Разработка смесителя на базе модернизации смесителя СНД-600
ВВЕДЕНИЕ
Предприятий оборонного комплекса, которые выпускали продукцию на основе хлопковой целлюлозы в ходе конверсии перешли на выпуск продукции гражданского назначения. Были разработаны технологически линии по переработке хлопковой целлюлозы. Одним из широко распространенных продуктов на основе хлопковой целлюлозы является натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (натрий-КМЦ).
Благодаря своим загущающим, стабилизирующим, пленкообразующим свойствам натрий-КМЦ используется при бурении нефтяных и газовых скважин, в производстве синтетических моющих средств, в горно-химической, текстильной, бумажной и других отраслях промышленности. Отечественные производители натрий-КМЦ не могут полностью обеспечить потребность в данном продукте.
Для увеличения выпуска натрий-КМЦ предприятия создают непрерывно-действующие технологические линии. Эти линии снабжены высокоинтенсивным оборудованием и их производительность достаточно высока, но путем модернизации можно увеличить выход продукции.
В
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 9
1.1 Физико-химические свойства и области применения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы 9
1.1.1 Химическая структура, физические и химические свойства натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы 9
1.1.2 Применение натриевой соли карбоксиметицеллюлозы 13
1.2 Химизм основных и побочных реакций 14
1.3 Исходные материалы и виды целлюлозного сырья 17
1.4 Способы получения натрий-карбоксиметилцеллюлозы 18
1.4.1 Твердофазный способ 19
1.4.2 Суспензионный способ 20
1.5 Аппаратурно-технологические схемы получения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы 21
1.5.1 Аппаратурно-технологические схемы периодического получения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы 21
1.5.2 Аппаратурно-технологические схемы непрерывного получения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы 24
1.6 Особенности оборудования твердофазного способа получения натрий-КМЦ 26
1.6.1 Смешивание карбоксиметилцеллюлозы компонентов в производстве натрий-КМЦ 26
1.6.1.1 Общие сведения 26
1.6.1.2 Шнековые смесители для высоковязких и дисперсных материалов 27
1.6.1.3 Шнековые реакторы 30
1.6.2 Методы инженерного расчета смесителей для высоковязких и дисперсных материалов 31
1.7 Постановка задачи 32
2 ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ 33
2.1 Технологический расчет 34
2.1.1 Расчет мощности, затрачиваемой на перемешивание 35
2.1.2 Тепловой расчет 35
2.1.3 Расчет поверхности теплопередачи 39
2.2 Расчет выгрузочного шнека 40
2.2.1 Расчет геометрических параметров шнека 40
2.2.2 Определение мощности привода 41
2.2.3 Определение сил, действующих на винт 42
2.2.4 Определение реакций в опорах 42
2.3 Механический расчет 43
2.3.1 Расчет подшипников вала шнека на долговечность 43
2.3.2 Расчет ременной передачи 45
2.3.3 Проверочный расчет шпонок 49
3.1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ 50
3.1.1 Метрологическая характеристика 50
3.1.2 Описание функциональной схемы КИПиА 52
3.2 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 56
3.2.1 Анализ опасных и вредных факторов 57
3.2.2 Свойства используемых веществ 58
3.2.3 Расчет звукоанализирующей способности кожуха 62
3.2.4 Расчет общеобменной вентиляции для поддержания микроклимата в помещении 66
3.2.5 Инструкция по охране труда для аппаратчика на фазе мерсеризации 72
3.3 ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ 76
3.3.1 Основные задачи технологии машиностроения 76
3.3.2 Исходные данные 78
3.3.3 Выбор заготовки 78
3.3.4 Определение Zmax 80
3.3.4 Расчет мощности резания и выбор станка 81
5.5 Расчет количества операций 83
3.3.6 Определение штучного времени Тшт. с учетом Т0 85
3.3.7 Общее время, требуемое на изготовление детали: 92
3.4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 93
3.4.1 Анализ базовой себестоимости Na-КМЦ 93
3.4.2 Расчет сметы 96
3.4.2.1 Затраты на материалы 96
3.4.2.2 Затраты на комплектующие 97
3.4.2.3 Расходы на электроэнергию 98
3.4.2.4 Расчет затрат на заработную плату 98
3.4.2.6 Расчет затрат на модернизацию смесителя-дозатора предварительного смешения на участке производства Na-КМЦ 101
3.4.3 Расчет проектной себестоимости Na-КМЦ 102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 105
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Бытенский, В.Я. Производетво эфиров целлюлозы /В.Я. Бытенский, Е.П. Кузнецова - Л.: Химия, 1974. - 208 с.
2. Николаев, А.Ф. Технология пластических масс. Учебное пособи для
химико-технологических специальностей вузов. - Л.: Химия, 1977. - 367с.
3. Худайберганова, 3. А. О стрктуре карбоксиметилцеллюлозных волокон/ 3.А. Худайберганова, Ш.К. Файзиева, Н.Д. Бурханова, Э. Тягай // Химия, технология и применение целлюлозы и её производных: Тез. докл. Всесоюзной научно-техн. конф. - Черкассы: Отделение НИИТЭХИМа, 1990. - С. 32-34.
4. Энциклопедия полимеров. Под ред. Каргина В.А. М.: Сов.
энциклопедия, 1972. - Т.1. - 1224 с.
5. Базарнова, Н.Г. Карбоксиметилированная древесина - химический
реагент для приготовления буровых растворов /Н.Г. Базарнова, П.С. Чубик, А.Г.Хмельницкий, А.И. Галочкин, в.И. Маркин// ЖПХ. - 2001. - Т.74. - No4. - C.660-666.
6. Петропавловский, Г.А. Гидрофильные частично замещенные эфиры целлюлозы и их модификация путем химического сшивания. - Л.: Наука, 1988. -298 с.
7. Бочек, A.M. Изменение структурной организации умеренно
концентрированных растворов карбоксиметилцеллюлозы при изменении степени её нейтролизации /А.М. Бочек, Г.А. Петропавловский, Л.Д. Юсупова, О.В. Каллистов// ЖГХ. - 1997. - T.70. - No 12. - C. 2048-2052.
8. Пархоменко, В.В. Реология и структура композиций минеральных дисперсий с водорастворимыми эфирами целлюлозы /В.В. Пархоменко, в.Ю.
Третинник, И.М. Тимохин, Л.А. Кудра// Известия вузов. - 1992. - T.35. - N910. -C. 63-68.
9. Пархоменко, В.В. Влияние электролитов и температурного фактора на реологические поведение КМЦ и её производных /В.В. Пархоменко, Л.А. Кудра, В.Ю. Третинник // Химия, технология и применение целлюлозы и eë производных: Тез. докл. Всесоюзной научно-техн. конф. - Черкассы: Отделение НИИТЭХИМа, 1990. - С. 9-11.
10. Шипина, О.Т. Исследование процесса очистки технической натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы /О.Т. Шипина, О.К. Нугманов, Г.Р. Стрелкова, А.В Косточко// Эфиры целлюлозы и крахмала: синтез, свойства, применение: Материалы Всероссийской научно-техн. конф. с международным участием. ЗАО «Полицелл». - Владимир: Издательство «Посад» ЛР, 2003. - С. 68-71.
11. Бондарь, В.А. Основные направления научно-производственной
деятельности ЗАО «Полицелл» /В.А. Бондарь, В.В. Казанцев// Эфиры целлюлозы и крахмала: синте3, свойства, применение: Материалы Всероссийской научно-техн. конф. с международным участием. ЗАО «Полицелл». - Владимир: Издательство «Посад» ЛР, 2003. - С. 4-13.
12. Олтаржевская, Н.Д. Текстиль и медицина. Перевязочные материалы с пролонгированным де
Активация целлюлозы является обязательной операцией при производстве простых эфиров целлюлозы [1]. При этом необходимо учитывать, что целлюлоза- высокополимерная система, где существенную роль могут играть не только химические особенности ее функциональных групп, степень полимеризации и наличие спутников, но и особенности физической структуры. Активация целлюлозы необходима для изменения внутренней поверхности таким образом, чтобы все реакционноспособные центры стали равнодоступны, и химическое взаимодействие протекало по квазигомогенному механизму, что позволит получать продукт с более равномерным замещением по длине макромолекулы.
В производстве натрий-КМЦ активация (мерсеризация) целлюлозы заключается в обработке целлюлозы раствором гидроксида натрия. При этом протекает комплекс химических, структурных и физико-химических процессов.
Теоретически взаимодействие гидроксида натр