ДАВИДОВ А. С.

Сортировать по умолчанию названию
  • РЕАКТОР ПОЛІМЕРИЗАЦІЇ СТИРОЛУ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ ЕМУЛЬСІЙНОГО ПОЛІСТИРОЛУ

    Полістирол є незамінним полімером в промисловості та будівництві. Він широко застосовується в побутовій сфері діяльності людини, пакувальній, кондитерській, електротехнічній індустріях, що спричиняє постійне підвищення попиту на нього. Це пов’язано з його властивостями: володіє відмінними діелектричними властивостями і морозостійкістю до -40°C. Отже розробка устаткування для його виробництва, що відповідає сучасним тенденціям техніки, є важливою задачею. Промислове виробництво полістиролу базується на радикальній полімеризації стиролу. Розрізняють три основні способи його отримання: емульсійний, суспензійний, блочний. Одержання полістирола емульсійним способом є досить поширеним процесом, перевагами якого є менші енергозатрати, простота процесу та використовуваних в ньому апаратів. Технологічна схема процесу виготовлення емульсійного полістиролу зображено на рисунку 1. Пом’якшена вода із збірника 1 і мономер стирол зі збірника 2 через мірник 5 і 6 завантажуються в реактор 23, з’єднаний з оберненим холодильником 7. Із збірника 3 через мірник 4 туди ж подається каталізатор – 30 %-ий розчин перекису водню та емульгатор – мило або кокосове масло. Вся маса підігрівається до температури 345 К і витримують протягом 25 хвилин. Після полімеризації полістирол витримують та охолоджують. Отримана емульсія полістиролу подається в збірник 22, з якого періодично перекачується в осадо-збірник 8 для коагуляції квасцями. Квасці подаються в осадо-збірник із збірника 11 через мірник 10. Суспензію, отриману після коагуляції, нейтралізують аміачною водою із мірника 9, розбавляють холодною водою і розділяють на центрифузі 17. Після центрифугування осад промивається пом’якшеною водою і вигружається в бункер 18, з якого елеватором 16 і шнеком 15 подається в сушилку 14. Сухий полістирол потрапляє в бункер 13, а потім шнеком 12 подається на упаковку. Фільтрат і промивні води перекачуються в збірник 21, а з нього в нутч-фільтр 19. Відфільтрований осад по мірі накопичення повертається в осадо-збірник 8, а фільтрат спускається у відстійник 20, звідки скидається в каналізацію. Вихід полістиролу складає близько 96 %. Мономер, котрий не прореагував, після закінчення процесу відганяється «гострим» паром. Так як виробництво синтетичних полімерів належить до найбільш динамічно прогресуючих галузей народного господарства, то актуальним напрямком є підвищення ефективності технологічної схеми шляхом інтенсифікації режимів функціонування її апаратів, а саме високою продуктивністю та економічністю процесу. Реактор полімеризатор є основним апаратом у технологічній схемі представленій на рис.1. Саме у ньому відбувається перехід мономерів у полімери. Отже ефективність всієї схеми визначатиметься якістю перебігу цього процесу, тому доцільна модернізація реактора, бо саме він лімітує продуктивність всієї схеми. В наслідок цього планується збільшення кількості продукту, що отримується в одиницю часу з одиниці реакційного об'єму. Завданням на дипломне проектування є вибір серед сучасних конструкцій реакційне обладнання, перевірка його патентної чистоти, модернізація устаткування, що має підвищити якість готового продукту та збільшити продуктивність обладнання в цілому.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ РЕАКТОРА ПОЛІМЕРИЗАЦІЇ СТИРОЛУ В ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМІ ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ ЕМУЛЬСІЙНОГО ПОЛІСТИРОЛУ

    Сучасні ринкові відносини передбачають використання підприємствами хімічної промисловості обладнання нового типу, що забезпечує поліпшення якості продукції, підвищення ефективності виробництва, підвищення рентабельності. Провідна роль у багатьох технологічних операціях відводиться перемішуванню реакційної маси з підводом або відводом тепла. Емульсійний полістирол має важливе значення в промисловості та будівництві завдяки його невисокої вартості, простоті переробки і великому асортименті марок [1]. Його отримують в апараті з якірною мішалкою і гріючою оболонкою. За допомогою перемішування досягається тісний контакт частинок і безперервне оновлення поверхні реагуючих речовин, з метою прискорення процесів тепло- та масообміну, зменшення часу протікання хімічної реакції. В середовищі, що перемішується потрібно створювати значні зрізуючі зусилля, які залежать від величини градієнта швидкості. В тих зонах апарата, де градієнт швидкості має найбільше значення, відбувається найбільш інтенсивне диспергування дисперсної фази. Головною метою перемішування є зниження концентраційних і температурних градієнтів в об’ємі апарата. Для економічної доцільності проведення процесу, необхідно щоб бажаний ефект перемішування досягався за менший період часу, тобто зменшувались питома витрата енергії на одиницю продукції, що є показником економічної ефективності перебігу процесу. Ефективність перемішування характеризує степінь рівномірності розподілу твердої фази в об’ємі апарату при інтенсифікації теплових і дифузійних процесів – співвідношенням коефіцієнтів тепло- і масопередачі при перемішуванні і без його. Ефективність залежить від конструкції перемішуючого приладу та від величини енергії яку вводять в рідину, що перемішують. Інтенсивність перемішування визначається часом досягнення заданого технологічного результату, чим вище інтенсивність перемішування, тим менше часу потрібно для досягнення заданого ефекту перемішування. Інтенсифікувати процес дозволяє пасивна та активна зміна параметрів процесу. Збільшення числа обертів та розмірів перемішуючого приладу відноситься до пасивної або екстенсивної зміни параметрів процесу; конструктивна зміна, що забезпечує покращене змішування, високу ефективність гідравлічної системи, запобігає утворенню вихрових потоків та кавітаційних бульбашок, стабілізує роботу перемішуючого приладу – активні або інтенсивні зміни. Геометричні співвідношення апарата і перемішуючого приладу впливають на інтенсивність теплообміну і енергетичні затрати. Тому слід застосовувати оптимальні геометричні співвідношення для вибраного типу перемішуючого пристрою. Метою дипломної роботи є вибір, проектування та модернізація реактора полімеризації стиролу в технологічної схемі процесу виготовлення емульсійного полістиролу, інтенсифікації реакційних та тепло-масообмінних процесів активними та пасивними методами, що і покладено в основу корисної моделі [2],[3].

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ РОТОРНО-ПЛІВКОВОГО АПАРАТА З ВИСХІДНИМ ПОТОКОМ

    Проведено експериментальне дослідження середньої товщини плівки, гальмівного впливу стінки на рідину в роторно-плівковому апараті з висхідним потоком. 


    Intensification of heat and mass transfer processes in liquids most simply solved by using thin-film equipment. Organization processes in thin layers of liquid widely used in chemical, biotechnology, food and other industries. The basic requirement for improving the quality of thermally labile substances is to ensure continuity of the film and a small residence time of the product on the heating surface. In rotary apparatus with falling film problem is to ensure continuity of the film, especially in the case of high intensity of evaporation. Organization upward flow in rotor-film devices allows you to create favorable conditions for the processing of thermally labile compounds.

    Due to the complexity of studying hydrodynamics upward flow in a rotor-tape machine can not only describe the process of theoretical functional dependencies. Experimental studies provide an opportunity to present their results in the form of empirical equations that reflect the real picture of the process.

    One of the main parameters characterizing the hydrodynamics of rising film flow is pumping and the average thickness of the film. The results of experimental studies for the height dependence of the number of revolutions of the rotor and the volume of fluid in the apparatus are based on the inhibitory influence of the wall. Also, the average film thickness is depending on the number of revolutions of the rotor and the fluid flow.

     The study was carried out on a glass model of rotary-film device with a transparent wall , the height of discharge (235 mm) rotor with rigid blades, adjustable blade number (2 to 6) and the gap between the blades and the wall (0.75…2.00 mm). Experiments were carried out during isothermal upward flow of water at a temperature of 18 °C. Number of blades was 6, the distance between the blade and the wall – 2 mm. Rotor speed was changed from 30 to 100 rad/s.

    It was established that the ratio of inhibitory effect increases with the amount of fluid that is in the machine, and decreases with increasing angular velocity. The thickness of the film increased with the flow and decreases with increasing angular velocity. The results are summarized relevant equations. Calculated values differ from the experimental values of less than 5 %. Reliability approximations made 0.96, indicating a sufficient reproducibility.

    The results can be used for design calculations and further research rotary-film devices with a rising film.


    Переглянути