Проект производства эмали хс-759 - диплом

+1.АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.doc

1 Аналитический обзор состояние проблемы с элементами патентной проработки
1 Общие сведения о лакокрасочных материалах на основе полимеризационных смол
Доля лакокрасочных материалов на основе полимеризационных смол в общем объеме выпуска лакокрасочной продукции составляет около 4 %. В основном это материалы содержащие полимеры и сополимеры винилхлорида поливинилацеталей полимеров и сополимеров акриловых соединений хлоркаучука фторопластов хлорсульфированного полиэтилена.
При сополимеризации винилхлорида с различными мономерами нарушается регулярность строения макромолекул; в результате этого улучшается растворимость сополимеров по сравнению с соответствующими гомополимерами. В зависимости от условий проведения реакции сополимеризации получают сополимеры различного строения с заданными свойствами (блок-сополимеры привитые сополимеры и т. д.) [1].
Промышленное значение имеют сополимеры винилхлорида с винилиденхлоридом обладающие более высокой теплостойкостью чем поливинилхлорид; сополимеры винилхлорида с винилацетатом имеющие повышенную растворимость и эластичность; сополимеры винилхлорида с метилметакрилатом и др. [3].
Строение сополимеров этого типа можно схематично представить формулой
Наиболее распространен сополимер содержащий 85% винилхлорида и 15% винилацетата. Этот сополимер характеризуется химической стойкостью к различным реагентам оптимальной растворимостью и хорошими пленкообразующими свойствами. Молекулярная масса сополимера сравнительно небольшая (12 000–25 000).
При увеличении содержания ацетатных групп в сополимере повышаются растворимость эластичность свето- и термостойкость но снижается механическая прочность уменьшается стойкость к действию химических реагентов и воды и увеличивается паропроницаемость.
Для улучшения адгезии покрытий и увеличения содержания нелетучих веществ (более 20%) при рабочей вязкости в лакокрасочные материалы на основе сополимера винилхлорида и винилацетата вводят алкидные смолы а для получения химически стойких покрытий – низкомолекулярные эпоксидные смолы. В последнем случае отвердителем служит полиамидная смола являющаяся одновременно
При частичном омылении ацетатных групп получают полимер в макромолекуле которого содержатся гидроксильные группы. Такая модификация сополимера способствует увеличению адгезии к металлическим поверхностям. При наличии гидроксильных групп в макромолекулах сополимера возможно химическое взаимодействие его с другими пленкообразующими веществами имеющими реакционноспособные функциональные группы. В результате получаются необратимые покрытия в которых полимер имеет сетчатую структуру [1].
Сополимеры винилхлорида с винилиденхлоридом являются уникальными материалами так как они нечувствительны к погодным условиям и из них можно изготавливать прутья трубки волокна и пленку которая нашла широкое применение для упаковки продуктов питания [4].
Строение этого сополимера можно схематично представить формулой
Наиболее широко применяют сополимер содержащий 40% винилиденхлорида который получают методом эмульсионной полимеризации. По внешнему виду он представляет собой порошок от белого до светло-желтого цвета хорошо растворимый в дихлорэтане ацетатах кетонах и частично в ароматических углеводородах.
Пленки сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом бесцветны и обладают высокой прочностью при растяжении. Вследствие высокой эластичности покрытий нет необходимости вводить пластификаторы в состав лакокрасочного материала. По адгезионным свойствам покрытия на основе сополимера превосходят перхлорвиниловые поэтому не требуются добавки алкидных смол. Покрытия на основе сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом благодаря отсутствию омыляемых добавок обладают высокой химической стойкостью; атмосферостойкость и светостойкость их недостаточны. Поэтому лакокрасочные материалы на основе этого сополимера применяются для получения химически стойких покрытий эксплуатируемых внутри помещений [1].
Щелочной алкоголиз латексных или суспензионных сополимеров проводится гетерогенным способом в смеси метанол – ацетон. Роль ацетона заключается в разрыхлении поверхности частиц однако увеличение его содержания в смеси не должно сопровождаться агломерацией зерен сополимеров. При одинаковом содержании катализатора латексные сополимеры винилхлорида с винилацетатом омыляются с большей скоростью чем суспензионные. Очевидно это связано с высокой дисперсностью латексных частиц обеспечивающей их лучший контакт с омыляющим агентом. Реакция омыления звеньев винилацетата во всех случаях полностью не завершается и продукты гидролиза представляют собой тройные сополимеры винилхлорида ВС и винилацетата [5].
В отличие от поливинилхлорида сополимеры винилхлорида и винилацетата хорошо перерабатываются методом литья под давлением и пригодны для производства лаков и синтетического волокна. По мере уменьшения доли винилхлорида в сополимере улучшается растворимость сополимера снижается температура стеклования и повышается эластичность.
Техническое значение имеют также сополимеры винилхлорида с метакрилатами простыми виниловыми эфирами винилиденхлоридом акрилатами малеатами пропиленом этиленом и др. Некоторые сомономеры (малеиновый ангидрид N-винилпирролидон акролеин непредельные сульфокислоты) улучшают адгезию гидрофильность и окрашиваемость соответствующих полимеров другие сообщают им наряду с окраской еще антистатические свойства (N-метакрилоиламиноазобензол) или образуют с винилхлоридом альтернативные сополимеры.
Сополимеры винилхлорида и хлористого винилидена смешанные со стабилизаторами а при необходимости с наполнителями и красителями перерабатываются главным образом методом экструзии на пленки нити пластики и т.д. Используются также и другие методы переработки: сварка литье под давлением и прессование.
Сополимеризация винилхлорида даже с небольшим количеством второго мономера как правило приводит к снижению температуры вязкого течения и вязкости расплава полимера. Поэтому сополимеры винилхлорида перерабатываются при более низких температурах чем гомополимер. Более низкая вязкость расплава сополимеров обеспечивает легкость и точность формования материала в процессе его переработки [6].
Сополимеры винилхлорида получают в промышленности суспензионным и эмульсионным методами. В некоторых случаях применяется полимеризация в растворе. Сополимеры винилхлорида отличаются от гомополимера лучшей растворимостью в органических растворителях что позволяет готовить лаки и эмали на их основе.
Суспензионные сополимеры винилхлорида с винилацетатом марок VUHH и VMCH предназначены для изготовления лакокрасочных материалов. Сополимер VUHH содержит 15% винилацетата. Сополимер VMCH является продуктом частичного омыления сополимера VUHH вследствие чего часть ацетатных групп замещается гидроксильными. Это способствует улучшению адгезии к поверхностям. Омыление сополимера VUHH проводится в среде метанол – ацетон в присутствии щелочи и при температуре 50ºС. Кроме того сополимер VMCH (эмульсионный) используется в производстве магнитных лент. Сополимеры винилхлорида и винилацетата отличаются хорошей растворимостью в органических растворителях. Путем варьирования типа сомономера и его доли в сополимере можно получить сополимеры удачно сочетающие в себе высокие химическую и атмосферостойкость растворимость и адгезию. Достоинством таких сополимеров является возможность получения на их основе термореактивных покрытий. Сополимер содержащий 85 % винилхлорида и 15% винилацетата характеризуется химической стойкостью к различным реагентам оптимальной растворимостью и хорошими пленкообразующими свойствами. При молекулярной массе до 35 000 сополимеры винилхлорида с винилацетатом хорошо растворяются в сложных эфирах кетонах хлорированных углеводородах[7].
Широкое использование полимеров винилхлорида требует улучшения их технологических свойств. Чтобы получить расплав с достаточно низкой вязкостью без снижения молекулярного веса или изменения молекулярно-весового распределения полимера необходимо вводить пластификатор или полимерную добавку или вести процесс переработки при повышенных температурах. Использование внешних пластификаторов позволяет получить термопластичные композиции. При сополимеризации или использовании добавок можно получить либо гибкие либо жесткие материалы. В любом случае достигается снижение температуры стеклования [8].
В состав перхлорвиниловых лаков эмалей грунтовок и шпатлевок входят перхлорвиниловые смолы вводимые в виде 10–25%-ных растворов модификаторы пластификаторы пигменты и различные добавки.
Лаки получают путем растворения перхлорвиниловой смолы модификаторов и пластификаторов типизации лака его очистки и расфасовки. Получение эмалей и грунтовок включает приготовление лаковой основы подготовку пигментной пасты составление эмали и грунтовки их типизацию очистку и расфасовку.
При получении эмалей и грунтовок с применением бисерной мельницы в диссольвер с быстроходной мешалкой загружают растворители растворы смол пластификаторы и пигменты. Замес пигментов из диссольвера насосом подают в нижнюю часть корпуса бисерной мельницы. После достижения требуемой степени дисперсности и вязкости пигментную пасту насосом непрерывно перекачивают из приемного бачка бисерной мельницы в смеситель для составления эмали или грунтовки типизации и последующей расфасовки готового продукта в тару.
При получении эмалей и грунтовок с применением шаровой мельницы в шаровую мельницу загружают раствор смолы пигменты наполнители растворитель (ксилол или толуол) и выдерживают около 30 минут для насыщения воздушного пространства парами растворителей перед пуском шаровой мельницы. Предусматривается блокировка электродвигателя шаровой мельницы с люком и ограждением. После достижения требуемой степени дисперсности пигментную пасту самотеком или с помощью насоса подают в мерник установленный на весы или в смеситель для составления эмали или грунтовки ее типизации и расфасовки в тару.
На некоторых производствах компоненты предварительно соединяют в вертикальном смесителе и затем перекачивают полученный замес в шаровую мельницу. Это позволяет сократить время на загрузку компонентов и несколько уменьшить длительность диспергирования за счет лучшего распределения компонентов между шарами и уменьшения образования «мертвых» пространств для сухих пигментов.
Ассортимент перхлорвиниловых материалов широк. Это различные марки атмосферо- водо- химически стойких огнезащитных необрастающих и других эмалей лаков грунтовок. Они высыхают при комнатной температуре в течение 1–3 часов образуя ровные полуглянцевые покрытия. Но оптимальная твердость покрытия достигается через 5–7 суток.
Допускается сушка перхлорвиниловых покрытий при температуре 60–80 º С но не выше (время высыхания 1 ч). При температуре сушки выше 80 ºС покрытие желтеет темнеет и теряет эластичность. Перхлорвиниловые лакокрасочные материалы используют для окраски изделий и конструкций из металла и древесины а также сооружений из бетона. При окраске металлических поверхностей эмали наносят по грунтовкам на основе глифталевых пентафталевых алкиднофенольных смол и смол на основе винилхлорида. Быстрота формирования покрытий обеспечивает их применение для окраски крупногабаритных машин и изделий не требующих высокодекоративной отделки (дорожно-строительные механизмы цистерны и др.) различных металлических сооружений (мостов металлоконструкций и др.) и оборудования.
Лакокрасочные материалы на основе сополимеров винилхлорида с винилацетатом образуют покрытия высыхающие при 18–22 ºС за 1–25 ч. По водо- бензо- масло- и химической стойкости и негорючести покрытия аналогичны перхлорвиниловым. Недостатки: невысокий глянец способность размягчаться при температуре выше 80 ºС. Это увеличивает загрязняемость окрашенной поверхности. Сополимеровинилхлоридные лакокрасочные материалы применяют для получения атмосферо- водо- химически стойких покрытий а также токопроводящих маркировочных и др.[5].
Эмаль ХС-759 различных цветов получают полимеризационным методом. Полимеризационные пленкообразователи обладают хорошей водостойкостью твердостью пригодны для защиты покрытий без перевода в состояние пространственного полимера и представляют особый интерес для лакокрасочной промышленности.
К группе полимеpизационных относятся лакокрасочные материалы на основе полимеров и сополимеров винилхлорида поливинилацетата полимеров и сополимеров акриловых соединений хлоркаучука фторопластов хлорсульфированного полиэтилена. Объем выпуска от всех лакокрасочных материалов составляет 4 %. Лакокрасочные материалы на основе этих пленкообразующих быстро высыхают при комнатной температуре с образованием покрытий сохраняющих термопластичные свойства и обладающих очень низкой проницаемостью большой прочностью атмосферостойкостью и во многих случаях устойчивостью к периодическому воздействию кислот и щелочей. Обладают негорючестью нерастворимостью в маслах спиртах и алифатических углеводородах.
К широкому применению поливинилхлорида в качестве пленкообразователя несмотря на его небольшую стоимость препятствует плохая растворимость в лаковых растворителях. Это объясняется большой плотностью упаковки цепей полимеров под действием межмолекулярных сил Ван-дер-Вальса достигающих значительной величины из-за присутствия полярных групп хлора. Покрытия на основе поливинилхлорида обладают слабой адгезией к металлам а сильная когезия между макромолекулами полимера препятствует появлению текучести при нагревании. Эти обстоятельства послужили причиной изыскания виниловых полимеров обладающих растворимостью в лаковых растворителях. К таким материалам относится хлорированная поливинилхлоридная смола и сополимеры винилхлорида с другими мономерами.
В настоящее время в больших количествах выпускают лакокрасочные материалы на основе хлорированного поливинилхлоpида перхлорвиниловой смолы. Лакокрасочные материалы на основе этой смолы обладают высокой стойкостью к действию атмосферы промышленных предприятий агрессивных газообразных сред содержащих сернистый и серный ангидрид пары соляной кислоты и так далее. Поэтому их применяют для защиты оборудования эксплуатирующегося в условиях сильно агрессивных сред. Недостатком перхлорвиниловых покрытий является пониженная адгезия к металлам.
Перхлорвиниловые смолы хорошо совмещаются с большинством синтетических пластификаторов а также с растительными маслами (за исключением касторового) алкидными смолами производными канифоли фенолоформальдегидными смолами. Необходимую эластичность покрытиям сообщают введением 30% - го пластификатора [2].
Полимеризация – это реакция соединения нескольких молекул при которой элементарные звенья образующегося полимера не отличаются по составу от исходных мономеров. Если в реакцию вступают молекулы одного и того же вещества то такой процесс называют гомополимеризацией. При взаимодействии различных по химическому составу мономеров происходит процесс сополимеризации. Реакция полимеризации протекает между молекулами мономеров с кратными связями (С=С; С=О; СN; СС и др.).
Наиболее часто для полимеризации используются соединения с кратными углерод-углеродными связями. Реакционная способность этих соединений зависит от числа и расположения двойных связей в молекуле от наличия природы и положения заместителей.
В зависимости от свойств исходных мономеров и требований предъявляемых к получаемым пленкообразующим веществам процессы полимеризации могут проводиться следующими способами: в блоке (или в массе); в растворе (лаковый способ); в эмульсии или в суспензии.
Блочная полимеризация. При получении полимера этим способом процесс протекает в среде жидкого мономера в присутствии инициаторов. Образующийся полимер содержит минимальное количество примесей. Но с увеличением молекулярной массы полимера возрастает вязкость реакционной массы что затрудняет теплообменные процессы и отвод тепла выделяющегося при реакции. В результате получаются полимеры неоднородные по молекулярной массе. Покрытия на основе таких пленкообразующих веществ имеют низкие механические характеристики.
Полимеризация в растворе (лаковый способ). По этому способу предусматривается проведение реакции в среде растворителя растворяющего как исходные мономеры так и продукты их полимеризации. Благодаря сравнительно невысокой вязкости раствора обеспечивается достаточно эффективный теплообмен. Таким образом при лаковой полимеризации получаются более однородные по молекулярной массе полимеры чем при блочной полимеризации.
Так как молекулярная масса полимеров в большинстве случаев (особенно при радикальной полимеризации) зависит от концентрации мономера то при ее уменьшении или увеличении можно получать полимеры с меньшей или большей молекулярной массой. На молекулярную массу полимера значительное влияние может оказать природа растворителя если он окажется способным к реакции передачи цепи.
Реакция полимеризации как правило не протекает до полного превращения молекул мономера и поэтому из готового полимера необходимо удалять остаточный мономер. Так как удаление мономера из раствора полимера затруднено поэтому в начале полимер осаждают из раствора освобождают от примесей а затем готовят раствор этого полимера в подходящем растворителе ( зачастую не в том растворителе в котором проводилась полимеризация ).
Эмульсионная и суспензионная полимеризация. При проведении полимеризации этими методами проводят предварительное диспергирование мономера в водной среде. Это дает возможность улучшить интенсивность теплообмена. Механизмы протекания полимеризации в эмульсии и суспензии различны поэтому и продукты получаются с разными свойствами. Механизм эмульсионной полимеризации был предложен и обоснован в 1945 – 1948 гг. независимо друг от друга Юрженко и Харкинсом. При эмульгировании мономера в воде в присутствии поверхностно–активных веществ (ПАВ) образуется раствор в котором находятся мицеллы ПАВ с растворенным в них мономером и капельки мономера размером около 1 мкм. При перемешивании мономер из капель переходит в мицеллы. В качестве водорастворимых инициаторов используют персульфаты пероксид водорода; свободные радикалы образуются в водной фазе. Инициирование полимеризации происходит в непосредственной близости от мицелл а рост цепи – внутри мицелл.
Реакция полимеризации в начальной стадии происходит в мицеллах эмульгатора содержащих значительное количество мономера. По мере полимеризации образуются полимерные частицы окруженные слоем эмульгатора. Постепенно весь эмульгатор проходит в адсорбционные слои на поверхности полимерных частиц. Полимерные частицы впитывают мономер который непрерывно поступает в результате диффузии из эмульгированных капель мономера.
Скорость процесса полимеризации и агрегативная устойчивость эмульсии полимера зависят от свойств мономера и инициатора поверхностной активности эмульгатора соотношения мономера и воды интенсивности перемешивания.
По сравнению с лаковой эмульсионная полимеризация обеспечивает значительно большую скорость и полноту реакции и получение полимеров с меньшей полидисперсностью и большей молекулярной массой. Методом эмульсионной полимеризации можно получать стойкие эмульсии полимеров называемые латексами; они применяются в качестве самостоятельных материалов и в качестве основы в производстве эмульсионных красок. Полимер из полученной эмульсии высаживается путем добавки в нее электролитов при нагревании.
При суспензионной полимеризации мономер диспергируют в воде в виде капелек размером 10–150 мкм и поддерживают в таком состоянии благодаря стабилизации водорастворимыми полимерами (поливиниловый спирт желатин) и интенсивному перемешиванию.
В качестве инициатора применяют органические пероксиды (пероксид бензоила) или азо- и диазосоединения растворимые в полимере.
Процесс полимеризации происходит внутри капель мономера. По окончании процесса полимеризации полимер осаждают в виде гранул или порошка.
В отличие от блочной полимеризации при суспензионной полимеризации можно легко поддерживать требуемую температуру во всей реакционной массе [9].
2 Основные компоненты эмали ХС-759
Эмаль ХС-759 представляет собой суспензию пигментов в растворе сополимера винилхлорида с винилацетатом в смеси органических растворителей с добавлением эпоксидной смолы и пластификатора. Эмаль применяется для получения химически стойкого лакокрасочного покрытия для защиты поверхности от воздействия агрессивных сред щелочного и кислого характера. Эмаль ХС-759 применяется для окрашивания железнодорожных грузовых вагонов цистерн оборудования металлических и железобетонных конструкций подвергающихся воздействию растворов минеральных кислот щелочей солей агрессивных газов (SO2 CO2 NH3) и других химических реагентов с температурой не выше 60ºС эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатических районов а также внутри помещений [10].
Для изготовления эмали ХС-759 предусмотрена одна технологическая линия метод производства – периодический. Процессы загрузки переработки и выгрузки повторяются. Таким образом происходит периодический процесс.
Эмаль ХС-759 изготавливается на основе полимеризационных смол. Полимеризация – это процесс при котором макромолекула образуется путем последующего присоединения одного или нескольких мономеров к растущему активному центру. Соединение молекул мономеров между собой в молекулы больших размеров происходит под воздействием нагревания катализаторов облучения инициаторов. При этом образуются макромолекулы с линейной разветвленной и сетчатой структурой а также молекулы сополимеров и привитых сополимеров. Скорость полимеризации молекулярный вес полимеров зависит от температуры давления катализатора и других факторов. В результате полимеризации образуются карбоцепные и гетероцепные полимеры [2].
Полимеризационные пленкообразователи обладают хорошей водостойкостью твердостью пригодны для защиты покрытий без перевода в состояние пространственного полимера и представляют особый интерес для лакокрасочной промышленности.
Перед применением в эмаль вводят отвердитель № 5 или № 3 для разбавления до рабочей вязкости (30–50 секунд по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при (20±05ºС)) применяют растворители Р-4 Р-4А.
Свойства эмали зависят от свойств входящих в неё компонентов. Эмаль ХС-759 состоит из следующих компонентов: сополимер VUНН трикрезилфосфат эпоксидная смола двуокись титана микробарит толуол ацетон бутилацетат циклогексанон [11].
Двуокись титана (TiO2) – порошок белого цвета выпускается в виде двух кристаллических модификаций: анатазной и рутильной относящихся к одной и той же кристаллической системе (тетрагональной) но имеющих разные параметры элементарной ячейки. Обладает фототропией – способность изменять цвет под действием света и температуры. Температура плавления – 1840±10 ºС. Обладает высокой фотохимической активностью. Титановые белила применяются для эмалей эксплуатируемых в атмосферных условиях [12].
Ацетон (CH3COCH3) – прозрачная жидкость с характерным запахом. Получают при сухой перегонке древесины брожении крахмала путем гидротации пропилена с последующим окислением изопропилового спирта. Ацетон – активный растворитель многих смол масел жиров и сложных эфиров целлюлозы полностью смешивается с водой спиртом диэтиловым эфиром и другими органическими растворителями [13].
Бутилацетат (бутиловый эфир уксусной кислоты – СН3СООСН2С6Н5) –прозрачная бесцветная жидкость с характерным запахом. Получают путем этерификации уксусной кислоты с бутиловым спиртом. Бутилацетат растворяет сложные эфиры целлюлозы хлоркаучука и другие смолы хорошо смешивается с углеродными и другими растворителями с касторовым и льняным маслом но не смешивается с водой.
Толуол (С6Н5 СН3) – ароматический углеводород представляющий собой бесцветную жидкость с характерным запахом. Его получают при перегонке каменноугольной смолы продуктов каталитической ароматизации или пиролиза нефтепродуктов при пиролизе сланцевого газового бензина. Толуол не смешивается с водой хорошо растворяет масла жиры битумы но не растворяет каллоксилин и другие сложные эфиры целлюлозы. Служит в качестве разбавителя для растворов сложных эфиров целлюлозы. Менее токсичен чем бензол и поэтому часто служит для его замены [14].
Сополимер VUHH суспензионный и сополимер VUHH кр представляют собой продукт совместной полимеризации винилхлорида и винилацетата суспензионным методом. Относятся к трудносгораемым продуктам. При взаимодействии с водой кислотами щелочами и воздухом не горит и взрывобезопасен. Сополимер VUHH – порошок белого цвета полностью растворяемый в кетонах сложных эфирах и смесях ароматических углеводородов. Для улучшения адгезий покрытий и увеличения содержания сухого остатка при рабочей вязкости в состав лакокрасочного материала на основе этих сополимеров добавляют алкидную смолу а для увеличения химической стойкости адгезии также вводят смолу Э-40 отвердителем служит полиамидная смола ПО-300 которая является и пластификатором. Сополимер VUHH в процессе горячей сушки взаимодействует с отвердителем и в результате получается покрытие с сетчатой структурой с повышенной стойкостью к нагреванию действию растворителя и твердостью.
Циклогексанон – легковоспламеняющаяся маслянистая жидкость с характерным запахом; токсичное вещество. Применяется для органического синтеза и в качестве растворителя. При работе с циклогексанолом применяются средства индивидуальной защиты. ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мгм³.
Микротальк – сыпучее вещество умеренной опасности. Пожаро- и взрывобезопасен. Микротальк упакованный в мешки должен храниться в закрытых складских помещениях. В зависимости от производственного применения микротальк выпускают следующих видов: МТ-1099 – для производства эмалей и грунтовок специального назначения; МТ-ГШМ – для массового производства грунтовок и шпатлевок; МТ-К – для изготовления карандашных стержней.
Эпоксидная смола Э-40 – представляет собой растворимый и плавкий полимерный продукт конденсации эпилхлоргидрина с дифенилолпропаном в щелочной среде и раствор смолы в толуоле с массовой долей (660±15)%. Предназначена для изготовления эмалей лаков шпатлевок а также в качестве полуфабриката для производства других эпоксидных смол заливочных масс и клеев.
Трикрезилфосфат – полный эфир ортофосфорной кислоты и смеси технического трикрезола и фенола. Применяется для пластификации ПВХ при производстве линолеума искусственной кожи лаков красок [15].
3 Оборудование применяемое при производстве эмали ХС-759
Важным элементом любого технологического процесса является его аппаратурно-технологическая схема. Для приготовления ЛКМ применяется оборудование для дезагрегации и диспергирования пигментов в связующем. Выбор типа оборудования зависит от рецептуры изготавливаемых лакокрасочных суспензий наличия в составе легколетучих растворителей свойств применяемых смол количества и вида применяемых пигментов и т. д. Выбор емкости и производительности оборудования и аппаратуры определяется мощностью заданного объекта и условиями монтажа. Большое значение при выборе смесительного и диспергирующего оборудования имеет вязкость перерабатываемых материалов. Использование в производствах лакокрасочных суспензий тонко измельченных пигментов и наполнителей (микронизированный рутил микротальк микробарит) создает возможность замены энергоемких и сравнительно мало производительных машин (шаровых мельниц и краскотерочных машин) на менее энергоемкие и более производительные рассчитанные на непрерывную работу: атриторы и бисерные мельницы. Оборудование применяющееся в производстве лакокрасочных суспензий можно классифицировать следующим образом:
) замесочные машины и смесители;
) машины для диспергирования пигментов;
) оборудование для очистки лакокрасочных суспензий;
) оборудование для фасовки.
Правильный выбор смесителя позволяет значительно снизить его стоимость. При выборе смесителя особое внимание следует обратить на тип уплотнения чтобы избежать утечки; мощность двигателя; выбор типа мешалки и её размеров. Необходимо учитывать вязкость перемешиваемых сред. Большое значение имеет правильный выбор смесительного сосуда: его форма геометрические размеры наличие перегородок а также размещение мешалки. Рекомендуется использовать существующие каталоги компьютерное обеспечение когда при вводе исходных параметров можно выбрать наиболее оптимальные конструкции смесителей и тем самым снизить затраты на процесс смешения.
Машины применяемые для предварительного смешивания пигмента и связующего перед диспергированием выбирают исходя из вязкости пасты и мощности производства. Так для высоковязких паст применяют машины типа резиносмесителей или двухвальные горизонтальные мешатели тяжелого класса; для средневязких паст – двухвальные горизонтальные мешатели планетарные мешатели и мешатели с возвратно-поступательным движением лопастей; для низковязких паст различного типа применяются мешатели с откатными дежами а также стационарные и передвижные мешалки. Таким образом замесочные машины можно подразделить на несколько типов:
)горизонтальные двухвальные мешатели;
)планетарные мешатели с откатными дежами;
)мешатели с возвратно-поступательным движением;
)напольные и настенные мешатели;
)смесители с дискофрезерными (зубчатыми) мешалками – диссольверы;
)смесители для составления эмалей и красок.
Горизонтальные мешатели – это один из наиболее распространенных типов замесочных машин. Основная часть мешателя – емкость с вертикальными стенками и днищем выполненным в форме двух полуцилиндров. Емкость снабжена двумя коленообразными лопастями вращающимися с различными скоростями (обычно в соотношении 1:2) в разные стороны. В некоторых конструкциях мешателей предусмотрена возможность изменения направления вращения лопастей. При выгрузке емкость мешателя опрокидывается при помощи поворотного устройства. В некоторых моделях мешателей для выгрузки предусмотрен люк со скользящим затвором или шнеком. Мешатели могут быть снабжены паровыми рубашками и рассчитаны на работу под вакуумом. Объем емкости мешателей от 100 до 2000 л. Недостатком горизонтальных мешателей является трудность загрузки в них пигментов.
Примером машин с откатными дежами является планетарный мешатель (рисунок 1.1).
В машинах этого типа загрузка производится в передвижную дежу-контейнер 5 производимую к стационарной станине 4 к которой крепится мешалка 6. Валы мешалки могут подниматься и опускаться. Дежа мешалки входит в направляющие станины и строго фиксируется. Размешивание осуществляется при вращении валов мешалки вокруг оси дежы. Один мешатель может обслуживать шесть-восемь деж-контейнеров которые предназначены для соответствующих паст. Очистка мешалок промывкой не вызывает затруднений.
В мешатели с возвратно-поступательным движением лопастей смешивающиеся материалы загружаются в передвижные дежи снабженные червячным колесом. Подвозимая к стационарной станине дежа своим венцом входит в зацепление с приводом станины. При движении дежи мешалки смонтированные на станине совершают возвратно-поступательные движения.
– крышка; 2 – привод; 3 – направляющая стойка; 4 – станина;
– дежа-контейнер; 6 – лопастная мешалка
Рисунок 1.1 – Планетарный мешатель
Загрузка смешивающихся материалов в напольные и настенные мешатели производится в откатные дежи (бачки на колесах). Размешивающие приспособления стационарно расположены на полу или крепятся на стене. Предусмотрена возможность поднятия и опускания вала с мешалкой. Формы мешалок могут быть самые разнообразные (якорные лопастные пропеллерные турбинные). В некоторых конструкциях мешалок предусмотрена коробка скоростей для изменения частоты вращения вала мешалки. Напольные и настенные мешатели применяются для быстрого размешивания небольших и опытных партий а также для изготовления подколеровочных паст.
Смесители с дискофрезерными мешалками применяются в основном для предварительного смешивания пигментов со связующим перед диспергированием на бисерных мельницах шаровых мельницах и краскотерочных машинах. Дискофрезерные мешалки не могут применяться для пигментных паст большой вязкости. С помощью дискофрезерных мешалок помимо предварительного смешения компонентов осуществляется и первичное диспергирование пасты. При применении микронизированных пигментов необходимая степень дисперсности может быть достигнута и без применения диспергирующего оборудования. Некоторые краски также могут быть получены на серийных пигментах без применения диспергирующего оборудования.
Дискофрезерные мешалки применяются также и на других стадиях производства грунтовки в смесителях (стационарных с открытыми дежами и др.). Одна установка с дискофрезерной мешалкой может быть использована для нескольких емкостей. В некоторых конструкциях мешателей предусмотрены варианты вариаторы частоты вращения и возможность возвратно-поступательного движения вдоль оси вала. Преимуществом смесителей с дискофрезерными мешалками является возможность быстрого смешения компонентов и их предварительное диспергирование.
Для составления грунтовок эмалей и красок применяются смесители цилиндрической формы со сферическим днищем снабженные якорными пропеллерными или турбинными мешалками. На крышке смесителей расположены штуцеры для загрузки жидкого сырья и полуфабрикатов люк для загрузки пастообразных материалов и чистки штуцеры для инертного газа и щелочи и др. В днище аппарата монтируется выгрузочный штуцер с угловым вентилем. В смесителях этого типа рубашки не предусматриваются [16].
Основной наиболее сложной и энергоёмкой стадией технологического процесса изготовления ЛКМ является диспергирование пигментов в плёнкообразователях и в их растворах.
Выбор типа диспергирующего оборудования и определение оптимального режима его работы требуют знания сложных физико-химических процессов протекающих при диспергировании.
Машины для диспергирования пигментных паст можно подразделить на следующие типы:
– валковые краскотерочные машины – трехвалковые многовалковые двухвалковые и одновалковые;
– шаровые мельницы – периодического действия непрерывного действия планетарные и вибрационные;
– бисерные мельницы;
– мельницы типа «Кейди Милл»;
– коллоидные мельницы;
– волковые смесители.
Для диспергирования лакокрасочных паст применяются шаровые мельницы – мельницы мокрого помола. Простота конструкций этих мельниц их герметичность и совмещение в одном аппарате операций замешивания и диспергирования дает возможность применять эти машины в производствах грунтовок эмалей и красок.
Барабан мельницы выполнен из стали торцевые крышки из стали или чугуна. Барабан внутри защищен силикатной футеровкой (фарфор плавленый диабаз или базальт и др.) или футеровкой из стальных марганцовистых броневых плит. У шаровых мельниц со стальной футеровкой барабан как правило снабжается рубашкой для охлаждения. Работа шаровой мельницы основана на диспергировании содержимого стальными или фарфоровыми шарами (или морской галькой). Частота вращения шаровой мельницы зависит от диаметра барабана. Отношение диаметра барабана к его длине принимают равным 1:(1–15). Заполнение барабана стальными шарами составляет – 26% а фарфоровыми шарами или галькой – 42%. Цикл работы мельницы (а следовательно и ее производительность) колеблется в широких пределах – от 12 до 96 часов.
Диспергируемый материал подается в нижнюю часть контейнера с помощью насоса с регулируемой частотой вращения. Выходящий из контейнера материал проходит через сито и удаляется из контейнера. Заданная степень диспергирования получаемого продукта может регулироваться в широких пределах за счет количества материала подаваемого на диспергирование на единицу времени а следовательно за счет продолжительности пребывания материала в контейнере. Благодаря силам сдвига в диспергируемом материале возникает интенсивное внутренне трение между частицами и осуществляется хорошее диспергирование и смачивание частиц. Для предотвращения сильного нагревания материала во время диспергирования контейнер снабжается водяной рубашкой. В качестве мелющих тел для бисерных мельниц применяются песок специального состава и шарики из силикварцита стали или синтетических материалов. Контейнер рекомендуется загружать мелющими телами на 50–60%.
Основные преимущества бисерных мельниц:
) высокая производительность (в 3–4 раза выше производительности шаровой мельницы);
) высокая степень дисперсности продукта (от 5 до 18 единиц по методу «Клин»);
) возможность регулирования производительности мельницы в широких пределах;
) возможность осуществления непрерывного процесса диспергирования что создает условия для полной механизации и автоматизации процесса;
) сокращение расхода электроэнергии на диспергирование;
) возможность исключения (для большинства пигментных суспензий) операции очистки на фильтрах и центрифугах;
) сравнительная простота конструкции и ее обслуживания;
) малые габариты машины;
) бесшумность работы и простота обслуживания.
В настоящее время бисерные мельницы в основном вытеснили шаровые мельницы которые применяются только для диспергирования немикронизированных природных пигментов и наполнителей вызывающих быстрый износ частей бисерных мельниц предназначенных для диспергирования низковязких суспензий.
При циркуляционном процессе диспергируемый продукт возвращается через бисерную мельницу в запасной контейнер где происходит смешивание с материалом еще не подвергшимся диспергированию. Этот процесс продолжается до тех пор пока не достигают требуемой степени диспергирования материала. Рассматриваемый метод применяется в том случае когда необходимо провести большое количество «проходов» в классическом процессе диспергирования. При использовании циркуляционного процесса значительно снижаются расходы связанные с техническим оснащением и очисткой оборудования.
Для ряда продуктов не требующих высокой степени диспергирования можно использовать высокоэффективный процесс с одноразовым проходом материала. Производительность мельницы в этих случаях ограничена возможностью прохода максимального количества материала.
В процессе совершенствования диспергирующего оборудования появление диспергатора нового вида не вытесняет полностью предыдущих видов оборудования (многовалковые машины шаровые мельницы) а лишь ограничивает область их применения [17].
Современные смесители – высокоскоростные машины они включают компьютерное управление процессом и полный инженерный анализ. С использованием компьютера можно подобрать оптимальные размеры лопастей с учетом скорости перемешивания формы камеры температуры используемой энергии. Компьютерная техника проектирование широко применяется фирмой «Plenty Mixer» (США) производящей смеситель – мешалки по лицензии «Philadelphia Mixer»(США) [18].
В химической и нефтехимической отраслях используют кавитационный смеситель который позволяет улучшить качество получаемого продукта: эмульсий суспензий. Повышение степени гомогенизации обрабатываемого продукта достигается за счет интенсификации кавитационного поля более полного использования энергии потока обрабатываемого продукта. По конструкции оно проще чем аналоги и эффективность выше. Кавитационный смеситель состоит из цилиндрического корпуса с патрубками подвода и отвода среды. В корпусе на ступице проходящей вдоль продольной оси смесителя перпендикулярно ей размещены кавитаторы выполненные в виде радиально установленных конусных обтекателей с различными углами конусности на равном расстоянии друг от друга и неподвижно закрепленных большими основаниями на внутренней поверхности корпуса например на втулке а меньшими на ступице .
Кавитационный смеситель работает следующим образом: обрабатываемый продукт через патрубок поступает в корпус. При обтекании потоком кавитаторов в нем генерируются нестационарные кавитационные каверны. Перемещаясь в потоке и распадаясь каверны образуют пульсирующее поле кавитационных пузырьков. Выполнение кавитаторов в виде конусных обтекателей с разными углами конусности способствует тому что кавитаторами генерируются различные по величине и строению каверны которые при дроблении образуют кавитационные пузырьки различных размеров и интенсивно перемешиваясь в зоне схлопывания насыщают единичная концентрация пузырьков в зоне схлопывания увеличивается кавитационный эффект обработки усиливается. Существенное влияние на интенсификацию кавитационного поля оказывает достаточно широкий спектр поличастотных пульсаций давления обусловленный различной частотой отрыва от кавитаторов перемещающихся каверн. Пульсации давления воздействующие не только на схлопывающиеся пузырьки но и на разрушающиеся каверны повышают энергетический потенциал кавитационного поля позволяют достаточно эффективно использовать энергию потока обрабатываемого продукта [19].
Для смешения и разбавления водных растворов полимеров например полиакриламида подверженных деструкции в поле сдвиговых скоростей может быть использован статический смеситель. Известен статический смеситель для смешения жидких сред включающий трубопровод и смесительные элементы выполненные в виде усеченных конусов.
Недостатки – сложность изготовления и монтажа а также малая эффективность применения для перемешивания склонных к деструкции материалов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является смеситель включающий корпус смесительные элементы и установленные на входе в элементы турбулизирующие элементы.
Однако этот смеситель не может эффективно использоваться для предотвращения деструкции полимера так как устройство не позволяет регулировать градиент скоростей на границе смешения двух жидкостей.
Статический смеситель позволяет повышению эффективности смешения путем регулирования градиента скоростей на границе двух смешиваемых потоков и уменьшение деструкции материалов.
Расположение цилиндрических обечаек и наличие конических насадок позволяет регулировать скорость потока в обечайках и градиент скоростей на границе двух смешиваемых жидкостей т. е. плавно ускорять или затормаживать входной поток с минимальной величиной разности скоростей смешиваемых потоков и уменьшать деструкцию полимеров при смешении двух потоков.
Смеситель содержит корпус выполненный из трубы с фланцем входной патрубок цилиндрические обечайки крепления и конические насадки.
Смеситель работает следующим образом: высокоскоростной поток в корпусе входит во внутреннюю полость цилиндрических обечаек где скорость потока снижается за счет конических насадок диффузорного типа на входе в обечайки. При этом за счет увеличения площади проходных сечений между обечайками скорость потока увеличивается при переходе к обечайкам с большим диаметром. Низкоскоростной поток полимерного материала через входной патрубок 3 поступает во внутреннюю полость обечайки малого диаметра где получает небольшое ускорение так как скорость течения потока в обечайке меньше чем скорость потока в трубопроводе но выше чем скорость потока полимерного материала. После ускорения и смешения поток поступает в цилиндрическую обечайку большего диаметра где получает дополнительное ускорение и смешение (разбавление раствора полимера). Таким образом при переходе от обечаек с малым диаметром к обечайкам с большим диаметром происходит плавное ускорение потока полимерного материала что позволяет избежать дополнительного разрушения полимерного материала при больших градиентах скоростей на границе двух потоков. Необходимое регулирование скорости в обечайках может достигаться изменением конических насадок с диффузорного на насадок конфузорного типа например в обечайке большого диаметра.
В сравнении с прототипом данный смеситель предотвращает разрушение полимерного материала в точке ввода потока полимерного материала в трубопровод. Смеситель несложен по своей конструкции технологичен при изготовлении и может быть выполнен разборным что упрощает его монтаж в трубопровод. Высокая стоимость полимерного материала обеспечивает достаточно высокую технико-экономическую эффективность использования предлагаемого технического решения[20].
4 Способы производства эмалей
Производство эмалей может осуществляться различными способами: однопигментным многопигментным комбинированным.
4.1 Однопигментный способ производства
Однопигментный способ позволяет получать разнообразные по цвету эмали исходя из небольшого числа однопигментных паст и упростить осуществление непрерывного способа смешения пигмента с жидкой фазой пасты. Установив цвет красящую и разбеливающую способность однопигментных паст не только легче скорректировать рецептуру эмали но и возможно с помощью ЭВМ полностью автоматизировать операции составления и колеровки эмали.
При отдельном диспергировании каждого пигмента можно в зависимости от его индивидуальных свойств подобрать оптимальные рецептуру пасты вид и режим работы диспергатора обеспечивающие максимальную производительность оборудования примененного для получения однопигментной пасты. Вследствие сравнительно большого ассортимента лаковых основ эмалей главными недостатками этого метода являются необходимость установки большого числа приемников с мешалками для однопигментных паст сложные коммуникации для подачи паст в аппараты для составления эмалей трудность точной дозировки однопигментных паст.
Данный метод целесообразно применять в цехах выпускающих значительное число марок эмалей по цвету и в цехах большой мощности.
4.2 Многопигментный способ производства
При реализации способа многопигментных паст отпадает необходимость применения большего числа приемников паст и коммуникаций для транспортировки паст. Его недостатки:
) трудность корректировки рецептуры эмали и колеровки;
) низкая производительность диспергатора при неблагоприятных комбинациях пигментов в смеси;
) сложность осуществления непрерывного автоматизированного метода смешения пигментов с жидкой фазой пасты из-за трудности точной дозировки в определенных соотношениях большого числа пигментов.
Данный метод широко используется в действующих цехах эмалей небольшой и средней мощности выпускающих сравнительно ограниченное число марок эмалей.
) загрузка пигментов не герметизирована и осуществляется вручную;
) дозировка пигментов по числу бумажных мешков неточна вследствие частичной потери пигмента вызванной разрывом мешков при их хранении на складе и транспортировке;
) периодический метод смешения пигментов с жидкой частью пасты приводит к необходимости установки двух смесителей объемом 1000–3000 л к бисерной машине объемом 50–150 л;
) в схеме не предусмотрен аппарат для стабилизации «тощих» паст поступающих из бисерной машины что исключает возможность применения некоторых эффективных рецептур «тощих» паст (с пониженной концентрацией пленкообразующего вещества в жидкой фазе);
) процесс диспергирования пигментных паст на бисерной машине непрерывный но регулирование подачи пасты в машину по заданной степени перетира в единицах прибора «Клин» проводится вручную;
) отсутствует непрерывный контроль степени перетира;
) колеровка эмали не автоматизирована требует наличия опытных колористов и не обеспечивает высокой точности воспроизведения цвета эмали.
Эти недостатки снижают производительность труда ухудшают его условия вызывают повышенные потери дорогостоящего сырья снижают стабильность свойств и качество красок. Устранить данные недостатки позволяет механизация и автоматизация схемы.
4.3 Комбинированный способ производства
Комбинированный способ применяется при получении светлых цветных эмалей основной частью которых является паста белого пигмента.
) отсутствие трубопроводов для транспортирования пигментных паст;
) исключение большого числа приемников с мешалками для паст (заменяются простыми дежами).
Основные недостатки:
) трудность герметизации загрузки пигментов;
) применение ручного труда при перемещении деж и в случае выгрузки пигментов из бумажных мешков. Несмотря на эти недостатки такое аппаратурное оформление применяется в цехах сравнительно большой мощности.
5 Обоснование выбора технологической схемы
Эмаль ХС-759 представляет собой суспензию пигментов в растворе сополимера винилхлорида с винилацетатом в смеси органических растворителей с добавлением эпоксидной смолы и пластификатора. Эмаль применяется для получения химически стойкого лакокрасочного покрытия для защиты поверхности от воздействия агрессивных сред щелочного и кислого характера. Эмаль ХС-759 применяется для окрашивания железнодорожных грузовых вагонов цистерн оборудования металлических и железобетонных конструкций подвергающихся воздействию растворов минеральных кислот щелочей солей агрессивных газов (SO2 CO2 NH3) и других химических реагентов с температурой не выше 60ºС эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатических районов а также внутри помещений.
Проведённый анализ литературных данных даёт нам возможность сказать что для производства эмали ХС-759 в заданных количествах необходимо использовать многопигментный метод.
Эмали ХС-759 получают путём приготовления пигментного замеса в диссольвере и диспергирования на бисерных мельницах. Пигментные суспензии колеровочных паст приготавливаются в дежах и диспергируются на турбомельнице. Составление красок и постановка на «тип» производится в смесителях.
Бисерная мельница предназначена для тонкого и сверхтонкого непрерывного измельчения и диспергирования твердых веществ в жидкостях. В горизонтальной камере имеющей рубашку водяного охлаждения на валу закреплены диски для разгона бисера и щелевой сепаратор предотвращающий выход бисера из размольной камеры. В рабочую камеру загружаются мелющие тела из специальных материалов на которые воздействуют рабочие органы в виде дисков установленные на вращающийся вал. Диски изготавливаются из специальных сталей или композиционных материалов. На валу также расположен узел торцевого уплотнения [16].

+2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.doc

2 Технологическая часть
1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции
Характеристики сырья и используемых материалов представлены в таблице2.1.
Таблица 2.1 – Характеристика исходного сырья и материалов
Наименование сырья и
Показатели обязательные для проверки
показатели с допустимыми отклонениями
Порошок белого цвета
Массовая доля влаги и летучих веществ % не более
% раствор должен быть прозрачным или со слабой опалестенцией;
пленки должны быть прозрачными без нерастворившихся частиц
Массовая доля влаги и нелетучих веществ % не более
Прозрачная однородная маслянистая жидкость
Цветность по йодометрической шкале единицы Хазена не более
Массовая доля летучих веществ % не более
Температура вспышки ºС не менее
Продолжение таблицы 2.1
Эпоксидная смола Э-40
Цвет по йодометрической шкале мгJ2100смз не более
Массовая доля сухого остатка % не менее
Белизна усл.ед. не менее
Массовая доля воды % не более
прокаленного нерастворимого в соляной кислотой остатка % не менее
Массовая доля влаги % не более
Массовая доля водорастворимых солей % не более
Прозрачная маслянистая жидкость без механических примесей
Цветность единицы Хазена не более
Плотность при (20±05)°С гсм3
Прозрачная жидкость не содержащая посторонних примесей и воды наличие раствора К2С2О3 в 1 л воды
Плотность при температуре (200±05)°С гсм³
Марка А с ГЗК 0865–0867
Реакция водной вытяжки
Ацетон (Светлогорск Держинск)
Бесцветная прозрачная жидкость
Массоваядоля ацетона % не менее
Массовая доля метилового спирта % не более
Массовая доля циклогексанона % не менее
Массовая доля примесей % не менее
Характеристики готовой продукции приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Характеристика готовой продукции
Наименование показателей
Должен соответствовать контрольному образцу
Однородная без морщин кратеров и посторонних включений
Условная вязкость по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при (20±05)ºС с
Массовая доля нелетучих веществ %
Время высыхания при температуре (20±20)ºС ч не более
Степень перетира мкм не более
Твердость пленки по маятниковому прибору типа М-3 усл. ед. не менее
Эластичность пленки при изгибе мм не более
Укрывистость высушенной пленки гм² не более
Срок годности (жизнеспособность) при температуре (20±20)ºС ч не менее
Эмаль ХС-759 применяется в системе покрытия с грунтовкой ХС-059 и лаком ХС-724. Срок службы покрытия устанавливают для каждой агрессивной среды в соответствии с НТД на окраску отдельных видов изделий. Система покрытия должна соответствовать нормам: 1 слой грунта 2 слоя эмали 1 слой лака. Показатели системы покрытия приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Характеристика системы покрытия
Адгезия баллы не более
Стойкость при температуре 60 ºС ч не менее к действию:
– 25%-ных растворов серной и азотной кислот;
Стойкость при температуре (20±20)ºС к действию бензина ч не менее
2 Описание технологической схемы и обоснование принятых решений
2.1 Поступление сырья и полуфабрикатов подготовка их к загрузке
Для приема и хранения в цехе растворителей полуфабрикатов и растворов смол в цехе установлены баки-хранилища которые представляют собой прямоугольные емкости оборудованные указателями и регуляторами уровня. Перед приемом жидкого сырья аппаратчик проверяет герметичность баков-хранилищ состояние сальниковых уплотнений насосов трубопроводов. При достижении верхнего уровня заполнения автоматически отключается закачивающий насос.
Смола Э-40 во флягах предварительно разогретая в тепляке поднимается лифтом на отметку +4.8 м и на тележке подается к местам загрузки.
Перед началом ведения технологического процесса мастер смены выписывает технологическую карту в которой указывается номер партии на готовый продукт номера аппаратов в которых будут вестись стадии техпроцесса массовая доля загружаемых компонентов согласно рецептуре. Технологические карты должны заполняться чернилами четко по принятой форме.
Перед началом технологического процесса аппаратчик должен осмотреть оборудование (диссольверы шаровые и бисерные мельницы смесители) для составления эмалей и постановки на «тип» в котором будет изготавливаться данная партия эмали и убедиться что оборудование и сальниковые уплотнения герметичны и в нем отсутствуют остатки от предыдущей партии. Также перед началом технологического процесса аппаратчиком проводится опробование мешалок диссольверов и смесителей и проверка работоспособности блокировок шаровых мельниц. Продувка трубопроводов инертным газом осуществляется в соответствии с нормами технологического режима на данной стадии.
2.2 Осмотр и подготовка оборудования перед загрузкой
Перед загрузкой сырья производится тщательный осмотр быстроходных смесителей смесителей для составления эмали и изготовления основ на чистоту и исправность а также состояние сальниковых уплотнений герметичность аппарата фланцевых соединений трубопроводов.
2.3 Изготовление основы
Изготовление основы для эмали ХС-759 (12 % и 329 % растворов сополимеров VUHH и VMCH) производится в смесителях которые снабжены паровыми рубашками рамными мешалками и обратными конденсаторами для улавливания паров растворителей. Пересчет загрузочной рецептуры ведется на 99% от максимальной загрузки в смеситель так как возникает необходимость добавок и постановки на «тип».
В смеситель подаются требуемые по рецептуре растворители (бутилацетат ацетон толуол циклогексанон) по индивидуальным трубопроводам через счетчики-дозаторы. После подачи заданной объемной доли растворителей автоматически закрываются краны и отключаются насосы в складе цеха подготовки сырья. Затем включают мешалку открывают шибер-задвижку через загрузочный люк загружают сополимеры VUHH и VMCH. Загрузка сополимеров производится вручную из мешков.
При растворении сополимеров включают обогрев для чего в рубашку смесителя подается пар под давлением. Процесс растворения ведут при постоянном перемешивании с подогревом: 12 % раствор при температуре 75±5 ºС; 329 % – при температуре 45±5 ºС одновременно в конденсатор подается охлаждающая вода. В случае непоступления по каким-либо причинам воды в конденсатор обогрев смесителя следует немедленно прекратить чтобы избежать больших потерь растворителя. Температура в смесителе контролируется термометром пределы измерения (0–100ºС). Первую пробу для контроля берут через 2 часа для проверки полноты растворения которую проводят методом налива на стекло. Если пленка сополимера на стекле прозрачна не содержит отдельных частиц не растворившегося сополимера растворение считается законченным.
После полного растворения сополимера обогрев отключают проводят проверку массовой доли нелетучих веществ растворов сополимера VUHH которая должна быть 125±10 % и 325±10 %. При постановке растворов на «тип» разбавление ведут растворителями в соответствии с рецептурой «летучей части» загущение – сополимером VUHH. После добавления «летучей части» раствор перемешивают не менее 30 минут а после разбавления сополимером VUHH – не менее 2-х часов.
Готовый раствор подается на фильтрацию затем перекачивается насосом в баки-хранилища.
2.4 Фильтрация основы (12 % и 325 %)
Готовая основа из смесителя самотеком подается на горизонтальный фильтр. После фильтрации отфильтрованная основа через выходной патрубок по трубопроводу поступает в бак-хранилище. Уровень раствора в баке-хранилище контролируется уровнемерами. При достижении максимального уровня автоматически закрывается впускной клапан и отключается подающий насос.
2.5 Изготовление пигментной суспензии
Изготовление пигментной суспензии осуществляется в быстроходном смесителе (диссольвере). Диссольвер – аппарат цилиндрической формы со сферической крышкой и днищем снабженный дискофрезерной мешалкой с частотой вращения 1500 мин-1 рубашкой для охлаждения. Н крышке диссольвера имеется люк для загрузки сухого сырья. Для предотвращения загазованности и пыления диссольвер оборудован местным отсосом (воздуховод с задвижкой). Вода после охлаждения диссольвера поступает в систему водооборота.
Диссольвер снабжен блокировкой на отключение мешалки по нижнему уровню. При достижении уровня в диссольверах 50 см автоматически отключается мешалка.
Быстроходный смеситель снабжен рубашкой для охлаждения. Во избежание перегрева пигментной суспензии в рубашку подается вода для охлаждения. Температура пигментной пасты не должна превышать 45±5 ºС. Перед загрузкой проверяют диссольвер на чистоту и исправность. При переходе на изготовление других марок лакокрасочных материалов замывку производят раствором связующего в последнюю партию продукта в смесителе.
В чистый исправный диссольвер загружают сырье согласно загрузочным рецептурам. При изготовлении пигментной суспензии эмали ХС-759 допускается изменять количество загружаемого связующего и растворителя для достижения оптимальной вязкости при условии соблюдения рецептуры готовой эмали.
В диссольвер согласно загрузочной рецептуры загружают 12 % раствор сополимера VUHH из баков-хранилищ через весовой мерник насосом. Растворитель загружают через счетчики-дозаторы. После загрузки каждого из компонентов трубопровод следует продуть инертным газом. Смесь перемешивают в течение 5 минут после чего производят загрузку пигментов которые из цехового склада доставляются к местам загрузки кран-балкой.
По окончании загрузки пигментов содержимое диссольвера перемешивают не менее 30 минут до получения однородной массы. Однородность замеса проверяют наливом пробы на стекло. При достижении однородной массы проверяют вязкость суспензии в диссольвере которая перед пуском на бисерную мельницу должна быть в диапазоне 15–30 с по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм. Для непрерывного питания бисерной мельницы имеется два диссольвера изготовление замеса производят в них поочередно. В то время когда в одном диссольвере производят изготовление замеса другой служит для питания бисерной мельницы. Во избежание оседания пигмента необходимо постоянно производить перемешивание пигментной суспензии поступающей в бисерную мельницу.
Приготовленная пигментная суспензия из диссольвера самотеком поступает в бисерную мельницу.
2.6 Диспергирование пигментной пасты в бисерной мельнице
Диспергирование пигментных паст эмали ХС-759 производится в бисерной мельнице которая представляет собой резервуар цилиндрической формы изготовленный из двух концентрически расположенных труб приваренных к плоскому дну. Пространство между стенками этих труб используется в качестве охлаждающей рубашки в которую во время работы мельницы протекает вода. На дне цилиндрического резервуара расположен шаровой возвратный клапан предупреждающий проникновение бисера в напорный трубопровод которым подается в машину пигментная суспензия из диссольвера. В цилиндрическом резервуаре расположен ротор мельницы снабженный рабочими дисками. Ротор приводится в движение электродвигателем при помощи ременной передачи. В верхней части цилиндрического резервуара расположено перфорированное цилиндрическое сито с отверстиями 03x3 мм выполняющее роль фильтра отделяющего растертую пигментную пасту от бисера. Сито выполнено из 2-х частей (2 полуцилиндра) что значительно облегчает его демонтаж и чистку.
Сито сверху закрывается кожухом состоящим также из 2-х частей. В качестве мелющих тел применяются стеклянные шарики (диаметром 1–3 мм). В процессе перетира со временем происходит израсходование бисера вследствие их износа. Степень износа зависит от свойств перетираемого материала. При падении производительности бисерной мельницы необходимо догружать бисер. Для прокачивания пигментной суспензии через контейнер используется нагнетательный шестеренчатый насос. Предварительно перемешанная в диссольвере пигментная суспензия питательным насосом подается в нижнюю часть рабочего резервуара и проходя рабочую зону машины вытекает из верхней части бисерной мельницы через сито а затем по лотку попадает в приемный бачок и по мере накопления выкачивается насосом в зависимости от степени перетира обратно в диссольвер или смеситель для составления эмали.
Мельницы установлены попарно для осуществления 2-х кратного последовательного пропуска суспензии. При достижении требуемой степени перетира пигментная суспензия подается в смеситель для составления эмали и постановки ее на «тип». Температура пигментной пасты на выходе из бисерной мельницы должна быть 45±5ºС. Регулировку температуры пигментной пасты в процессе диспергирования производят водой через рубашку бисерной мельницы. Вода из рубашки поступает в систему водооборота.
2.7 Составление эмали в смесителе постановка на «тип»
Составление эмали производится в смесителе который представляет собой сварной аппарат вертикальной цилиндрической формы со сферическим днищем и съемной сферической крышкой. Смеситель снабжен рамной мешалкой. Для загрузки компонентов из тары и чистки в крышке аппарата имеется люк. Смеситель соединен с вытяжным воздуховодом имеется трубопровод для подачи азота и воздушная линия соединяющая смеситель с атмосферой через колпаки-огнепреградители. Для опорожнения смесителя имеется донный клапан. Перед загрузкой аппаратчик проверяет смеситель на чистоту и исправность.
В смеситель согласно загрузочным рецептурам загружается 325% раствор сополимера VUHH из баков-хранилищ и растворители (ацетон бутилацетат толуол циклогексанон) через счетчики-дозаторы от гребенки. После загрузки жидких компонентов в смеситель при работающей мешалке подают пигментную пасту из бисерной мельницы. Из бочек при помощи подъемного устройства дают пластификатор (трикрезилфосфат). После загрузки содержимое смесителя перемешивают не менее 2-х часов. После этого отбирают пробу и проверяют вязкость. Если вязкость находится в пределах технических требований то приступают к проверке массовой доли нелетучих веществ степени перетира твердости эластичности пленки при изгибе и других показателей в соответствии с техническими требованиями. При соответствии этих показателей эмаль подают на фасовку. В противном случае приступают к постановке на «тип».
При постановке на «тип» догружаются компоненты входящие в состав эмали предусмотренные рецептурой. Разбавление производят смесью «летучих» компонентов и растворов сополимера VUHH перемешивание ведут не менее 30 минут. После каждой добавки проверяют показатель по которому ведут постановку на «тип». При постановке на «тип» должны соблюдаться рецептурные соотношения между сополимером VUHH и пигментами между растворителями летучей части.
При соответствии всех показателей требованиям ГОСТ 23494-79 и соотношения загружаемых компонентов требованиям рецептуры эмаль готова к сливу.
2.8 Слив эмали в тару
Во время слива мешалка смесителя работает непрерывно. Из смесителя эмаль сливается в предварительно проверенную чистую и исправную тару. Слив производится в барабаны на напольном конвейере через магнитный отсекатель. С конвейера барабаны транспортируются с помощью погрузчика на площадку готовой продукции.
2.9 Упаковка маркировка и отгрузка готовой продукции
Маркировка упаковка и отгрузка готовой эмали осуществляется согласно ГОСТ 9980.3-86-ГОСТ 9980.5-86. На каждую единицу потребительской и транспортной тары с ЛКМ должна быть нанесена маркировка содержащая следующие данные:
– наименование и товарный знак предприятия-изготовителя или только товарный знак;
– наименование марку и сорт материала;
– наименование цвета (для пигментированных материалов); массу брутто и нетто; номер партии; дату изготовления; обозначение нормативно-технической документации на данный материал; государственный знак качества для материалов высшей категории качества; надпись «Беречь от огня» для легковоспламеняющихся материалов.
Лакокрасочные материалы транспортируются всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов действующими на данном виде транспорта.
При транспортировке материалов в металлической таре между ярусами устанавливают деревянные прокладки. Лакокрасочные материалы в упакованном виде должны храниться в закрытых складских помещениях при температуре окружающей среды от –40 до +40ºС. Допускается хранение лакокрасочных материалов на открытых площадках на время комплектации вагона не более чем трех суток [3].
3 Материальные и тепловые расчеты технологического оборудования
3.1 Расчет материального баланса
Целью расчета материального баланса является установление затрат основного сырья и вспомогательных материалов количества основных и побочных продуктов которые получаются в процессе изготовления эмали ХС-759 белая.
Материальный баланс рассчитывается на основе закона сохранения массы[21].
Общий материальный расчет состоит из следующих пунктов:
Расчет количества рабочих дней в году. В нашем случае для периодического процесса необходимо предусмотреть нерабочие и праздничные дни. Тогда количество рабочих дней составит:
Д=366 – (Р+В); (2.1)
где Р – количество дней на различные виды ремонтов
В – количество праздничных и выходных дней.
Д=366 – (4+112)=250 дней (250·8=2000 ч).
) Расчет суточной производительности цеха без учета потерь:
Псб = М Д (тсут) (2.2)
где М – годовая производительность тгод
Псб = 500 250=20 (тсут)
) Определение суточного расхода каждого сырья с учетом потерь исходя из рецептуры загрузки компонентов.
Рецептура эмали ХС-759 белой представлена в таблице 2.4
Таблица 2.4 – Рецептура эмали на 1 т без учета потерь
Продолжение таблицы 2.4
Суточная потребность в сырье без учета потерь представлена в таблице 2.5
Таблица 2.5 – Суточная потребность в сырье без учета потерь
В таблице 2.6 представлены потери сырья исходя из данных предприятий производящих лакокрасочные материалы.
Таблица 2.6 – Потери сырья по стадиям
Приготовление основы VUHH-12%
Фильтрация основы VUHH-12%
Приготовление основы VUHH-329%
Фильтрация основы VUHH-329%
Приготовление пигментного замеса в диссольвере
Диспергирование пигментной суспензии
Составление эмали и постановка ее на «тип»
Потери по компонентам представлены в таблице 2.7
Таблица 2.7 – Потери сырья по каждой стадии
Процент потерь по стадиям %
Приготовление основы VUHH–12%
Приготовление основы VUHH 329%
Приготовление пигментного замеса
Диспергирование пигментного замеса
Составление эмали и постановка на «тип»
Суточная потребность в сырье с учетом потерь представлена в таблице 2.8
Таблица 2.8 – Суточная потребность в сырье с учетом потерь
В таблице 2.9 приведен постадийный материальный баланс.
Таблица 2.9 – Материальный баланс
Изготовление основы VUHH-12%
Изготовление основы VUHH-329%
Диспергированная пигментная паста
Продолжение таблицы 2.9
Таким образом на основе рассчитанного материального баланса мы получили количество готовой эмали сливаемой цехом в тару за сутки (200017 кгсут) а также количество потерь продукта на каждой стадии изготовления данной эмали. Общее количество потерь составило 9136 кгсут. На основе этих данных рассчитаем суточную производительность цеха с учетом потерь:
Псп = 200017 + 9136 = 209153 тсут.
3.2 Расчет теплового баланса
Расчет теплового баланса проводится для оборудования которое работает при нагревании. При диспергировании на бисерной мельнице выделяется большое количество теплоты для отвода которой применяется охлаждение водой
Задачами теплового расчета являются:
– определение расходов тепла;
– определение поверхности теплообмена аппарата;
– расчет необходимого количества теплоносителей и охлаждающих агентов.
Тепловой баланс бисерной мельницы состоит из следующих составляющих:
) теплоты вносимой реагентами –
) теплоты выделяющейся в результате прохождения процесса диспергирования –
) теплоты отводимой через рубашку бисерной мельницы –
) теплоты отводимой из аппарата с пигментной суспензией –
) потери теплоты в окружающую среду –
Таким образом получаем следующие уравнения:
Q расх = Q3 + Q4 + Q5
Q1 + Q2 = Q3 + Q4 + Q5.
Теплота вносимая реагентами рассчитывается по формуле:
Q1 = Gп.с. · Сп.с. · T
где Gп.с. – расход пигментной суспензии кгч;
Сп.с. – теплоемкость пигментной суспензии Джкг.К (242 Джкг.К);
Т – температура пигментной суспензии (293 К).
Величину расхода пигментной суспензии рассчитываем исходя из данных материального баланса:
Gп.с .= 809818=10123 (кгч).
Q1 = 10123 · 242 · 293 = 7177548 Джч 71776 (кДжч).
Q2 принимаем 80% от мощности бисерной мельницы.
Q2 = 08 ·30000=24000 (кДжч).
Q прих=71775 + 24000=2407178 (кДжч).
Теплота отводимая из аппарата с пигментной суспензией Q4 рассчитывается по формуле 2.7:
Q4 = 10123 · 242 ·318=7790256 Джч 779026 (кДжч).
Потери теплоты в окружающую среду составляют 7% от Q прих:
Q5 = 007 · Q прих (2.8)
Q5=007· 2407178= 168502 (кДжч)
Q3 = Q прих – Q4 – Q5 (2.9)
Q3 = 2407178 – 7790 – 168502 = 2230886 (кДжч).
В бисерной мельнице должна поддерживаться постоянная температура не более 45°С. Для этого в рубашке бисерной мельницы циркулирует вода.
Рассчитаем количество воды необходимое для процесса диспергирования[18].
Q3=Gводы · Cводы · (tк – tн) (2.10)
где Gводы – расход воды кгч;
Cводы – теплоемкость воды кДжкгК;
tк и tн – конечная и начальная температура соответственно К.
Gводы = Q3 Cводы · (t – t) = 2230886419 · (308 – 293) = 35495 (кгч) .
4 Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования
4.1 Расчёт и подбор основного оборудования
Для диспергирования пасты на бисерной мельнице выбираем в качестве мелющих тел стеклянный бисер (плотность бисера ρб = 2 500 кгм³) который загружается в аппарат в соотношении объемов паста:бисер = 1:2 [22].
Объемная часовая производительность участка по пасте определяется по формуле[23]:
где G – часовая производительность участка (10123 кгч);
ρп – плотность пигментной суспензии.
Vч = 101231450 = 007 м³ч.
Для этой производительности объем пасты с учетом времени ее пребывания в аппарате составит:
где – время пребывания суспензии в аппарате мин.
V = 007 12 60 = 0014 м³.
Объем контейнера бисерного диспергатора V0 складывается из суммы трех объемов: пасты Vп бисера Vб и мешалки Vм:
V0 = Vп + Vб + Vм . (2.13)
Конструктивно принимается что объем мешалки составляет 20–25 % общего объема контейнера т.е.:
Vм = (02 – 025) V0 (2.14)
Vп + Vб = 16 V0 (2.15)
V0 (10 – 02) = 16 Vп
V0 = 16 0014 08 = 0028 м³.
Число бисерных диспергаторов:
где Vа =0.125 м³ – объем стандартного диспергатора
n = 0028 0125 = 025 = 1 шт.
Выберем диспергатор объемом 0125 м³ тогда объем мешалки составит:
Vм = 02 0125 = 0025 м³.
Объем стеклянного бисера и пасты:
Vб + Vп = Vа – Vм = 0125–0025 = 01 м³
Исходя из выбранного выше соотношения определяется отдельно объем пасты и бисера:
Vп = 0116 = 00625 м³
V = 01 0616 = 00375 м³.
Масса загружаемого в аппарат стеклянного бисера:
m = 00375 2500 = 9375 кг.
Норма загрузки бисера составит:
mб = 9375 00625 1000 = 15 кг л.
Примем соотношение внутреннего диаметра бисерной мельницы dвн и высоты контейнера H как: H = 34 – 36 dвн
По принятому объему контейнера рассчитаем диаметр аппарата:
V = 314 d² 35 d 4 = 275 d³
d = (V 275)13 = (0125 275)13 = 0365 м.
Принимаем внутренний диаметр аппарата dвн = 036 тогда высота контейнера:
H = 4 0125 314 036² = 044 м.
Находим диаметр дисковых мешалок d :
dм = D – 75 (при D ≥ 150 мм) (2.21)
dм = 05 D (при D ≤ 150 мм) (2.22)
dм = 360 – 75 = 285 мм принимаем dм = 290 мм
Толщина диска мешалки:
в = (005 – 010) d (2.23)
Шаг между дисковыми мешалками h мм:
h = 035 290 = 1015 мм
принимаем h = 100 мм
Число дисков на мешалке:
z = H – ( h h)+в (2.24)
z = 440 – (100 100) + 29 = 26
тогда шаг между дисками изменится и будет равен:
h = H – z в z+1 (2.25)
h = 440 – 3 29 3 + 1 = 8825 мм.
Расчетное значение окружной скорости Wр и частоты вращения nв дисковых мешалок определяется по эмпирическим формулам:
Wр = 164 k (dz)12 радс (2.26)
n = Wh dм c-1 (2.27)
где k – коэффициент запаса равный 14 – 16
dz – диаметр центровой линии отверстий в дисках м
dz = dм – d0 – 2 в . (2.28)
Диаметр отверстий рассчитывается:
d0 = (016 – 020) dм (2.29)
d0 = 016 290 = 464 мм
dz = 290 – 464 – 2 29 = 1856 мм
Wр = 164 15 (01856)12 = 106 радс
nв = 106 314 029 = 1164 с-1
Потребляемая приводом диспергатора мощность рассчитывается по формуле:
Nр = kN dм4 (ρп)12 nв25 ()12 z 2320 (2.30)
где – вязкость пасты Пас;
kN – коэффициент мощности (k = 40 – 50).
N = 45 0294 (1450)12 116425 (25)12 3 2320 = 1149.
Рассчитаем мощность привода ротора дисковой мешалки с учетом КПД привода = 90 %
Так как при запуске бисерной мельницы нагрузки на привод возрастают в 2 раза что приводит к повышению потребляемой мощности двигателем то принимаем к бисерной мельнице электродвигатель во взрывозащищенном исполнении А180М4 номинальной мощностью 30 кВт. с частотой вращения 1500 обмин.
4.2 Расчет количества основного технологического оборудования
Суточная потребность в сырье рассчитывается исходя из данных материального баланса и определяется по формуле:
Pc = G Np т сутки (2.32)
где G – количество сырья необходимого на год т
Np – число рабочих суток в году дней.
Календарный фонд времени рассчитывается:
где Дк – количество календарных дней в году дней;
N – количество часов в сутках ч.
КВФ = 366 24 = 8784 ч
Число циклов капитального ремонта приходящихся на год (через 25920 часов):
Nц = КВФ 25290 (2.34)
Nц = 8784 25290 = 033 = 1.
Число суток затрачиваемых на капитальный ремонт рассчитывается:
Nс = Nпр 24 · Nц дней (2.35)
где Nпр – норматив простоя на ремонте ч (Nпр = 120 ч).
Nс = 120 24 · 034 = 17 = 2 дня.
Число рабочих суток в году рассчитывается по формуле:
Np = Дк – ( Nс + Дп ) дней (2.36)
где Дп – число праздничных дней (Дп = 112 дней)
Np = 366 – ( 2 + 112 ) = 250 дней.
Количество единиц основного оборудования рассчитываем по формуле 4.6:
n = Рс V · · Кз (2.37)
где Рс – суточная потребность в сырье;
V – обьем емкости м3;
– плотность жидкости кгм3;
Кз – коэффициент заполнения (08).
Рассчитаем количество диссольверов для приготовления пигментного замеса.
Количество пигментного замеса находящегося в диссольвере для эмали за сутки составляет 81634 кг 082 т сутки. Количество диссольверов рассчитываем по формуле (2.26):
n = 082 30 · 094 · 08 = 036 = 1
Для приготовления пигментного замеса необходимо 2 диссольвера объемом 3м³ .
Рассчитаем количество бисерных мельниц для диспергирования пигментных паст.
Количество пигментной пасты находящейся в бисерной мельнице для эмали за сутки составляет 80981кг 081 т сутки. Количество бисерных мельниц рассчитываем по формуле (4.6):
n = 081 140 · 094 · 08 = 001 = 1
Для диспергирования пигментной пасты необходима 1 бисерная мельница.
Рассчитаем количество смесителей для составления эмали и постановки эмали на «тип».
Количество сырья находящегося в смесителе для эмали за сутки составляет 205113кг 205 т сутки. Количество смесителей:
n = 205 8 · 094 · 08 = 034 = 1
Для составления эмали и постановки ее на «тип» необходимо 2 смесителя вместимостью 8 м³.
Рассчитаем количество баков-хранилищ для основыVUHH (12 %).
Количество сырья находящегося в баке-хранилище для основы за сутки составляет 48301кг 05 т сутки. Количество баков-хранилищ:
n = 005 8 · 094 · 08 = 008 = 1
Для основы сополимера VUHH (12 %) необходим 1 бак-хранилище.
Рассчитаем количество баков-хранилищ для основыVUHH (329 %).
Количество сырья находящегося в баке-хранилище для основы за сутки составляет 74894кг 075 т сутки. Количество баков-хранилищ:
n = 075 8 · 094 · 08 = 012 = 1
Для основы сополимера VUHH (329 %) необходим 1 бак-хранилище.
4.3 Расчет и подбор вспомогательного оборудования
Основными типами насосов применяемых в химической технологии являются центробежные поршневые осевые и шестеренчатые насосы. При проектировании обычно возникает задача определения необходимого напора и мощности при заданной подаче (расходе) жидкости перемещаемой насосом. Далее по этим характеристикам выбирают насос конкретной марки.
Подберем насос для перекачивания пигментной пасты из бисерной мельницы в смеситель. Расход пигментной суспензии 0810-2 м3с. Геометрическая высота подъема пигментной суспензии 2 м. Длина трубопровода на линии всасывания 2 м на линии нагнетания 18 м. На линии нагнетания имеются пять поворотов под углом 90 ° два нормальных вентиля 3 отвода. На линии всасывания трубопровода установлен 1 прямоточный вентиль и имеется 3 поворота на 90°.
Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения 08 мс. Тогда диаметр трубопровода равен [22]:
где Q – расход жидкости м3с
– скорость течения жидкости мс.
d = (4 08 10-2 314 08)12 = 0113 м.
Выбираем стальную трубу наружным диаметром 108 мм толщиной стенки 6мм. Внутренний диаметр трубы:
D = 108 – 6 2 = 96 мм.
Фактическая скорость в трубе:
= 4 Q d2 = 40810-2 314 00962 = 114 мс.
Примем что коррозия трубопровода незначительна.
Определение потерь на трение и местные сопротивления.
Для этого определим критерий Рейнольдса по формуле [23]:
где Re – критерий Рейнольдса;
ρ – плотность пигментной суспензии;
– динамическая вязкость Пас.
Re = 1141450 0096 0008 = 19836.
Режим течения турбулентный. Примем абсолютную шероховатость равной Д=210-4м. Тогда [23]
е = 210-4 0096 = 0002.
е = 500; 560 е = 280000; 10 е = 5000; 5000Re280000.
Таким образом в трубопроводе имеет место смешанное трение и расчет λ следует проводить по формуле [22]:
λ = 011 ( e + 68 Re )025 (2.41)
λ = 011 ( 0002 + 68 81438 ) 025 = 0025.
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.
Для всасывающей линии:
)вход в трубу (принимаем с острыми краями): 1 = 05;
)прямоточный вентиль: для d = 0096 м 2 = 05;
)колено с углом 90° 3 = 16;
Сумма местных сопротивлений во всасывающей линии:
= 05 + 05 + 3 16 = 58.
Потерянный напор во всасывающей линии находим по формуле [23]:
hвс = (λ l d + ) ² 2 g (2.42)
hвс = (00251 0096 + 58) (114)2 2 98 = 042.
Для нагнетательной линии:
) нормальный вентиль: для d = 0096 м 1 = 41;
) колено с углом 90° 2 = 16;
) выход из трубы: 3 = 1;
) отводы: коэффициенты А = 1 В = 009 4 = 009.
Сумма местных сопротивлений на нагнетательной линии:
= 2 41 + 5 16 + 1 + 3 009 = 1737.
Потерянный напор на нагнетательной линии [22]:
hнаг = (0025 1 0096 + 1737) (114)² 2 98 = 117 м.
Общие потери напора [23]:
hп = hвс + hнаг (2.43)
hп = 042 + 117 = 159 м.
Находим необходимый напор насоса по формуле [23] :
H = ((р1 – р2) ρ g) + Hг + h (2.44)
где Нг – геометрическая высота подъема жидкости;
p1 р2 – давление из которого и в который перекачивается жидкость
H = 4 + 159 = 559 м вод.ст.
Такой напор при заданной производительности обеспечивается одноступенчатым центробежным насосом. Учитывая широкое распространение этих насосов в промышленности из-за высокого кпд компактности и удобства комбинирования с электродвигателем выбираем для последующего рассмотрения именно этот насос.
Полезную мощность насоса определим:
Nп = 1450 98 0008 559 = 6355 Вт = 0635 кВт.
Принимая пер = 1 и н = 06 (для шестеренчатого насоса средней мощности) найдем мощность на валу двигателя [23]:
N = Nп (пер н) (2.46)
где пер и н – КПД соответственно передачи от электродвигателя к насосу и насоса.
N = 0635 (1 06) = 104 kBt.
По основным техническим характеристикам насосов используемых в химической промышленности устанавливаем что заданным параметрам соответствует шестеренчатый насос типа НМШ 2-40 мощностью привода 30 кВт [23].

+ВВЕДЕНИЕ.doc

Лакокрасочная промышленность – составная часть динамично развивающейся химической отрасли народного хозяйства представляет собой высокоразвитое производство характеризующееся созданием мелких производств с полной механизацией и автоматизацией процессов.
В последнее время разрабатываются наиболее эффективные методы получения красок эмалей и лаков проводится модернизирование технологического оборудования большое внимание уделяется выбросу вредных веществ в окружающую среду. Постоянная конкуренция на рынке товаров предъявляет повышенные требования к качеству продукции предусматривает использование новых прогрессивных методов производства лакокрасочных материалов.
Лакокрасочная промышленность помимо основных видов продукции (лаки краски эмали грунтовки шпатлевки) занимается также выпуском различных синтетических смол неорганических пигментов а также производит вспомогательные материалы (сиккативы отвердители растворители).
В последнее время повышенный спрос наблюдается на водно-дисперсионные материалы которые постепенно занимают одно из первых мест в потреблении лакокрасочных материалов. Применение водно-дисперсионных лакокрасочных материалов позволяет сократить применение органических растворителей что особенно актуально в условиях охраны окружающей среды.
Лаки и краски предназначены для защиты металла от коррозии древесины от гниения предания материалам декоративного вида а также могут обладать как электроизоляционными так и светочувствительными и термостойкими свойствами.
Лакокрасочные материалы – это многокомпонентные составы из которых при нанесении их на поверхность образуются покрытия с защитным комплексом свойств. Для увеличения срока службы лакокрасочного материала в его состав вводят ряд добавок: пигменты наполнители специальные добавки пленкообразующие вещества [1].
Среди наиболее важных продуктов выделяются лаки. Они используются для получения защитных и декоративных покрытий по металлу дереву пластмассам. Лаки применяются в производстве грунтовок эмалей а также при производстве пропиток электроизоляционных обмоток.
Основные тенденции развития производства лакокрасочных материалов:
Замена природных пленкообразующих веществ синтетическими;
Сокращение потребления органических растворителей в результате применения водорастворимых пленкообразующих веществ;
Расширение применения полиуретановых эпоксидных кремнийорганических пленкообразующих на основе которых получаются покрытия обладающие специальными свойствами.
Лакокрасочные материалы на основе сополимера винилхлорида с винилацетатом образуют эластичные атмосферостойкие водостойкие и химически стойкие покрытия имеющие удовлетворительные адгезионные свойства. Сополимеры винилхлорида с винилацетатом имеют хорошую растворимость во многих органических растворителях и имеют небольшой молекулярный вес. Высокое содержание ацетатных групп в сополимере способствует внутренней пластификации покрытий и их стабильности к действию света и нагрева. Сополимер винилхлорида с винилацетатом не растворим в спиртах и алифатических углеводородах требует введения стабилизатора во избежание разложения при действии света и нагревания. Для улучшения адгезии покрытия и увеличения сухого остатка в состав лакокрасочных материалов на основе этих сополимеров добавляют алкидную смолу а для увеличения химической стойкости эпоксидную.
К данной группе лакокрасочных материалов относится эмаль ХС-759. Эта эмаль представляет собой суспензию пигментов в растворе сополимера винилхлорида с винилацетатом в смеси органических растворителей с добавлением эпоксидной смолы и пластификатора.
Эмаль применяется для получения химически стойкого лакокрасочного покрытия для защиты поверхности от воздействия агрессивных сред щелочного и кислого характера. Эмаль используют для окрашивания наружных поверхностей железнодорожных грузовых вагонов и цистерн оборудования металлических и бетонных конструкций подвергающихся воздействию растворов минеральных кислот щелочей солей агрессивных газов и других химических реагентов с температурой не выше 60°С эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатический районов а также внутри помещений [2].

3 Автоматизация.doc

3 Автоматизация производства
Развитие автоматизации химической промышленности связано с возрастающей интенсификацией технологических процессов и ростом производств использованием агрегатов большой единичной мощности усложнением технологических схем предъявлением повышенных требований к получаемым продуктам.
Наибольший эффект внедрение автоматизации приносит в тех случаях когда производство проектируется с учётом её требований т.е. когда технологи конструкторы специалисты по организации и планированию работают в тесном контакте со специалистами по автоматизации.
Особо важна автоматизация процессов химической технологии в связи со взрыво- и пожароопасностью перерабатываемых веществ их агрессивностью и токсичностью с необходимостью предотвращения вредных выбросов в окружающую среду. Указанные особенности высокая чувствительность к нарушениям заданного режима наличие большого числа точек контроля и управления процессом а также необходимость своевременного и адекватного сложившейся в данный момент обстановке воздействия на процесс в случае отклонения от заданных по регламенту условий протекания процесса не позволяют даже опытному оператору обеспечить качественное ведение процесса вручную. Поэтому в настоящее время эксплуатация процессов химической технологии без их автоматизации практически невозможна[24].
Технологический процесс и оборудование в котором протекает процесс представляют собой объект управления а комплекс технических средств и персонал непосредственно участвующий в управлении образуют систему управления.
При любом виде управления в той или иной степени выполняются следующие этапы:
Получение информации о состоянии объекта управления;
Обработка и анализ полученной информации на основании чего формируется решение о необходимости и характере воздействий на объект управления;
Реализация принятого решения например путем изменения материальных или энергетических потоков [25].
1 Выбор параметров подлежащих контролю и регулированию
Цель автоматизации – получение оптимальных технико-экономических показателей процесса. При соблюдении заданного технологического режима это достигается соответствующим управлением ходом процесса на основе данных о параметрах входных и выходных потоков процесса. Все основные входные и выходные параметры и показатели технологического процесса должны измеряться чтобы оператор мог своевременно устранять их отклонения от нормы а также для составления материального баланса по определенным элементам и процессу в целом. Для оперативного управления и достижения стабильности технологических режимов управляемые
параметры определяющие эти режимы должны регулироваться. Технологические параметры отклонение которых от нормы может привести к браку или аварии также надо регулировать[24].
Сущность технологического процесса изготовления эмали ХС-759 – смешение компонентов осуществляемое в несколько стадий: получение пигментной суспензии диспергирование пигментов в связующем составление грунтовки из пигментной суспензии с добавлением связующего и специальных компонентов.
Технологический процесс изготовления эмали ХС-759 состоит из следующих стадий:
Поступление сырья и полуфабрикатов подготовка их к загрузке.
Изготовление основы VUHH-12% и VUHH-329%.
Фильтрация основы VUHH-12% и VUHH-329%.
Приготовление пигментного замеса :
б) в шаровой мельнице.
Диспергирование пигментных паст :
a) на бисерной мельнице;
б) на шаровой мельнице.
Составление эмали в смесителе и постановка на «тип».
Упаковка и маркировка эмали .
При диспергировании пигментной суспензии используются бисерные мельницы представляющие собой горизонтальные цилиндрические аппараты снабженные мешалкой (раздел 2). На рисунке 3.1 представлен узел диспергирования пигментной суспензии в который входят смеситель и две бисерные мельницы.
В состав пигментных паст входят вещества которые при достижении температуры 500С самовозгораются и в дальнейшем приводят к несчастным случаям. Поэтому необходимо осуществлять контроль и регулирование температуры.С этой же целью необходимо контролировать давление которое должно находиться в пределах 02–03 Мпа [3].
Процесс производства эмали ХС-759 – непрерывный поэтому необходимо контролировать уровень суспензии в смесителе.
Выбранные параметры подлежащие контролю и регулированию сведем в таблицу 3.1.
Таблица 3.1–Параметры подлежащие контролю и регулированию
Наименование установки
Наименование параметра
Номинальное значение предел измерений
Давление пигментной суспензии
Температура пигментной суспензии
– смеситель напорный; 15 16 – бисерные мельницы
Рисунок 3.1 – Узел диспергирования пигментной суспензии
2 Выбор приборов автоматического контроля и регулирования
Для обеспечения наилучших условий эксплуатации и унификации средств автоматизации нужно по возможности стремится к однотипности используемых приборов. Однако выбор системы приборов определяется в первую очередь назначением и характером установки характеристикой измеряемой среды пожаро- и взрывоопасностью объекта. В связи с тем что технологический процесс относится к пожаро- и взрывоопасному производству предусматривается использование приборов контроля и регулирования системы «Старт». Питание приборов данной системы осуществляется сухим очищенным от пыли и масла воздухом давлением 001 – 01МПа что обеспечивает сведение к минимуму возникновение аварийных ситуаций в условиях пожаро- и взрывоопасного производства.
Выбор типа датчика и вторичного измерительного прибора устанавливаемого по месту а также исполнительного механизма и регулирующего органа производится с учетом условий их эксплуатации. При выборе типа приборов по функциональному признаку следует помнить что контролировать самопишущими приборами надо наиболее важные подлежащие анализу величины и регулируемые параметры для параметров нарушение которых может привести к аварии нужна сигнализация для чего используется канал регулирования. Несоблюдение условий проведения технологического процесса нередко приводит к возникновению чрезвычайных ситуаций что отрицательно сказывает не только на самом технологическом процессе но и на экологической ситуации на территории предприятия и близлежащих территориях. Поэтому при выборе того или иного прибора контроля и регулирование необходимо учитывать соответствие приборов КИПиА рассматриваемой технологии и соответственно технологическому процессу а также возможности возникновения чрезвычайных ситуаций в случае несоблюдения оптимальных технологических параметров проведения процесса.
Руководствуясь этими соображениями выберем приборы контроля и регулирования для приведенных в табл. 3.1 параметров процесса.
Приборы контроля и регулирования представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Приборы контроля и регулирования [26]
Характеристика приборов
Уровень заполнения смесителя
Прибор показывающий уровень
выходные сигналы: 4–20 мА
диапазон измерений: 04–35 м
Вторичный показывающий и регистрирующий прибор
Исполнительное устройство
Темпера-тура пигментной суспензии
Преобразователь сопротивления
диапазон измерений температур: –50 – +100
Давление в бисерной мельнице
диапазон измеряемых
– минимальный 0–0.04 кПа
– максимальный 0–100 МПа
Выбор для всех приборов класса точности 1 обусловлен максимальной допускаемой основной приведенной погрешностью которая составляет ±1%. Это связано с характером проведения технологического процесса. Так как при более высокой погрешности могут произойти отклонения параметров технологического процесса от нормальных что приведет в свою очередь к возникновению аварийных ситуаций и выводу из строя технологического оборудования.
3 Разработка функциональной схемы автоматизации процесса. Описание работы систем автоматического контроля и регулирования
3.1 Методика разработки функциональной схемы
Перед проектированием систем автоматизации составляют функциональную схему технологического процесса на которую наносят чувствительные элементы приборы регуляторы вычислительные устройства и другие средства автоматизации необходимые для оснащения данного процесса.
Разработку функциональных схем и выбор технических средств автоматизации выполняют с учетом пожаро- и взрывоопасности процесса; агрессивности и токсичности окружающей среды; параметров и физико-химических свойств среды и т. д.
Изображение приборов и средств автоматизации на схемах производится в соответствии с ГОСТ 21.404-85 «Обозначения условные в схемах автоматизации технологических процессов» который предусматривает два способа построения условных графических обозначений: упрощенный и развернутый.
Упрощенный способ применяют для изображения на технологических схемах приборов и схем регулирования в целом. При этом многофункциональные приборы и средства автоматизации выполненные в виде отдельные блоков изображают одним условным обозначением и располагают на поле чертежа вблизи места измерения технологической величины а первичные измерительные преобразователи и вспомогательную аппаратуру не показывают.
Развернутый способ построения условных графических обозначений применяют для выполнения функциональных схем автоматизации. В этом случае все приборы и блоки входящие в конкретную схему показывают отдельными условными обозначениями.
Построение основных условных обозначений средств автоматизации выполняют следующим образом. В верхней части графического обозначения (окружность) наносят буквенные обозначения измеряемой величины и функциональных признаков приборов а в нижней – нумерацию (цифровую или буквенно-цифровую) позиций отдельных элементов контура измерения или регулирования.
Буквенные обозначения располагают в определенном порядке слева направо. Сначала дают обозначение основной измеряемой или регулируемой величины затем в случае необходимости – обозначение ее уточняющее и далее – функциональных признаков прибора. При построении условных обозначений приборов следует указывать только те функциональные признаки которые используются в данной схеме.
На технологическом листе проекта каждой схеме контроля и регулирования присваивается порядковый номер начиная слева который записывается в нижней части графического изображения измерительного или регулирующего комплекта прибора или отдельных его элементов. В свою очередь при развернутом способе построения каждому элементу схемы контроля и регулирования дополнительно присваивается цифровой или буквенный индекс по алфавиту в направлении прохождения контролируемого или регулируемого сигнала от воспринимающего элемента до вторичного прибора или исполнительного устройства.
Щиты и пульты управления на функциональных схемах условно изображают в виде прямоугольников произвольных размеров достаточных для нанесения графических условных обозначений устанавливаемых на них приборов средств автоматизации аппаратуры управления и автоматизации [26].
3.2 Описание работы автоматической системы регулирования
Функциональная схема узла диспергирования пигментной суспензии представлена на схеме:
) Регулирование температуры: температура пигментной суспензии в бисерной мельнице регулируется изменением расхода воды подаваемой для охлаждения. При этом сигнал из манометрического термометра поз. 2а 4а поступает на вторичный показывающий и регистрирующий прибор поз. 2б 4б затем на регулятор поз. 2в 4в регулятор приводит в действие исполнительное устройство поз. 2г 4г.
) Регулирование уровня заполнения: при увеличении уровня заполнения смесителя от прибора показывающего уровень поз. 1а поступает на вторичный показывающий и регистрирующий прибор поз. 1б затем на регулятор поз. 1в регулятор приводит в действие исполнительное устройство поз. 1г.
Контролируемым параметром процесса является давление в бисерной мельнице.
Контролирование давления осуществляется путем передачи сигнала от манометра (поз. 3а 5а) на вторичный показывающий и регистрирующий прибор (поз 3б 5б).
Рисунок 3.2 – Схема узла диспергирования пигментной суспензии

4 БЖД.doc

4 Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности
1 Мероприятия по охране труда
Создание здоровых и безопасных условий труда на предприятии обуславливает необходимость всестороннего учета требований охраны труда на стадии проектирования. Только обеспечив безопасность можно говорить о других достоинствах разработанного проекта.
Охрана труда – система обеспечения безопасности жизни и здоровья работающих в процессе трудовой деятельности включающая правовые социально-экономические организационные технические психофизиологические санитарно-гигиенические лечебно-профилактические реабилитационные и иные мероприятия и средства [27].
В данном разделе проведён анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов пожаро- и взрывоопасности проектируемого производства; инженерные мероприятия по обеспечению безопасности технологических процессов; инженерные мероприятия по обеспечению санитарно-гигиенических условий труда; описаны бытовые здания и помещения; технические решения обеспечивающие взрыво- и пожаробезопасность помещения.
1.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных
факторов пожаро- и взрывоопасности на производстве эмали ХС-759
Производство лакокрасочных материалов является потенциально вредным и опасным. В настоящее время проводится анализ и разрабатываются мероприятия по устранению вредных производственных факторов. Далее приведем наиболее опасные производственные факторы которые являются определяющими при разработке мероприятий по охране труда и безопасности жизнедеятельности.
Опасный производственный фактор – производственный фактор воздействие которого на работающего в определенных условиях способно привести к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья либо к смерти.
Вредный производственный фактор – производственный фактор воздействие которого на работающего в определенных условиях может привести к снижению работоспособности и (или) заболеванию (в зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным)[28].
Опасные и вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы:
– психофизологические.
При производстве эмали ХС-759 возможно действие следующих опасных и вредных производственных факторов:
– повышенная загазованность воздуха рабочей зоны;
– движущиеся машины и механизмы;
– подвижные части производственного оборудования;
– опасность падение с высоты (лестницы и обслуживающие площадки технологического оборудования);
– повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны поверхностей оборудования материалов;
– повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте;
– повышенные или пониженные влажность и подвижность воздуха;
– повышенный уровень статического электричества;
– недостаточная освещенность рабочей зоны;
– физические перегрузки (статические динамические);
– нервно-психические перегрузки.
При получении эмали ХС-759 используются ацетон циклогексанон 2-бутилацетат толуол которые могут выделяться в воздух рабочей зоны вызывая раздражение слизистых оболочек головные боли сонливость и слабость. Двуокись титана микротальк пигменты – это твердые вещества которые могут образовывать взвеси пыли газы в воздухе рабочей зоны. Пары органических растворителей при определенных условиях (розливах большого количества растворителей готовой продукции нарушении герметизации) могут образовывать в производственных помещениях местные и общие взрывоопасные концентрации.
Основные показатели токсичности взрыво- и пожароопасности веществ запыленности и загазованности помещений или участков приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Характеристика вредных веществ [29]
Наименование сырья компонента
Характерис-тика по токсичности
Характеристика по пожароопасности
Характер воздействия на организм человека
Температурные пределы воспламенения
Наркотик. Раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Вызывает кожаные заболевания
Наркотик. Раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Быстро всасывается в организм человека через кожный покровдействует на нервную систему
Наркотик. Раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Вызывает кожные заболевания.
Продолжение таблицы 4.1
Вызывает головные болираздражение глаз носа и горла.
Вызывает аллергические заболевания
Технологический процесс производства эмали ХС-759 связан с использованием следующего оборудования: смесителя основ диссольвера бисерных мельниц смесителя для постановки на «тип» фильтра. Вращающиеся и двигающиеся части оборудования могут служить источником производственного травматизма. Существует опасность получения термических ожогов при прикосновении к горячим поверхностям смесителей диссольверов трубопроводов а так же от воздействия на работающих плавленой эпоксидной смолы пара горячей воды.
В связи с тем что питание приводов технологического оборудования осуществляется от электрической сети возникает опасность поражения электрическим током.
Для аппаратов-хранилищ смесителей трубопроводов по которым осуществляется транспортировка сырья полуфабрикатов и готового продукта оборудования фильтрации характерна способность накопления статического электричества и опасность поражения им [28].
Категорирование объектов (помещений и наружных установок) производства по взрыво- и пожароопасности классификация взрывоопасных зон ПУЭ представлены в таблице 4.2 [30].
Таблица 4.2 – Категорирование объектов производства по взрывопожароопасности классификация взрывоопасных зон ПУЭ
Категория помещений производства по
Классы помещений наружных установок и зон по ПУЭ
Отделение подготовки сырья
Отделение смесителей
Отделение бисерных мельниц
Отделение диссольверов
Участок изготовления товаров по заказам населения
1.2 Инженерные мероприятия по обеспечению безопасности технологических процессов
Для уменьшения производственного травматизма вращающиеся и двигающиеся части механизмов выполнены с ограждением которое соответствовует ГОСТ 12.2.062-81 ССБТ «Оборудование производственное. Ограждения защитные». Откидные раздвижные и съемные ограждения в защитном положении должны удерживаться от самопроизвольного перемещения. Ограждение не должно ограничивать технологических возможностей оборудования и его обслуживания. Предпочтительно применение сплошных ограждений. Ограждения изготовленные из сетки должны иметь конструкцию обеспечивающую постоянство формы и установленную жесткость. Конструкция и крепление ограждения должны исключать возможность случайного соприкосновения работающего и ограждения с ограждаемыми элементами. Смотровые окна не должны уменьшать защитную функцию ограждения. Ограждение должно изготовляться и устанавливаться с точностью исключающей перекос или смещение относительно положения обеспечивающего его защитную функцию. А для греющихся элементов и частей предусмотрена теплоизоляция [31].
С целью исключения случаев поражения электрическим током и защиты работающих от прикосновения к токоведущим частям оборудования предусматривается изоляция ограждения сигнализация. А также для защиты от поражения электрическим током при переходе тока на конструктивные части электрооборудования предусматривается зануление заземление защитное отключение. Ниже приведен расчет зануления.
Потребляемая мощность Рн=15кВт; номинальное напряжение сети Uном=380В; соотношение пускового тока к номинальному = 5 (для двигателей с короткозамкнутым ротором); КПД электродвигателя при номинальной нагрузке =0854 (определяется по паспорту); коэффициент мощности Сosгр=08 (принимается равным 08–09).
Определяем номинальный ток Iн А потребляемый электродвигателем при работе по формуле (4.1):
н=Рн·10³(3Uн·Сosгр·)12 (4.1)
где Рн – потребляемая мощность кВт;
Uн – напряжение сети В;
Соsгр – коэффициент мощности;
– КПД электродвигателя.
Iн=15·10³(173·380·08·0854)12=334А
Определяем пусковой ток электродвигателя по формуле (4.2):
где – отношение IпускIн.
Далее определяем номинальный ток плавкой вставки предохранителя по формуле (4.3) [31]:
Iн.вст.=Iпуск≥α (4.3)
где α – коэффициент зависящий от режима перегрузки предохранителя его типа и условий пуска электродвигателя [31].
Iн.вст.=16725=668 А.
Принимаем Iн.вст.=80.
По принятому значению Iн.вст. подбираем материал и сечение подводящих проводников. Принимаем медный одножильный провод ПВ прокладываемый в трубе сечением 16 мм². Предельно допустимый ток 80 А.
Для определения тока короткого однофазного замыкания необходимо по справочнику найти значения сопротивлений:
R1=01 Ом R2=0039 Ом X1=0092 Ом
Xдв=0092+0097=0189 Ом
Определяем активное сопротивление нулевого провода по формуле (4.6):
где ρ – удельное сопротивление материала провода (для медного провода ρ=0017Ом·мм²м);
s – площадь поперечного сечения провода принимаем s=5мм² исходя из условия что площадь поперечного сечения нулевого провода должна быть в 2 раза меньше сечения токопроводящих проводов.
rн=0017·88=0017Ом·мм².
Далее находим активное сопротивление фазного провода по формуле(4.7):
где l – длина токопроводящих проводов принимаем 100м.
rпр =0017·1008=02125 Ом.
Находим ток короткого замыкания Iк.з. по формуле (4.8).
Iк.з=Uф((rпр+rдв+rн)²+x²дв)12 (4.8)
Iк.з.=220((021+039+07)²+0189²)12=6179 А.
Сравниваем Iк.з. с Iн.вст.:
79 : 80 77 раз т.е. условие Iк.з.Iп.вст. > 4 соблюдается и следовательно действие зануления обеспечено.
Для отвода зарядов статического электричества образующихся на оборудовании в процессе производства осуществляются различные мероприятия (таблица4.1).
Для защиты здания предусматривается система молниезащиты.
Исключению производственного травматизма способствует также и рациональное размещение оборудования в цехе. Расположение оборудования обеспечивает безопасность удобство его обслуживания и ремонта.
Оборудование содержащее ЛВЖ и ГЖ вынесено на открытые площадки и расположено на этажерках выполненных из железобетона.
При установке оборудования предусматриваются следующие факторы:
а) основные проходы шириной 25м в местах постоянного пребывания работающих а также по фронту обслуживания пультов управления;
б) проходы шириной 2м по фронту обслуживания машин (насосов воздуходувок) и аппаратов имеющих местные контрольно-измерительные приборы (бисерные машины смесители диссольверы);
в) проходы между насосами а также для осмотра и периодической проверки и регулировки аппаратов и приборов шириной около 1м;
г) проходы между компрессорами шириной 15м;
д) ремонтные площадки достаточные для разборки и чистки аппаратов и их частей.
Центральные и основные проходы – прямолинейные и свободные от оборудования. Для доступа к обслуживаемому оборудованию которое расположено на высоте более 18м предусмотрены стационарные лестницы и площадки с ограждениями. Лестницы имеют перила высотой 1м и шаг ступеней – 025м а ширина ступени - 015м. Уклон лестниц – 40°–45°[31].
Помещения управления производством (помещения КИП) находятся во вставках с подсобно-вспомогательными помещениями. Помещения КИП соответствуют следующим требованиям [28]:
а) они имеют самостоятельные выходы на лестничную клетку связь с производственными помещениями которая осуществляется через тамбур-шлюз с гарантированной подачей в него воздух;
б) имеют гарантированный подпор воздуха от постоянно действующих вентиляционных систем;
в) изолированы от смежных производственных и складских помещений.
В таблице 4.3 согласно СанПин 9-80-98 [32] приведены параметры микроклимата.
Таблица 4.3 – Параметры микроклимата
Наименование отделения
Температура воздуха °С
Относительная влажность воздуха%
Скорость движения воздуха мc
Наиболее опасные места производства меры обеспечения взрывопожаробезопасности производства и оптимальные условия труда приведены в таблице 4.4.[28].
Для исключения возможности возникновения пожаров взрывов ожогов механических и электрических травм обязательно соблюдение норм технологического режима правил норм и инструкций по ТБ ПБ ПС рабочих инструкций.
Для обеспечения безопасных условий труда при осуществлении технологического процесса предусмотрены следующие технические мероприятия:
– процесс максимально автоматизирован что позволяет наиболее эффективно контролировать и регулировать технологические параметры чем достигается снижение сбоев и аварий а также уменьшается время пребывания рабочих непосредственно в зоне возможного выброса вредных веществ;
– для защиты от статического электричества предусматривается заземление.
Наливные стояки эстакад для заполнения жд цистерн автоцистерн емкостей заземлены с помощью струбцины под болт. Резиновые шланги обвиты медной проволокой диаметром не менее 2 мм или медным тросиком сечением не менее 4 мм с шагом витка не более 100 мм. Один конец проволоки (тросика) соединяется гайкой (или под болт) с металлическими заземленными частями продуктопроводов а другой под болт с наконечником шланга;
– все технологические операции работы по зачистке оборудования и ремонтные работы связанные с опасностью выделения продуктов производства производятся только при работающей приточной и вытяжной вентиляции. Остановка даже одной какой-либо вентиляционной системы создает угрозу аварийной ситуации и необходимо принять все меры для включения и работу этой вентсистемы.
– огневые работы разрешается проводить только в дневное время по специально оформленному наряду-допуску в присутствии ответственного ИТР цеха. В вечернее ночное время а также в выходные дни огневые работы могут проводиться только в аварийных случаях под личным наблюдением начальника цеха. К огневым работам относятся газо- и электросварка бензо- керосинорезка паяльные работы долбежные работы механическая обработка металла с выделением искр и т.п.
– канализационные колодцы плотно закрыты крышками. При отсутствии крышек выставляются ограждения и знаки безопасности. На сети канализации устанавливают исправные гидрозатворы с вытяжкой на всех выпусках химически загрязненной канализации от аппаратов;
– для доступа к оборудованию расположенному на высоте свыше 18 м установлены стационарные лестницы (перила высотой не менее 09 м ширина ступеней не менее 09 м шаг ступеней не более 025 м ширина не менее 012 м уклон не более 45).
Таблица 4.4 – Перечень наиболее опасных мест производства
Наименование мест особой опасности (помещений оборудования установок трубопроводов)
Предельные значения параметров отклонения от которых может привести к опасной ситуации
Технические средства противоаварийной защиты организационны и профилактические меры
Диспергирование пигментной суспензии
Превышение температур пигментной суспензии более 45°С
Возможность образования взрывоопасной концентрации паров.
Постоянный контроль за охлаждением бисерных мельниц.
Превышение температур пигментной суспензии более 45°С.
Возможность образования статического электричества
Закачка ЛВЖ по стен-кам аппаратов (не свободно падающей струей) контроль заземления.
Возможность образования взрывоопасной концентрации паров растворителей.
Соединение баков-хранилищ весовых мерников с атмосферой через подушку
– все трубопроводы и аппараты с обогревом имеют теплоизоляцию. Теплоизоляция необходима для поверхностей находящихся в пределах рабочей зоны и имеющих высокую (более 45ºС) температуру. В случае ее нарушения немедленно принимаются меры к восстановлению теплоизоляции во избежание термических ожогов[28].
1.3 Инженерные решения по обеспечению санитарно-гигиенических условий труда
К санитарно-гигиеническим условиям труда относятся все элементы производственной среды в которой протекает трудовой процесс т. е. освещение чистота воздуха микроклимат шум обеспеченность канализацией отоплением водой бытовыми помещениями личная гигиена.
Освещение. Рациональное освещение помещений и рабочих мест один из важнейших элементов благоприятных условий труда. При правильном освещении повышается производительность труда улучшаются условия безопасности снижается утомляемость.Для проведения большинства видов работ наиболее рациональным является естественный дневной свет так как он обладает в отличие от искусственного биологической активностью т.е. способен активизировать биохимические процессы в организме человека тонизировать его. Искусственное освещение предусматривается в помещениях в которых недостаточно естественного света или для освещения помещения в часы суток когда естественная освещенность отсутствует[31].
В цехе по производству эмали ХС-759 имеется естественная и искусственная системы освещения. Система естественного освещения – боковая двухсторонняя. При работе в вечернее время суток естественного освещения не хватает для обеспечения нормальной освещенности поэтому согласно требованиям СНБ 2.04.05-98 предусмотрено искусственное освещение [28].
Отопление. Отопление проектируется для обеспечения в помещениях расчетной температуры воздуха которая принимается в зависимости от периода года. Для холодного периода года расчет отопления производится с учетом обеспечения минимальной из допустимых температур. Система отопления – это комплекс конструктивных элементов предназначенных для получения переноса и подачи необходимого расчетного количества теплоты в обогреваемые помещения [31].
Так как цех по производству эмали ХС-759 относится к категории А то предусмотрены системы воздушного отопления работающие на наружном воздухе без рециркуляции.
Установлено устройство воздушных или воздушно-тепловых завес у ворот открывающихся чаще 5 раз и не менее чем на 40 минут в смену у технологических проемов в отапливаемых помещениях в тамбурах и шлюзах вспомогательных зданий. температура воздуха подаваемого воздушно-тепловых завесами не выше 50 °С для наружных дверей и 70 °С для ворот и технологических приемов а скорость выхода из щелей или отверстий воздушных и воздушно-тепловых завес – не более 5 мс для наружных дверей в общественных и вспомогательных зданиях [28].
Вентиляция. Вентиляция – это комплекс взаимосвязанных устройств и процессов для создания требуемого воздухообмена в помещениях. Основной задачей вентиляции является удаление из рабочей зоны загрязненного увлажненного или перегретого воздуха и подача взамен его воздуха соответствующего качества иными словами организация воздухообмена в помещении [31].
Для обеспечения нужной чистоты воздуха в цехе предусмотрена механическая естественная и смешанная вентиляция.
Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция помещений без естественного проветривания предусматривает четыре приточные и четыре вытяжные вентиляционные установки обеспечивающие при выключении одной (двух) из них производительность не менее 50 % требуемого воздухообмена.
В помещениях загрузки сырья устроены местные отсосы воздух из которых подвергается очистке в соответствии с требованиями санитарных норм. Также цех оборудован газосигнализаторам оповещающими обслуживающий персонал при помощи световой сигнализации о превышении установленных предельно допустимых концентраций вредных и взрывоопасных паров жидкостей газов и пыли. В целях охраны воздушного бассейна вентиляционная вытяжная установка ВУ-2 оборудована пылеочистным устройством циклоном с обратным клапаном который улавливает пыль пигментов из аспирационного воздуха в период загрузки технологического оборудования сыпучим сырьем. Вентиляционные выбросы очищаются от вредных примесей до необходимых значений .
Водоснабжение. Основной технологический процесс производства эмали ХС-759 потребляет большое количество воды. Имеется две системы водоснабжения:
Водопровод для подачи воды на технологические нужды;
Хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод.
Забор воды на технологические нужды осуществляется из реки Лидейки по течению выше города для хозяйственно-питьевой и противопожарной систем – из артезианской скважины.
Водоотведение и очистка сточных вод. В результате производственно-хозяйственной деятельности цеха образуются следующие виды сточных вод:
Производственные сточные воды (охлаждение и нагрев теплообменной аппаратуры);
Производственные загрязнённые сточные воды (раствор от замывки аппаратуры содержащая растворители);
Хозяйственно-бытовые стоки.
К первой группе относится вода используемая для охлаждения смесителей обогреваемых трубопроводов. Очистка производится на заводских очистных сооружениях а затем вода снова направляется в производственный цикл.
Ко второй группе относится вода используемая для замывки реакторов смесителей полов в производственных помещениях. Отправляется на цеховую станцию сжигания.
Хозяйственно-бытовые стоки направляются в общегородскую систему канализации.
Индивидуальная защита и личная гигиена. Для предотвращения несчастных случаев заболеваний и отравлений связанных с производством весь обслуживающий персонал цеха обеспечивается средствами индивидуальной защиты.
Все работники цехов обеспечиваются спецодеждой спецобувью и специальными средствами защиты.
Если спецодежда или обувь вышли из строя раньше срока носки то такая одежда подлежит замене по акту.
Спецодежду необходимо периодически сдавать в стирку. Стирка и ремонт спецодежды производится в прачечной завода.
Работа без положенной спецодежды и спецобуви запрещается.
Хранение – только на заводе в специально отведенных для каждого работающего шкафчиках в развешанном состоянии. Вынос с территории завода запрещается. По мере загрязнения (не реже 1 раза в 2 недели) должна сдаваться через кладовщика цеха в стирку [28].
Всем работникам цеха с целью нейтрализации вредных для организма веществ выдается молоко.
Характеристика средств индивидуальной защиты работников правила их содержания и использования приведены в таблице 4.5 [33].
Таблица 4.5 – Средства индивидуальной защиты правила их использования и содержания
Средства индивидуальной защиты
Наименование и номер НТД
Периодичность стирки химчистки
Куртки хлопчатобумажные на утеплённой подкладке
Рукавицы комбинированные
Фартук брезентовый с нагрудником
При работе с вредными веществами следует соблюдать правила личной гигиены не допускать попадания вредных веществ внутрь организма на кожу и слизистые оболочки.
Кроме того следует принимать пищу в специально отведенных для этих целей местах перед приемом пищи тщательно мыть руки теплой водой с мылом после работы принимать душ .
1.4 Бытовые здания и помещения промышленных предприятий
В цехе есть комплекс общих бытовых помещений и устройств (гардеробные умывальные душевые уборные комнаты отдыха курительные и т.д.).
Среднесписочное число рабочих – 60 человека. Из них женщин 25 а мужчин 35 соответственно. Максимальное число работающих ( первая смена ) 20 человек мужчин 12 и женщин 8.
Рассчитаем количество вспомогательно-бытовых помещений. В составе общих и специальных бытовых помещений предусматриваем: раздельные гардеробные для уличной домашней и рабочей одежды душевые кладовые чистой и рабочей одежды уборные умывальные.
Согласно ТКП 45-3.02-209-2010 для производственных процессов группы 3б необходима одна душевая сетка на 3 мужчины и одна на 3 женщины. Таким образом количество душевых сеток для мужчин 4 и для женщин 3 соответственно [28].
Кроме того в гардеробных должно быть установлено не менее чем по одному умывальнику на 10 человек: 2 умывальника в мужской гардеробной и 1 умывальник в женской. Число кабин в уборных определяется из расчета: 1кабина на 18 мужчин и 1 кабина на 12 женщин. Также в каждой уборной устанавливается по одному умывальнику [34].
Результаты расчета бытовых и вспомогательных помещений сведем в таблицу 4.6.Вспомогательные помещения размещены в одном здании в местах с наименьшим воздействием шума вибрации а также других вредных факторов. Вспомогательные помещения сообщаются с производственными через коридоры лестничные клетки и тамбур-шлюзы. Они отделены от производственных помещений несгораемыми стенами.
Таблица 4.6 – Расчет бытовых помещений
Наименование бытовых помещений
Норма по ТКП 45-3.02-209-2010
Потребность в оборудовании
1.5 Технические решения обеспечивающие взрыво- и пожаробезопасность помещения
Предотвращение пожаров в производстве эмали ХС-759 достигается исключением образования горючей среды и образования в ней источника зажигания.
Для исключения образования горючей среды используются следующие мероприятия:
Регламентация допустимых концентраций горючих газов паров. Контроль за соблюдением регламентированных концентраций;
Применение герметичного оборудования;
Применение рабочей и аварийной вентиляции;
Ограничение массы горючих веществ и безопасный способ их хранения;
Оптимальная механизация и автоматизация производственных процессов.
Предотвращение образования источников зажигания в горючей среде достигается:
Регламентацией исполнения применения и режима эксплуатации машин механизмов и другого оборудования которые могут являться источниками зажигания горюче среды.
Регламентация огневых работ;
Соблюдение требований искробезопасности;
Устройство молниезащиты зданий сооружений и оборудования.
Применение быстродействующих средств защитного отключения возможных источников зажигания и инициирования взрыва.
Регламентация максимально допустимой температуры нагрева.
Так как здание цеха относится к взрывопожароопасной категории А и представляет собой трехэтажное здание его степень огнестойкости равна II конструктивные характеристики следующие: здание с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов бетона или железобетона с применением листовых или плитных негорючих материалов.
Противопожарные перекрытия в цехе по производству эмали ХС-759 спроектированы таким образом чтобы общая площадь проёмов в них не превышала в них 25% всей площади перекрытий. Противопожарные двери и ворота в них имеют приспособления для самозакрывания и уплотнения в притворах окна не открываются.
Здание цеха имеет высоту более 10 м поэтому предусмотрены стальные наружные пожарные лестницы под углом не более 80º шириной 07 м с площадками не реже чем через 9 м по высоте и с поручнями [28].
В цехе предусмотрены система пожаротушения которая представлена в таблице 4.7
Таблица 4.7 – Технологические средства противопожарной защиты [28]
Наименование производственного помещения
Наличие первичных средств пожаротушения (вид количество)
– пожарный комплект №5 (песок полотнище лопата)
– пожарные краны (№1 2 3 4)
– пожарный комплект №5
(песок полотнище лопата)
– пожарные краны (№5 6)
– пожарный комплект №5 (песок полотнище лопата)
– пожарные краны (№9 10 11 12 13)
– пожарные комплекты №10 11 12 13 14 (песок полотнище лопата)
– пожарные краны (3 14 15)
Отделение баков-хранилищ
– пожарные краны (№16 17 18 19 20)
– пожарные комплекты №171819 (песок полотнище лопата)
– спринклерная система по всему участку;
– на всех путях эвакуации имеются пожарные извещатели;
– наличие систем подавления взрыва и пожара внутри оборудования: огнепреградители продувка смесителей инертным газом;
– наличие средств защиты оборудования от разрушения распространения пламени: пандусы бортики против растекания ЛВЖ и ГЖ;
– меры по исключению источника воспламенения паров ЛВЖ горючих газов: газоанализаторы заземление оборудования заземление трубопроводов от заноса потенциалов [28].
2 Мероприятия по безопасности жизнедеятельности
Безопасность жизнедеятельности в Республике Беларусь регулируется законом «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». Этот закон регулирует отношения в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера являющиеся в современных условиях важнейшей частью обеспечения безопасности. Данный закон определяет общие организационно-правовые нормы в области защиты граждан Республики Беларусь иностранных граждан и лиц без гражданства находящихся на территории Республики Беларусь всего земельного водного воздушного пространства в пределах Республики Беларусь или ее части объектов производственного и социального назначения а также окружающей среды от чрезвычайных ситуаций природного и технологического характера.
Чрезвычайная ситуация – обстановка сложившаяся на определенной территории в результате промышленной аварии иной опасной ситуации техногенного характера катастрофы опасного природного явления стихийного или иного бедствия которые повлекли или могут повлечь за собой человеческие жертвы причинение вреда здоровью людей или окружающей среде значительный материальный ущерб и нарушение условий жизнедеятельности людей;
Предупреждение чрезвычайных ситуаций – комплекс мероприятий проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения чрезвычайных ситуаций а также на сохранение здоровья людей снижение размеров вреда причиненного окружающей среде и материального ущерба в случае их возникновения. Предупреждение социально-политических межнациональных конфликтов и массовых беспорядков и меры по их урегулированию в сферу действия настоящего Закона не входят;
Под источником чрезвычайной ситуации понимают опасное природное явление или процесс аварию или опасное техногенное происшествие широко распространённое заболевание людей животных и растений а также применение современных средств поражения в результате чего произошла или может возникнуть чрезвычайная ситуация.
Зона чрезвычайной ситуации – территория на которой возникла чрезвычайная ситуация;
Ликвидация чрезвычайных ситуаций – аварийно-спасательные и другие неотложные работы проводимые при возникновении чрезвычайных ситуаций и направленные на спасение жизни и сохранение здоровья людей снижение размеров вреда причиненного окружающей среде и материального ущерба а также на локализацию зон чрезвычайных ситуаций;
Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций – своевременное определение вероятности угроз возникновения чрезвычайных ситуаций с отражением их возникновения и развития на основе анализа возможных причин и источников их возникновения в прошлом и настоящем [35].
2.1 Анализ потенциальных источников возникновения чрезвычайных ситуаций
) взрыв резервуаров с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями;
) утечка газа и взрыв;
) загорание технологического оборудования;
) выброс продукта в результате разрыва фланцевых соединений
) загорание и взрыв железодорожных цистерн;
) образование взрывоопасных концентраций.
При производстве эмали ХС-759 наиболее опасными объектами являются смесителя и баки-хранилища.
В технологическом процессе задействованы в качестве сырья и вспомогательных материалов следующие взрывоопасные и токсичные вещества: ацетон 2-бутилацетат толуол циклогексанон. Характеристика перечисленных веществ по токсичности пожаро- и взрывоопасности приведена в подразделе 4.1.
Основными причинами которые могут повлечь за собой аварии несчастные случаи и травмирование обслуживающего персонала являются:
– нарушение технологического режима;
– пропуск органического продукта через фланцевые соединения аппаратов и трубопроводов;
– повреждение заземления трубопроводов аппаратов и электродвигателей
– прекращение подачи электроэнергии оборотной воды воздуха КИПиА на установку;
– размораживание участков трубопроводов в зимнее время года;
– несоблюдение правил пожарной безопасности и требований техники без-опасности;
– некачественная подготовка оборудования к ремонту;
– низкий уровень профессиональной подготовки обслуживающего персонала.
Во избежание несчастных случаев при обращении с опасными веществами обслуживающий персонал должен знать свойства веществ используемых и получаемых в производстве и при работе с ними использовать средства индивидуальной защиты.
При производстве эмали ХС-759 наиболее опасными объектами являются смесителя и баки-хранилища. Перечень основного технологического оборудования в котором обращаются опасные вещества представлен в таблице 4.7 [28].
Таблица 4.7 – Перечень основного технологического оборудования в котором обращаются опасные вещества
Наименованиеоборудования
Техническая характеристика
Изготовление пигментной суспензии
Вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 32 м3 с зубчато-дисковой мешалкой. Электродвигатель привода ВАО-71-4 исполнения ВЗГ. Частота вращения мешалки 980 мин -1
Постановка эмали на «тип»
Вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 8м3 с рамной мешалкой. Частота вращения мешалки 48 мин-1. Электродвигатель DORP-9344 N=12.5 кВт n=1500 мин. Редуктор РУК-450 i=31.5. Исполнение В-ЗГ. Габариты: 2570x2570x5120 мм
Изготовление основы сополимера VUHH
Вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 5м3 с рамной мешалкой. Частота вращения мешалки 48 мин -1. Электродвигатель PZRP-1604-4. N=15 кВт; n= 1500 мин. Редуктор
РУК-450 i=31.5. Исполнение В-ЗГ.Габариты: 2100x2100x4970 мм
Хранение основы сополимера (12% и 329 %)
Вертикальный цилиндрический аппарат с плоским днищем вместимостью 5 м3. Снабжен уровнемером.
В процессе эксплуатации технологического оборудования в результате повреждения трубопроводов аппаратов оборудования отказа в работе приборов КИП и А колебания напряжения или отключения электроэнергии нарушения техники безопасности могут возникнуть аварийные ситуации в результате которых возможна аварийная обстановка в цехе: загазованность замыкание на нетоковедущие части оборудования пожар взрыв [36].
2.2 Прогнозная оценка масштабов химического загрязнения объекта и прилегающей к нему территории при возникновении ЧС
Проведём прогнозирование масштабов зон загрязнения в случае аварии.
Методика распространяется на случай выброса сильнодействующих ядовитых веществ (далее СДЯВ) в атмосферу в газообразном парообразном и аэрозольном виде.
Масштабы загрязнения СДЯВ в зависимости от физических свойств и агрегатного состояния рассчитываются для первичного и вторичного облаков. При аварии на дороге возможен выброс хлора содержащемся в количестве 25 тонн метеоусловия: конвекция скорость ветра 1мс температура воздуха 20ºС время нахождения людей в зоне загрязнения и продолжительность сохранения неизменными метеорологических условий составляет 1 час.
Под прогнозированием масштабов загрязнения СДЯВ подразумевается определение глубины и площади зоны загрязнения СДЯВ.
2.2.1 Прогнозирование глубины зоны загрязнения СДЯВ
Рассчитаем эквивалентное количество вещества в первичном облаке (QЭ1т) по формуле [37] (4.9):
Qэ1=К1К3К7К5Q0 (4.9)
где К1 – коэффициент зависящий от условий хранения СДЯВ (К1=018 );
К3 – коэффициент равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозы хлора (К3=1);
К5 – коэффициент который учитывает ступень вертикальной устойчивости атмосферы; (для конвекции принимается равным 008);
К7 – коэффициент который учитывает влияние температуры воздуха (для сжатых газов К7=1);
Q0 – количество выброшенного при аварии вещества т. Q0=25 тонн.
Qэ1=0181100825=036 т.
Рассчитаем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке (Qэ2 т) по формуле [37] (4.10)
Qэ2= (1–К1)·К2·К3·К4·К5·К6·К7·(Q0hd) (4.10)
где К2 – коэффициент зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (К2=0052);
К4 – коэффициент который учитывает скорость ветра (К4=1);
К6 – коэффициент зависящий от времени N прошедшего после начала аварии.
Значение коэффициента К6 определяется после расчета продолжительности Т (ч) испарения вещества [37]:
при Т1ч К6 принимается для 1ч;
d – плотность тм3(d=1.558 тм3);
h – толщина слоя СДЯВ м.
Продолжительность поражающего действия СДЯВ определяется временем его выпаривания с площади разлива.
Время выпаривания Т (ч) СДЯВ с площади разлива определяется по формуле [37] (4.12):
Т=(hd)(K2K4K7) (4.12)
Т=(0051558)(005211)=15 ч.
Так как выполняется условие N≤Т то
Qэ2=(1–018)·0052·1·1·008·1·1·(250051558) =107 т.
Найдём глубину зоны загрязнения первичного облака Г1 км. Глубина зоны загрязнения для 01 т составляет 125 км а для 05 т – 316 км.
Интерполированием находим зону загрязнения для 036 т [37].
Г1=125+(036-01)=25 км.
Аналогично для 107 т находим глубину загрязнения для вторичного облака хлора Г2:
Г2=475+·(107-1)=49 км.
Полная глубина зоны заражения Г (км) обусловленная воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ определяется по формуле [37] (4.13):
где Г1 – наибольший Г2 – наименьший из величин Г1 и Г2.
Полученное значение сравнивается с максимально возможным значением глубины переноса воздушных масс Гп.[37]:
где N – время от начала аварии ч (N=1 ч);
V – скорость переноса переднего фронта заражённого воздуха при заданной скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха кмч (V=5кмч).
За конечную расчётную глубину зоны заражения принимаем меньшее из двух сравниваемых значений Г и Гп. Расчётная глубина зоны заражения равна 615км.
Таким образом облако загрязнённого воздуха через 1 час после аварии может представлять угрозу для рабочих и служащих химически опасного объекта а также населению города которое проживает на расстоянии 6150 м.
2.2.2. Определение площади зоны загрязнения СДЯВ
Для первичного облака площадь зоны возможного заражения Sв то есть площадь территории в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако СДЯВ определяется по формуле [37] (4.15):
Sв=87210-3Г2φ (4.15)
где Sв – площадь зоны возможного заражения СДЯВ км2;
Г – глубина зоны возможного заражения км;
φ – угловые размеры зоны возможного заражения º (при скорости ветра 1 мс φ=180º).
Sв=87210-36152180=594 км2.
Площадь зоны фактического заражения Sф а именно площадь территории заражённой СДЯВ в опасном для жизни количестве рассчитывается по формуле [37] (4.16):
где К8 – коэффициент который зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха (при иконвекции К8=0235);
N – время прошедшее с начала аварии ч.
Sф=02356152102=89 км2.
2.3 Количественная оценка взрывоопасности производственных помещений и оборудования
Анализ производственного процесса показывает что основное количество опасных веществ обращается в зоне расположения смесителей и баков-хранилищ. Это приведет к тому что в случае аварии и взрыва непосредственно в зоне технологического оборудования будет иметь место разрушение производственных зданий и сооружений. При этом поражение в таких случаях может получить в основном производственный персонал т.к. последствия ЧС носят локальный характер [38].
Проведем количественную оценку взрывоопасности в отделении смесителей. При взрыве возможно разрушение находящихся рядом конструкций технологического оборудования. При взрыве возникает очаг взрыва в котором принято выделять три круговые зоны:
зона детонационная волна в пределах облака взрыва;
зона воздействие продуктов взрыва;
зона действие воздушной ударной волны.
Первая зона – детонационной волны в пределах облака взрыва.
Радиус зоны высчитывают по формуле (4.17):
r = 175 (Q)13 (4.17)
где Q – количество опасных углеводородных газов т.
r = 175 (48279)13 = 2958 м
Избыточное давление в фронте детонационной волны (Р1) принимается постоянным равным 1700 кПа.
Вторая зона – воздействия продуктов взрыва охватывает всю площадь разлета продуктов вследствие ее детонации. Радиус действия второй зоны (r2) можно определить по формуле (4.18):
Во второй зоне избыточное давление (Р2) изменяется от 1350 до 300 кПа.
Третья зона – действия воздушной ударной волны. В этой зоне формируется фронт ударной волны которая распространяется по поверхности земли.
Величина избыточного давления (Р3) в фронте определяется в зависимости от центра взрыва:
Рф=300кПа соответствует r3=80м;
Рф=200кПа соответствует r3=100м;
Рф=100кПа соответствует r3=120м;
Рф=50кПа соответствует r3=150м;
Рф=30кПа соответствует r3=170м;
Рф=20кПа соответствует r3=250м;
Рф=10кПа соответствует r3=330м;
Рф = 5 кПа соответствует r3 = 420м;
Рф = 3 кПа соответствует r3 = 510м;
Рф = 1 кПа соответствует r3 = 620м.
В результате взрыва возможны особо тяжелые разрушения до 120 м тяжелой степени тяжести в радиусе – 120–150 м средней степени тяжести в радиусе 150-170 м легкой степени тяжести в радиусе 170–330 м.
Число жертв при внезапном взрыве найдем по формуле (4.19):
n = Sпор Lc Sобщ (4.19)
где Sпор – площадь объекта подвергнувшегося разрушению (576 м2)
Lc – численность работающих в цеху (23 чел.)
Sобщ – общая площадь объекта (16 128 м2).
n = 576 23 16 128 1 человек.
2.4 Расчет инженерной защиты персонала цеха (объекта) при ЧС. Оценка защитных свойств имеющихся убежищ (противорадиационных укрытий)
Комплекс мероприятий обеспечивающих безопасность жизнедеятельности работников предприятия а так же населения включает в себя [35]:
– оповещение о чрезвычайных ситуациях. В случае угрозы или возникновения ЧС органы МЧС осуществляют оповещение – передачу речевой информации с использованием радио телевизионного вещания и локальных средств. С целью привлечения внимания населения перед передачей речевой информации включаются сирены что означает передачу предупредительного сигнала «внимание всем». Ответственность за организацию оповещения возложена на штабы ГО;
– укрытие рабочей смены в случае чрезвычайной ситуации в защитном сооружении. Защитные сооружения делятся на две категории: убежища защищающие от всех средств массового поражения и противорадиационные укрытия защищающие от ионизирующего излучения возникающего при радиоактивном заражении местности. Приспосабливают под защитные сооружения гаражи горные выработки и так далее.
Для укрытия персонала цеха №10 от ЧС используются бытовые помещения. Площадь основного помещения – 20 м2 вспомогательных – 12 м2толщина стен укрытия – 60 см (бетон).
Вместимость укрытий M (чел) рассчитываем по формуле (4.20) [35]:
где Sn – площадь основного помещения для людей в укрытиях м2;
Si – норма площади основного помещения для одного человека м2.
Проверим соответствие объема помещенияV1 м3 в зоне герметизации установленной норме на одного человека в каждом помещении (не менее чем 15 м3 на человека) по формуле (4.21):
где V1 –объем помещения приходящийся на одного человека м3;
S0 – площадь всех помещений м2;
h – высота помещения м.
Косл.= 1526056= 2495
Для обеспечения жизнедеятельности в каждом укрытии установлен комплект ФВА-49. Его производительность в режиме вентиляции 450 м3ч а в режиме фильтровентиляции составляет 100 м3ч.
Количество людей Nвозд. (чел) которое будет обеспечено очищенным воздухом определяем по формуле (4.22):
где W0 – общая производительность системы воздухообеспечения м3ч ;
Wн – норма подачи воздуха на одного человека в час: в I режиме – 8 м3час на человека а в режиме II – 2 м3ч на человека.
Для I режима: Nвозд = 4508 = 56 чел
Для II режима: Nвозд = 1002 =50 чел
Таким образом комплект ФВА–49 обеспечивает очищенным воздухом всех людей находящихся в укрытии.
Количество людей Nвод. (чел которые будут обеспечены водой определяется по формуле (4.23):
Nвод = Wвод WнС (4.23)
где Wвод – общий запас воды в укрытии л;
Wн – норма обеспечения водой одного человека в сутки (3 литра в сутки);
С – заданный срок нахождения людей в укрытии суток.
Nвозд = 400(33) = 44 чел
Водой обеспечены все люди находящиеся в укрытии.
Определим количество необходимой сантехники находящейся в укрытии исходя из следующих норм: один писсуар и унитаз на 150 мужчин один унитаз на 75 женщин умывальник из расчета на 200 человек однако не менее как один на санузел. В помещении санузла должно находиться аварийная емкость для сбора сточных вод.
Количество людей Nсточ (чел) которым хватит емкости для сбора сточных вод рассчитывается по формуле (4.24):
Nсточ= Wсточ WнС (4.24)
где Wсточ – общая вместимость санитарно–технических систем л;
Wн – норма сточных вод на одного человека в сутки (2лсут);
С – заданый срок нахождения людей в укрытии суток.
Nсточ = 300 2 3 = 50.
Всем людям находящимся в укрытии хватит емкостей для сбора сточных вод.
Таким образом в случае ЧС весь персонал (30 человек) будет обеспечен всем необходимым в течение 3 суток.
2.5 Мероприятия направленные на предотвращение потерь персонала от возникновения ЧС
– укрытие людей в приспособленных под нужды защиты населения помещениях производственных общественных и жилых зданиях а также в специальных защитных сооружениях;
– эвакуация из зон ЧС;
– использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) органов дыхания и кожных покровов;
– проведение мероприятий медицинской защиты;
– проведение аварийно-спасательных и др. неотложных работ в зонах ЧС.
Одним из методов предотвращения человеческих жертв при наличии ЧС является своевременное оповещение о ней.
Оповещение на объекте осуществляется через дежурного диспетчера несущего круглосуточное дежурство. С получением сообщения об угрозе чрезвычайной ситуации дежурный диспетчер немедленно докладывает об этом директору Общества который принимает решение об объемах и сроках приведения в готовность органов управления и сил ГСЧС. Получив необходимые указания дежурный диспетчер осуществляет оповещение руководящего состава органы управления по чрезвычайным ситуациям силы ГСЧС рабочих и служащих по схеме оповещения согласно инструкции (по телефонам посыльным в дневное и ночное время). Общее время на оповещение – 1 ч.
Укрытие персонала проводится в цокольных или подвальных помещениях непосредственно во время действия поражающих факторов источников ЧС а также при угрозе их возникновения.
Средства индивидуальной защиты органов дыхания и кожи в системе защитных мероприятий в зонах ЧС предотвращают сверхнормативное воздействие на людей опасных и вредных аэрозолей газов и паров попавших в окружающую среду при разрушении оборудования и коммуникационных сообщений соответствующих объектов а также снижают нежелательные эффекты действия на человека светового теплового и ионизирующего излучений.
В качестве СИЗ органов дыхания используются противогазы (изолирующие: ИП-4 ИП-5 фильтрующие: ГП-5 ГП-5М ГП-7 с промышленными коробками: А В КД БКФ ПШ) респираторы (Р-2) и простейшие средства (противопыльные тканевые маски и повязки).
В качестве СИЗ кожи используются: защитная фильтрующая одежда чулки защитные защитный плащ комбинезоны экранные.
Мероприятия медицинской защиты персонала установки при ЧС проводится с целью предотвращения или снижения тяжести поражения при воздействии поражающих факторов возникающих при авариях и катастрофах. К медицинским средствам защиты относятся: аптечка индивидуальная (АИ-2) индивидуальный противохимический пакет (ИПП-8) пакет перевязочный медицинский сумка санитарная носилки санитарные препарат П-6 комплект вложений в санитарную сумку.
Спасательные работы в зоне ЧС включают разведку маршрутов движения формирований гражданской обороны (ГО) и участков работ:
– локализацию и тушение пожаров;
– розыски пораженных и извлечение их из завалов поврежденных и горящих зданий;
– вскрытие разрушенных поврежденных защитных сооружений (ЗС) и спасение людей;
– подачу воздуха в поврежденные и заваленные ЗС;
– оказание первой медицинской помощи пораженным и эвакуацию их в лечебные учреждения;
– вывод (вывоз) персонала из зон ЧС;
– санитарную обработку персонала дегазацию дезактивацию дезинфекцию территории техники и одежды.
Другие неотложные работы:
– прокладку колонных путей и устройства проездов в завалах и зараженных участках;
– локализацию аварий на газовых водопроводных канализационных технологических сетях;
– укрепление или обрушение конструкций зданий и сооружений угрожающих обвалом;
К приборам химической разведки относятся: ВПХР ГМУ-2.
К приборам радиационной разведки и дозиметрического контроля относятся: ДП-5 ДП-3Б ДП-64 ДП-24 ДП-22В ИД-1 «Сосна».
К средствам защиты и дезактивации относятся: ДК-4 ИДК-1 ИДПС-69.
Проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ (АС и ДНР) осуществляется нештатными формированиями ГО промышленного объекта непрерывно днем и ночью в любую погоду до полного их завершения.
Своевременное и качественное проведение мероприятий по безопасности жизнедеятельности повышает устойчивость работы технологического процесса первичной перегонки нефти снижает воздействие поражающих факторов или возможных ЧС природного и техногенного характера.

5 Мероприятия по охране окружающей среды.docx

5 Мероприятия по охране окружающей среды
Производство лакокрасочных материалов занимает особое место среди прочих химических производств. Существенное отличие лакокрасочных материалов от других полимерных материалов – содержание растворителей в товарной форме что неизбежно приводит к их эмиссии при окраске изделий.
При работе с лаками и красками связанной с выполнением производственных операций в условиях длительного контакта с входящими в состав красок вредными веществами всех четырех классов опасности важна система мероприятий по обеспечению безопасности их применения.
Анализ основных ингредиентов лакокрасочных материалов показывает что их вредное воздействие обусловлено пленкообразующими пигментами и органическими растворителями. Решить эту проблему можно расширением производства экологически полноценных водоразбавляемых и порошковых лакокрасочных материалов заменой высокотоксичных растворителей (ароматические углеводороды) на менее вредные кислородсодержащие (спирты эфиры кетоны) а также необходимо предусматривать меры и системы улавливания растворителей и очистки сточных вод.
Территория промышленной площадки предприятия ограничена:
– с северной стороны: железной дорогой Лида – Молодечно и далее лесным массивом Гослесфонда;
– с северо-восточной и восточной стороны: сельскохозяйственными угодьями;
– с юго-восточной стороны: землями СПК «Свердлова»;
– с южной стороны: территорией гаражей территорией автокомбината территорией автоколонны территорией «Горгаза» территорией базы строительного управления треста № 27;
– с юго-западной: территориями литейного завода «Лидаагропроммаш» и жи-
лой застройкой которая находится на расстоянии более 500 метров от корпусов
– с западной стороны: территорией Лидской организацией энергосетей сельскохозяйственными угодьями пашней;
– с северо-западной стороны: железной дорогой Лида – Молодечно сельхозугодьями лесным массивом Гослесфонда и далее на расстоянии более 700 метров индивидуальной одноэтажной жилой застройкой деревни Малейковщизна.
Детские учреждения зоны отдыха и жилой сектор в пределах санитарно-защитной зоны отсутствуют.
Согласно Санитарным правилам и гигиеническим нормам Республики Беларусь «Гигиенические требования к организации санитарно-защитных зон предприятия сооружений и иных объектов являющихся объектами воздействия на здоровье человека и окружающую среду» структурные подразделения природопользователя относятся к следующим классам: цех по производству фталевого ангидрида и участок по производству синтетических смол – размер нормативной санитарно-защитной зоны 1000 м; участок по производству поливинилацетатной дисперсии цех по производству лаков на конденсационных смолах цех энергоснабжения –размер нормативной санитарно-защитной зоны 300 м; участок по производству эмалей на конденсационных смолах участок лаков и эмалей на полимеризационных смолах и эмалей на конденсационных смолах участок по производству воднодисперсионных материалов и цех по очистке производственных сточных вод – размер нормативной санитарно-защитной зоны 100 м; транспортный цех –размер нормативной санитарно-защитной зоны 50 м.
В санитарно-защитной зоне предприятия размещены промплощадки других заводов (Лидский литейно-механический завод завод «Лидаагропроммаш») гаражи (на юге) окультуренные газоны и автостоянки с твердым покрытием (на западе). К северо-западу от предприятия непосредственно за железной дорогой расположена деревня Малейковщина. С северной стороны предприятие граничит с лесным массивом с восточной примыкают пустошь с молодыми лесопосадками сосны и заболоченные лесные угодья.
Данные о фоновых концентрациях загрязняющих веществ представлены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Значения величин фоновых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе города Лиды
Значение концентраций (мгм3) при направлении
Средние концентрации мгм3
Твердые части-цы суммарно
1.1 Расчет суммарного показателя загрязнения атмосферы
Расчет суммарного показателя загрязнения атмосферы Р произведем по форму-ле [39]:
где Р – показатель который учитывает кратность превышения ПДКi;
ПДКi – среднесуточная (среднегодовая) предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества мгм3.
Таблица 5.2 – Значения концентраций загрязняющих веществ [40]
Загрязняющее вещество
Класс опасности вещества
Фактическая среднесуточная концентрация загрязняющего вещества мгм3
Среднесуточная предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества мгм3
Выбираем значения ПДК и класса опасности для каждого компонента и поставляем в формулу 5.1
Р= (08·0036015)+(1·00603)+(08·00901) +(1·0012005)+(08·20283)+
+ (1·0134015)+(15·007101)+(1·0012004) = 226
Степень загрязнения атмосферного воздуха – II – является слабой. При загрязнении II-V степени ожидаемые негативные эффекты возрастают с увеличением степени загрязнения атмосферы.
1.2 Определение размеров санитарно-защитной зоны (СЗЗ) с учетом розы ветров
Предприятия и другие объекты являющиеся источниками воздействия на окружающую среду и здоровье человека необходимо отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Вредными производственными факторами которые учитываются при установлении размеров СЗЗ и их корректировке являются выбросы в атмосферу шум вибрация электромагнитные излучения и другие физические воздействия.
Для корректировки СЗЗ необходимо пересчитать нормативный размер СЗЗ используя данные о повторяемости ветра по каждому направлению (румбу) по формуле [39]:
Lk = Ln Pn 12 (5.2)
где Lk – скорректированный размер санитарно-защитной зоны для данного направления (румба) м;
Ln – установленный размер СЗЗ %.
Корректировку следует проводить для румбов повторяемость ветра по которым превышает 125%.
Lк =1000 · 14 125 = 1120 м
Таблица 5.3 – Повторяемость ветра (румба) по направлениям
Повторяемость ветра (румба) %
Скорректированный размер СЗЗ м
По результатам расчетов делаем вывод что размер СЗЗ увеличится до 1040 метров в восточном северо-западном южном направлениях; до 1120 метров в юго-восточном и юго-западном направлениях; до 1280 метров в восточном направлении. При этом в пределы санитарно-защитной зоны не попадут никакие новые объекты
2 Анализ технологических решений
Технология производства эмали ХС-759 описана в разделе 2.2 настоящей пояснительной записки. Технологическая схема процесса представлена на листе графической части диплома.
Блок-схема процесса производства эмали ХС-759 представлена на рисунке5.1
Рисунок 5.1 – Блок-схема производства эмали ХС-759
При производстве образуются газообразные выбросы твёрдые и жидкие отходы.
Газообразные выбросы – представляют собой пары растворителей выделяющиеся при изготовлении и фильтрации основы VUHH-12% и основы VUHH-329% изготовлении и диспергировании пигментной суспензии постановке эмали на «тип».
Пары растворителей при фильтрации постановке на «тип» через вентсистему без очистки выбрасываются в атмосферу. Остатки эмали на стенках смесителей смываются растворителем для замывки оборудования. Растворитель от замывки оборудования может использоваться вторично в производстве. Твердые отходы представляют собой бумажные мешки из-под сырья ветошь загрязнённая лакокрасочными материалами. Этот вид отхода утилизируется на станции сжигания №2 производства.
Отходами производства являются плёнки снимаемые с оборудования и трубопроводов при их зачистке растворители от замывки оборудования. Вода используемая для охлаждения аппаратуры является условно чистой так как она не имеет непосредственного соприкосновения с сырьём полуфабрикатами и готовой продукцией. Условно чистая вода поступает в систему водооборота. В атмосферу вместе с воздухом через вентиляционную систему выбрасываются пары растворителей.
На основании выше изложенного можно сделать вывод что твердые отходы при производстве эмали ХС-759 не являются проблемной частью охраны окружающей среды. Все образующиеся твердые отходы при производстве эмали ХС-759 идут на станцию сжигания твердых и пастообразных отходов.
Основной проблемой охраны окружающей среды при производстве эмали являются выбросы которые без очистки выбрасываются в атмосферу. Для устранения этой проблемы необходимо внедрять их очистку.
При оценке эффективности использования материальных ресурсов используется коэффициент использования сырья и материалов (Ки %). Коэффициент использования характеризует степень использования сырья и материалов в производстве продукции и определяется отношением количества полученной товарной продукции к количеству материалов затраченных на производство этой продукции. Коэффициент использования сырья и материалов рассчитывается по формуле:
Ки = Мпрод Мсыр 100% (5.3)
где Ки – коэффициент использования сырья и материалов;
Мпрод – количество полученной продукции кг (т м3)год (сутки час);
Мсыр. – количество сырьевых ресурсов затраченных на получение продукции массой Мпрод кг (т м3)год (сутки час).
Ки=( 500520) 100%=9615%
Так как коэффициент использования сырья Ки=9615% можем сделать вывод что исходное сырье и материалы используются практически полностью.
3 Охрана атмосферного воздуха от загрязнения
3.1 Выбросы в атмосферу
При производстве эмали ХС-759 происходят выбросы в виде:
– паров растворителей от диссольверов смесителей; образуются на всех стадиях производства;
– пыль (взвешенные вещества); образуется при изготовлении основы и пигментной суспензии.
Основными веществами загрязняющими атмосферу являются толуол ацетон циклогексанон и 2-бутилацетат.
Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по цеху следующее: ацетона – 12047 тгод толуола – 3269 тгод циклогексанона – 0002 тгод и 2-бутилацетата – 3172 тгод.
Рассчитаем критерий опасности вещества (КОВ) для паров толуола ацетона и 2-бутилацетата по следующей формуле:
КОВ = (MiПДКi) (5.4)
– безразмерный коэффициент учитывающий токсичность i-го вещества. Берется из таблицы 5.4.
Таблица 5.4 – Значения константы в зависимости от класса опасности веществ
КОВ = (326903)1 =109
КОВ = (12047015)09 = 5179
Для паров 2-бутилацетата:
КОВ = (317201) 09 = 2245
Для паров циклогексанона:
КОВ = (0002004)1 =005.
Так как КОВ 50 то пары 2-бутилацетата относятся к 4-й категории опасности следовательно вещества контролю не подлежат.
Так как 250>КОВ ≥50 то пары ацетона и толуола относятся к 3-й категории опасности следовательно осуществляется только внеплановый контроль.
Так как КОВ 50 то пары циклогексанона относятся к 4-й категории опасности следовательно вещества контролю не подлежат [39].
Толуол в высоких концентрациях действует наркотически. Пары толуола оказывают раздражающее действие на глаза слизистые оболочки. При остром отравлении возможны головная боль тошнота рвота расстройство равновесия нервное возбуждение потеря сознания. При хроническом отравлении толуолом характерных раздражение слизистых оболочек общие жалобы на головную боль головокружение слабость раздражительности отсутствие аппетита. Функциональные расстройства нервной системы чаще укладываются в картину неврастенического синдрома с вегетативной дисфункцией (повышение сухожильных рефлексов тремор пальцев стойкий дермографизм лабильность пульса и артериального давления); реже обнаруживается астенический синдром. При попадании на кожу вызывает сухость трещины кожи реже дерматиты. При попадании в организм толуол быстро выделяется из крови медленнее из тканей и длительно из жировых депо. Предельно допустимая концентрация толуола в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.) – 30 мгм3 (максимальная разовая) и 5 мгм3 (среднесменная); предельно допустимая максимальная разовая концентрация (ПДКм.р.) толуола в воздухе населенных мест 06 мгм3 ; предельно допустимая среднесуточная концентрация (ПДКс.с.) толуола в воздухе населенных мест 03 мгм3. Подпороговая концентрация толуола в водоеме определяемая по органолептическим показателям (запах привкус) (ППКорл) толуола равна 05 мгл; подпороговая концентрация толуола не влияющая на санитарный режим водоема т.е. на сапрофитную микрофлору биологическую потребность в кислороде и др. (ППКс.р.в.) 25 мгл; подпороговая концентрация (максимальная недействующая концентрация) толуола определяемая по санитарно-токсикологическому признаку при поступлении в организм с водой (ППКт) 200мгл; предельно допустимая концентрация толуола в воде водоема (ПДКв) 05мгл; предельно допустимая концентрация толуола в воде водоема используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКв.р.) 05мгл [40].
Ацетон – наркотик последовательно поражающий все отделы центральной нервной системы. При вдыхании в течение длительного времени накапливается в организме; токсический эффект зависит не только от концентрации но и от времени действия. Медленное выделение из организма увеличивает возможность хронического отравления. Порог восприятия запаха ацетона 00011 мгл. При воздействии паров ацетона возможно раздражение слизистых оболочек носа горла и глаз. ЛД50 (летальная доза вызывающая при введении в организм гибель 50% животных) ацетона равна 3800 мгкг; ПДКр.з. – 200 мгм3; ПДКм.р.– 035 мгм3; ПДКс.с.– 015 мгм3. ППКорл – 409 мгл; ППКт – 20 000 мгл; ПДКв.р. – 005 мгл [29].
Бутилацетат – наркотик. Пары бутилацетата раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Порог восприятия запаха 003 мгл. При воздействии на кожу вызывает ее сухость может всасываться через поврежденную кожу. ПДКр.з. – 200 мгм3; ПДКм.р. – 01 мгм3;ППКорл – 03 мгл; ППК с.р.в. – 01 мгл; ПДКв – 01мгл[29].
Циклогексанон – легковоспламеняющаяся маслянистая жидкость с характерным запахом; токсичное вещество. Применяется для органического синтеза и в качестве растворителя. При работе с циклогексанолом применяются средства индивидуальной защиты. ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мгм³.При концентрациях превышающих предельно–допустимую концентрацию циклогексанон оказывает вредное воздействие на нервную систему.Вызывает головные боли раздражение глаз носа и горла.
3.2 Расчет вклада проектируемого цеха в валовый выброс загрязняющих веществ предприятия (Ввыбр.об.)
Вклад проектируемого объекта в валовый выброс загрязняющих веществ предприятия (Ввыбр.об %) рассчитывается по формуле 5.6 [39]:
Ввыбр.об=(Моб.Мпредпр.)·100% (5.6)
где Ввыбр.об – вклад проектируемого объекта в валовый выброс загрязняющих веществ предприятия;
Моб. – масса выбрасываемых загрязняющих веществ на проектируемом объекте тгод;
Мпредпр. – масса выбрасываемых загрязняющих веществ в целом на предприятии тгод.
Ввыбр.об=(47911462207)·100%=1036%.
Из таблицы 5.4 определяем: так как вклад объекта в валовый выброс загрязняющих веществ на предприятии составляет 1036% по показателю Ввыбр.об то воздействие на атмосферный воздух умеренное.
При разработке технологии получения эмали ХС-759 необходимо также разработать мероприятия по охране окружающей среды. Так как при этом процессе преимущественно выделяются пары органических растворителей то перед выбросом в атмосферу необходима предварительная очистка загрязненного воздуха. Хорошо себя зарекомендовала адсорбционная установка с активированным углем. Этот метод рационально применять при достаточно высокой концентрации примесей в газовых выбросах (более 1гм3) и при технической возможности разделения продуктов десорбции на отдельные компоненты с целью дальнейшего их использования или при согласовании использования смеси уловленных компонентов в основном производстве без разделений.
Одним из существенных достоинств метода является то что при адсорбционной очистке практически не происходит вторичного загрязнения атмосферы веществами образующимися в процессе самой очистки как этот имеет место при термическом обезвреживании. Метод достаточно универсален и эффективен.
Основными недостатками этого метода являются большие площади застройки довольно высокие энергетические затраты применение дефицитных углей нержавеющих сталей а для отдельных веществ достаточно сложная технология выделения то есть разделение уловленных продуктов на индивидуальные компоненты.
4 Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения
В цеху имеется две системы водоснабжения:
Хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод;
Оборотная система водоснабжения.
На заводе вода хозпитьевого качества расходуется на:
– хозпитьевые нужды;
– нужды автотранспорта;
– нужды бачков периодического срабатывания и питьевых фонтанчиков;
– производственные нужды.
Хозяйственно-бытовые стоки поступают в цех № 15 по очистке промышленных сточных вод где происходят физико-химическую и биологическую очистку а затем поступают на городские очистные сооружения.
Оборотная система завода подает оборотную воду на охлаждение оборудования цехов. Принцип работы системы следующий. От цеха вода поступает на градирню. Градирня служит для охлаждения отработанных тепловых стоков на принципе соприкосновения воды с наружным воздухом. Вода отдает свое тепло более холодному воздуху и собирается в резервуаре. Для создания большей разницы температур между водой и воздухом на градирне установлены вентиляторы работающие по принципу противотока – вода падает сверху – вниз а воздух всасывается снизу – вверх.
Вода из резервуара забирается насосами и подается по напорному трубопроводу в производственно-противопожарную сеть предприятия.
Резервуары градирни оборудованы переливом в канализацию.
Сточные воды при производстве эмалей ХС-759 отсутствуют. Цех лаков эмалей грунтовок на полимеризационных смолах имеет бессточную схему производства.
Ливневые и бытовые стоки раздельно через колодцы направляются в общезаводскую систему канализации. Заводские коллекторы ливневых и промышленно-бытовых стоков контролируются экологическим центром по графику утверждённому главным инженером общества и согласованному с главным Государственным санитарным врачом Лидского района на ХПК (химическое потребление кислорода) загрязненность нефтепродуктами и т.п. В случае превышения выясняются причины и принимаются срочные меры по устранению загрязненности стоков. Общезаводские промышленно-бытовые стоки направляются на городские очистные сооружения.
Рассчитаем эквивалентное население Nэкв – такое число жителей которые вносят такое же количество загрязнений что и заданный расход производственных сточных вод.
Эквивалентное население рассчитывается по следующей формуле:
где V – средние суточные расходы производственных сточных вод м3сут; V = 960м3сут;
С – концентрация загрязняющих веществ в сточных водах гм3; С = 20 гм3;
Н – норма сброса загрязняющего вещества по БПК на 1 человека равный 65гчелсут по взвешенным веществам.
Из формулы (5.10) следует что
Nэкв = (960 20) 65 = 295 чел.
Из данного показателя видно что степень загрязненности сточных вод очень слабая то есть характер воздействия на окружающую среду по данному показателю относится к 1 степени.
5 Охрана окружающей среды от загрязнения отходами производства
В таблице 5.5 приведены характеристика и места образования отходов количество и метод их обезвреживания.
Таблица 5.5 – Характеристика твердых и жидких отходов
Наименование отхода характеристика
Направление использования метод обезвреживания
Норма образования кгсутки
Твердые отходы-сметки пигментов наполнителей бумажные мешки ветошь – образуются на всех стадиях
Собираются в контейнера и ежедневно вывозятся на станцию сжигания
Жидкие отходы-пленки отстои отработанный растворитель образующиеся при зачистке и замывке оборудования на всех стадиях технологического процесса и перед подготовкой к сдаче оборудования в ремонт.
Используются для изготовления лакокрасочных материалов из отходов производства
Патронные фильтры «Куно»
Ежедневно вывозятся на станцию сжигания
Некоторые твердые и пастообразные отходы производства грунтовки на полимеризационных смолах (зачистки от оборудования) а также отработанный растворитель (жидкие отходы производства) используются для изготовления лакокрасочных материалов из отходов производства и частично продаются сторонним организациям. Для уменьшения потерь растворителей предлагается использовать растворы от замывки смесителей в производстве краски для окрашивания объектов сельского хозяйства (животноводческие комплексы хозяйственные помещения и др.) окончательную уборку территории от розливов ЛКМ производить с помощью древесных опилок которые впоследствии утилизируются на станции сжигания [41].
5.1 Расчет вклада объекта в общее количество производственных отходов образующихся в населенном пункте (территории) (Вотх.)
Расчет вклада объекта в общее количество производственных отходов образующихся в населенном пункте (территории) (Вотх. %) производится по формуле(5.11).
Bотх = (Мотх.обMотх.нас.п.) 100% (5.11)
где Вотх вклад объекта в общее количество производственных отходов образующихся в населенном пункте (территории) %;
Мотх.об. – количество производственных отходов образующихся на проектируемом (реконструируемом) объекте тгод;
Мотх.нас.п. – количество производственных отходов образующихся в населенном пункте (территории) тгод. Мотх.нас.п=1172 тыс.т.
Мотх.об.=(00023+0003+0023) 500 = 8800 кггод = 88 тгод
Bотх = (88 1172000.) 100% = 00008 %
Вывод: воздействие объекта на почву и литосферу очень слабое [39].
6 Охрана и рациональное использование земельных ресурсов
7 Охрана растительности
Зеленые насаждения выполняют важные санитарно-гигиенические структурно-планировочные декоративно-художественные функции. Растения оказывают благотворное влияние на микроклимат увлажняют воздух и обогащают его кислородом являются эффективным средством борьбы с шумом водной и ветровой эрозией почв способствуют архитектурно-планировочной организации территории придают ей своеобразие и выразительность. Они обладают уникальной фильтрующей способностью поглощают из воздуха и нейтрализуют в тканях значительные количества токсичных компонентов техногенных эмиссий способствуют поддержанию газового баланса в атмосфере.
Некоторые растения могут выполнять индикаторную функцию с помощью их можно судить о состоянии окружающей среды в районе размещения предприятия. В случае обнаружения каких-либо признаков болезни у зеленых насаждений можно судить об увеличении вредного воздействия на окружающую среду связанного с деятельностью предприятия.
На промплощадке под газоны и другие виды озеленений отведено 1548 га. Под деревьями занято 498 м2. Из этого можно сделать вывод что необходимо проведение мероприятий по посадке дополнительного количества зеленых насаждений. Для защитных зон важно выбрать ассортимент растений в соответствии с климатическими и почвенными условиями района и особенностями количественного и качественного загрязнения отходами предприятия.
Наиболее часто встречающиеся деревья на территории предприятия – сосна липа клен каштан береза. С учетом этого можно предложить посадку в санитарно-защитной зоне следующих деревьев: тополь белый вишня обыкновенная барбарис обыкновенный бузина красная и черная липа мелколистная и крупнолистная и др.
Из кустарников распространены – можжевельник казацкий туя западная барбарис сирень черемуха шиповник дерен красный вишня войлочная спирея акация желтая бирючина туя шаровидная туя западная. Кустарники занимают – 56090м2 . Из кустарников можно предложить жасмин акацию белую тую обыкновенную.
Предложенные деревьев и кустарники предпочтительнее посадить с северо-восточной и восточной стороны СЗЗ завода так как на этой территории практически нет зеленых насаждений а основную часть территории занимает пустырь.
Внедрение этого мероприятие позволит снизить уровень загрязнения воздуха окислами азота органогенными поллютантами такими как ксилол бензол толуол фенол.

6.КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА.doc

6 Контроль качества и метрологическое обеспечение производства
1 Методы контроля основных показателей качества готовой продукции
Основные показатели контролируемые у готовой эмали ХС-759 следующие[11]:
а)условная вязкость;
б)массовая доля нелетучих веществ;
г)эластичность пленки при изгибе;
е)адгезия лакокрасочного покрытия;
ж) цвет и внешний вид;
з)стойкость пленки к статическому воздействию жидкостей;
и) жизнеспособность эмали;
к) степень перетира эмали;
л) укрывистость эмали.
1.1 Определение условной вязкости
Определение вязкости проводят в соответствие с ГОСТ 8420-74. В действующих стандартах и технических условиях нормирован показатель вязкости лакокрасочных материалов. Но фактически под словом «вязкость» следует понимать условную вязкость так как все нормы установлены при помощи вискозиметра
ВЗ-246 работающего на принципе определения продолжительности истечения (в секундах) определенного объема жидкого продукта через калиброванное сопло принятого диаметра при 20°С или другой регламентированной температуре.
Вискозиметр ВЗ-246 представляет собой цилиндрический с переходом в конический резервуар на конце которого с помощью накидной гайки устанавливается сменное сопло (рисунок 6.1). Верхний край резервуара имеет кольцевой желобок для слива избытка испытуемой жидкости. Отверстие сопла снизу закрывается пальцем.
– желобок для слива избытка испытуемого материала; 2 – резервуар; 3 – сопло
Рисунок 6.1 – Вискозиметр ВЗ-246
Перед проведением измерений тщательно очищают резервуар и сопло растворителем и мягкой тканью и устанавливают вискозиметр строго горизонтально на штатив или специальную подставку.
Выполняют термостатирование вискозиметра и испытуемой жидкости при (20±05)°С тщательно перемешивают испытуемую жидкость и при необходимости профильтровывают ее. Заливают резервуар испытуемой жидкостью с избытком (до образования выпуклого мениска). Удаляют избыток материала и образовавшиеся пузырьки с помощью стеклянной пластинки. Открывают отверстие сопла и включают секундомер одновременно с появлением испытуемого материала из сопла. Останавливают секундомер в момент первого прерывания струи испытуемого материала. За величину условной вязкости в секундах принимают среднее арифметическое из трех параллельных определений времени истечения испытуемого материала.
Величину условной вязкости (Х) в секундах вычисляют по формуле
где t – время истечения испытуемого материала с;
К – поправочный коэффициент вискозиметра.
Допускаемые отклонения отдельных определений от среднего значения не должны превышать ±25% [42].
1.2 Определение массовой доли летучих и нелетучих веществ
Определение проводят в соответствие с ГОСТ 17537-72 [43].
Метод определения содержания летучих и нелетучих веществ в лакокрасочном материале заключается в нагревании навески испытуемого материала при заданной температуре до постоянной массы. Нагревание материала проводят в термостате.
Температурный режим сушильного шкафа устанавливают в зависимости от типов испытуемых лакокрасочных материалов: 120±5°С для перхлорвиниловых; 125±5°С для нитроцеллюлозных; 140±10°С для других синтетических а также масляных и масляно-смоляных материалов.
Для определения содержания летучих и нелетучих веществ в лакокрасочных материалах включают шкаф устанавливают необходимый температурный режим пустую чашку нагревают в шкафу 5–10 мин после чего помещают ее в эксикатор охлаждают до комнатной температуры и взвешивают с точностью до 001 г. Затем 2г испытуемого материала тщательно размешанного до однородной консистенции помещают в чашку и взвешивают с точностью до 001 г. Во избежание потери летучих веществ чашку закрывают. После взвешивания вращая чашку распределяют содержимое тонким слоем по всей ее поверхности после чего чашку с навеской помещают в шкаф. После сушки в течение 5 мин чашку удаляют охлаждают и вновь взвешивают. Сушку повторяют несколько раз до тех пор пока разница между двумя последующими взвешиваниями составит не более 001 г. Содержание сухого остатка Х1 (в %) вычисляют по формуле
Х1 = 100 – ((g2– g) 100) (g1– g) (6.2)
где g – масса чашки г;
g1 – масса чашки с исследуемым материалом до сушки г;
g2 – масса чашки с исследуемым материалом после сушки г.
Содержание растворителя Х2 (в %) вычисляют по формуле [43]:
Х2 = 100 – Х1. (6.3)
1.3 Определение времени высыхания
Метод предназначен для оценки продолжительности высыхания лакокрасочных материалов и заключается в определении времени в течение которого лакокрасочный слой определенной толщины превращается в пленку с необходимой степенью высыхания.
Метод оценки степени высыхания лакокрасочных материалов основан на способности покрытий в процессе отверждения удерживать на своей поверхности стеклянные шарики или бумагу прижимаемые к пленке под определенной нагрузкой.
Высыхание оценивается семью степенями характеристика которых представлена ниже:
Микрошарики (стеклянные МСБ-6 диаметром от 100 до 180 мкм) полностью удаляются мягкой волосяной кистью не вызывая повреждения покрытия.
После снятия нагрузки в 02 Н бумага не прилипает к покрытию и не оставляет следа.
После снятия нагрузки в 20 Н бумага не прилипает к покрытию и не оставляет следа.
После снятия нагрузки в 20 Н бумага не прилипает к покрытию но оставляет след.
После снятия нагрузки в 20 Н бумага не прилипает и не оставляет следа.
После снятия нагрузки в 200 Н бумага не прилипает к покрытию но оставляет след.
После снятия нагрузки в 200 Н бумага не прилипает к покрытию и не оставляет следа.
Определение продолжительности высыхания до степени 1. Окрашенные пластины помещают в горизонтальном положении в шкаф и включают секундомер. Пластины выдерживают до тех пор пока при легком прикосновении пальцем к слою лакокрасочного материала не исчезнет липкость эмали. После этого на горизонтально расположенную пластину из стеклянного стакана насыпают микрошарики с высоты 10–13 см таким образом чтобы они образовали на поверхности пленки равномерный слой. Через 60 с окрашенную пластину наклоняют под углом 20° и осторожно сметают микрошарики мягкой волосяной кистью. Если шарики легко удаляются и при осмотре невооруженным глазом не обнаруживается повреждений то покрытие достигло степени высыхания 1. При помощи секундомера фиксируют время от нанесения покрытия до достижения степени высыхания 1 определяют толщину покрытия индикаторным толщинометром. Затем приступают к определению продолжительности высыхания до последующих степеней для чего пластину вновь располагают горизонтально покрытием вверх.
Определение продолжительности высыхания до степеней 2–7. На участок покрытия отстоящий на 1–2 см от края пластины ложат бумажный диск а на него – резиновый диск. На середину резинового диска устанавливают гирю массой 20 г и выдерживают в течение 60 с. Затем гирю и резиновый диск снимают а пластинку ребром свободно бросают на деревянную доску с высоты 2–3 см. Если при этом бумажный диск отпадает то покрытие достигло степени высыхания 2 и можно приступить к определению третьей степени высыхания которое проводят аналогичным образом но с применением гири массой 200 г. При достижении степени высыхания 3 после удаления бумажного диска на покрытии не должно оставаться следа.
При определении степеней высыхания 4–7 для создания нагрузки как правило используют рычажное приспособление.
Степень высыхания определяют последовательно после достижения соответствующей предыдущей степени высыхания. При этом каждый раз следует фиксировать время в течение которого покрытие достигло той или иной степени высыхания.
Степень высыхания считают достигнутой если из трех параллельных определений два соответствуют характеристике данной степени высыхания [44].
1.4 Определение эластичности пленки при изгибе
Прочность пленки при изгибе косвенно характеризует ее эластичность то есть свойство обратное хрупкости.
Сущность метода заключается в определении при помощи прибора «ШГ» (шкалы гибкости) минимального диаметра стержня при изгибании на котором окрашенной металлической пластинки не происходит разрушения лакокрасочной пленки (покрытия) испытание проводят в соответствие с ГОСТ 6806-73.
Испытуемый лакокрасочный материал (кроме шпатлевок) наносят на пластинки из черной полированной жести размером 20×100 мм или 20×150 мм и соответственно указаниям стандарта или технических условий на продукт получают покрытие на подложке. После высыхания пленки пластинку с покрытием прижимают к стержню шкалы гибкости диаметром 20 мм и плавно изгибают вокруг него (пленкой вверх) на 180° в течение 2–3 сек. Если при этом пленка не отслаивается и на ней не заметно трещин то повторяют изгибание вокруг стержня диаметром 15 мм затем 10мм 5 мм 3 мм 1 мм каждый раз на новом месте пластинки до момента обнаружения трещин или отслаивания пленки [45].
За величину прочности пленки при изгибе принимают значение минимального диаметра стержня (в мм) на котором лакокрасочное покрытие осталось неповрежденным.
1.5 Определение твердости пленки
Под твердостью понимают сопротивление оказываемое телом при проникновении в него другого тела.
Наиболее точные результаты измерения твердости получают на маятниковых приборах по методу затухания колебаний маятника опирающегося при своем качании на поверхность пленки в соответствие с ГОСТ 5233-67. Твердость покрытий измеряют количественно на маятниковом приборе или М-3 (рисунок 6.2.) при (20±1)°С в условных единицах соответствующих отношению времени затухания колебаний маятника установленного на лакокрасочной пленке ко времени затухания колебаний того же маятника установленного на пластинке из фотостекла.
Величину твердости лакокрасочной пленки после замеров (Х) в условных единицах вычисляют по формуле
где t – время затухания колебаний маятника от 5 до 2° на испытуемой лакокрасочной пленке сек;
t1 – «стеклянное число» или время затухания колебаний маятника от 5 до 2° на пластинке из фотостекла сек. [46].
За результат испытания принимают среднее арифметическое из двух определений расхождение между результатами которых не должно превышать 3%.
– пусковой механизм 2 – основание 3 – шкала 4 – установочные винты
– груз 6– двустрелочный маятник 7 – штатив 8 – столик 9 – соединительнаяпланка 10 – рамка 11 – стальные шарики 12 – отвес
Рисунок 6.2 – Маятниковый прибор типа М-3
1.6 Определение адгезии лакокрасочного покрытия
Адгезия лакокрасочных покрытий к подложке может быть определена методами отрыва решетчатого надреза и решетчатого надреза с обратным ударом.
Определение адгезии лакокрасочных покрытий методом решетчатого надреза производят в соответствии со стандартами ГОСТ 15140-78 или ISO 2409 c помощью прибора «Адгезиметр РН» и липкой ленты типа «Скотч». Метод позволяет оценить адгезию покрытия при прорезании его насквозь до подложки а также устойчивость к расслаиванию многослойных покрытий.
Прибор комплектуется фрезами с расстоянием между режущими кромками 1 и 2 мм (размер а на рис.6.3. 5 и 10 мм соответственно) которые используются попеременно в зависимости от толщины покрытия и мягкости подложки.
Для определения адгезии методом решетчатого надреза с помощью прибора «Адгезиметр РН» производят надрез до поверхности подложки повторяют надрез под углом 90° к первому надрезу так чтобы образовался решетчатый рисунок. Очищают поверхность мягкой щеткой вдоль обеих диагоналей решетчатого рисунка и приклеивают липкую ленту типа «Скотч» на решетку надрезов исключая появление воздушных пузырьков. Через 5 мин ленту отрывают за свободный конец и оценивают результаты.
Данный метод не рекомендуется для текстурированных покрытий и покрытий общей толщиной более 200 мкм [47].
Рисунок 6.3 – Прибор «Адгезиметр РН»
1.7 Определение цвета покрытия
Цвет лакокрасочных покрытий контролируют визуально сравнивая с эталонными накрасками картотеки цветовых эталонов. Картотека представляет собой набор карточек с накрасками каждая из которых имеет номер и соответствует цвету определенного лакокрасочного материала.
Пленки исследуемого лакокрасочного материала должны быть предварительно высушены в соответствии с требованиями технических условий. Сравнивают цвета при дневном свете прикладывая одну накраску к другой.
1.8 Определение укрывистости
Укрывистость лакокрасочного материала может быть определена тремя методами: визуальным методом с использованием черно-белой шахматной доски инструментальным методом по коэффициенту контрастности и инструментально-математическим методом на черно-белой подложке.
Определение укрывистости визуальным методом с применением черно-белой шахматной доски производится в соответствии с ГОСТ 8784-75.
За укрывистость принимают способность лакокрасочного материала при равномерном нанесении на одноцветную поверхность делать невидимым цвет последней или при нанесении на черно-белую подложку уменьшать контрастность между черной и белой поверхностями до исчезновения разницы между ними.
Сущность метода заключается в нанесении слоев лакокрасочного материала на стеклянную пластинку до прекращения просвечивания черных и белых квадратов шахматной доски подложенной под стеклянную пластинку.
На стеклянную пластинку размером 90×120 и толщиной 12–18 мм взвешенную с погрешностью не более 00002 г наносят один или два слоя лакокрасочного материала.Под стеклянную пластинку с нанесенными слоями лакокрасочного материала подкладывают шахматную доску и при рассеяном отраженном дневном свете наблюдают просвечивают ли черные или белые квадраты шахматной доски. Если квадраты просвечивают то наносят следующие слои до тех пор пока разница между черными и белыми квадратами шахматной доски окончательно не исчезнет. После полного укрытия окрашенную стеклянную пластинку взвешивают с погрешностью не более 00002 г. Перед взвешиванием и высушиванием необходимо удалять подтеки лакокрасочного материала с обратной стороны и с ребер пластинки.
Сушку проводят при температуре (20±2) ºС в течение 1 часа [48].
Укрывистость высушенной лакокрасочной пленки определяют по формуле:
D = (m1 – m0) 926 (6.5)
где m1 – масса пластинки с высушенной пленкой г
m0 – масса неокрашенной стеклянной пластинки г.
Укрывистость невысушенной лакокрасочной пленки определяют по формуле:
Dн = (m2 – m0) 926 (6.6)
где m2 – масса пластинки с невысушенным лакокрасочным материалом г
1.9 Определение степени перетира
Степень перетира определяется в соответствии с ГОСТ 6589-74. Метод заключается в заполнении пробой клинообразного паза прибора «Клин» (гриндометра) в определении глубины паза в мкм в месте появления в слое видимых частиц.
Для проведения испытания применяют прибор «Клин» (гриндометр) состоящий из измерительной плиты с клинообразным пазом параллельным ее продольной оси и скребка.
Степень перетира определяют в неразбавленных лакокрасочных материалах. Температуру испытуемого материала и тщательно промытого и высушенного прибора «Клин» (гриндометра) перед испытанием доводят до (20 ± 2) °С.
Прибор «Клин» (гриндометр) пригоден к работе если при наложении лезвия скребка перпендикулярно к измерительной поверхности плиты и небольшом отклонении от этого положения не обнаруживается просвет между кромкой лезвия и поверхностью плиты на фоне сильного источника света установленного за прибором «Клин» (гриндометром).
Степень перетира грунтовок эмалей и готовых к применению красок определяют по границе видимых частиц и агломератов на поверхности слоя испытуемого материала.
Измерительную плиту прибора «Клин» (гриндометра) устанавливают на горизонтальную поверхность. Испытуемый материал тщательно перемешивают и помещают за верхний предел шкалы прибора в количестве достаточном для заполнения всего паза избегая при этом попадания пузырьков воздуха.
Скребок устанавливают перпендикулярно к измерительной поверхности и к длине паза за помещенным в пазе испытуемым материалом. С небольшим нажимом скребок перемещают под углом 90° по измерительной поверхности с равномерной скоростью за время не более 3 с от максимального значения шкалы за нуль при этом паз должен быть полностью заполнен слоем испытуемого материала а измерительная поверхность должна остаться чистой.
Поверхность слоя испытуемого материала сразу же осматривают на свету при направлении взгляда перпендикулярно длине паза под углом зрения 20-30° и за время не более 6 с определяют положение границы видимых частиц и агломератов. Определяют показание шкалы прибора соответствующее этой границе.
Границу видимых частиц и агломератов определяют по положению верхнего края полосы шириной 2 – 3 мм на которой видны от 5 до 10 частиц и агломератов. Отдельные частицы и агломераты расположенные вне границы основного количества этих частиц не учитываются.
За результат испытания принимают среднее арифметическое трех параллельных определений. Результаты округляют до целого числа [49].
1.10 Определение стойкости к статическому воздействию жидкостей
Стойкость системы покрытия к действию растворов кислот и гидроокиси натрия определяют по ГОСТ 9.403-80 метод 1 при этом применяют 25%-растворы серной кислоты соляной кислоты азотной кислоты гидроокиси натрия. Стойкость системы покрытия к действию бензина определяют по ГОСТ 9.403-80 при этом используют бензин.
Сущность метода заключается в определении внешнего вида и защитных свойств покрытий после воздействия жидкостей в течение заданного времени.
Образцами для испытаний являются окрашенные пластины из листовой стали марки 08кп по ГОСТ 16523-70 размером 70×150 мм и толщиной 05–10 мм или стержни из горячекатанной стали по ГОСТ 7417-75 длиной 100 мм диаметром 13–15 мм. Стержни с одной стороны должны быть закруглен до радиуса стержня с другой стороны иметь крючок изготовленный из того же материала.
Для проведения испытаний готовят три образца один из которых является контрольным.
Лакокрасочный материал наносят на на обе стороны пластины края пластины дополнительно защищают на расстоянии 3–5 мм испытуемым лакокрасочным материалом (если покрытие естественной сушки) или эпоксидной шпатлевкой (если покрытие горячей сушки). Верхнюю часть стержня с крючком и его округленный конец дополнительно защищают лакокрасочным материалом или эпоксидной шпатлевкой на высоту не более 5 мм.
Окрашенные пластины или стержни сушат в вертикальном положении.
Перед испытаниями покрытие естественной сушки выдерживают при температуре (20±2) ºС и относительной влажности воздуха (65±5) % в течение 5 суток а покрытие горячей сушки – в течение суток.
В эксикатор с раствором или жидкостью вертикально помещают окрашенные образцы на 23 высоты или полностью так чтобы расстояние между ними и до стенок эксикатора было не менее 10 мм и закрывают крышкой.
Стержни подвешивают за крючки на стеклянные палочки опирающиеся концами в стенки эксикатора.
Для обеспечения вертикального положения пластину помещают между двумя стеклянными палочками опирающимися в стенки эксикатора.
В каждом эксикаторе испытывают образцы только с одинаковым покрытием.
Уровень жидкости в процессе испытаний поддерживают постоянным.
Испытания на воздействие бензина проводят при температуре (20±2) ºС в течение 24 часов. При испытаниях на воздействие кислот и щелочей эксикатор помещают в термошкаф нагретый до температуры (60±2) ºС через 8 часов эксикатор извлекают из термошкафа и выдерживают при температуре (20±2) ºС в течение 16 часов. После испытаний образцы извлекают из жидкостей и готовят к осмотру.
Осмотр образцов проводят невооруженным глазом. После испытания внешний вид покрытия должен быть без изменения и металл под покрытием не должен иметь признаков коррозии. Допускается незначительное изменение цвета [50].
1.11 Определение жизнеспособности эмали
Для определения жизнеспособности к 100 г эмали добавляют отвердитель №5 (массовая доля вводимого отвердителя 28%) или №3 (массовая доля вводимого отвердителя 30%) тщательно перемешивают и разбавляют растворителем маркиР-4 или Р-4а до вязкости 14–16 с по вискозиметру ВЗ-4. Полученный образец эмали хранят в плотно закрытой банке в течение 8 ч при температуре (20±2) ºС. По истечении указанного времени испытуемый образец тщательно перемешивают и проверяют вязкость при этом вязкость не должна отличаться от первоначальной более чем на 3 с. Внешний вид и цвет пленки должен отвечать требованиям стандарта [51].
2 Нормы технологического режима и аналитический контроль производства
Нормы технологического режима и аналитический контроль производства приведены в таблице 6.1.
В таблице 6.2 приведены отклонения от технологических норм которые могут возникнуть при изготовлении эмали ХС-759.
Таблица 6.1 – Контроль производства
Наименование стадии процесса места измерения параметров или отбора проб
Контролируемый параметр или показатель единицы измерения
Нормы технологического режима
Регламентированные значения параметров
Подготовка сырья и полуфабрикатов
Сырье и полуфабрикаты поступающие на завод и полуфабрикаты собственного производства
Показатели указанные в НД и обязательные для проверки
Соответствие требованиям НД
ОТК (лаборатория сырья)
1Наличие анали тического паспорта на сырье
Наличие его паспорта и его анализ
Инженер-лаборант мастер смены
2. Тара в которой поступило сырье
Должна быть исправной
Аппаратчик подготовки сырья и отпуска полуфабрикатов
Сырье и полуфабрикаты поступающие в цех.
Показатели НД на каждый вид сырья
Проведение испытаний
ОТК (цеховая лаборатория ОТК)
Должна соответствовать заявке
Определение массы принятого сырья
Прием жид-кого сырья и полуфабрикатов в баки-хранилища
Закрывается клапан на линии подачи продукта. Время срабатывания не более 300 сек
Изготовление основ VUHH-12% и VUHH-329%
Проверка смесителей коммуникаций блокировок
Чистота и исправность
Должны быть чистыми и исправными.
Загрузка растворителей в смесителя
Согласно загрузочной температуре
Определение массы по объему закачанного растворителя с пересчетом по
Продолжение таблицы 6.1
Масса (при загрузке растворителей из бочек) кг
Определение массы по показаниям весов
Определение времени по часам
Загрузка сополимеров в смесителя
Перемешивание основы в смесителе
Раствор сополимеров в смесителе
При превышении температуры закрытие шарового крана. Время срабатывания не более 300 сек
Налив на стекле должен быть прозрачным без крупинок нерастворившихся сополимеров
Массовая доля нелетучих веществ %
Фильтрация основ VUHH-12% и VUHH-329%
Горизонтальный фильтр патронный фильтр Кюно. Коммуникации
Должны быть чистыми и исправными
Аппаратчик фильтрации периодически мастер
Давление МПа не более
Определение значения по показанию манометра
Аппаратчик фильтрации
Раствор основ VUHH-12% и VUHH-329%
Налив пробы на стекло должен быть прозрачным без крупинок нерастворившегося сополимера
Прием отфильтрованных основ
Закрывается клапан на линии подачи продукта. Время
Аппаратчик составления эмали
срабатывания не более 300 сек
Изготовление пигментного замеса в диссольвере
Должен быть чистым и исправным
Аппарптчик диспергирова
ния пигментов и красителей
Нижний уровень пигментной суспензии
Блокировка. При достижении ниж-него уровня в диcсольвере автоматически отключается мешалка диссольвера. Время срабатывания не более 300 сек
Сырье и полуфабрикаты
Визуальный осмотр и анализ аналитических паспартов
Аппаратчик диспергирования пигментов и красителей
Прием жидкого сырья на весовой мерник и загрузка его в диссольвер
Задание согласно загрузочным рецептурам
Закрывается клапан на линии пода-чи продукта. Время сраба-тывания не более 300 сек
Загрузка сухого сырья и сырья из тары в диссольвер
Согласно загрузочной рецептуре
Определение массы продукта
Перемешивание пигментного замеса в диссольвере
Проба пигментного замеса из диссольвера
Измерение температуры
Отсутствие комков при наливе на стекло
Диспергирование пигментных паст на бисерных мельницах
Бисерные мельницы коммуникации
Диспергирование пигментной суспензии на бисерной мельнице
Пигментная суспензия (проба из бисерной мельницы)
Степень перетира мкм не более
Составление эмали и постановка на «тип»
Аппаратчик составления эмалей
Прием жидкого сырья на весовой мерник и загрузка его в смеситель
Загрузка пигментной суспензии с бисерных мельниц
Загрузка растворителей в смеситель
Масса (при загрузке растворителей по счетчикам) кг
Определение массы по объему закачанного растворителя с пересчетом по плотности
(при загрузке растворителей из бочек)
Перемешивание эмали в смесителе
Эмаль ХС-759 в смесителе (проба)
После высыхания пленка должна быть однородной ровной без механических
Массовая доля нелетучих веществ%
Должен находиться в пределах допускаемых отклонений установленных контрольными образцами цвета.
Время высыхания до степени 3 при температуре (20±05)°С не более ч
Все показатели согласно НД
Должны соответствовать НД
Постановка на «тип» по цвету и условной вязкости
Эмаль ХС-759 в смесителе
Каждая партия расчетом перед сливом в тару
Мастер технолог цеха
Таблица 6.2 – Возможные отклонения
Возможные отклонения
Эмаль в смесителе не соответствует по внешнему виду: сорная
Нарушение рецептуры отклонение качества сырья
Дополнительная фильтрация эмали на фильтре «Кюно»
Не соответствие НД в смесителе степени перетира
Нарушение ведения технологического процесса.
Повторное диспергирование.
Не соответствие массовой доли летучих и нелетучих веществ
Перегрузили растворители
Дополнительно догружают в смеситель с бисерной мельницы замесы

7 Экономический раздел.doc

7 Экономический раздел
Целью данного раздела является определение экономической целесообразности модернизации цеха для производства химстойкой эмали ХС-759.
Эмаль ХС-759 применяется для окрашивания железнодорожных грузовых вагонов цистерн оборудования металлических и железобетонных конструкций подвергающихся воздействию растворов минеральных кислот щелочей солей агрессивных газов (SO2 CO2 NH3) и других химических реагентов с температурой не выше 60ºС эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатических районов а также внутри помещений.
Экономический раздел содержит:
а) маркетинговые исследования оценку рынка сбыта продукции и конкурентов;
б) обоснование производственной мощности проектируемого цеха и расчет его производственной программы;
в) определение издержек цеха и прибыли;
г) расчет показателей экономической эффективности капитальных вложений;
д) расчет основных технико-экономических показателей проектируемого цеха;
1 Оценка рынков сбыта продукции и конкурентов стратегия
Эмаль ХС-759 применяется для окрашивания железнодорожных грузовых вагонов цистерн оборудования металлических и железобетонных конструкций подвергающихся воздействию растворов минеральных кислот щелочей солей агрессивных газов (SO2 CO2 NH3) и других химических реагентов с температурой не выше 60ºС эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатических районов а также внутри помещений [11].
Устойчивые партнерские отношения со многими потребителями Украины России Казахстана Узбекистана позволяют прогнозировать устойчивый спрос в ближайшие годы на данную грунтовку. Проводится анализ рынка лакокрасочных материалов Средней Азии (Туркменистан Азербайджан Кыргызстан и др.)
Проведенный мониторинг цен на эмаль ХС-759 на рынке лакокрасочных материалов стран СНГ показал что отпускная цена 63450 рублей за 1 кг эмали позволяет конкурировать с другими производителями аналогичной продукции.
Проведенный анализ рынка ЛКМ стран СНГ показал что потребность в эмали ХС-759 составляет более 1тыс. тонн. Поэтому модернизация цеха по производ
ству эмали ХС-759 мощностью 500 тонн в год позволяет прогнозировать устойчивый спрос и сбыт данного вида продукции. Для удовлетворения потребностей всех потребителей отделом маркетинга проводится активная работа по реализации продукции а именно: презентация продукции на выставках изучение конъюнктуры рынка сбыта определение наиболее благоприятных условий реализации продукции анализ и прогнозирование покупательского спроса цен изучение конкурентов и др. [52].
2 Обоснование проектной мощности цеха и расчет его производственной программы
Рассчитаем производственную мощность цеха по производству эмали ХС-759.
Производственная мощность (ПМ) цеха определяется по формуле [53]:
ПM = n Пч Tэфф (7.1)
где n – количество единиц ведущего оборудования;
Пч – часовая производительность единицы оборудования или техническая норма съема продукции в час;
Tэфф – эффективный фонд времени работы оборудования в год ч.
Для определения эффективного фонда времени работы оборудования в год составляется баланс рабочего времени ведущего оборудования который представлен в таблице 7.1.
Таблица 7.1 – Баланс рабочего времени ведущего оборудования
Календарный фонд рабочего времени в днях
Планируемые остановки на ремонт
Эффективный фонд рабочего времени в днях
Эффективный фонд рабочего времени в часах
Коэффициент использования оборудования во времени
Ведущим оборудованием в производстве эмали ХС-759 являются бисерные мельницы. Количество дней планируемых остановок на ремонт определяется в соответствии с установленной на предприятии системой планово-предупредительных ремонтов (ППР).
Производственная мощность (ПМ) цеха по производству эмали ХС-759 составит:
ПМ = 1 0101 8304 = 838704 т
где 1 – количество единиц ведущего оборудования;
1 – техническая норма съема продукции в час кг.
После расчета производственной мощности определяется необходимое количество оборудования (n) на планируемый выпуск продукции. Расчет производится по формуле:
где В – плановый выпуск продукции на год в натуральном выражении.
n=500 0101 8304=1 ед
Коэффициент мощности:
Км = 500 838704 = 07
3 Расчет производственной программы цеха
Произведем расчет производственной программы цеха с помощью таблицы7.2.
Таблица 7.2 – Производственная программа цеха
Наименование продукции
Объем производства в натуральном выражении за год т
Оптовая цена единицы продукции тыс.руб.
Объем производствапродукции млн.руб.
Объем реализации продукции млн.руб.
4 Расчет капитальных вложений на модернизацию
Капитальные затраты на модернизацию предприятия складываются из затрат на модернизацию зданий и сооружений приобретение и монтажа оборудования основного производства транспортных средств.
В таблице 7.3 приведены затраты на здания и сооружения основного производства исходя из объема модернизации и укрупненных нормативов стоимости 1м3 зданий и сооружений.
Таблица 7.3 – Расчет капитальных затрат на модернизацию зданий и сооружений
Наименование зданий и сооружений
Общая стоимость зданий и сооружений млн.руб.
Всего затрат на модернизацию зданий и сооружений:
Затраты на модернизацию зданий и сооружений цеха по производству эмали составят 42703 млн. руб.
В полную стоимость оборудования кроме цен поставщика включены дополнительные затраты (транспортные расходы затраты на установку фундаментов футеровку и изоляцию аппаратов стоимость трубопроводов монтажа оборудования и др.) в размере 40–50% от стоимости оборудования. Расчет капитальных затрат на оборудование основного производства приведен в таблице 7.4. Необходимо учесть дополнительные затраты на доставку оборудования (15–20% от его стоимости); затраты на установку фундаментов изоляцию аппаратов стоимость трубопроводов которые составят 7–10% от их стоимости и монтаж оборудования (20–25%) прочее оборудование (10–15% от его стоимости) [53].
Таблица 7.4 – Капитальные затраты на оборудование основного производства
Наименование зданий и
Общая стоимость оборудования млн.руб.
Технологическое оборудование:
Прочее оборудование
Итого стоимость оборудования
Транспортные расходы
Устройство фундаментов пло-
Монтаж оборудования
Всего капитальных затрат на оборудование
Капитальные затраты на оснащение цеха оборудованием составят 496214млн. руб.
Помимо стоимости объектов основного производства учитывают стоимость основных производственных фондов вспомогательно-обслуживающего производства к которым относят склад сырья материалов и готовой продукции объекты транспортного хозяйства и связи (автомашины) объекты внешних коммуникаций (внешние водопровод и канализация внешние сетки теплофикации и газификации). Стоимость всех перечисленных объектов рассчитывается укрупнено в размере 20–30% от сметной стоимости объектов основного производства.
Прочие неучтенные капитальные затраты к которым относятся проектные и изыскательные работы временные здания и сооружения благоустройство территории и другие принимаются в размере 5–8% от общей стоимости объектов основного и вспомогательного производства.
Сводная смета стоимости модернизации проектируемого цеха приведена в таблице 7.5.
Таблица 7.5 – Сводная смета капитальных затрат на модернизацию цеха
Виды капитальных затрат
Сумма затрат млн. руб.
Стоимость основных производственных фондов.
Объекты основного производства:
а) здания и сооружения
Объекты вспомогательного производства
Прочие неучтенные затраты
Потребность в нормируемых оборотных средствах
Всего капитальных затрат
Таким образом видно что капитальные затраты на модернизацию цеха по производству эмали ХС-759 составляют 15122 6млн. руб.
5 Определение потребности в материальных и энергетическихресурсах
Расчет потребности в сырье материалах топливе электроэнергии паре воде приводится в таблице 7.6
Таблица 7.6 – Расчет потребности в материалах комплектующих и энергоресурсах на 1 кг эмали ХС-759
Наименование сырья материалов энергии ед. измерения
расхода на единицу продукции кгт
Потребность на производственную программу кг
Цена сырья и материалов руб.
Стоимость сырья материалов и энергии на производственную программу млн. руб.
Сырье и основные материалы:
Смола эпоксидная Э-40
Итого по сырью и основным материалам
Вспомогательные материалы
Продолжение таблицы 7.6
Топливо и энергия на технологические нужды:
1. Электроэнергия кВт · ч
2.Тепловая энергия Гкал
Итого по топливу и энергии на технологические нужды
Всего сырья материалов топлива и энергии на технологические нужды
Таким образом всего сырья материалов топлива и энергии на технологические нужды понадобиться 137861 млн.руб.
6 Расчет затрат на оплату труда персонала цеха
Для расчета необходимой численности рабочих и фонда их заработной платы нужно прежде всего составить баланс рабочего времени одного среднесписочного рабочего (таблица 7.8).
Таблица 7.7 – Баланс рабочего времени одного среднесписочного рабочего
Наименование показателей
Календарный фонд времени дней
Номинальный фонд рабочего времени дней
Планируемые невыходы дней:
б) неявка по болезни
в) выполнение государственных и общественных обязанностей
г) прочие уважительные причины
д) декретные отпуска
Эффективный фонд рабочего времени дней
Максимальное количество рабочих часов в год
Численность работающих рассчитывается по категориям персонала – рабочие руководители специалисты технические исполнители. Расчет численности рабочих производится по профессиям и разрядам рабочих.
Явочная численность основных производственных рабочих определяется на основании норм обслуживания (или штатных нормативов) по формуле 7.3:
Нчисл. = (N Нобсл) n (7.3)
где N – количество единиц оборудования;
Нобсл – норма обслуживания;
n – число смен в сутки.
Списочный состав определяется путем умножения явочного числа рабочих на переводной коэффициент который рассчитывается по формуле 7.4:
Ксп. = Тэфф.обор Тэфф.рабочего (7.4)
Ксп. = 365 226 = 16.
Численность вспомогательных рабочих исходя из специфики труда должна быть достаточной для нормального функционирования производственного процесса предприятия.
Численность служащих устанавливается по штатному расписанию которое составляется применительно к принятой организационной структуре управления предприятием (цехом).
Общая численность персонала определяется путем суммирования численности работающих по категориям.
Планирование фонда заработной платы выполняется в зависимости от категории работающих.
При планировании фонда заработной платы производственных рабочих выделяют основную и дополнительную заработную плату.
К основной заработной плате относится тарифный фонд заработной платы премии по действующим премиальным положениям и доплаты за вредность и работу в ночное и вечернее время.
К дополнительной заработной плате относятся различные выплаты работникам не за выполненную работу а в соответствии с действующим законодательством (доплаты не освобожденным бригадирам; за обучение учеников; подросткам и кормящим матерям за сокращенный рабочий день; оплата очередных и дополнительных отпусков; оплата невыходов в связи с выполнением государственных и общественных обязанностей).
Не включаются в плановый фонд заработной платы оплата за сверхурочные работы простои брак не по вине рабочего премии за счет средств специального назначения и целевых поступлений вознаграждения по итогам работы за год вознаграждения за выслугу лет и другие выплаты носящие характер социальных льгот дополнительно предоставляемых по решению трудового коллектива сверх льгот предусмотренных законодательством.
Тарифный фонд заработной платы основных рабочих рассчитывается исходя из эффективного фонда времени работы одного рабочего (по балансу) их численности и соответствующих тарифных ставок рассчитанных с учётом принятой ставки первого разряда и действующих тарифных коэффициентов.
Доплаты до основного фонда заработной платы принимаются по данным предприятия и включают премию в размере 30–50% от тарифного фонда.
Ночным в трудовом праве считается время с 22.00 до 6.00.
Планирование фонда заработной платы руководителей специалистов и технических исполнителей производится на основании численности данных категорий работников установленных им должностных окладов и персональных надбавок действующих премиальных положений.
Численность руководителей специалистов берется из штатных расписаний цехов. Должностные оклады рассчитываются исходя из принятой на предприятии ставки первого разряда присвоенного конкретному работнику разряда и соответствующего ему тарифного коэффициента. Премиальные выплаты определяются на основании действующих премиальных положений.
Годовой фонд оплаты труда определяется суммированием основной и дополнительной заработной платы работников.
Результаты расчета численности и фонда заработной платы работающих представлены в таблицах 7.8 7.9 7.10.
Таблица 7.8 – Расчет численности и тарифного фонда оплаты труда рабочих
Наименование профессии
Расчет численности рабочих
Расчет тарифного фонда оплаты труда
Явочная чис-ленность чел.
Списочная численность
Эффективный фонд рабочего времени ч
Часовая тарифная ставка
Тарифный фонд оплаты труда млн. руб.
2.Аппаратчик бисерных мельниц
3. Аппаратчик составления эмали
Вспомогательные рабочие:
1. По обслуживанию оборудования:
1.2. Сливщик-разливщик
Продолжение таблицы 7.8
2. По текущему ремонту оборудования
2.1. Слесарь-ремонтник
Таблица 7.9 – Расчет годового фонда оплаты труда рабочих
обслуживанию оборудования
Доплаты до основного фонда млн.руб.
Основной фонд оплаты труда млн.руб.
Дополнительная заработная плата млн.руб.
Годовой фонд оплаты труда млн.руб
Таблица 7.10 – Расчет фонда оплаты труда руководителей специалистов и технических исполнителей
Наименование должности
Месячный должностной оклад
Годовой фонд оплаты труда млн. руб
По должностным окладам
Доплаты к основной зарплате
Дополнительная зарплата
7 Расчет сметы общепроизводственных расходов и калькуляция себестоимости продукции
Определим сумму амортизационных отчислений с помощью таблицы 7.12
Сумма амортизационных отчислений (А) определяется исходя из стоимости основных производственных фондов (ОПФ) и дифференцированных норм амортизации по отдельным группам основных фондов (Нам):
Таблица 7.11 – Расчет амортизационных отчислений
Группы основных производственных фондов
Сметная стоимость млн.руб.
Сумма амортизации млн.руб.
Из таблицы 7.11 видно что все амортизационные отчисления составляют 4948млн. руб.
Смета общепроизводственных расходов составляется по номенклатуре статей приведенных в таблице 7.12.
Таблица 7.12 – Смета общепроизводственных расходов
Наименование статей расходов
Расходы по содержанию и эксплуатации машин и оборудования
1. Амортизация оборудования и транспортных средств
2. Эксплуатация оборудования
3. Ремонт оборудования и транспортных средств
Расходы по организации обслуживанию и управлению производством
1. Содержание аппарата управления
2. Амортизация зданий сооружений инвентаря
3. Содержание и ремонт зданий сооружений инвентаря
Продолжение таблицы 7.12
Смета общепроизводственных расходов составляет 40789 млн.руб.
Составим калькуляцию себестоимости продукции (таблица 7.13).
Таблица 7.13 – Плановая калькуляция себестоимости единицы продукции
Калькуляционные статьи расходов
на единицу продукции тыс.руб.
затраты на годовой выпуск млн. руб.
Топливо и энергия на технологические цели
Заработная плата основных производственных рабочих
Износ инструментов и оснастки.
Общепроизводственные расходы
Общехозяйственные расходы
Прочие производственные расходы
Производственная себестоимость
Коммерческие расходы
.Полная себестоимость продукции
Таким образом полная себестоимость продукции на весь выпуск составляет 258810 млн.руб.
8 Расчет стоимостной оценки результатов инвестиционного проекта строительства цеха
В данном разделе определяются условия безубыточности производства продукции а также рассчитываются прибыль и рентабельность продукции.
8.1 Расчет чистой прибыли от реализации продукции
Общая сумма прибыли от реализации продукции П0 определяется по формуле [53] :
где: Р – объем реализации продукции за год млн.руб.;
Ср – себестоимость годового объема реализации продукции млн.руб.
П0=30970 – 258810 = 50890 млн.руб.
Чистая прибыль Пч определяется по формуле [49] :
где Нп – ставка налога на прибыль (Нп=18%).
Пч=5089 – 916=41730 млн.руб. (7.8)
Годовой экономический эффект находим по формуле:
Эг = Пч – Ен И (7.9)
Эг = 41730 – 015 151226 = 19046 млн.руб.
Срок окупаемости определяем по формуле:
Т= 151226 41730 = 36 лет
Таблица 7.14 – Основные технико-экономические показатели
Значения показателя по
Годовой выпуск продукции:
– в натуральном выражении т
– в действующих ценах млн.руб.
Производительность труда одного работника млн.руб.
Материалоемкость 1000р. продукции руб.
Себестоимость единицы продукции млн.руб. (1 т)
Прибыль от реализации продукции млн.руб.
Рентабельность реализованной продукции %
Чистая прибыль млн.руб.
Срок окупаемости инвестиций лет
Таким образом на модернизацию цеха для производства эмали ХС-759 потребуется 151226 млн.руб. инвестиций при годовом выпуске продукции на 32600млрд.руб. Рентабельность реализованной продукции составила 197%. Срок окупаемости – 36 лет.
Поэтому проект экономически эффективен.
Из выше приведенных расчетов видно что модернизация цеха для производства эмали ХС-759 является экономически целесообразным по следующим причинам:
а)аналогичную продукцию производит ограниченное количество производителей;
б)обеспечиваются высокие технико-экономические показатели деятельности проектируемого цеха;
в)достаточно высокая рентабельность капитальных затрат вложенных в проект;
г)приемлемый для сложившейся экономической ситуации срок окупаемости.

Заключение.doc

Эмаль ХС-759 представляет собой cуспензию пигментов в растворе сополимера винилхлорида с винилацетатом в смеси летучих органических растворителей с добавлением пластификатора. Эмаль применяется для окрашивания железнодорожных грузовых вагонов цистерн оборудования металлических и железобетонных конструкций подвергающихся воздействию растворов минеральных кислот щелочей солей агрессивных газов (SO2 CO2 NH3) и других химических реагентов с температурой не выше 60ºС эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатических районов а также внутри помещений.
Для производства эмали в количестве 500 тонн в год необходимо следующее технологическое оборудование: смеситель для изготовления основы VUHH-12% и основы VUHH-329% смеситель для составления эмали и постановки на «тип» диссольвер для приготовления пигментного замеса две бисерные мельницы насос шестеренчатый баки-хранилища для хранения растворителей и готовых основ VUHH-12% и VUHH-329%.
При производстве эмали ХC-759 полная себестоимость единицы продукции составит 518 млн.руб. Чистая прибыль составит 41730 млн. рублей динамический период окупаемости –36 лет рентабельность продукции – 197%.

Литература .doc

Список использованной литературы
Орлова А.В. Технология лаков и красок А.В. Орлова. – М.: Химия 1980.– 220 с.
Энциклопедия полимеров: в 3 т. редкол.: В.А. Каргин (гл. ред.) [и др.].– М.: Советская энциклопедия 1972. – 2 т.
Прокопчук Н.Р. Химия и технология пленкообразующих веществ: учеб. пособие для студентов вузов Н.Р. Прокопчук Э. Т. Крутько. – Минск: БГТУ 2004. – 423 с.
Пацак Й. Органическая химия Й. Пацак. – М.: Мир 1986. – 366 с.
Розенберг М.Э. Полимеры на основе винилацетата М.Э. Розенберг. – Л.: Химия 1983. – 175 с.
Шур А.М. Высокомолекулярные соединения А.М. Шур. – М.: Высш. школа 1981. – 657 с.
Катаев В.М. Справочник по пластическим массам: в 2 т. В.М. Катаев В.А. Попова Б.И. Сажина; под ред. В.М. Катаева. – 2-е изд. – М.: Химия 1975. –448 с.
Голда Р.Ф. Многокомпанентные полимерные системы Р.Ф. Голда. – М.: Химия 1974. – 328 с.
Кочнова З.А. Химия и технология пленкообразующих веществ: учебник для вузов З.А. Кочнова М.Ф. Сорокин Л.Г. Шоде. – М.: Химия 1981. – 448 с.
Крутько Э.Т. Технология и оборудование лакокрасочного производства: учебн. пособие для вузов Э.Т. Крутько Н.Р. Прокопчук. – Минск: БГТУ 2005. – 446 с.
Способ производства двуокиси титана: пат. 2377183 РФ П.С. Гордиенко Г.В. Синьков; заявл. 200613737215; опубл. 27.04.08.
Способ получения фенола и ацетона: пат. 2404954 РФ А.В. Зиненков В.В. Пинсон Д.Н. Жуков И.Н. Гребенщиков; заявл. 200814121304; опубл. 27.04.10.
Способ получения бензола толуола и ксилолов: пат. 2026852 РФ Ю.М. Блажин Н.Г. Вергунова В.В. Кашина; заявл. 480654804; опубл.20.03.96.
Беленький Е.Ф. Химия и технология пигментов Е.Ф. Беленький И.В. Рискин. – Л.: Химия 1974. – 656 с.
Козулин Н.А. Оборудование заводов лакокрасочной промышленности Н.А. Козулин И.А. Горловский. – М.: Химия 1980. – 376с.
Бисерная мельница пат. 2371253 РФ В.М. Сербин Н.С. Пентин А.Н. Пентин заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Кавказский государственный техничес-
кий университет»; заявл 200811872903.
Новый справочник химика и технолога Г.М. Островский [и др.]; под общ. ред. Г.М. Островского. – СПб.: Профессионал 2004. – 916 с.
Кавитационный смеситель: пат. 2032455 Россия МКИ В 08 F Козюк О.В. Литвиненко А.А. Кравец Б.К; заявитель(и): Козюк О.В. Литвиненко А.А. Кравец Б.К.;заявл. 484258026; опубл. 10.04.95.
Мануленко А.Ф. Оборудование и основы проектирования лакокрасочных предприятий. Программа методические указания и контрольные задания для студентов специальности 1-48 01 02 А.Ф. Мануленко – Минск: БГТУ 2009.
Васильцов Э.А. Аппараты для перемешивания жидких сред.Справочное пособие Э.А. Васильцов В.Г. Ушаков. – Л.: Машиностроение 1979. – 590с.
Дытнерский Ю.И Процессы и аппараты химической технологии Ю.И. Дытнерский. – М.: Химия 1995. – 420с.
Полоцкий Л.М. Автоматизация химического производства Л.М. Полоцкий Лапшенков Г.И. – М.: Химия 1982. – 295 с.
Обновленский П.А. Основы автоматизации химических производств П.А. Обновленский А.Л. Гуревич. – М.: Химия 1975. – 528 с.
Кобрынец В.П. Атаматыка атаматызацыя і атаматызаваныя сістэмы кіравання тэхналагічнымі працэсамі: вучэб.-метад. Дапаможнік па курсавому і дыпломнаму праектаванню для студэнта хімічна- тэхналагічных спецыяльнасцей В.П. Кобрынец В.Дз. Лебедзе У.Я. Максіма. – Мінск: БДТУ 2007. – 83 с.
Об охране труда: Закон Республики Беларусь 23 июня 2008 г. № 356-З Нац. реестр правовых актов Респ. Беларусь. – 2008. – № 21453.
Межотраслевые общие правила по охране труда: постановление Министерства труда и социальной защиты Респ. Беларусь 3 июня 2003 г. № 70 Нац. реестр правовых актов Респ. Беларусь. – 2003. – № 89818.
Лазарев Н.В. Вредные вещества в промышленности Н.В. Лазарев Э.Н. Левина; под ред.Э.Н. Левиной. – Л.: Химия 1976. – 1824 с.
ПУЭ – 86. Правила устройства установок М.: Энергоатомиздат 1986. – 648 с.
Челноков А.А. Охрана труда А.А. Челноков Л.Ф. Ющенко. – Минск: Высшая школа 2012. – 655 с.
СанПиН 9-80-98. Санитарные нормы микроклимата производственных помещений: Сб. официальных документов по медицине труда и производственной санитарии. Ч.1. – Минск: МЗ РБ 2010.
Типовые отраслевые нормы бесплатной выдачи средств индивидуальной защиты работников занятым в производстве полимерных материалов и изделий из них: постановление Министерства труда и социальной защиты Респ. Беларусь от 25.06.2004 г. № 79 Нац. реестр правовых актов Респ. Беларусь. – 2004. – № 108811202.
ТКП 45-3.02-209-2010. Административные и бытовые здания: постановление Министерства архитектуры и строительства Респ. Беларусь 2010.
О защите населения от ЧС природного и техногенного характера: Закон Респ. Беларусь 5 мая 1998 г. № 141-З Нац. реестр правовых актов Республики Беларусь. – 2001. – № 2673.
О промышленной безопасности опасных производственных объектов: Закон Респ. Беларусь 10 янв. 2000 г. № 363-З Нац. реестр правовых актов Респ. Беларусь. – 2000. – № 2138.
Оценка обстановки в чрезвычайных ситуациях: Справочник для студентов всех специальностей Г.А. Чернушевич [и др.]. – Минск: БГТУ 2004. – 93 с.
Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности в дипломных проектах (работах): учеб.-метод. пособие для студентов всех специальностей Г.А. Чернушевич [и др.]; под общ. ред Г.А. Чернушевича. – Минск: БГТУ 2004. – 125 с.
Охрана окружающей среды: методические указания по дипломному проектированию Л.А. Шибека [и др.]; под ред Л.А. Шибека. – Минск: БГТУ 2009. – 56 с.
Беспамятнов Г.П. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде: справочник Г.П. Беспамятнов Ю.А. Кротов. – Л.: Химия 1985. – 525с.
Инструкция по охране труда цеха лаков и эмалей на полимеризационных смолах и эмалей на конденсационных смолах производства №2. – 2012. – 56 с.
ГОСТ 8420-74. Определение вязкости.
ГОСТ 17537-72. Определение массовой доли летучих и нелетучих веществ.
ГОСТ 5233. Определение времени высыхания.
ГОСТ 6806-73. Определение эластичности пленки при изгибе.
ГОСТ 5233-67. Определение твердости покрытия по маятниковому прибору.
ГОСТ 15140-78. Определение адгезии лакокрасочного покрытия.
ГОСТ 8784-75. Методы определения укрывистости.
ГОСТ 6589-74. Метод определения степени перетира прибором «Клин» (гриндометром).
ГОСТ 9.403-80. Методы испытаний на стойкость к статическому воздействию жидкостей.
ГОСТ 23494-79. Грунтовка ХС-059 эмали ХС-759 лак ХС-724. Технические условия.
Технико-экономическое обоснование дипломных проектов: методические указания для студентов химико-технических специальностей Г.Ф. Кузнецова Н.Г. Синяк; под ред. Г.Ф. Кузнецовой. – Минск: БГТУ 2012. – 64 с.

Основные технико-экономические показатели цеха.doc

Основные технико-экономические показатели цеха
Наименование показателей
по базовому предприятию
Годовой выпуск продукции:
– в натуральном выражении т
– в действующих ценах млн. руб.
Производительность труда одного работника
Материалоемкость 1000 р. продукции руб
Себестоимость единицы продукции млн. руб. (1 т)
Прибыль от реализации продукциимлн. руб.
Рентабельность реализованной продукции %
Чистая прибыль млн. руб.
Инвестиции млн. руб.
Срок окупаемости инвестиций лет

ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМЫ ПОКРЫТИЯ.docx

Наименование показателей
Адгезия баллы не более
Стойкость при 60 ºС ч не менее к действию:
– 25%-ных растворов серной и азотной кислот;
Стойкость при (20±20)ºС к действию бензина ч не менее
Показатели системы покрытия

ПОКАЗАТЕЛИ ЭМАЛИ.doc

Характеристика эмали ХС-759
Наименование показателей
Должен соответствовать контрольному образцу
Однородная без морщин кратеров и посторонних включений
Условная вязкость по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при (20±05) ºС с
Массовая доля нелетучих веществ %
Время высыхания при (20±20)ºС ч не более
Степень перетира мкм не более
Твердость пленки по маятниковому прибору типа М-3 усл. ед. не менее
Эластичность пленки при изгибе мм не более
Укрывистость высушенной пленки гм² не более
Срок годности (жизнеспособность) при (20±20) ºС ч не менее

Реферат.doc

Пояснительная записка содержит 124 стр. 39 табл. 53 литературных источников и 9 листов графического материала.
РЕЦЕПТУРА СМЕСИТЕЛЬ ДИССОЛЬВЕР ЭМАЛЬ ОСНОВА РАСТВОРИТЕЛЬ ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЗАМЕСА БИСЕРНАЯ МЕЛЬНИЦА СОСТАВЛЕНИЕ ЭМАЛИ ФИЛЬТРАЦИЯ
Цель дипломного проекта – разработать проект производства химстойкой эмали устойчивой к воздействию агрессивных сред и химических реагентов.
В дипломном проекте приведен аналитический обзор и патентная проработка по заданной теме.
Описана характеристика эмали ХС-759 подобрана рецептура приведена характеристика исходного сырья выбрана и описана технологическая схема производства. Приведен расчет материального и теплового балансов технологического процесса. В соответствие с технологической схемой произведен расчет основного и вспомогательного оборудования.
Рассмотрены вопросы автоматизации и использования контрольно-измерительных приборов стандартизации контроля и управления качеством.
Разработаны мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности а также мероприятия по охране окружающей среды.
В экономическом разделе приведены расчеты по целесообразности внедрения данного производства.
Графическая часть включает чертежи технологической схемы и план расположения

РЕЦЕНЗИЯ.doc

на дипломный проект студентки Кошко Татьяны Михайловны
на тему «Проект производства эмали ХС-759»
В настоящее время лакокрасочная промышленность является технически развитой крупной отраслью химической индустрии производящей широкий ассортимент лакокрасочных материалов различного назначения. Лакокрасочные материалы широко используются в тяжелой промышленности автомобиле- и судостроении строительстве и других отраслях народного хозяйства для защиты металлов и других материалов от коррозии и внешних воздействий для придания деталям и конструкциям привлекательного внешнего вида. Среди огромного ассортимента лакокрасочных материалов особое место занимают химически стойкие эмали позволяющие получать покрытия с необходимым комплексом свойств поэтому представленный проект несомненно актуален.
В дипломном проекте предложен проект производства эмали ХС-759 сущность которого заключается в установке новой технологической линии в уже существующий цех.
Работа студентки Кошко Т.М. полностью соответствует заданию на дипломное проектирование.
В пояснительной записке последовательно и логично изложен материал необходимый для раскрытия дипломного проекта приведена характеристика сырья и выпускаемой продукции описана технологическая схема производства эмали.
Выполнены в полном объёме необходимые расчёты основного и вспомогательного оборудования.
Тщательный анализ современных литературных данных а также изучение существующих технологий позволил студентке разработать в полном объеме и выполнить все необходимые технико-технологические расчеты разработать мероприятия по охране труда окружающей среды безопасности жизнедеятельности. Целесообразность осуществления проекта и обоснованность принятых инженерных решений подтверждены экономическими расчетами.
Дипломный проект выполнен на 124страницах пояснительной записки. Дипломницей был проведён широкий обзор литературных источников использовались 53различных источника.
К недостаткам проекта можно отнести превышение объёма проекта предусмотренного стандартом.
В целом дипломный проект соответствует требованиям предъявляемым к дипломному проектированию и заслуживает достаточно высокой оценки.

РЕЧЬ.doc

Уважаемый председатель уважаемые члены государственной комиссии.
Вашему вниманию представлен дипломный проект на тему «Проект производства эмали ХС-759».
Эмаль ХС-759 применяется для окрашивания наружных поверхностей железнодорожных грузовых вагонов и цистерн оборудования металлических и железобетонных конструкций подвергающихся воздействию агрессивных сред с температурой не выше 60ºС эксплуатируемых в атмосферных условиях различных климатических районов а также внутри помещений.
Эмаль ХС-759 представляет собой суспензию пигментов в растворе сополимера винилхлорида с винилацетатом в смеси органических растворителей с добавлением пластификатора и эпоксидной смолы. (ПЛАКАТ 1) – рецептура
ПЛАКАТ 2 Технологическая схема производства состоит из следующих стадий:
Подготовка сырья и полуфабрикатов – жидкое сырье по трубопроводам подается в баки-хранилища а сухое электропогрузчиком доставляется в ОПС откуда эл. тельфером доставляется к месту загрузки.
Изготовление основ VUHH-12% и VUHH-329% осуществляется в смесителе снабженном рубашкой для обогрева и рамной мешалкой. Растворители закачиваются из баков-хранилищ по индивидуальным трубопроводам через счетчики-дозаторы. Затем при включенной мешалке вручную засыпаются сополимеры. Процесс растворения ведут при постоянном перемешивании с подогревом: 12 % раствор при температуре 75±5 ºС; 329 % – при температуре 45±5 ºС
Фильтрация основ VUHH-12% и VUHH-329%. Готовая основа из смесителя самотеком подается на горизонтальный фильтр. После фильтрации отфильтрованная основа через выходной патрубок по трубопроводу поступает в бак-хранилище.
Приготовление пигментной суспензии Приготовление пигментной суспензии осуществляется в быстроходном смесителе (диссольвере) снабженном дискофрезерной мешалкой с частотой вращения 1500 мин-1 рубашкой для охлаждения. В диссольвер согласно загрузочной рецептуры загружают 12 % раствор сополимера VUHH из баков-хранилищ через весовой мерник насосом. Растворитель загружают через счетчики-дозаторы. Смесь перемешивают в течение 5 минут после чего производят загрузку пигментов вручную. По окончании загрузки пигментов содержимое диссольвера перемешивают не менее 30 минут до получения однородной массы вязкость 15–30 с Приготовленная пигментная суспензия из диссольвера самотеком поступает в бисерную мельницу
Диспергирование пигментного замеса Диспергирование пигментного замеса производится в бисерной мельнице; при достижении степени перетира 30 мкм пигментная суспензия перекачивается в смеситель
Составление эмали и постановка на «тип» В смеситель согласно загрузочным рецептурам загружается 325% раствор сополимера VUHH из баков-хранилищ и растворители (ацетон бутилацетат толуол циклогексанон) через счетчики-дозаторы. После загрузки жидких компонентов в смеситель при работающей мешалке подают пигментную пасту из бисерной мельницы. Из бочек при помощи подъемного устройства дают пластификатор (трикрезилфосфат). После загрузки содержимое смесителя перемешивают не менее 2-х часов. . При соответствии показателей эмаль подают на фасовку
Фасовка готовой эмали. Слив производится в барабаны на напольном конвейере через магнитный отсекатель. С конвейера барабаны транспортируются с помощью погрузчика на площадку готовой продукции.
ПЛАКАТ 3 Основное и вспомогательное оборудование расположено в 3-х этажном здании размером 24×69 с сеткой колонн 6×6.
В дипломном проекте было рассчитано и подобрано следующее оборудование
ПЛАКАТ 4 бисерная мельница представляет собой горизонтальный цилиндрический контейнер вместимостью 140 л в котором расположен рабочий ротор с дисками приводящими в движение диспергируемую массу и мелющие тела (бисер). Также имеется рубашка для охлаждения;
ПЛАКАТ 5-В качестве вспомогательного оборудования используется насос шестеренчатый который служит для перекачки пигментной суспензии в смеситель.
ПЛАКАТ 6. Готовая эмаль должна соответствовать следующим требованиям и нормам
ПЛАКАТ 7 Кроме того система покрытия должна соответствовать показателям
ПЛАКАТЕ 8 В ДП разработана схема автоматизации и контроля тех процесса. Регулируемыми и контролируемыми параметрами являются уровень заполнения смесителя температура в бм. Контролируемым параметром является давление в бм.
В ДП осуществлен анализ вредных и опасных производственных факторов при производстве эмали. Разработаны мероприятия по ОТ и БЖ. Произведена оценка влияния на окружающую среду выбросов сбросов и твердых отходов образующихся при производстве и разработаны мероприятия по уменьшению уровня этого влияния.
ПЛАКАТ 9 В ДП выполнен технико-экономический расчет производства.
Так при объеме инвестиций порядка 15 млрд руб срок окупаемости составит немного более 36 лет. Следует обратить внимание на то что срок службы зданий и сооружений цеха составляет 50 лет а затраты на создание зданий и сооружений превосходят капитальные затраты на оборудование. Исходя из выше приведенных расчетов и фактов проект можно считать экономически выгодным.
Спасибо за внимание.

Содержание.docx

Аналитический обзор состояния проблемы с элементами патентной проработки . .. . 9
Технологический раздел . 27
1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции . .27
2 Описание технологической схемы и обоснование принятых решений . 30
2.1 Поступление сырья и полуфабрикатов подготовка их к загрузке 30
2.2 Осмотр и подготовка оборудования перед загрузкой 31
2.3 Изготовление основы . 31
2.4 Фильтрация основы ( 12% и 329%) .. . 31
2.5 Изготовление пигментной суспензии .. . . 32
2.6 Диспергирование пигментной пасты в бисерной мельнице . 33
2.7 Составление эмали в смесителе постановка ее на «тип» . . 33
2.8 Слив эмали в тару . . . .34
2.9 Упаковка и маркировка и отгрузка готовой продукции 34
3 Материальные и тепловые расчеты технологического оборудования 35
3.1 Расчет материального баланса .. . .35
3.2 Расчет теплового баланса .. ..39
4 Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования .. 41
4.1 Расчёт и подбор основного оборудования .. 41
4.2 Расчет количества основного технологического оборудования.. 44
4.3 Расчет и подбор вспомогательного оборудования. 47
Автоматизация производства .. .50
1 Выбор параметров подлежащих контролю и регулированию .. 50
2 Выбор приборов автоматического контроля и регулирования .. .52
3 Разработка функциональной схемы автоматизации процесса. Описание работы систем автоматического контроля и регулирования . .. .54
3.1 Методика разработки функциональной схемы ..54
3.2 Описание работы автоматической системы регулирования. 55
Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности .57
1 Мероприятия по охране труда 57
1.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов пожаро- и взрывоопасности на производстве эмали ХС-759 .. .. 57
1.2 Инженерные мероприятия по обеспечению безопасности технологических процессов ..59
1.3 Инженерные решения по обеспечению санитарно- гигиенических условий труда.. 64
1.4 Бытовые здания и помещения промышленных предприятий . 67
1.5 Технические решения обеспечивающие взрыво- и пожаробезопасность помещения 68
2 Мероприятия по безопасности жизнедеятельности . 70
2.1 Анализ потенциальных источников возникновения чрезвычайных ситуаций .. .71
2.2 Прогнозная оценка масштабов химического загрязнения объекта иприлегающей к нему территории при возникновении ЧС . .73
2.2.1 Прогнозирование глубины зоны загрязнения СДЯВ 73
2.2.2. Определение площади зоны загрязнения СДЯВ .. ..75
2.3 Количественная оценка взрывоопасности производственных помещений и оборудования .. ..75
2.4 Расчет инженерной защиты персонала цеха (объекта) при ЧС. Оценка защитных свойств имеющихся убежищ (противорадиационных укрытий) ..77
2.5 Мероприятия направленные на предотвращение потерь персонала от возникновения ЧС .. .79
Мероприятия по охране окружающей среды .81
1 Общая часть .. . 81
1.1 Расчет суммарного показателя загрязнения атмосферы 83
1.2 Определение размеров санитарно-защитной зоны (СЗЗ) с учетом розы ветров . 84
2 Анализ технологических решений 84
3 Охрана атмосферного воздуха от загрязнения .. .87
3.1 Выбросы в атмосферу . . . 87
3.2 Расчет вклада проектируемого цеха в валовый выброс загрязняющих веществ предприятия (Ввыбр.об). . .. 89
4 Охрана поверхностных подземных вод от загрязнения и истощения .90
5 Охрана окружающей среды от загрязнения отходами производства . ..91
5.1 Расчет вклада объекта в общее количество производственных отходов образующихся в населенном пункте(территории) (Вотх.) 92
6 Охрана и рациональное использование земельных ресурсов 92
7 Охрана растительности .92
Контроль качества и метрологическое обеспечение производства .. ..94
1 Методы контроля основных показателей качества готовой продукции ..94
1.1 Определение условной вязкости .. .94
1.2 Определение массовой доли летучих и нелетучих веществ .. 95
1.3 Определение времени высыхания 96
1.4 Эластичность пленки при изгибе . .. 97
1.5 Определение твердости пленки 97
1.6 Определение адгезии лакокрасочного покрытия .. 98
1.7 Определение цвета покрытия . .. .99
1.8 Определение укрывистости 99
1.9 Определение степени перетира .. . 100
1.10 Определение стойкости к статическому воздействию жидкостей 101
1.11 определение жизнеспособности эмали 102
2 Нормы технологического режима и аналитический контроль производства ..102
Экономический раздел .. 108
1 Оценка рынков сбыта продукции и конкурентов стратегия маркетинга . 108
2 Обоснование проектной мощности цеха и расчет его производственной программы . 109
3 Расчет производственной программы цеха . .. 110
4 Расчет капитальных вложений на модернизацию . . .110
5 Определение потребности в материальных и энергетических ресурсах 112
6 Расчет затрат на оплату труда персонала цеха . 113
7 Расчет сметы общепроизводственных расходов и калькуляция себестоимости продукции .. . 117
8 Расчет стоимостной оценки результатов инвестиционного проекта модернизации цеха . . .118
8.1Расчет чистой прибыли от реализации продукции .. . 118
Список использованной литературы 122

содержание2 хорошее.doc

Аналитический обзор состояния проблемы с элементами патентной проработки . .. . 9
Технологический раздел . 27
1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции . .27
2 Описание технологической схемы и обоснование принятых решений . 30
2.1 Поступление сырья и полуфабрикатов подготовка их к загрузке 30
2.2 Осмотр и подготовка оборудования перед загрузкой 31
2.3 Изготовление основы . 31
2.4 Фильтрация основы ( 12% и 329%) .. . 31
2.5 Изготовление пигментной суспензии .. . . 32
2.6 Диспергирование пигментной пасты в бисерной мельнице . 33
2.7 Составление эмали в смесителе постановка ее на «тип» . . 33
2.8 Слив эмали в тару . . . .34
2.9 Упаковка и маркировка и отгрузка готовой продукции 34
3 Материальные и тепловые расчеты технологического оборудования 35
3.1 Расчет материального баланса .. . .35
3.2 Расчет теплового баланса .. ..39
4 Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования .. 41
4.1 Расчёт и подбор основного оборудования .. 41
4.2 Расчет количества основного технологического оборудования.. 44
4.3 Расчет и подбор вспомогательного оборудования. 47
Автоматизация производства .. .50
1 Выбор параметров подлежащих контролю и регулированию .. 50
2 Выбор приборов автоматического контроля и регулирования .. .52
3 Разработка функциональной схемы автоматизации процесса. Описание работы систем автоматического контроля и регулирования . .. .54
3.1 Методика разработки функциональной схемы ..54
3.2 Описание работы автоматической системы регулирования. 55
Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности .57
1 Мероприятия по охране труда 57
1.1 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов пожаро- и взрывоопасности на производстве эмали ХС-759 .. .. 57
1.2 Инженерные мероприятия по обеспечению безопасности технологических процессов ..59
1.3 Инженерные решения по обеспечению санитарно- гигиенических условий труда.. 64
1.4 Бытовые здания и помещения промышленных предприятий . 67
1.5 Технические решения обеспечивающие взрыво- и пожаробезопасность помещения 68
2 Мероприятия по безопасности жизнедеятельности . 70
2.1 Анализ потенциальных источников возникновения чрезвычайных ситуаций .. ..71
2.2 Прогнозная оценка масштабов химического загрязнения объекта и прилегающей к нему территории при возникновении ЧС .73
2.2.1 Прогнозирование глубины зоны загрязнения СДЯВ 73
2.2.2. Определение площади зоны загрязнения СДЯВ .. ..75
2.3 Количественная оценка взрывоопасности производственных помещений и оборудования .. ..75
2.4 Расчет инженерной защиты персонала цеха (объекта) при ЧС. Оценка защитных свойств имеющихся убежищ (противорадиационных укрытий) ..77
2.5 Мероприятия направленные на предотвращение потерь персонала от возникновения ЧС .. .79
Мероприятия по охране окружающей среды .81
1 Общая часть .. . 81
1.1 Расчет суммарного показателя загрязнения атмосферы 83
1.2 Определение размеров санитарно-защитной зоны (СЗЗ) с учетом розы ветров . 84
2 Анализ технологических решений 84
3 Охрана атмосферного воздуха от загрязнения .. .87
3.1 Выбросы в атмосферу . . . 87
3.2 Расчет вклада проектируемого цеха в валовый выброс загрязняющих веществ предприятия (Ввыбр.об). . .. 89
4 Охрана поверхностных подземных вод от загрязнения и истощения .90
5 Охрана окружающей среды от загрязнения отходами производства . ..91
5.1 Расчет вклада объекта в общее количество производственных отходов образующихся в населенном пункте(территории) (Вотх.) 92
6 Охрана и рациональное использование земельных ресурсов 92
7 Охрана растительности .92
Контроль качества и метрологическое обеспечение производства .. ..94
1 Методы контроля основных показателей качества готовой продукции ..94
1.1 Определение условной вязкости .. .94
1.2 Определение массовой доли летучих и нелетучих веществ .. 95
1.3 Определение времени высыхания 96
1.4 Эластичность пленки при изгибе . .. 97
1.5 Определение твердости пленки 97
1.6 Определение адгезии лакокрасочного покрытия .. 98
1.7 Определение цвета покрытия . .. .99
1.8 Определение укрывистости 99
1.9 Определение степени перетира .. . 100
1.10 Определение стойкости к статическому воздействию жидкостей 101
1.11 определение жизнеспособности эмали 102
2 Нормы технологического режима и аналитический контроль производства ..102
Экономический раздел .. 108
1 Оценка рынков сбыта продукции и конкурентов стратегия маркетинга 108
2 Обоснование проектной мощности цеха и расчет его производственной программы . 109
3 Расчет производственной программы цеха . .. 110
4 Расчет капитальных вложений на модернизацию . . .110
5 Определение потребности в материальных и энергетических ресурсах 112
6 Расчет затрат на оплату труда персонала цеха . 113
7 Расчет сметы общепроизводственных расходов и калькуляция себестоимости продукции .. . 117
8 Расчет стоимостной оценки результатов инвестиционного проекта модернизации цеха . . .118
8.1Расчет чистой прибыли от реализации продукции .. . 118
Список использованной литературы 122

Титульный лист.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра Технологии нефтехимического синтеза и переработки полимерных материалов
Специальность 1-48 01 02 «Химическая технология органических веществ материалов и изделий»
Специализация 1-48 01 02 03 «Технология лакокрасочных материалов»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ НА ТЕМУ:
ПРОЕКТ ПРОИЗВОДСТВА ЭМАЛИ ХС-759
Дипломник Кошко Т. М.
Руководитель проекта
ст. преподаватель к.т.н. Шутова А. Л.
(учен. степень звание должность подпись Ф.И.О.)
Заведующий кафедрой член-корреспондент НАН Республики Беларусь д.х.н. профессор Прокопчук Н.Р.
(учен. степень звание подпись Ф.И.О.)
Консультанты: по охране окружающей среды ассистент Козловская И.Ю.
по охране труда и безопасности жизнедеятельности
преподаватель Терешко В.В.
по экономической части к.э.н. доцент Кузнецова Г. Ф.
по автоматизации производства к.т.н. доцент Жарский С.Е.
ст. преподаватель к.т.н. Шутова А.Л.
Председатель ГЭК Бирич Л.Н
(учен. степень звание подпись Ф.И.О.)