Производство матированной поликапроамидной смолы
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
рпентанол ПФС20,0090,0012.2 Уксусная кислота0,011.4 Производная дифениламина0,600,073. Потери капролактама в первой секции АНП, в т. ч.2,83 0,331.5 Вода дистиллированная9,011,053.1 Потери в гидрозатворе2,343.2 Потери в атмосферу0,49Всего 858,99100,00Всего 858,73100,00Стадия поликонденсации1. Полиамид с термостабилизатором на поликонденсацию 846,28100,001. Полиамид на гранулирование842,8999,62. Потери в струйных аппаратах, в т. ч. 3,390,42.1 Потери воды0,85252.2 Потери НМС2,5475Всего 846,28100,00Всего 846,28100,00Стадия гранулированияПКА с 12% содержанием НМС842,89 100,001 ПКА гранулированный с 12% содержанием НМС на экстракцию838,6899,52 Отходы всего, в т. ч. 4,210,5 2.1 Отходы в виде слитков и жилки3,3780 2.2 Потери 0,8420 Всего 842,89100 Всего 842,89100Стадия экстракции1. Поликапроамид гранулированный с содержанием низкомолекулярных соединений838,6840,761. Гранулят поликапроамида в сушилку в т. ч. 852,5941,46Поликапроамид738,04881.1 ПКА с содержанием НМС 0,51,7587Низкомолекулярные соединения 100,64 121.1.1 Низкомолекулярные соединения3,710,51.1.2 Поликапроамид738,0499,51.2 Вода110,84132 Вода умягченная1225,542 Капролактамсодержащая вода на регенерацию, в т. ч. 1211,6358,542.1 Низкомолекулярные соединения96,938 2.2 Вода1114,792 Всего: 2064,22100 Всего: 2064,22100Стадия сушки поликапроамидного гранулята1. ПКА гранулированный после экстракции, а т. ч. 852,591001. ПКА гранулированный, в т. ч. 741,8487,011.1 ПКА гранулированный после экстракции с содержанием НМС 0,51,75871.1 ПКА с содержанием НМС 0,51,6299,71.2 Вода 110,84 131.2 Вода0,220,032. Вода на подпитку двухсекционников110,5812,97 Отходы гранулята0,170,02 Всего: 852,3100 Всего: 852,59100
4. Тепловой баланс
Аппарат непрерывной полимеризации АНП-12 предназначен для получения матированной полиамидной смолы.
Количество реакционной смолы, поступающей в аппарат составляет 858,99 кг/час, в том числе:
капролактам: G1 = 838,72 кг/час = 838,72/15276,6 = 0,055 кмоль/час;
раствор уксусной кислоты: G2 = 10,65 = 10,65/60,50 = 0,1760 кмоль/час;
Количество тепла уносимого из реактора в составе:
матированная полиамидная смола: G3=842,89кг/час= 842,89/15336,65 =0,055 кмоль/час;
вода: G4 = 9,61 кг/час = 9,61/18,015 = 0,5334 кмоль/час;
уксусная кислота: G5 = 0,01 кг/час = 0,01/60,50 = 0,0001 кмоль/час;
потери в первой секции: G6 = 2,92 кг/час = 2,92/15276,6 = 0,00019 кмоль/час;
Уравнение теплового баланса [22]:
Qприход = Qрасход,
Qприход = Q1 + Q2,Qрасход =Q3 + Q4 + Q5 + Q6,Q1 - тепло, вводимое в аппарат реакционной смесью, Дж/час;
Q2 - тепловой эффект реакции, Дж/час; Q3 - тепло, отводимое полиамидной смолой, Дж/час; Q4 - тепло, отводимое из реактора газами, Дж/час; Q5 - потери тепла в атмосферу, Дж/час; Q6 - тепло, расходуемое на нагревание аппарата, Дж/час.
Q1 = Твх (G1 C1 + G2 С2),
Твх - температура на входе в аппарат, К;
G1 - расход капролактама, кмоль/час;
С1 - теплоемкость капролактама, Дж/час;
G2 - расход уксусной кислоты, кмоль/час;
С2 - теплоемкость уксусной кислоты, Дж/час.
Q1 = 373 (0,055 39596,85 + 0,1760 145,6) = 295935,589 Дж/час,
g - тепловой эффект образования 1 моль полиамидной смолы, кДж/моль;
G3 - расход полиамидной смолы, Дж/час;
М - молекулярная масса полиамидной смолы, кг/моль.
4=Tвых (G3C3 + G4C4),
Твых - температура смеси на выходе из аппарата, К;
G3 - потери полиамидной смолы, кмоль/час;
С3 - теплоемкость полиамидной смолы, Дж/час;
G4 - потери капролактама, кмоль/час;
С5 - теплоемкость капролактама, Дж/час.
Q4 = 571 (0,055 39742,45 + 0,00019 39596,85) = 455441,47 Дж/час,
Потери тепла, принимаемые в количестве 5 % от тепла, вносимого в аппарат контактными газами, Q1:
Q4= 14796,78 Дж/час;
Q6= 0 Дж/час,
Q3 = Q1+ Q2-Q4-Q5,Q3 = 295935,589 + 205996,80 - 455441,47 - 14796,78 = 31694,14 Дж/час.
Таблица 12 - Тепловой баланс
ПриходДж/часРасходДж/часТепло, вводимое в аппарат295935,589Тепло, отводимое полиамидной смолой31694,14Тепловой эффект реакции205996,80Тепло, отводимое из реактора газами455441,47Потери тепла14796,78Итого501932,39Итого501932,39
Уравнение поверхности теплообмена, м2:
,
k - коэффициент теплопередачи, Дж/ (м2Кс);
?Тср - средняя разность температур, К
Коэффициент теплопередачи принимается, согласно рекомендованным значениям:
k =19,3 Дж/ (м2Кс); ?Тср= (Тмакс + Тминим) /2, К,
Тмакс = 551 К;
Тминим=373 К;
Т = 373*
?Тср= (551 +373) /2 = 462К;
F = 31694,14/ (19,3462) = 3,55 м2
5. Раiет основного и вспомогательного оборудования
Основным аппаратом при производстве полиамида является аппарат непрерывного действия АНП-12, имеющий исходные данные:
внутренний диаметр2000 мм
длина (высота) 5820 мм
рабочее давление в аппарате0,1 кгс/см2
номинальное давление в аппарате0,7 кгс/см2
рабочее давление змеевика6,00 кгс/см2
температура среды (220-275) 0С
средарасплав полиамида
материалсплав 12х18Н10Т
объем аппарата10 м3
5.1 Раiет на прочность цилиндрической обечайки корпуса аппарата
Цилиндрические обечайки, нагруженные внутренним избыточным давлением, расiитываются на прочность по следующим формулам. Номинальная толщина стенки обечайки расiитывается по формуле:
,
S ? SR+ С;
С - прибавка к раiетной толщине для компенсации коррозии, см; Р = 0,7 кгс/см2 - раiетное давление; D = 200 см - внутренний диаметр аппарата; [?] = 1300 кгс/см2 - допускаемое напряжение для стали 12Х18Н10Т при раiетной температуре аппарата 300 0С; ?р = 0,9 - коэффициент прочности сварных швов.
S - исполнительная толщина стенки обечайки аппарата.
S = 0,06+ 1 = 1,06,Конструктивно принимаем толщину цилиндрической обечайки аппарата S = 1 см.
Допускаемое внутреннее избыточное