Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования «Курганская государственная

сельскохозяйственная академия имени Т. С. Мальцева»
Факультет инженерный
Кафедра пожарной и производственной безопасности
КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Пожарная безопасность технологических процессов»

«Пожарная опасность и защита технологического оборудования при

производстве бутадиенстирольного каучука»
Специальность 20.05.01 Пожарная безопасность

Профиль – Пожарная безопасность

Квалификация – Специалист

Руководитель______________________________________________Манило И.И.

подпись, дата
Обучающийся _____________________________________________Ширяев А.Д.

подпись, дата

Лесниково 2023

Исходные данные вариант 11

Сборник латекса (55 % латекса, 20 % бутадиена, 20 % стирола, 5 % воды)
Диаметр, м	1,2
Длина, м	2
Температура, ˚С	25
Давление, МПа	0,21
Защита от повышенного давления	ПК
Наличие аварийного слива	Да
Диаметр линий аварийного слива, мм	50
Диаметр линий подачи смеси стирола и дивинила в сборник и из него, мм	70
Насос подачи стирола и бутадиена
Давление рабочее, МПа	0,7
Температура, ˚С	30
Диаметр всасывающей линии, мм	70
Диаметр нагнетательной линии, мм	65
Полимеризатор сополимеризации бутадиен со стиролом
Диаметр, м	2,1
Высота, м	3
Степень заполнения, %	0,7
Давление, МПа	0,68
Температура, ˚С	25
Наличие аварийного слива	Да
Защита от повышенного давления	ПК
Помещение цеха полимеризации
Ширина помещения, м	12
Длина помещения, м	26
Высота помещения, м	8
Количество полимеризаторов, шт.	14
Кратность воздухообмена аварийной вентиляции, 1/ч	6
Скорость воздуха при работе вентиляции, м/с	0,5
Привод задвижек на трубопроводах	Ручн.
Расстояние от порилимезаторов до задвижек, м	8
Расстояние растекания, % от площади	Нет
Средства тушения	Нет
Площадь остекления, м2	18

---

Содержание



Введение

Бутадиен-стирольный каучук считается одним из наиболее используемых вариантов полимерных материалов. Он пригоден для изготовления шин и других резиновых изделий, имеющих высокое качество. Названный полимерный материал производится из недорогого сырья, а технология его изготовления считается вполне доступной, имеющей четкий алгоритм действий. Получаемый в итоге бутадиен-стирольный каучук обладает отличными эксплуатационными и химическими характеристиками. Он выпускается в существенных объемах и представлен производителем в широком ассортименте.

В качестве исходного сырья для данного полимерного материала выбирают бутадиен-1,3 либо альфа-метилстирол. Получают бутадиен-стирольный каучук путем растворной технологии или эмульсионной со полимеризацией. Во втором способе образуются бутадиен-стирольные растворные каучуки.

Как осуществляется получение бутадиен-стирольного каучука? Реакция предполагает совместную полимеризацию стирола и бутадиена в эмульсии. Конечный продукт, получаемый в результате этого взаимодействия

---

, называют бутадиен-стирольный каучук (СКС). В данный момент в отечественной каучуковой промышленности осуществляется производство разнообразных вариантов полимерной продукции на основе данного химического вещества.

1. Краткое описание технологического процесса производства бутадиен- стирольного каучука

Химическая реакция процесса эмульсионной полимеризации следующая:

n₁(CH ) + n₂(C₆H₅CHCH₂) → (− CH₅ − CH = CH − CH₂ − CH₂ − CH −)_n

|

C₆H₅

Молекула дивинил стирольного каучука имеет линейную структуру, молекулярная масса ее находится в пределах 80-100 тыс.

Бутадиен-стирольный каучук получают различного состава в зависимости от соотношения мономеров в эмульсии. Соотношение мономеров может быть следующим по массе: бутадиен − 50-90 %, стирол − 50-10 %. Процент стирола в каучуке указывается на его марке. Например, СКС-30А имеет в своем составе 70 % бутадиена, 30 % стирола и т. д. Кроме того, в состав эмульсии входят (исходя из суммарной массы мономеров): эмульгатор − 0,2-2 %; стабилизатор − 2-5 %; инициатор − 0,1- 1,0 %; регулятор степени полимеризации − 4-6 %. Воду и мономеры берут примерно в отношении 1:1.

В процессе получения синтетического каучука в него могут добавлять, кроме выше указанных, другие вещества, улучшающие качество каучука. Так, например, в латекс могут добавлять 10-17 % машинного масла. При этом получают маслонаполненный каучук (СКС-30АМ). Могут добавлять сажу, получая при этом саженаполненный каучук, используемый в резинотехнической промышленности. Поточность технологического процесса видна из упрошенной технологической схемы эмульсионной полимеризации бутадиена и стирола, приведенной на рисунке 1. Дивинил-ректификат (бутадиен) из емкости 1 и стирол-ректификат из емкости 2 насосами в требуемой пропорции подают в смеситель 3. После интенсивного

---

перемешивания мономеры закачивают в напорный бак 4. В смесителе 5 готовят водную фазу, заливая в него очищенную воду, водный раствор некаля (алкилнафталинсульфокислота), олеиновую кислоту и едкий натр для ее омыления. Смесь мономеров и водную фазу в пропорции 1:1 непрерывно подают в первый аппарат 6 полимеризационной батареи, которая состоит из 12-20 полимеризаторов, включенных последовательно и соединенных между собой переточными трубами. Из первого аппарата эмульсия перетекает во второй и так проходит все аппараты. В первый, четвертый и восьмой полимеризаторы вводят инициатор − 4 % водный раствор персульфата калия или (чаще всего) раствор гипериза (гидроперекись изопропилбензола) в эмульгаторе. Во второй, пятый и девятый полимеризаторы подают раствор регулятора (5 % водный раствор дипроксида). По мере прохождения водной эмульсии через каждый полимеризатор степень превращения мономеров возрастает примерно на 5 %, так что суммарная степень полимеризации достигает 55-60 %. Каждый полимеризатор представляет собой цилиндрический сосуд емкостью от 8 до 20 м³ с мешалками и рубашкой. Внутри полимеризаторов расположены дополнительные поверхности охлаждения в виде змеевиков. Температуру в полимеризаторах поддерживают от 50⁰ до 0⁰ С (в зависимости от марки каучука). Латекс, полученный из последнего полимеризатора и содержащий до 55 % полимера, после стабилизации неозоном Д (негорючее вещество) направляют в сборник 7, в котором давление снижают до 0,02-0,04 МПа изб., а затем в сборник 8, в котором давление еще меньше. При этом из латекса выделяют основное количество незаполимеризовавщегося дивинила, пары которого вакуум- насосами 9 и 10 подают в конденсор 11, в котором бутадиен сжижают при давлении 0,4 МПа (4 атм.) и вновь используют в производстве. Из сборника 8 латекс поступает в отпарную тарельчатую колонну 12, работающую под вакуумом. В этих условиях из латекса отгоняют пары оставшегося дивинила, стирола и воды. Пары стирола неконденсирующиеся пары из сепаратора 15 поступают в конденсатор 11. Стирол, поступивший из сепаратора 15, отделяют оводы в сепараторе 14 и направляют вновь в производство. Из нижней части колонны 12

---

получают освобожденный от мономеров (дегазированный) латекс, который насосом подают на узел коагуляции, куда одновременно с ним поступает раствор хлористого кальция и 10 %-ный раствор уксусной кислоты. Коагулированный латекс непрерывно направляют на лентоотливочную машину, отжимают от воды и уплотняют прессвальцами. Затем влажную каучуковую ленту подают в паровые сушилки на сушку до влажности 1 %. Лента каучука из сушилки проходит ряд вальцев. При этом ее опудривают, наматывают в рулоны по 50-100 кг каждый и направляют на склад готовой продукции.

Рисунок 1 - Схема эмульсионной полимеризации бутадиена и стирола

2. Оценка пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве

Стиро́л C₈H₈ (фенилэтилен, винилбензол, этенилбензол) — бесцветная жидкость со специфическим запахом. Стирол практически нерастворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях, хороший растворитель полимеров. Стирол относится ко второму (ГН 2.1.6.1338-033) классу опасности.
Таблица 1 Показатели пожаровзрывоопасноси стирола

Наименование показателя	Значение
Молярная масса, кг×моль-1	104,14
Плотность, кг/м3	901,7
Температура вспышки, °С	30
Температура самовоспламенения, оС	490
Температурные пределы распространения пламени, °С: нижний верхний	27 67
Концентрационные пределы распространения пламени, % (об.): нижний верхний	1,1 7,2
Константы уравнения Антуана:	АА=7,06542 БА=2123,057 СА=272,988
Удельная теплота сгорания, кДж/моль	4438,8

---

Смотрите также файлы

• Результаты трансплантации почки у пожилых пациентов ухудшаются, главным образом, за счет повышения риска развития.pdf

• Война на Донбассе один из самых крупных гражданских конфликтов на постсоветском пространстве.docx

• Отчет по лабораторной работе 3 по дисциплине Динамика полета на тему Исследование системы улучшения устойчивости и управляемости бокового движения. Демпфер рыскания.docx

• Лабораторная работа 9 по дисциплине Теоретические основы электротехники Трехфазная цепь, соединенная звездой Студент.doc

• 1. Общая характеристика деятельности главного управления гу пфр 3 по Москве и Московской области г о.docx