Г/моль 18г/моль

 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.

Отходы:

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 10м³ сточных вод.

8 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

БИЗНЕС ПЛАН

 Полисульфидные каучуки (тиоколы) получили широкое распространение. Герметики на их основе используются в автомобильной промышленности, в авиапромышленности, в судостроении и в строительстве. Также они используются в качестве компонента в смесевых твердых ракетных топливах. Срок службы полисульфидных полимеров 25 лет.

На ОАО «КЗСК» производственное подразделение для производства полисульфидных полимеров введено в действие в 1965 году. Разработчиком технологического процесса является НИИСК, генеральным проектировщиком – ГИПРОКАУЧУК.

На данный момент оборудование сильно изношено, однако в связи с большим спросом производство тиокола растет. Данное подразделение является одним из трех производителей тиокола в мире.

 Исходные соединения. Основными исходными соединениями для получения полисульфидных полимеров являются алифатические галогенпроизводные и полисульфид натрия. Основным мономером, применяемым для получения как эластомеров, так и жидких полимеров, является ди(b-хлорэтил)формаль, который получают из безводных этиленхлоргидрина и формальдегида в присутствии различных соединений, способных удалять образующуюся при этом воду в виде азеотропов. Синтез ди(b-хлорэтил)формаля также может быть легко осуществлен непсредственно из окиси этилена, хлористого водорода и формальдегида.

Исходные соединения. Основными исходными соединениями для получения полисульфидных полимеров являются алифатические галогенпроизводные и полисульфид натрия. Основным мономером, применяемым для получения как эластомеров, так и жидких полимеров, является ди(b-хлорэтил)формаль, который получают из безводных этиленхлоргидрина и формальдегида в присутствии различных соединений, способных удалять образующуюся при этом воду в виде азеотропов. Синтез ди(b-хлорэтил)формаля также может быть легко осуществлен непосредственно из окиси этилена, хлористого водорода и формальдегида.

Выбор и обоснование метода производства

Полисульфидные олигомеры представляют собой реакционноспособные олигомеры, образующие после отверждения герметики с уникальным комплексом свойств. Высокая термодинамическая гибкость и наличие в основной цепи химически связанной серы (до 80%) сообщают герметикам на основе полисульфидных олигомеров высокую устойчивость к действию топлива, газопроницаемость, водостойкость и благодаря насыщенности основной цепи, высокую стойкость к ультрафиолету, озону, радиации.

В основе синтеза жидких тиоколов лежит реакция поликонденсации ди- или тригалогенпроизводных органических соединений с ди- или полисульфидами натрия. Наиболее распространенным мономером является 2,2-дихлорэтилформаль, который обеспечивает наиболее высокую термодинамическую гибкость макромолекулярных цепей.

Увеличение содержания трихлорпропана (ТХП) в жидком тиоколе в первую очередь приводит к уменьшению относительного удлинения. В связи с этим, как правило, там, где от герметиков требуется высокие значения деформации (строительство), используют тиоколы с содержанием ТХП до 0,5%.

Применение ТХП в качестве разветвляющего агента обеспечивает стабильность состава и функциональности серосодержащих олигомеров и существенно влияет на физико-механические свойства. В зависимости от степени расщепления дисперсии тиокола и содержание ТХП может быть получена целая гамма марок жидкого тиокола с различной молекулярной массой, вязкостью, содержанием концевых SH-групп.

Выбор и обоснование места строительства.

Местом строительства цеха по производству жидких тиоколов является территория завода ОАО «КЗСК» города Казани.

Выбор района определяется следующими факторами:

8)  наличие дешевого и ценного сырья, газа добываемого в РТ;

9)  близость энергетических и тепловых ресурсов, ТЭЦ, обслуживающих данное производство;

10)  наличие густой сети железных и автотранспортных дорог;

11)  климатические условия – континентальный климат, редкое колебание температур;

12)  близкое наличие водных ресурсов – река Волга и озеро Кабан;

13)  наличие ИТР, которые имеют профессиональный опыт и соответствующую квалификацию.

1) Расчет производственной мощности

Производственная мощность N вычисляется по формуле:

N=n×a×T_эф,

Где: n=13 – количество однотипного оборудования,

a=0.4 т/ч – производительность оборудования,

Т_эф=8024 ч – эффективное время работы оборудования.

N=13×0.4×8024=41724.8 т/год

Коэффициент использования мощности:

K_и.м=V/N,

Где: V – годовой выпуск, т/год

K_и.м=40000/41724,8=0,95

Значение K_и.м свидетельствует о том, что 13 аппаратов достаточно, чтобы справиться с запланированным выпуском.

2)Расчет капитальных вложений

Таблица 8.1-Капитальные вложения и амортизационные отчисления

Удельные затраты на оборудование:

П: åА/N=8380500/40000=209,5 руб/т

А: åА/N=10328500/40000=258,2 руб/т.

Таблица 8.2-Расчет капитальных затрат и АО на здания

Таблица8.3-Сводная смета капитальных затрат и структура основных фондов

3) Расчет нормирующих оборотных средств

НОС составляет 12-15% от ОПФ.

П: НОС=0,15×124145000=18621750 руб.

А: НОС=0,15×141275000=21191250 руб.

Капитальные вложения = ОПФ+НОС

П: 124145000+18621750=142766750 руб.

А: 141275000+21191250=162466250 руб.

Уд.кап.вложение = кап.вложения/В

П: 142766750/40000=3569,17 руб/т

А: 162466250/40000=4061,66 руб/т

4)Расчет численности и фонда заработной платы

Таблица 8.4-Численность рабочих

5)Заработная плата основных рабочих

Заработная плата по тарифу в год:

З_т.г=Р_сп×Т_эф×ЧТС, руб

З_т.г=28×(8×18×11)10=443520 руб

З_т.г=17×(8×18×11)12=269280 руб

åобщ.=712800 руб

6) Основная заработная плата:

З_осн=З_т.г+Д, руб

Д – доплата: за ночное время Д_нв=(З_тг/С)0,4

 за вечернее время Д_вв=Д_нв/2

Д_нв=(712800/5)0,4=57024 руб

Д_вв=57024/2=28512 руб

З_осн=712800+57024+28512=798336 руб

Годовой фонд заработной платы:

З_год=(З_осн+З_доп)К_п, руб

З_доп=0,2×З_осн=0,2×798336=159667,2 руб

К_п=1

З_год=(798336+159667,2)1=958003,2 руб

Удельная заработная плата:

З_уд=З_год/N, руб/т

З_уд=958003,2/40000=23,95 руб/т

Отчисления на социальное страхование:

О_сс=0,4×З_год, руб

О_сс=0,4×958003,2=383201,28 руб

Удельные отчисления на социальное страхование:

О_уд.сс=О_сс/N, руб

О_уд.сс=383201,28/40000=9,58 руб/т

7) Расчет годовой заработной платы вспомогательных рабочих

а) Слесарь-ремонтник

З_тг=Р_сп×Т_эф×ЧТС, руб

З_тг=11×(7×21×11)×12=213444 руб

З_год=213444+213444×0,3=277427,2 руб

б) Электрогазосварщик

З_тг=3×(7×21×11)×12=58212 руб

З_год=58212+58212×0,3=75675,6 руб

в) Электрик

З_тг=3×(7×21×11)×10=48510 руб

З_год=48510+48510×0,3=63063 руб

г) Сменные слесаря

З_тг=11×(8×18×11)×12=209088 руб

З_осн=З_т.г+Д, руб

 Д_нв=(209088/5)0,4=16727,04 руб

Д_вв=16727,04/2=8363,52 руб

З_осн=209088+16727,04+8363,52=234178,56 руб

 З_год=234178,56+234178,56×0,2=281014,27, руб

 å=697230,07 руб

О_сс=697230,07×0,4=278892,03 руб

8) Расчет заработной платы служащих

Начальник цеха:

З_тг=1×10000×12=120000 руб

З_год=120000+120000×0,1=132000 руб

Технолог

З_тг=1×8000×12=96000 руб

З_год=96000+96000×0,1=105600 руб

Старший мастер

З_тг=1×7000×12=84000 руб

З_год=84000+84000×0,1=92400 руб

Механик

З_тг=1×8000×12=96000 руб

З_год=96000+96000×0,1=105600 руб

Экономист

З_тг=1×6000×12=72000 руб

З_год=72000+72000×0,1=79200 руб

Мастер-ремонтник

З_тг=2×5×12=120000 руб

З_год=120000+12000×0,1=132000 руб

Кладовщик

З_тг=1×1500×12=18000 руб

З_год=18000+18000×0,1=19800 руб

Начальник смены

З_тг=6×6000×12=432000 руб

З_осн=З_т.г+Д, руб

 Д_нв=(432000/5)0,4=34560 руб

Д_вв=34560/2=17280 руб

З_осн=432000+17280+34580=483840 руб

 З_год=483840+96768=580608 руб

 å=1247208 руб

О_сс=1247208×0,4=498883,2 руб

9) Расчет производительности труда:

Производительность труда одного рабочего:

П_т=В/Ч_сп.р, т/чел

П_т=40000/73=548 т/чел

Среднегодовая ЗП одного рабочего

З_{ср.г.р-чего}=(З_{год.осн.р}+З_{год.вспом.р})/Ч_{сп.раб-х}, руб

З_{ср.г.р-чего}=1655233,77/73=22674,4 руб

Производительность труда одного работающего

П_т=В/Ч_{сп.р-щих}, т/чел

П_т=40000/87=460 т/чел

Среднегодовая ЗП одного работающего

З_{ср.г.р-щего}=(З_{год.осн.р.}+З_{год.вспом.р.}+З_{год.служ.})/Ч_{сп.р-щих}, руб

З_{ср.г.р-щего}=2902441,27/87=33361,3 руб

10) Расчет себестоимости продукции:

 а) Сырье и материалы:

Таблица 8.5-Расчет нормы сырья на калькуляционную единицу

б) Энергия

Расчет электроэнергии на освещение.

Q_осв.=(Н_э×S_n×Н_осв×Т_эф)/1000 кВт/год

Q_осв=(7×3500×0,97×12×365)/1000=104090,7 кВт/год

11)Расчет электроэнергии на электродвигатели.

Таблица 8.6-Расход электроэнергии на электродвигатели

12) Расчет энергии на технологические цели

Э_дв=Э_теор×К_спр/К_{эл.сети}×К_дв, кВт×год

К_спр=0,9 – коэффициент спроса;

К_{эл.сети}=0,97 – коэффициент потерь в электрических сетях;

К_дв=0,95 – коэффициент потерь в электродвигателе.

П: Э_дв=1677456×0,9/0,97×0,95=1638318 кВт×год

А: Э_дв=2478256×0,9/0,97×0,95=2420436 кВт×год

П: åгод.расход=1638318+104097,7=1742408,7 кВт×год

А: åгод.расход=2420436+104090,7=2524526,7 кВт×год

13) Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

Таблица8.7-Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

14) Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования на калькуляционную единицу

К_уд=Всего/В, руб/т

П: 20026624,2/40000=500,6 руб/т

А: 24441144,2/40000=611 руб/т

15) Цеховые расходы

Таблица 8.8-Смета цеховых расходов

16) Расход на калькуляционную единицу

К_уд=5778091,2/40000=144,5 руб/т

17) Калькуляционная стоимость на 1т продукции

Таблица8.9-Сравнительная калькуляция себестоимости

Оптовая цена 72000 рублей за тонну. Годовая сумма прибыли составляет:

ПР=40000 (72000-41846)=120616000 руб

Годовая экономия от снижения себестоимости рассчитывается по формуле:

Э=(С₁ – С₂)×В,

где: С₁ и С₂ – себестоимость по аналогу и проекту;

В – производительность по проекту.

Э=(45073-41846)40000=12908000 руб

Таблица 8.10-Сравнительные технико-экономические показатели производства

Вывод: Разработанный дипломный 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.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 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 дипломный 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.

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. / Х 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.

Похожие работы

Неметаллические материалы

Скачать

156088

5

4

... , водостойкость удовлетворительная. Более теплостоек клей ВС-10Т, который отличается высокими характеристиками длительной прочности, выносливости и термостабильности при склеивании металлов и теплостойких неметаллических материалов. Фенолокремнийорганические клеи содержат в качестве наполнителей асбест, алюминиевый порошок и др. Клеи являются термостойкими, они устойчивы к воде и тропическому ...

Резина

Скачать

35773

0

0

... температуре по сравнению с показателями при нормальных условиях, тем ниже коэффициент теплостойкости. Полярные каучуки обладают пониженной теплостойкостью. На­полнители значительно повышают теплостойкость резин. Износостойкость Основным показателем износостойкости является истираемость и сопротивление истиранию, которые определяются в условиях ка­чения с проскальзыванием (ГОСТ 12251—77) или в ...

Технологии производства формовых резинотехнических изделий

Скачать

114623

0

0

... для расчета основных массообменных характеристик, но эти проведены испытания ее в лабораторных и опытных условиях [27]. Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что в процессе производства формовых резинотехнических изделий на ООО “Автокомплект и К” происходит загрязнение почв и осуществляются выбросы вредных веществ в атмосферу. Как уже отмечалось, отходы резины перерабатываются в ...

Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы

Скачать

35129

2

0

... напряжения, чем при наполнении их минеральными веществами. Чёрный цвет не позволяет использовать его для декоративных изделий, но для кровельных, гидроизоляционных и герметизирующих материалов, где цвет не имеет значения, уголь безусловно получит в недалёком будущем большое распространение. Амортизированная резина. В народном ...