеки экстракционного масла, оС, не ниже	234	225	225	225	225
		8. Прозрачность	Прозрачное без осадка	Легкое помути. Или «сетка» не явл. браков.фактором	Наличие «сетки» не является браковочным фактором
		9. Термопроба (по методике)	Масло выдерживает испытание, если цвет его после нагрева до 250 оС не превышает 30 мг йода по ИМШ. Допускается незначительное выпадение осадка.
2. Ангидрид фталевый технический	ГОСТ 7119-77	1. Внешний вид	Марка А	Марка Б
			Сорт высший	Сорт 1	Сорт высший	Сорт 1
			Чешуйки и порошок белого цвета или расплав.	Чешуйки и порошок белого цвета или расплав. Допускается желтоватый или розоватый оттенок.	Чешуйки и порошок белого цвета или расплав.	Чешуйки и порошок белого цвета или расплав. Допускается желтоватый или розоватый оттенок.
		2. Массовая доля фталевого ангидрида, %, не менее	99,9	99,7	99,8	99,7
		3. Температура кристаллизации, оС, не ниже	130,9	130,6	130,8	130,6
		4. Массовая доля золы, %, не более	0,002	Не нормируют
3. Пентаэритрит технический	ГОСТ 9286-89	1. Внешний вид	Марка А	Марка Б
			Сорт высший	Сорт 1	Сорт высший
			Белый кристаллический порошок без посторонних примесей, видимых невооруженным глазом. Допускается серо-голубой или желтоватый оттенок.
		2. Массовая доля воды и летучих веществ, %, не более	0,2
		3. Массовая доля золы, %, не более	0,06	0,01	0,01
		4. Массовая доля гидроксильных групп, %, не менее	49,5	48,5	49,3
4. Сода кальцинированная техническая	ГОСТ 5100-85	1. Внешний вид	Марка А	Марка Б
			Высший сорт	1 сорт	2 сорт	Высший сорт	1 сорт	2 сорт
			Гранулы белого цвета	Порошок белого цвета
		2. Массовая доля углекислого натрия (Na2CO3), %, не менее	99,4	99,0	98,5	99,4	99,0	99,0
		3. Массовая доля потери при прокаливания (при 270-300) оС, %, не ниже	0,7	0,8	1,5	0,5	0,8	1,5
5. Ксилол нефтяной	ГОСТ 9410-78	1. Внешний вид	Марка А	Марка Б
			Прозрачная жидкость, не содержащая посторонних примесей и воды, не темнее раствора 0,003 н K2Cr2O7 в 1 дм3 воды
		2. Плотность при 20 оС, г/см3	0,862-0,868	0,860-0,870
		3. Пределы перегонки, оС: - температура начала перегонки, не ниже - 98% объема перегоняется при температуре, не выше - 95 % объема перегоняется в пределах температуры, не выше	137,5 141,2 3,0	137,0 143,0 4,5
		4. Испаряемость	Испаряется без остатка

3.3Описание технологического процесса и схемы

3.3.1 Подготовка сырья

Качество сырья при поступлении на завод проверяется сырьевым сектором ОТК по показателям действующих ГОСТов, ОСТов, ТУ и СТП, приведенным в разделе 3 настоящего регламента.

Жидкое сырье: растительное масла, растворители, жидкость ПМС-200А поступают в железнодорожных и автоцистернах, в бочках и хранятся на складах, как описано ниже:

· масла подсолнечное, - на складе ЛВЖ цеха № 5, откуда их закачивают в цеховую емкость поз. 4;

· жидкость ПМС-200А поступает в металлических бочках и хранится в складе цеха № 5;

· ксилол нефтяной - в емкостях склада ЛВЖ цеха № 5;

· уайт-спирит -в емкостях складаЛВЖ цеха № 5;

Сыпучее сырье: пентаэритрит, ангидриды фталевый, сода кальцинированная - поступают в мешках или контейнерах и хранятся в складе и на крытых площадках.

Загрузка сырья в реакционное оборудование осуществляется следующим образом:

· масла подсолнечное насосом поз.3через технологическое дозирующее устройство (ТДУ) поз. 2из емкости поз. 4;