Курсовая работа: Проектирование комплекса производств лакокрасочных материалов и растворителей
Курсовая работа: Проектирование комплекса производств лакокрасочных материалов и растворителей
Курсовой проект
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
для проектирования комплекса
производств
лакокрасочных материалов и
растворителей
общей мощностью 7000 т/г
Содержание
1. Основание для
разработки исходных данных и общие сведения о технологии
2. Мощность, ассортимент
ЛКМ и их применение
3. Нормативно-техническая
документация на готовую продукцию
4. Нормативно-техническая
документация на сырье, вспомогательные материалы
5. Химизм,
физико-химические основы технологических процессов
6. Потребность сырья на
расчетный ассортимент
7. Характеристика и
расход энергетических средств на технологические нужды
8. Описание
принципиальных технологических схем производства
8.1.Производство ЛКМ на
конденсационных смолах
8.1.1. Рецептуры
8.1.2. Принципиальная
технологическая схема производства
8.1.3. Материальные
балансы и нормы расхода сырья
8.2. Производство
водно-дисперсионных красок ВД-АК-101 и 201
8.2.1. Рецептуры
8.2.2. Принципиальная
технологическая схема производства
8.2.3. Материальный
баланс и нормы расхода сырья
8.3. Производство
растворителей
8.3.1. Рецептуры
8.3.2. Принципиальная
технологическая схема производства
8.3.3. Материальные
балансы и нормы расхода сырья
1. ОСНОВАНИЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ
Настоящие
исходные данные для проектирования комплекса производств
лакокрасочных материалов (ЛКМ) и растворителей на промышленной площадке
ЗАО «Пигмент» (г. Дзержинск Нижегородской обл.) разработаны на
основании договора № 6/02-02 П от 28.05.02 г. и технического задания, утвержденного
директором ЗАО «Пигмент».
Исходные
данные составлены на расчетный ассортимент, включающий широкий
спектр алкидных эмалей и грунтовок, водно-дисперсионных красок и
растворителей.
В
состав комплекса входят следующие производства:
-
эмалей (ПФ-115, ПФ-1217 ВЭ, ПФ-266) и грунтовок (ГФ-021, ГФ-0163)
на конденсационных смолах мощностью 2700 т/г;
- защитно-декоративного
состава типа «Пинотекс» мощностью 300 т/г;
- водно-дисперсионных
красок типа ВД-АК мощностью 2000 т/г;
- растворителей
для ЛКМ мощностью 2000 т/г.
Способ
производства всех типов ЛКМ и растворителей - периодический.
Технологический
процесс изготовления эмалей и грунтовок на конденсационных
смолах включает следующие стадии - прием и дозирование сырья,
приготовление пигментной суспензии, диспергирование, составление эмали
и постановка «на тип», фильтрация и фасовка.
Для
получения эмалей ПФ-115 (белого и насыщенных цветов), ПФ-266 и
грунтовок предлагается использовать традиционную для лакокрасочных предприятий
технологию составления эмалей на основе паст, приготовленных
из смеси пигментов.
Для
эмалей ПФ-115 светлых тонов предлагается технология с использованием
однопигментных паст - готовый продукт получают смешением базовой
эмали с одной или несколькими однопигментными пастами в соответствии с заданной
рецептурой. В качестве базовой используется белая эмаль, изготовленная в основном на двуокиси титана, а колеровка осуществляется закупными однопигментными пастами.
Для производства данного
типа ЛКМ предлагается установить пять технологических
линий:
-
три технологические линии включают стационарные аппараты закрытого типа, связь
между которыми осуществляется по трубопроводам.
Они
предназначены для выпуска белой (две линии) и цветных эмалей (голубая, зеленая,
синяя) ПФ-115; в первом случае дополнительно устанавливается
колеровочный смеситель открытого типа для получения эмалей светлых
тонов;
-
две линии с использованием «дежной» технологии, где приготовление
пигментных паст и составление различного типа ЛКМ осуществляется в передвижных
дежах.
Они
предназначены для выпуска малотоннажных партий эмалей ПФ-266,
ПФ-115 (красная, черная), грунтовок ГФ-021 и ГФ-0163.
Установка
линий с использованием «дежной» технологии обусловлена выпуском
небольших количеств ЛКМ различных марок и цветов и перспективой
расширения ассортимента ЛКМ. Достоинством данной технологии является
исключение появления большого количества «замывочных» растворов при переходе на
изготовление ЛКМ других цветов и марок.
Производство
защитно-декоративных составов типа «Пинотекс» основано на
выпуске бесцветного состава путем смешения алкидного лака, масла, растворителя
и добавок, с последующей фильтрацией и фасовкой.
При
получении цветных составов дополнительно проводится колеровка бесцветного
состава закупными пастами.
При
производстве красок типа ВД-АК используется традиционная
технология получением белой краски.
Предусматривается
колеровка непосредственно перед продажей на площадях торговых
организаций.
Изготовление
растворителей предлагается проводить путем смешения отдельных
компонентов непосредственно в складских помещениях.
Основными
видами сырья являются лаки на конденсационных смолах (ПФ-020,
ПФ-060, ГФ-01 и ГФ-0174), различного типа растворители, пигменты, сиккативы и
функциональные добавки.
Необходимо
предусмотреть прием, хранение всех видов сырья и обеспечить
требуемую точность дозировки исходных компонентов.
Технические
решения при разработке комплекса производств должны соответствовать современным
требованиям, предъявляемым к аппаратурно-технологическому оформлению процесса,
механизации и автоматизации производства, охране окружающей среды, а
также технике безопасности для взрывопожароопасных производств.
Предполагается
по возможности использовать отечественное оборудование.
2. МОЩНОСТЬ, АССОРТИМЕНТ
ЛКМ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
2.1. Мощность производства лакокрасочных
материалов составляет 7000 т/год.
Расчетный
ассортимент, характеристика и назначение готовой продукции
приведены в таблицах 2.1-2.
Таблица
2.1
Расчетный
ассортимент ЛКМ
№№ пп
Наименование
нтд
Мощность,
т/г
1
2
3
4
ЛКМ на конденсационных смолах
1
Эмаль ПФ-1 15
Различных цветов в, т.ч.: белая желтая голубая зеленая синяя красная черная
ГОСТ 6465-76 с изм. 1-4
2150,0
1500,0 80,0 160,0 170,0 80,0 100,0 60,0
2
Эмаль ПФ-1217 ВЭ белая
ТУ 6-10-1826-81 с изм. 1-5
150,0
3
Эмаль ПФ- 266
Различных цветов в т.ч.: красно-коричневая
желто-коричневая
ГОСТ 18188-72 ГОСТ 18188-72 ГОСТ 18188-72 ТУ 6- 10- 12358-78
с изм. 1-4 ТУ 6- 10- 1247-77 ТУ 38.101693-88 ГОСТ 7827-74 ГОСТ 7827-74 ТУ 6- 10- И 00-78
с изм. 1-4
1400,0 200,0 40,0 40,0 200,0 40,0 20,0 20,0 40,0
ИТОГО
2000,0
ВСЕГО
7000,0
Таблица 2.2 Характеристика и назначение готовой
продукции
Характеристика
Область Применения
Наименование продукции
№№ пп
ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МА
ТЕРИАЛЫ НА КОНДЕНСАЦИОННЫХ СМОЛАХ
Эмаль
токсична и огнеопасна, что обусловлено свойствами входящих в ее состав растворителей.
Представляет собой суспензию пигментов и наполнителей в пен-тафталевом лаке с добавлением сиккатива и органических растворителей.
Предназначена
для окраски металлических, деревянных и других поверхностей, подвергающихся атмосферным
воздействиям и для ок-раски
внутри помещений._______
Эмаль ПФ-115
Различных цветов ГОСТ 6465-76, Изм.1-4
Эмаль токсична и огнеопасна, что обусловлено свойствами входящих в ее состав растворителей.
Представляет собой суспензию пигментов в водной эмульсии ал-кидного лака с добавлением сиккатива, растворителя и целевых добавок.
Предназначена для окраски
деревянных и загрунтованных металлических поверхностей, подвергающихся атмосферным воздействиям и для окраски внутри помещений.
Расход эмали на один слой в зависимости от цвета
130-150 г/м2.
ЭмальПФ-1217ВЭ
Белая
ТУ 6-10-1826-81,
Изм.1-5
Эмаль ПФ-266
Красно-коричневая, Желто-коричневая, ТУ 6-10-822-84, Изм.1
Эмаль токсична и огнеопасна, что обусловлено свойствами входящих в ее состав растворителей.
Представляет собой суспензию пигментов и
наполнителей в смеси алкидных лаков с добавлением сиккатива,
органического растворителя.
Предназначена
для покрытия окрашенных и
неокрашенных полов по предварительно
подготовленной поверхности.______________
Грунтовка ГФ-021
Красно-коричневая,
Серая
ГОСТ 25129-82,
Изм.1, 2
Грунтовка токсична и огнеопасна, что обусловлено свойствами
входящих в ее состав растворителей
Представляет
собой суспензию пигментов, наполнителей в алкид-ном лаке с добавлением растворителей, сиккатива и
стабилизирующих веществ.
Предназначена для грунтования металлических и
деревянных поверхностей под покрытия различными эмалями.
Грунтовка является токсичным и легковоспламеняющимся материалом.
Представляет собой суспензию пигментов и наполнителей в глиф-талевом лаке с добавлением растворителей и сиккатива.
Предназначена для грунтования поверхности черных
металлов, меди и ее
сплавов, а также деревянных поверхностей
под покрытия различными эмалями.
Грунтовка ГФ-0163
Коричневая ТУ 6-27-12-90, изм. 1, 2
Составы являются пожаро-взрывоопасными материалами. Токсичность определяется свойствами входящих в их состав компонентов.
Бесцветный состав представляет собой раствор
алкидных смол и органических растворителей с добавлением
модифицирующих, фунги-цидных и других целевых добавок.
Цветные составы представляют собой суспензию
пигментов в растворе
алкидных смол в органических растворителях с добавлением модифицирующих, фунгицидных и других целевых добавок.
Составы предназначены для атмосферной и
биологической защиты, а также декоративной отделки деревянных
конструкций, сооружений и отдельных элементов, эксплуатируемых как внутри, так и снаружи помещений.
Защитно-декоративные составы типа «Пи-нотекс»
Бесцветный, Различных цветов
ВОДНО-ДИСПЕРСИОННЫЕ
КРАСКИ
Краска негорюча, не взрывоопасна, обладает минимально вредным
воздействием на здоровье человека и окружающую среду.
Представляет
собой суспензию пигментов и наполнителей в водной сополимерной акриловой дисперсии с добавлением
различных вспомогательных веществ.
Предназначается
для наружной и внутренней
окраски зданий и сооружений по кирпичным,
бетонным, оштукатуренным и другим пористым поверхностям.
Расход
краски 110-130 г/м2 при однослойном
покрытии.
Краска ВД-АК-101, 201
ТУ 2316-002-
17201234-94,
изм.
1, 2
РАСТВОРИТЕЛИ
Растворители
Представляют собой легковоспламеняющиеся жидкости с характерным запахом,
обладающие
сильным действием,
раздражающим
кожу,
слизистую оболочку глаз и органов дыхания.
Представляют
собой смеси летучих органических
жидкостей: сложных эфиров,
ароматических углеводородов, кетонов и спиртов.
Предназначен для
разбавления нит-роэмалей, нитролаков и нитро-шпаклевок общего назначения.
Предназначен для разбавления нитроэмалей и
нитролаков для легковых автомобилей.
Предназначен для сглаживания штрихов и царапин опрыскиванием
нитроэ^алевых
покрытий после шлифования.
Предназначен для разбавления (до рабочей вязкости)
эмалей марки НЦ-132К ГОСТ 6631-74.
Предназначен для разбавления эмалей марки НЦ-11 до кистевой вязкости при подкраске небольших участков кистью.
Предназначен для разбавления масляных красок и
других лакокрасочных материалов
Предназначен для разбавления лакокрасочных
материалов на основе поливинилхлоридных хлорированных смол ПСХ ЛС и
ПСХ ЛН (в т.ч. эмалей ХВ-124 серой и защитной), сополимеров винил хлорида, эпок-сидных смол и др.
веществ.
Предназначен
для разбавления лакокрасочных материалов (на основе смол ПСХ ЛС, ПСХ
ЛН, каучуков, эпоксидных, полиакриловых крем-нийорганических смол и других пленкообразующих
веществ), технология применения которых исключает возможность использова-ния
растворителя
Р-5.
Растворители для лакокрасочных материалов
Растворитель 646
ГОСТ 18188-72, изм. 1-3
Растворитель 647 ГОСТ 18188-72, изм. 1-3
Растворитель 648 ГОСТ 18188-72, изм. 1-3
Растворитель 649
ТУ 6-10-1358-78, изм. 1-4 Растворитель 650
ТУ 6-10-1247-77
Растворитель 651
ТУ 38.101693-88
Растворитель Р-4А
ГОСТ 7827-74, изм. 1-4
Растворитель
Р-5А
ГОСТ 7827-74, изм. 1-4
Представляет собой смесь летучих органических
растворителей и ароматических углеводородов.
Предназначен
для разбавления синтетических автоэмалей (МЛ-1110, МЛ-197, МЛ.-12)
Разбавитель для синтетических эмалей Р-197
ТУ 6-10-И 00-78, изм. 1-4
Огнеопасен токсичен.
и
3. НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ НА
ГОТОВУЮ ПРОДУКЦИЮ
Характеристика
готовой продукции
Эмаль
ПФ-115должна соответствовать
требованиям и нормам, указанным в табл. 3.1.
Таблица
3.1
Наименование
показателя
Но]
эма
высший сорт
Первый сорт
1
2
3
1 . Цвет пленки
Должен находиться в
пределах допускаемых отклонений, установленных образцами (эталона-
ми) цвета
«Картотеки» или контрольными образ-
цами цвета
2. Внешний вид
пленки
После высыхания
эмаль должна образовывать
гладкую, однородную
без расслаивания, оспин.
потеков, морщин и
посторонних включений по-
верхность.
Допускается небольшая шагрень
3. Блеск пленки до
фотоэлектрическому бле-
скомеру, %, не
менее
красной, черной
-
50
остальных цветов
60
50
4. Условная
вязкость по вискозиметру типа ВЗ-
246 (или ВЗ-4) при
температуре (20,0±0,5) °С, с
красной, черной
-
60-100
остальных цветов
80-120
80-120
5. Массовая доля
нелетучих веществ, % для
эмалей:
белой,
светло-желтой
62-68
62-68
голубой
60-66
60-66
желтой, зеленой
64-70
64-70
синей, светло-серой
57-63
57-63
черной
-
49-55
красной
-
52-58
6. Степень
разбавления до вязкости 28-30 с по
вискозиметру ВЗ-246
(или ВЗ-4), %, не более
20
20
7. Степень
перетира, мкм, не более
белой
10
25
красной, черной
-
25
остальных цветов
15
25
8. Укрывистость
высушенной пленки, г/м2, не
более для эмалей:
белой
60
100
бледно-желтой
95
100
зеленой, голубой
55
60
желтой
65
70
синей
35
40
красной
-
120
черной
-
30
светло-серой
80
90
9. Время высыхания
при температуре (20±2) °С, ч, не более до степени 1 белой,
светло-жёлтой, желтой красной, черной остальных цветов до степени 3 красной черной остальных цветов
8
12
24
12 12 12
48
24 24
10. Эластичность пленки при изгибе, мм,
не более
1
1
11. Прочность пленки при ударе по
прибору типа У-1, -см, не менее красной,
черной остальных цветов
50
40 40
12. Твердость
пленки по маятниковому прибору, усл. ед., не менее для эмалей: красной черной белой остальных цветов
0,35 0,30
0,15 0,20 0,25 0,25
13. Адгезия
пленки, баллы, не более
1
1
14. Стойкость покрытия при температуре
(20+2) °С к статическому воздействию воды, ч, не менее для эмалей: красной, черной остальных цветов
10
2
2
15. Стойкость покрытия к статическому
воздействию 0,5 %-ного раствора моющего средства, мин, не менее
15
15
16. Стойкость покрытия при температуре
(20±2) °С к статическому воздействию трансформаторного масла, ч, не менее
24
24
Эмали
ПФ-1217, ПФ-266 и грунтовки ГФ-021, ГФ-0163должны
соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл.
3.2.
Таблица
3.2
Наименование
Показателя
Эмаль ПФ-1217 ВЭ белая
Эмаль ПФ-266
Грунтовка ГФ-02 1
Грунтовка ГФ-0163
желто-коричневая
красно-коричневая
1
2
3
4
5
6
1 . Цвет пленки
Котрольные образцы цвета
Должен находиться в
пределах допускаемых отклонений, установленных контрольными образцами цвета
Красно-коричневый,
серый.
Оттенок не нормируется
Коричневый, оттенок не нормируется
2. Внешний вид
пленки
После высыхания пленка эмали должна
бытть гладкой, однородной, без расслаивания, оспин и посторонних
включений. Допускается небольшая шагрень.
Однородная гладкая поверхность без
посторонних
включений
После высыхания пленка должна быть ровной,
однородной, матовой или полуглянцевой
После высыхания пленка должна быть ровной, однородной
3. Блеск пленки по
фотоэлектрическому
блеско-меру, %, не менее
37
57
50
-
4. Условная
вязкость по вискозиметру типа ВЗ-246 (или ВЗ-4) при температуре (20,0±0,5) °С,
с
>80
70-90
70-100
^20
50-90
5. Массовая доля
нелетучих
веществ, %
50±5
59-65
56-68
54-60
54-64
6. Степень
перетира, мкм, не более
25
40
50
40
70
7. Укрывистость высушенной пленки,
г/м , не более
100
110
ПО
8. Время высыхания
до степени 3 при температуре (20±2) °С, ч, не более
24
24
24
24
48
9. Прочность
пленки при ударе по прибору типа У-1 , см, не менее
30
-
-
50
50
10. Эластичность
пленки при
изгибе, мм, не более
1
1
1
11. Твердость пленки по маятниковому прибору типа М-3, усл. ед., не менее
0,25
0,35
0,35
0,35
0,3
12. Стойкость пленки
к статическому
воздействию воды при температуре (20±2) °С, ч, не менее
2
-
-
-
13. Стойкость пленки
к статическому
воздействию 0,5 %-ного
раствора моющего средства при
температуре (38±2) °С, мин, не
менее
15
10
10
-
14. Стойкость
пленки к действию минерального масла при температуре (20±2) °С, ч, не
менее
-
-
-
48
48
15. Стойкость пленки
к действию
3 %-ного раствора хлористого натрия при температуре (21)±2) °С, ч, не менее
-
-
-
24
24
16. Стойкость
пленки к действию нитроэмали
-
-
-
Не должно быть отслаивания, сморщивания,
растрескивания пленки нитроэмали, нанесенной на грунтовку
Не должно быть сморщивания и растрескивания
пленки нитроэмали.
1 7. Степень разбавления до вязкости 28-30 с по вискозиметру ВЗ-246
(или ВЗ-4),
%, не более
20
-
-
-
18. Прочность пленки к истиранию, кг/мкм, не менее
-
0,25
-
-
19. Адгезия пленки, баллы, не более
1
1
20. Степень разбавления растворителем, %, не более
-
-
-
20
25
21. Способность пленки шлифоваться
.
_
_
Пленка при
шлифовании должна образовать ровную поверхность и не засаливать шкурку
Защитно-декоративные
составы должны соответствовать требованиям и
нормам, указанным в табл. 3.3.
Таблица 3.3
Наименование
показателя
Норма
Бесцветный состав
Цветные Составы
1
2
3
1 . Внешний вид
состава
Прозрачная жидкость желто-коричневого
цвета. Допускается опалесценция и легкая взвесь
-
2. Внешний вид
пленки
После высыхания пленка должна быть
однородной, полуглянцевой, без посторонних включений и подчеркивать текстуру
дерева
3. Цвет пленки
-
Оттенок не нормируется
4. Массовая доля
нелетучих веществ, %
32,5±2,5
35±5,0
5. Время высыхания
до степени 3 при температуре (20±2) °С, ч, не более
24
24
6. Стойкость
покрытия при температуре (20+2) °С к статическому воздействию воды, ч, не
менее