Этапы разработки и создание промышленного процесса синтеза полимеров
жүктеу/скачать 92,54 Kb.
|
Глава 1 Этапы разработки и создание
| 1.5.1 Содержание опытных работ
Задачи, решаемые на опытных установках при разработке но- вого технологического процесса, весьма сложные. Они включают разработку полимерного материала, условия синтеза, разработку оборудования, условия безопасного ведения процесса, охрану окру- жающей среды. На стадии опытных работ проверяют воспроизводимость ре- зультатов, полученных в лаборатории. Типична при этом ситуация, при которой требуемые, например, показатели качества полимера не воспризводятся. Чаще всего это связаны с изменением качества сы- рья, изменением условий синтеза и обработки продукта, недостаточ- ной квалификацией персонала опытной установки. При проектировании опытной установки неизбежны значи- тельные изменения в условиях синтеза по сравнению с разработан- ными в лаборатории. Изменения условий синтеза чаще всего связаны с изменением условий массопереноса, ухудшением условий переме- шивания и диффузии из-за увеличения толщины слоя материала. Особую роль могут играть застойные зоны в реакторах, налипание корки полимера на стенке, мешалке, сливном отверстии и т. д. В ко- нечном счете, влияние всех этих факторов на течение процесса про- явится в виде неоднородностей температурных полей и профилей концентрации, а это может привести к изменению средней скорости реакции и увеличению степени неоднородности продукта. Отклоне- ния от заданных результатов (правильнее – от результатов, получен- ных в лаборатории) могут быть столь значительными, что может по- требоваться реконструкция отдельных узлов опытной установки или даже всей технологической схемы. Разработка оборудования является одной из ключевых задач опытного производства. Разработкой оборудования занимаются две группы: • технологическая группа; • группа инженерного оформления процесса. Конструкторы получают технические задания от технологов. При этом технологи обычно стремятся опереться на свой собствен- ный опыт, накопленный при использовании той или иной аппарату- ры и устройств. При проектировании опытного реактора необходимо предусмотреть возможности его разборки и замены отдельных эле- ментов, например возможности замены мешалки, изменения числа ее оборотов, ввод реагентов в различные точки, замер температуры и давления, отбор проб для анализа и т. д. Из-за изменения условий синтеза кинетические зависимости процесса изменяются, и поэтому их общий вид необходимо опреде- лить заново. Методология работ на опытной установке включает по- лучение ответов на следующие вопросы. Прежде всего, необходимо определить зависимость скорости реакции, текущих концентраций мономера и полимера от параметров процесса – времени реакции, температурного режима, скорости подачи реагентов, давления, кон- центрации мономера и инициатора, порядка ввода реагентов, эффек- тивности смешения и т. д. Несоответствие полученных зависимо- стей, определенных в лаборатории, необходимо анализировать са- мым тщательным образом для выяснения причин расхождения. Наработка полимера в стабильном режиме предполагает ана- лиз устойчивости работы различных узлов установки, разброс полу- чаемых результатов, технологические характеристики продукта, а также определяет степень устойчивости и время пробега до останов- ки. Определение материального и теплового баланса, динамиче- ской характеристики реактора, расчет по экспериментальным дан- ным эффективных значений кинетических констант, коэффициентов тепло- и массопередачи – задачи, решение которых необходимо для проектирования укрупненного производства. Полимерный материал из реактора синтеза поступает на обработ- ку. Характер этой обработки зависит от фазового состояния полимера, его физических и химических свойств. Полимер надо отделить от жидкой фазы, высушить продукт, удалить из полимера остатки мономера и влаги. Для осуществления этих процессов в промышленности используют раз- личные конструкции сушилок, вакуум-экструдеры, тонкопленочные ис- парители и другое оборудование. Особое внимание необходимо уделить мероприятиям по охра- не окружающей среды. Для этого нужно идентифицировать все от- ходы, сточные воды, газовые выбросы, проработать все варианты и возможности утилизации отходов и т. п. жүктеу/скачать 92,54 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|