Теоретические основы принятого метода производства методом бессолевой коагуляции латекса

ОТЧЕТ

По научно - исследовательской практике

(Наименование практики)

обучающегося                     н.в.Звездиной______________                                                                                  

РУКОВОДИТЕЛЬ

ПРАКТИКИ:   Ю.Н.Шевченко             __________________

_{(И.О. Фамилия)}                                                                 (Подпись)

ОЦЕНКА ________________________________

ДАТА СДАЧИ ОТЧЕТА_____________________

Руководитель практики от организации

(предприятия, учреждения, сообщества)

____________________________________________________________________

^{(фамилия, имя, отчество, должность)}

_________________

                                                                                                                                                                     ^{(подпись)}

                        МП

                                           _{(от организации)}

Тольятти 2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….3

ГЛАВА 1. ПРОИЗВОДСТВО СБСК………………………………………………5

1.1 Общая характеристика предприятия. Основные стадии………………….5

1.2 Теоретические основы принятого метода на установке…………………..6

1.3 Физико-химические свойства сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции…………………………………………………………………7                                                          

1.4 Физико – химические свойства продуктов, применяемых на установке, ГОСТ и ТУ на продукты…………………………………………………………..14

1.5 Нормы технологического режима. Параметры……………………………16                                                                                              

1.6 Аналитический контроль…………………………………………………….17

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС…………………………………………20

2.1  Расчет материального баланса……………………………………………….20    

2.2  Схема материальных потоков……………………………………………….22

ГЛАВА 3. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ…………………………………24

3.1 Промышленная экологическая безопасность производства……………….24

ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………….28

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..41

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………...42

ВВЕДЕНИЕ

Темой данной научно - исследовательской практики является процесс коагуляции на Установке Выделения СБСК в цехе Е-2, рассмотрим более подробно этот процесс на предприятии ООО «СИБУР Тольятти».

Мощности производства синтетического бутадиен - стирольного каучука составляют около 50% всех мощностей по синтетическому каучуку.

Основная масса синтетических бутадиен-стирольного каучука получается сополимеризацией бутадиена и стирола. В зависимости от условий полимеризации и состава применяемых компонентов выпускаются бутадиен-стирольные каучуки, различающиеся по составу и свойствам. Распределение звеньев бутадиена и стирола в макромолекуле полимера – нерегулярное, статистическое. И в силу статического характера чередования звеньев - не способны кристаллизоваться.

Каучуки выпускают с содержанием связанного стирола 10, 30 или 50%.

Эмульсионную полимеризацию проводят при пониженной (4-8°С – «холодная полимеризация) и при высокой (50°С – «горячая» полимеризация) температуре. Холодные каучуки отличаются улучшенными свойствами - прочностью, эластичностью, меньшим пекло образованием, прочностью связи в резиновых смесях, поэтому их выпуск составляет около 80% общего объема производства СКМС. Горячие каучуки содержат в себе 23,5-25% связанного стирола и выпускаются в меньших количествах.

Снижение температуры полимеризации приводит к уменьшению содержания в каучуке низкомолекулярных фракций, уменьшению степени разветвленности и увеличению регулярности структуры полимера, что, в целом, приводит к улучшению качества полимера.

Можно получить полимер заданной средней молекулярной массы, которую регулируют в процессе полимеризации введением регуляторов, осуществляющих передачу цепи. С увеличением содержания регуляторов молекулярная масса полимера понижается.

В качестве эмульгаторов, необходимых для получения устойчивых эмульсий мономеров, а также готовых продуктов полимеризации – латексов, применяют натриевые и калиевые мыла синтетических жирных кислот (парафинаты), диспропорционированной или гидрированной канифоли, а также соли сульфокислот или алкилсульфонатов.

Канифоль подвергают специальной обработке – диспропорционированию при температуре 230-250°С в присутствии катализатора – палладия.

При выделении каучука коагуляцией латекса растворами хлорида натрия и серной кислоты часть эмульгаторов в виде свободных жирных и смоляных кислот остается в каучуке. В латекс вводят стабилизатор, которые при коагуляции также переходит в каучук.

Эмульсионные бутадиен-стирольные каучуки обозначаются СКС, а бутадиен-метилстирольные – СКМС. Цифры в обозначении марки каучука отражают содержание стирола (в масс.ч.) в 100 масс.ч. полимера. Буква «А» указывает на низкотемпературную полимеризацию. Буква «Р» обозначает, что полимеризация проводилась в присутствии регуляторов полимеризации. Буква «П», «К» и «С» указывают на применявшиеся в процессе полимеризации эмульгаторы – соответственно парафины, соли диспропорционированной или гидрированной канифоли и алкилфульфонаты. Буква «Н» указывает на то, что полимер заправлен не окрашивающим стабилизатором. Буква «Д» в марке каучука обозначает, что он предназначен для производства изделий с повышенными диэлектрическими свойствами и содержит очень незначительное количество водно-растворимых компонентов за счет коагуляции латекса в присутствии солей алюминия.  

Важным этапом в развитии промышленности синтетических каучуков явилась организация производства бутадиен-стирольных каучуков, получаемых полимеризацией в водных эмульсиях по радикальному механизму. Эмульсионные бутадиен-стирольные каучуки и в настоящее время являются наиболее распространенными и дешевыми, они выпускаются на пяти заводах: в Воронеже, Стерлитамаке, Тольятти, Омске и Красноярске.

ГЛАВА 1. ПРОИЗВОДСТВО СБСК

Общая характеристика производства. Основные стадии

Производство каучука СКМС-30АРКМ-15 введено в эксплуатацию в 1961г.

Проектная мощность производства – 55 тыс. тн/год. Достигнутая на момент составления регламента (по итогам 2013 года) ~ 51 641,322 тн/год.

Производство каучука БСК-1502 введено в эксплуатацию в 1993 г. Проектная мощность производства –30 тыс. тн/год. Достигнутая на момент составления регламента (по итогам 2014 года) - 26 785,52 тн/год.

Данным регламентом предусматривается выпуск маслонаполненного каучука марки СКМС-30АРКМ-15, безмасляного каучука марки БСК-1502 и латекса СКМС-30 АРК.

Каучук СКМС-30АРКМ-15 содержит окрашивающий антиоксидант ВС-1, который вводится в латекс СКМС-30АРК вместе с ароматическим маслом.

Латекс для производства каучука марок СКМС-30АРКМ-15, БСК-1502 получается методом низкотемпературной эмульсионной полимеризации.

Производство эмульсионных каучуков включает цеха:

- Е-1-9 – производство латекса СКМС-30АРК;

- Е-2-12 – выделение, сушка и упаковка каучука, приготовление эмульсий антиоксидантов;

- Е-6 – складирование и сортировка брикетов каучука.

Технологический процесс выделения и сушки синтетических бутадиен-альфаметилстирольных каучуков состоит из следующих стадий:

Ø Приготовление раствора серной кислоты.

Ø Выпуск маслонаполненного каучука СКМС-30 АРКМ-15.

Ø Прием и усреднение латекса в емкостях №1/1-9.

Ø Прием, хранение и подача антиоксиданта ВС-1 в масле на смешение с латексом.

Ø Коагуляция латекса для агрегатов № 5,6.

Ø Сушка каучука в сушилке С 1/5,6.

Ø Брикетирование крошки каучука на агрегатах № 5,6.

Ø Упаковка каучука.

Ø Приготовление раствора коагулянта.

Ø Нейтрализация стоков.

Ø Прием и подогрев умягченной воды.

Ø Сбор и откачка парового конденсата.

Ø Переработка каучука на червячной машине.

Теоретические основы принятого метода производства методом бессолевой коагуляции латекса

Латекс - коллоидная система, в которой мелкие частицы каучука находятся во взвешенном состоянии. Для обеспечения устойчивости латекса в процессе полимеризации вводится диспергатор-лейканол. Присутствие лейканола в латексе не обеспечивает полноту перевода мыл карбоновых кислот в свободные кислоты в процессе коагуляции раствором серной кислоты. Аминные коагулянты (АПК-46 и реагент ЭПАМ) в кислой среде связывают лейканол в водонерастворимый комплекс, дезактивируют его и обеспечивают полноту коагуляции латекса серной кислотой. Комплекс коагулянта с лейканолом адсорбируется на каучуке и предотвращает попадание лейканола в сточные воды.

Независимо от скорости коагуляции процесс протекает в два этапа.

На первом этапе в латексе происходят внутренние изменения: повышается вязкость, растет оптическая плотность, частицы собираются в рыхлые агрегаты (флокуляция). При этом возрастает адсорбционная насыщенность латексных частиц (до 100%) и снижается поверхностное натяжение до значения, соответствующего критической концентрации мицелообразования (ККМ) примененного эмульгатора.

На втором этапе под действием раствора серной кислоты происходит постепенная гидрфобизация адсорбционных слоев эмульгатора и утоньшение гидратных слоев, приводящие к снижению энергетического барьера коалесценции (процесс разделения фаз в эмульсиях путем агрегации и последующего слипания капель) частиц в первичных агрегатах (явная коагуляция и разделение системы на каучук и водную фазу (серум).

Полнота коагуляции латекса регулируется подачей раствора коагулянта и рН среды. Температура коагуляции 50-60°С.

Таблица1                                  Рекомендуемое