Основное и вспомогательное оборудование
Центрифуга, нитратор-дозер, бункер-дозер, теплообменник, смеситель, хранилище для кислот, мерник для кислот, бак расходный, бак для горячей воды, кипорыхлитель, лавер.
Нитратор-дозер
Нитратор-дозер предназначен для проведения процесса предварительной нитрации расчетной навески целлюлозы рабочей кислотной смесью (РКС). При этом выдерживается модуль нитрации равный 30. В работе последовательно работают четыре нитратора-дозера, создавая непрерывность процесса нитрации.
Нитратор-дозер (рисунок 3) представляет собой объемный аппарат с двумя лопастными мешалками 7. Аппарат изготавливается из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Привод аппарата состоит из асинхронного двигателя переменного тока, приводящего в действие червячный редуктор-раздвоитель 4, вращающий одновременно обе лопастные мешалки аппарата, размещенные внутри корпуса 1. Привод аппарата установлен на крышке 2. Над крышкой установлен кронштейн 3. Внутри аппарата установлена оросительная труба 5 для залива в аппарат РКС. Лопастные мешалки 7 устанавливаются на вертикальных валах 6. Аппарат имеет опоры для установки. В коническом днище имеется сливной патрубок для слива суспензии, полученной в результате нитрации (нитроцеллюлоза (НЦ) и отработанная РКС). Навеску целлюлозы, предназначенную для нитрации, загружают в аппарат через загрузочный люк 8.
1 – корпус; 2 – крышка; 3 – кронштейн; 4 – привод; 5 – оросительная труба; 6– вертикальный вал; 7 – лопастная мешалка; 8 – загрузочный люк
|
|
|
Рисунок 4 – Нитратор-дозер (НД-3)
Работа нитратора-дозера осуществляется следующим образом.
Целлюлоза, предназначенная для нитрации (марки РБ или ХЦ), поступает в бункер-дозатор целлюлозы, из которого шнеком подается в загрузочный люк НД-3. Рабочая кислотная смесь определенного состава перед подачей в нитратор-дозер предварительно охлаждается в кожухотрубном теплообменнике до заданной температуры. Процесс нитрации начинают с залива РКС в аппарат при закрытом спускном клапане. При достижении уровня нижних лопастей мешалок включаются мешалки, и начинается загрузка расчетной навески целлюлозы при непрерывном поступлении РКС в НД-3.
Последовательность операций загрузки целлюлозы, залива РКС в НД-3 и выгрузки массы из НД-3 осуществляется с помощью командно-электропневматического прибора (КЭПП) или вручную. При этом периодически (раз в смену) рассчитывается средняя навеска целлюлозы, величина которой не должна отличаться от заданной более чем на 6 %. Полноту заполнения аппарата определяют по уровню. По истечении установленного времени нитрации открывается спускной клапан, и масса из НД-3 при работающих мешалках выгружается в аппарат непрерывного улова отработанных кислот (НУОК). Полное удаление массы в конце слива осуществляется подачей РКС для ее смыва.
|
|
|
Трубчатый автоклав (ТА)
Трубчатый автоклав (рисунок 5) предназначен для основного процесса стабилизации свойств полученной в процессе нитрации нитроцеллюлозы. В нем нитроцеллюлозе придается необходимая вязкость и стойкость, которая обеспечивает длительное хранение порохов и топлив на ее основе.
Основной стадией стабилизации является обработка нитроцеллюлозы в трубчатом автоклаве при повышенных температурах и давлениях, разлагающих продукты гидролиза и окисления целлюлозы и ее спутников и смешанных азотно-кислых эфиров, удаляемых на последующих стадиях стабилизации.
Трубчатый автоклав представляет собой змеевик с рубашкой типа «труба в трубе» длиной 1200 м, с внутренним диаметром трубы 100 мм, изготовленный из стали 10Х18Н10Т. По внутреннему диаметру проходит взвесь, в рубашку подается пар или вода. Трубчатый автоклав состоит из восемнадцати последовательно соединенных ниток длиной 60 м каждая.
Трубчатый автоклав по всей длине разделен на три зоны:
- восемь ниток – зона нагрева, 540 м;
-девять ниток – зона выдержки, 600 м;
|
|
|
- одна нитка – зона охлаждения, 60 м.
Основными элементами конструкции трубчатого автоклава являются: компенсатор линзовый 1, служащий для сглаживания температурных деформаций; хомутовое соединение 2 ниток автоклава; калачи 3, 4, 5 для передачи теплоносителя; юбка 6 для установки компенсатора; патрубок 7 для подвода теплоносителя; фланец 8 для соединений элементов.
1 – компенсатор линзовый; 2 – хомутовое соединение; 3, 4, 5 – калач;
6 – юбка; 7 – патрубок; 8 – фланец.
Рисунок 5 – Трубчатый автоклав
Работа трубчатого автоклава осуществляется следующим образом. Из питающего чана водная взвесь нитроцеллюлозы непрерывно с помощью двух питающих центробежных насосов подается в трубчатый автоклав. В трубчатом автоклаве производится стабилизация нитроцеллюлозы и отмывка кислот, сорбированных поверхностью нитроцеллюлозы. В зоне нагрева производится подогрев взвеси до заданной температуры с помощью пара, подаваемого в рубашку по принципу противотока. Зона выдержки предназначена для обработки нитроцеллюлозы в кислой среде. Температура в зоне выдержки должна быть на 1…2 °С ниже температуры зоны обогрева. Снижение температуры в зоне охлаждения достигается путем непрерывной подачи холодной речной фильтрованной воды по принципу противотока.
|
|
|
Процесс стабилизации в трубчатом автоклаве протекает не менее 10 минут при скорости движения взвеси не более 2 м/с для нитроцеллюлозы из древесной целлюлозы марки РБ и не менее 11 минут при скорости не менее 1,8 м/с для нитроцеллюлозы из хлопковой целлюлозы.
Скорость движения взвеси обеспечивается питающими насосами, создающими давление от 5 до 9,5 кгс/см2 (от 0,5 до 0,95 МПа), и противодавлением от 1,5 до 5 кгс/см2 (от 0,15 до 0,5 МПа), которое создается тормозными центробежными насосами, установленными в конце трубчатого автоклава.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Производство нитратов целлюлозы имеет ряд особенностей, обусловленных характером сырья и получаемого продукта, сложностью технологического процесса. На различных фазах производства приходится иметь дело с вредными, опасными, пожароопасными, взрывоопасными веществами. В настоящее время изучены причины случайностей в производстве нитратов целлюлозы и разработаны меры для борьбы с ними.
В ходе данной работы были рассмотрены свойства коллоксилина, его особенности, технологический процесс. Коллоксилиндолжен храниться в увлажненном состоянии т.к. взрывоопасен в сухом состоянии, в виде пыли или замороженных кристаллов. Для увлажнения применяется этиловый спирт содержание которого, должно быть не менее 30 % веса коллоксилина.
В химической промышленности в настоящее время используют периодические и непрерывные способы производства коллоксилина
Периодический способ по отношению к непрерывному имеет существенные недостатки: большие затраты ручного труда; большая единовременная производительность каждой операции и всего технологического процесса; трудно поддается автоматизации и механизации,; недостаточно высокое качество продукции; разбросанность операций по отдельным зданиям приводит к большому количеству межфазных транспортировок.
Множество проблем имеется с оборудованием, поскольку оно не менялось в течение десятков лет. Требуется совершенствование технологии производства для того что бы увеличить производительность продуктов и понизить процент аварийных ситуаций и ремонт оборудования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Казанский пороховой завод: [Электронный ресурс]. К., 2019 г. URL:
http://kazanpowder.ru/ (Дата обращения 02.07.2020).
2. Гиндич В.И. Производство нитратов целлюлозы. Технология и оборудование. / В.И.Гиндич, Л.В.Забелин, Г.Н.Марченко – М.: ЦНИИНТИ, 1984. – 360 с. [стр. 25-39].
3. Мельников Б. Н., Виноградова Г. И. Применение красителей. Учеб. для вузов — М.: Химия, 1986. — 240 с. [стр. 197-198].
4. Кузнецов Е. В., Прохорова И. П., Файзуллина Д. А. Альбом технологических схем производства полимеров и пластических масс на их основе. Издание второе, переработанное и дополненное Москва Химия 1969г. 72 с. [стр. 25-50].
5. Роговин З.А., Химия целлюлозы. М.:ХИМИЯ, Роговин З . А . Химия целлюлозы, M . , «Химия», 1972 . 520 с. [стр. 389-395].
6. Дементьева Д.И., Ведение в технологию энергонасыщеенных материалов: учебное пособие /Д.И. Дементьева 254 с.- Бийск: Изд-во АГТУ, 2009г.
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 98; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!