Файл: Отчет по производственной практике обучающийся Протасов Никита Евгеньевич (Ф. И. О. обучающегося).pdf

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
14
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
подают в полимеризатор с целью завершения реакции сочетания. После чего полимер стабилизируют и выделяют из раствора.
Как правило, в крупных химических производствах используют непрерывные процессы, которые позволяют снизить эксплуатационные расходы вследствие устранения периодической загрузки исходных веществ и выгрузки продукта реакции, улучшить условия для возможности автоматизации процесса и обеспечить устойчивость технологического режима.
Для выделения полимера из раствора применяют всевозможные варианты водной и безводной дегазации. Данный процесс и его аппаратурное оформление аналогичны процессу выделения стереорегулярных каучуков из растворов. Для предотвращения слипания полимерной крошки в дегазаторах необходимо использовать антиагломераторы. При выделении полимера с большой характеристической вязкостью получается неслипающаяся крошка даже без применения антиагломератора.
Ниже приведена технологическая схема выделения ТЭП из раствора методом видной дегазации:
Схема выделения ТЭП из раствора методом видной дегазации

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
15
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
1 – интенсивный смеситель;
2 – инжектор;
3 – дегазатор первой ступени;
5 – вибросито;
6 – сборник;
7 – колонна азеотропной осушки;
8, 11 – конденсаторы;
9 – отстойник;
10 – ректификационная колонна;
12, 13 – кипятильники.
Полимеризат объединяют с циркуляционной водой в интенсивном смесителе 1. Эмульсию полимеризата подают в инжектор- крошкообразователь 2, после чего в дегазатор первой ступени 3. Из сепарационной части дегазатора 3 отводятся пары углеводородов и воды на разделение и последующую очистку. Из нижней части дегазатора 3 отводится пульпа полимера, которая потом подается на окончательную дегазацию в дегазатор второй ступени 4. Туда же направляется острый водяной пар.
Пары углеводородов и воды из сепарационной части дегазатора 4 отводятся в дегазатор первой ступени, а пульпа из дегазатора второй ступени выводится на выделение и сушку. Отделение крошки полимера от воды происходит на вибросите 5.
Частично обезвоженная крошка с вибросита направляется на сушку, а вода стекает в сборник 6 и далее возвращается на смешение с полимеризатом.
Пары из дегазатора первой ступени 3 поступают в конденсатор 8, затем в сборник 9, в котором происходит его расслаивание. Нижний водный слой

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
16
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
возвращается в линию циркуляционной воды, а избыток сбрасывается в канализацию.
Верхний углеводородный слой вместе со свежим растворителем подается в колонну азеотропной осушки 7. Из куба колонны 7 растворитель с высококипящими примесями направляется в ректификационную колонну 10.
Из верхней части колонны 10 растворитель направляется на полимеризацию, а из нижней части кубовые остатки выводятся на утилизацию.
Для выделения из раствора полимеров, получаемых анионной полимеризацией, испытывались методы безводной дегазации, применение которых особенно целесообразно для полимеров с очень низким остаточным содержанием катализатора, что позволяет исключить стадию его отмывки.
Вследствие меньших расходов энергии безводная дегазация имеет технико- экономические преимущества перед водной. Однако из-за серьезных трудностей, связанных с изготовлением высокопроизводительного оборудования методы безводной дегазации пока не нашли широкого применения в промышленности.
И последняя стадия процесса – сушка, гранулирование и упаковка. Сушку проводят в конвейерных воздушных сушилках или шнековых машинах. Заранее проведенное обезвоживание позволяет значительно сократить время сушки
(примерно в 3 – 4 раза). Также существует возможность совмещения проведения процесса сушки и гранулирования. После гранулирования полученный продукт отправляется на упаковку.
Виды термоэластопластов
Ниже рассмотрим виды термоэластопластов. Всего из них выделяют шесть основных групп. Далее эти группы приведены приблизительно в возрастающем ценовом порядке.
1.
Стирольные блок-сополимеры

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
17
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
Как правило, они основаны на двухфазных блок-сополимерах с твердыми и мягкими сегментами. Обеспечение термопластичных свойств происходит за счет стирольных концов, а эластомерные свойства – за счет бутадиеновых средних блоков. Стирольные блок-сополимеры при гидрировании обращаются в стирол-этилен-стирольные каучуки, так как за счет устранения связей С = С в бутадиеновой составляющей приводит к получению промежуточного блока этилена и бутилена. Такие каучуки характеризуются улучшенной термостойкостью, механическими свойствами и химической устойчивостью.
Такого рода блок-сополимеры помимо обувной промышленности используются в адгезивах, модификации битума, рукоятках.
2.
Термопластичные полиолефины
Такие материалы состоят из смеси полипропилена и несшитого этилен- пропиленового каучука. Иногда допустимо присутствие поперечной сшивки с целью улучшения свойств сжатия и терморезистентности. Свойства таких полиолефинов ограничены верхним пределом шкалы твердости, обычно 80
Shore A, а также эластомерными свойствами. Как правило, термопластичные полиолефины могут быть компонентами автомобильных бамперов и приборных панелей.
3.
Термопластические вулканизаторы
Эти материалы являются следующим шагом по показателям от термопластичных полиолефинов. Они включают в себя также соединения из полипропилена и этилен-пропиленового каучука, но они динамически вулканизированы на стадии смешения. В настоящее время внедряется ряд новых TPE-V, называемых «Super TPVs», которые основаны на инженерных пластмассах, смешанных с высокоэффективными эластомерами, которые могут обеспечить значительно улучшенную тепловую и химическую стойкость.
4.
Термопластичные полиуретаны
Такого рода материалы основаны либо на полиэфирных либо на полиэфир-уретановых типах и применяются в случаях, когда изделие должно

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
18
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
отличаться по прочности на разрыв, должно быть устойчиво к истиранию и износостойкости. Полиуретаны нередко включают в состав промышленных ремней, проволоки и кабелей.
5.
Термопластичные сополиэфиры
Обычно термопластичные сополиэфиры используются там, где необходима химическая стойкость и устойчивость к температурам до 140 градусов Цельсия. Также они обладают достойной устойчивостью к усталости и прочности на разрыв.
6.
Термопластические полиэфирные блок-амиды
Они обладают хорошей термостойкостью, химически устойчивы ко многим соединениям, а также допустимо их склеивание с полиамидными пластмассами. Применение термопластических полиэфирных блок-амидов допустимо в аэрокосмических компонентах и кабельных оболочках.
Достойные эксплуатационные характеристики обуславливают широкое применение рассматриваемого материала в промышленности и не только. Так, в строительной области термопластичный эластомер используется в качестве уплотнителя окон и дверей, гибкой кровли, является составляющим асфальта, применяется для производства арматуры для трубопроводов, рукояток, накладок и противоударных частей для инструментов.
Термоэластопласты широко применяются и в обувной промышленности в изготовлении подошвы. Благодаря ТЭП основание обуви наделяется такими свойствами как: устойчивость к ультрафиолету и озону, отсутствием продуваемости в узлах, стойкостью к воздействию химикатов и реагентов для посыпки дорог, возможностью окрашивания подошвы в любой цвет, устойчивостью к растяжениям, сохранение эластичности при пониженных температурах и высокой прочностью на разрыв.
Термопластичные эластомеры не обошли стороной и медицинскую сферу. Так, из них получают следующие медицинские изделия:

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
19
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
• капельницы;
• системы переливания и хранения крови;
• элементы медицинских инструментов;
• перчатки и грелки;
• катетеры;
• ингаляционные маски;
• компоненты больничных коек;
• груши для аппаратов искусственного дыхания
Помимо всего вышеперечисленного ТЭП используется в производстве всевозможных аксессуаров для автомобилей – бамперов, оконных и дверных уплотнителей, деталей для интерьера, ковриков и прочих изделий.
Рассматривая сферу товаров массового потребления, следует отметить, что термопластичные эластомеры используются для производства детских игрушек, сосок, зубных щеток, сидений для велосипедов, бритвенных станков, различных легкогнущихся компонентов для бытовой техники.
Также данный материал отличается от остальных полимеров легкостью и дешевизной переработки, возможностью в широком пределе изменять свои свойства при синтезе и допускает вариант вторичной переработки.

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
20
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
Раздел 3. Технология производства полимеров (ТЭП-50) на АО
«Воронежсинтезкаучук»
Для многих воронежцев не секрет, что одно из старейших предприятий города ОАО «Воронежсинтезкаучук» (ВСК) ныне является дочерним предприятием СИБУРа (крупнейший нефтехимический холдинг России). ВСК, в свою очередь, является одним из крупнейших производителей высококачественных каучуков, латексов и термоэластопластов в России.
Продукция завода реализуется как на внутреннем рынке, так и за рубежом.
Экспортные поставки занимают около 50% объема производимой продукции и осуществляются в Испанию, Италию, Германию, Австрию, Финляндию, Китай,
Тайвань, Индонезию, США и другие страны.
В середине августа 2013 года на территории завода было введено в эксплуатацию новое производство современных полимерных материалов - бутадиен-стирольных термоэластопластов (ТЭПов). Это полимеры, которые используется в дорожном строительстве (добавляются в битум и способствуют увеличению срока службы дорожного полотна), при изготовлении мягких кровельных материалов, при изготовление клеев, различных пластмасс, а так же в обувной промышленности. По некоторым данным, если на вас сейчас обувь российского производства, то, скорее всего, её подошва сделана из термоэластопласта, произведенного на ВСК. Дело в том, что завод занимается производством ТЭПов с начала 90-х. Более того, ВСК является единственным производителем этой продукции в странах СНГ. До недавних пор годовой объем выпуска составлял 35 тысяч тонн в год, которых катастрофически не хватало для использования одновременно нужд РФ, стран СНГ и экспорта.
После запуска нового производства общая мощность предприятия по выпуску термоэластопластов составит уже 85 тысяч тонн.
Основным исходным сырьем для производства термоэластопласта являются стирол и бутадиен. Поскольку это мономеры, чтобы получить полимер, надо химически связать между собой определенное количество мономеров. Причем не только связать, а связать в определенном количестве,

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
21
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
соотношении и правильной пространственной ориентации. Итак, вкратце: необходимое количество мономера (стирола) помещается в специальный реактор и с помощью катализатора процесса (бутила лития) производим
«сшивку» стирола.
На фото узел приема и приготовления катализатора – бутила лития:
Получили активный полимер стирола. В этот активный или, как говорят,
«живой» полистирол добавляют необходимое количество бутадиена.
Проводится вторая реакция полимеризации и образуется новый активный полимер, состоящий уже из полимерных цепей стирола и присоединенного к ним бутадиена. Это полупродукт, из которого можно будет получить термоэластопласт с нужными потребительскими свойствами. Надо только эти полимерные цепочки правильно между собой «связать». Если по длине, то получится ТЭП с линейной структурой (этот продукт необходим для улучшения качества дорог), а если их «связать» крестом, то получим ТЭП с уже разветвленной структурой. Этот продукт нужен для улучшения мастик и битумов в кровельных материалах.

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
22
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
На фото реакторы и все необходимое для процесса полимеризации оборудование:
Химический процесс полимеризации проходит с выделением большого количество тепла, а готовый продукт ТЭП физически представляет из себя твердое вещество. Одним словом, просто так синтез не проведешь. Выход из этой ситуации – провести процесс в жидкости, которая растворяет ТЭП и не мешает процессу полимеризации. Также в жидкой фазе легко отвести избыточное тепло процесса синтеза. В качестве растворителя используется смесь циклогексана и гексана.
Благодаря насосам на фото растворитель постоянно участвует в процессе, поступая на полимеризацию и возвращаясь обратно после водной отпарки.

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
23
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
Безопасность - главное. На всякий пожарный случай по всему оборудованию установлены пожарные гидранты:
Заглянем на минутку в ЦПУ (Центральный пульт управления). На больших экранах выводится изображение с видеокамер, установленных, в том числе, и внутри технологических резервуаров, а сотрудницы внимательно следят за мониторами. Это распределенная система управления (РСУ).
Предназначена для автоматизации контроля и управления технологическими процессами и позволяет удаленно в режиме реального времени получать информацию о технологических процессах на участках и в лабораториях производства. Непосредственно на рабочем месте оператор может визуально отслеживать изменение большинства технологических параметров, получать данные анализов, контролировать подачу требуемых компонентов для постановки синтезов, расход на колонны сушки растворителя, подачу на дегазацию и, наконец, выработку, то есть количество готовой продукции.

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
24
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
Центральный пункт управления
Но продолжаем разговор о технологическом процессе. После проведения всех стадий полимеризации получаем раствор ТЭП в растворителе. Он представляет из себя хорошо сваренный кисель: чем холоднее, тем гуще.
«Кисель» собирают в больших емкостях для определения качественных показателей ТЭП.
В этих емкостях (4 штуки вместимостью 340 м3 каждая) после проведения полимеризации в реакторах собирается раствор
ТЭП.
Далее он будет проанализирован по качественным показателям и отправлен на водную отгонку растворителей из раствора.

ВГТУ 20-БНГД-18
Лист
25
Лит Изм
№докум.
Подп. Дата
Для того, что бы извлечь ТЭП в чистом виде на первом этапе применяют метод водной отгонки растворителя из раствора.
На фото узел водной отгонки растворителей из раствора ТЭП.
Далее в аппарат с горячей водой и при активном перемешивании подают пар и раствор полимера. Растворитель испаряется и выводится из аппарата и потом повторно используется в процессе, а твердый ТЭП в виде мелких