ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Назначение опытных установок из "Основы создания технологического процесса получения полимеров" е сравнительно недавно в общей химической технологии использовали разнообразные опытные установки камеральные, стендовые, полузаводские, наработочные, пилотные, опытно-про-мышленные. Назначение этих установок заключалось в масштабировании технологического процесса, которое велось строго постепенно, путем увеличения объемов аппаратов и производительности машин и механизмов. Технологический процесс считался хорошо отработанным только после наладки опытнопромышленного производства, масштабы которого были предельно близки к масштабам промышленного производства. Само понятие разработка технологического процесса относилось исключительно к опытным работам, а все работы в лаборатории считались предварительными. [c.161] В предыдущей главе был рассмотрен современный подход к организации технологических исследований в лаборатории. Все же опытные работы остаются самой трудоемкой и самой сложной стадией всего цикла разработки. Рассмотрим задачи, которые обычно ставятся перед опытным производством. В зависимости от назначения, производительности и технических характеристик существуют различные классификации опытных установок. В этой главе в основе классификации установок лежит их функциональность. [c.161] Стендовые установки обычно создаются для отработки отдельных стадий технологического процесса, отдельных узлов и аппаратов. Отработка режимов и конструктивных элементов ведется на модельных реакционных системах, хотя не исключено использование технических сред. Стендовые установки предпочитают располагать в лабораторных помещениях, что создает большую свободу при их эксплуатации с точки зрения техники безопасности. [c.161] Камеральные, полузаводские установки в основном выполняют роль наработочных установок, обеспечивая опытными партиями материалов переработчиков и потребителей. [c.161] Опытно-промышленное производство, завершающее всю комплексную разработку процесса, создается для окончательной доработки процесса и чаще всего с течением времени превращается в обыкновенное промышленное производство. [c.162] Эта структура опытных установок подвержена изменениям в зависимости от множества условий, и прежде всего от сложности разрабатываемого процесса. [c.162] Пример 1. Синтез полиформальдегида можно с полным основанием отнести к наиболее сложным технологическим процессам. При разработке процесса полимеризации мономерного формальдегида сначала была создана камеральная установка с реактором объемом 50 л. Затем создали еще несколько камеральных и стендовых установок для получения полупродуктов и обработки конечного продукта. По результатам работ была спроектирована пилотная установка с полным технологическим циклом и объемом реактора 150 л. [c.162] На основе полученных на этой установке данных была спроектирована и построена опытно-промышленная установка с объемом реактора 3 и производительностью 200 т/год. После модернизации и реконструкции мощность этой установки была доведена до 500 т/год. Эта установка была переведена в категорию промышленных и выпускала стандартную продукцию. [c.162] Пример 2. При разработке технологии синтеза ударопрочного полистирола в массе по непрерывному методу задача упрощалась тем, что можно было использовать ряд технических решений, хорошо отработанных при производстве блочного полистирола. Это позволило сразу от лабораторной установки перейти к проектированию опытно-промышленного производства мощностью 300 т/год. Позднее, после реконструкции и устранения узких мест, производительность этой установки была доведена до 1000 т/год. На основе данных, полученных при эксплуатации этой установки, были спроектированы производства мощностью 9 и 15 тыс. т/год. [c.162] Пример 3. Основные работы по созданию процесса полимеризацпи этилена при высоком давлении (процесс Полимир-50) были проведены на стендовой установке, а затем на опытно-промышленной установке производительностью 10 тыс. т/год. Полученные данные позволили спроектировать, построить и запустить производство мощностью 50 тыс. т/год в одном реакторе. Опытно-промышленная установка была создана значительно раньше и для других целей, однако в данном случае ее наличие позволило максимально сократить время разработки нового процесса. [c.162] Затраты на создание опытных установок и их эксплуатацию могут составить миллионы рублей. Из них непосредственно окупаются обычно только затраты на создание и эксплуатацию опытно-промышленного производства, к которому применимо понятие рентабельности. Все остальные опытные работы обычно убыточны, так как опытные партии материалов, нарабатываемых на опытных установках, приходится продавать потребителю значительно ниже себестоимости или передавать бесплатно для стимулирования работ по переработке и применению нового материала. [c.163] Именно масштабы затрат времени и средств на организацию и проведение опытных работ заставляют самым внимательным образом анализировать стратегию опытных разработок в поисках источников экономии. [c.163] Кардинальным решением этого вопроса будет развитие методов математического моделирования до такой степени, что, основываясь на эксперименте, проведенном на лабораторной установке, удастся рассчитать все параметры промышленного процесса, не прибегая к созданию опытных установок. Для нескольких процессов низкомолекулярной химии действительно уже созданы вполне надежные расчетные методы. [c.163] Однако уровень проработки полимеризационных процессов и процессов переработки полимерных материалов пока еще не позволяет ставить вопрос об отказе от опытных работ при создании новых технологий и тем более новых материалов. Для выполнения всего комплекса работ по изучению структуры, технологических свойств, областей применения нового полимерного материала необходима его наработка в постепенно возрастающем количестве. Только после завершения этого цикла работ можно окончательно определить характеристику продукта и объем его производства. Поэтому стадия опытной наработки нового материала соверщенно необходима. [c.163] Аппараты для проведения большинства процессов синтеза полимеров специально конструируют, исходя из физико-химических свойств реакционной среды. Из-за сильных различий технологических свойств реакционных сред реакторное оборудование стандартизовано в весьма малой степени, и практически для любого нового процесса требуется его опытная проверка. Для проведения различных вспомогательных операций, таких, как очистка растворителей и мономеров, транспортирование, складирование, сушка, промывка, конфекция, упаковка и др., используют в основном стандартное оборудование. Однако в большинстве случаев и его приходится предварительно испытывать в конкретных средах, что обусловлено отсутствием данных о реологии и физической химии порошков, суспензий, высоковязких расплавов. [c.163] Вернуться к основной статье