МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова"

Рег. №____ Кафедра химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов

Муканов Михаил Андреевич проект цеха по производству полиэтиленовых пленок методом экструзии с последующими вытяжкой и раздувом рукава

дипломный проект по специальности 240502.65 "Технология переработки пластических масс и эластомеров"

Заведующий кафедрой ХТПП и ПК,

проф., д.т.н. И.Д. Симонов-Емельянов

Руководитель

профессор каф. ХТПП и ПК,

д.т.н., проф. С.В. Власов

Консультанты

по экономической части

профессор каф. ЭЭ и ОП, д.э.н., проф. С.Ю.Ягудин

по охране труда и экологической безопасности

асс. каф. ПЭ и БТ Л.А. Ковалёва

по защите в ЧС

доцент каф ЗОХП, к.в.н., доц Г.Н. Тащилин

по патентной экспертизе

доцент каф. ХТПП и ПК,

к.т.н., доц. П.В.Суриков

Студент группы ПС-61 М.А.Муканов

Москва 2012

Оглавление

Оглавление 2

Введение 5

1 Анализ процесса изготовления рукавных пленок 7

1.1 физико-химические основы экструзии 7

1.2 Конструктивные особенности используемого для экструзии полиэтиленовой пленки оборудования 12

1.3 Особенности перерабатываемого материала. 13

1.4. Обзор методов получения пленки 14

1.5Влияние параметров переработки на свойства пленки 17

2 Технологическая часть 26

2.1 Требования к готовой продукции 26

2.2. Выбор материала 27

2.3 Выбор оборудования и формующей оснастки. 29

2.4 Технологическая схема производственного процесса 36

2.5 КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА И УПРАВЛЕНИе ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ 41

2.6 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ 42

2.7 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС 45

3 Технологические расчеты 47

3.1 Расчет производительности экструдера. 47

3.2Расчет производительности головки экструдера 52

3.3 Нахождение рабочей точки экструдера 58

3.4 Энергетические рассчеты экструдера 60

3.5 Расчет вспомогательного оборудования 63

4 Экономические расчеты 65

4.1 Расчет проектной мощности предприятия 65

4.2 Расчет капитальных затрат и амортизации 67

4.3 Определение издержек на сырье, материалы, топливо, пар и электроэнергию для технологических целей 73

4.4 Расчет численности работников, фонда заработной платы, производительности труда 77

4.5 Расчет производительности труда, фондовооруженности и энерговооруженности 83

4.6 Расчет себестоимости продукции 84

4.7 Смета цеховых расходов 86

4.8. Проектная калькуляция себестоимости. 86

4.9 Расчет собственных оборотных средств 87

4.10 Определение размера производственных фондов 89

4.11 Определение суммы прибыли и рентабельности 90

4.12 Определение рентабельности 90

4.13 Определение срока окупаемости 91

4.14 Основные технико-экономические показатели 91

4.15 Анализ безубыточности производства 91

4.15 Бизнес-план 94

5 Охрана труда 96

5.1 Характеристика проектируемого объекта по взрывопожароопасности 96

5.2 Санитарно-гигиеническая характеристика проектируемого объекта 100

5.3 Электробезопасность 108

5.4 Безопасность производственного процесса. 109

Выводы по разделу 111

6 Экологическая Безопасность 112

6.1 Промышленные выбросы в атмосферу 112

6.2 Промышленные сбросы 116

6.3 Твердые отходы 116

Выводы по разделу 117

7 Защита ПЕРСОНАЛА ЦЕХА в Чрезвычайных ситуациях 118

7.1 Оценка потенциальной опасности производства. 118

7.2 Анализ риска возникновения пожара 121

7.3 Предупредительные мероприятия 128

7.4 Защитные мероприятия 130

Выводы 130

8 Патентный поиск 132

ОБЩИЕ Выводы 136

Список использованной литературы 138

Введение

Значительным достижением современной химической промышленности является разработка технологии получения пленочных материалов из полимеров. Полимерные пленки нашли применение во многих отраслях народного хозяйства, однако главным направлением их использования является упаковка. В общем балансе производства полимерных материалов пленки занимают значительное место – 38% изготавливаемой из пластика продукции – это упаковка, более четверти, которой представляет собой пленки.[18]

Полимерные пленки – это сплошные слои полимеров толщиной от 5 до 500 мкм. Существуют однослойные и многослойные пленки, последние могут насчитывать до 11 слоев; пленки могут быть как неориентированными, так и слабоориентированными либо двуосноориентированными. Главным образом, пленки изготавливаются из синтетических полимеров, однако также известны пленки, получаемые из природных и искусственных полимеров.

Существует несколько способов получения полимерных пленок: экструзия, каландрование, пролив раствора или суспензии и строгание или прокатка; кроме того существуют способы получения комбинированных пленок, такие, как соэкструзия и каширование и способы физико-химической модификации пленок, например изготовление сшитых пленок с использованием рентгеновского излучения.

Полимерная пленка в качестве упаковочного материала имеет ряд преимуществ. Процесс упаковки в пленку относительно прост, а сами пленки обладают рядом важных характеристик, среди которых следует отметить в первую очередь их прочность, эстетичность, малый вес. Кроме того, пленки располагают возможностями по герметизации, защите от проникновения газов, влаги и химических смесей. Пленки позволяют наносить на товары печать и информирующие потребителя надписи. Сырьевая база для производства полимерных пленок доступна, себестоимость их производства невысока, а их утилизация не требует значительных усилий. Все это делает полимерные пленки практически незаменимым материалом для упаковки.

Свыше 3/4 пленок изготавливается из полиолефинов, при этом самым распространенным материалом для их изготовления является полиэтилен – на его долю приходится 57% производимых пленок в России и 70% – в Европе. Главным преимуществом, обеспечивающим полиэтилену такую популярность по сравнению с другими полимерами, является его низкая цена, которая в сочетании с хорошей химической устойчивостью, удобством в переработке, а также водостойкостью делает его незаменимым во многих упаковочных применениях. [18]

Еще одно важное качество ПЭ – сохранение механических свойств материалов из него даже при низких температурах. Из полиэтилена изготавливают термоусадочную и стрейч-пленку, пакеты, мешки для транспортировки, воздушно-пупырчатую пленку, вкладыши в картонные коробки.

Рынок полиэтиленовых пленок хорошо развит и является самым емким на российском рынке полимерных пленок (632 тыс. тонн или 1,419 млрд. $ по состоянию на 2006 год). Средний темп роста рынка находится на уровне 8,2%. Основной объем спроса удовлетворяется за счет отечественного предложения. Доля импорта в общем объеме потребления полиэтиленовых пленок в 2006 году составляла 15%.[18]

Данный проект посвящен производству рукавной пленки из полиэтилена высокого давления. Размещение производства пленки планируется в п. Софрино Московской области. Низкие цены на землю позволяют уменьшить капитальные затраты на создание производства, развитая транспортная инфраструктура, в том числе наличие ж/д ветки, значительно упростит доставку сырья и вывоз готовой продукции, а близость мегаполиса обеспечит рынки сбыта.

Целью данной работы является проектирование цеха по производству пленки методом экструзии с раздувом.

Основные задачи, поставленные на проектирование: