4 Описание технологической схемы производства

Технологический процесс получения полиуретановых каучуков состоит из следующих стадий:

1. Приема и подготовки сырья.

2. Сушка полиэфира.

3. Синтез уретановых полимеров.

4. Отверждение жидких полимеров.

5. Чистка аппаратов, подготовка противней.

6. Упаковка и транспортизация продукции.

Прием и подготовка сырья

1,4-бутандиол (1,4-БД) со склада давлением азота 0,3 МПа по стационарному трубопроводу, обогреваемому паром, подают в емкость для хранения Е1 высотной части корпуса, который снабжен волновым уровнемером с сигнализацией по верхнему предельному уровню. Уровень заполнения аппарата можно контролировать визуально по стеклам смотровой колонки. Уровень 1,4-бутандиола в аппарате замеряют волновым уровнемером. Температура в аппарате регулируется термопреобразователем ТХКУ – Метран 205 подачей горячей воды с температурой ( 80±5 )°С из общей системы циркуляции горячей воды. Температуру 1,4-БД поддерживают в пределах (20-25)°С, 1,4-БД хранят под азотной подушкой при давлении 0,02-0,05 МПа и контролируют преобразователем избыточного давления Метран 49 Ех-ДИ 9160-МП. Загрузку 1,4-БД можно производить из тары в необходимом количестве с помощью вакуума .

Толуилендиизоцианат со склада корпуса давлением 0,3МПа сжатого азота, по стационарному обогреваемому трубопроводу, подает в емкость хранения Е2 высотной части корпуса. Обогрев трубопроводов и мерника осуществляется трансформаторным маслом.

Хранение ТДИ проводят при температурах (35-40)°С.

Регулирование температуры ИФДИ в аппарате осуществляют автоматически.

Емкость Е 2 снабжена уровнемером с сигнализацией по верхнему предельному уровню. Уровень заполнения можно контролировать визуально по стеклам смотровой колонки. Хранение ИФДИ осуществляется под азотной подушкой при давлении 0,02-0,05 МПа и контролируют преобразователем избыточного давления Метран 49 Ех-ДИ 9160-МП. Из емкости Е 2 ТДИ через автоматический дозатор Метран – 1360 подают в реактор Л 1.

Полиэфир со склада корпуса давлением азота 0,3 Мпа по стационарным обогреваемым трубопроводам передавливается в аппарат Е 3, где хранится при температуре от 30 до 50°С в расплавленном состоянии под азотной подушкой не выше 0,02-0,05МПа. Уровень полиэфира в аппаратах; замеряют волновыми уровнемерами. Контроль уровня осуществляется также визуально через клинкерные стекла на выносной мерной колонке. Температура в аппаратах, регистрируется прибором Метран ТХКУ -205 и регулируется подачей пара в рубашки аппаратов. Давление азота в аппаратах замеряется преобразователем избыточного давления Метран 49 Ех-ДИ 9160-МП.

Материальные трубопроводы расхода продуктов обогревают горячей водой из общей системы циркуляции горячей воды с температурой ( 80±5) °С. Полиэфир (или гидроксилсодержащая смесь) хранится в аппаратах под давлением азота 0,02-0,05 МПа и контролируется преобразователем избыточного давления.

Из аппарата Е 3 полиэфир ( или гидроксилсодержащая смесь) по обогреваемым трубопроводам через автоматический дозатор Метран – 1360 подают в реактор Л 1.

Ацетилацетон, ацетилацетонат железа подготавливают в таре поставщика или в переносном сосуде в необходимом количестве для загрузки в реактор Л 1

через загрузочный люк или с помощью вакуумметрического давления. При

необходимости для расплавления их перед загрузкой помещают в термостат.

Сушка полиэфира

Сушку полиэфира и дальнейший синтез полиуретановых эластомеров и

форполимеров производят в аппарате Л 1. Аппараты выполнены из нержавеющей стали, оборудованы мешалками и рубашками для обогрева паром или промышленной горячей водой.

Чистый, сухой, предварительно проверенный на герметичность аппарат подогревают, затем в него подают через автоматический дозатор Метран – 1360 необходимое количество полиэфира. В аппарате создают вакуум, включают мешалку и продолжают обогрев. Полиэфир нагревают до температуры (95±5)°С. Температура в реакторе и рубашке реактора замеряется термопреобразователем и регулируется подачей пара, горячей и холодной воды через пароводосмеситель в рубашку реактора и регистрируется вторичным прибором электронным потенциометром.

Сушку полиэфира проводят при вакуумметрическом давлении

(-0,09)÷(-1,0) МПа и перемешивании до массовой доли воды в полиэфире 0,05% масс.

Давление в реакторе замеряют преобразователем избыточного давления, а регулируют давление вручную.

Из аппаратов полиэфир самотеком подают в аппараты, обогреваемые горячей водой из общей системы циркуляции, откуда их сливают в реактор.

Синтез уретановых полимеров

Синтез уретановых каучуков проводят в реакторе Л 1. При необходимости полиэфир П-6 подвергают стабилизации ацетилацетонатом. Стабилизацию проводят в аппарате при температуре

(80±10)°С и перемешивании в течении не менее 1,5 ч. По окончании сушки и стабилизации полиэфиры охлаждают ( 60-70 )°С с подачей промышленной воды в рубашку аппарата и через загрузочный люк загружают взвешенное количество 1,4-бутандиола.

Одновременно в аппарат загружают рассчитанное количество катализатора - ацетилацетоната железа. Процесс смешения 1,4-БД, полиэфира и катализатора проводят в реакторе Л 1 при температуре (60-80)°С и атмосферном давлении в течении 0,5 ч.

При переработке высокоактивного полиэфира возможно введение лимонной кислоты в количестве (0,005÷0,0005)% от загруженной массы полиэфира.

Содержимое реактора охлаждают. Температура гидроксилсодержащей смеси должна быть (60-80)°С при синтезе СКУ 8А-м. Создают остаточное давление 0,02-0,025 МПа. Затем, не останавливая мешалки из дозера начинают подачу ИФДИ. Вследствие того, что процесс взаимодействия полиолов с диизоцианатом экзотермичен, подачу ТДИ растягивают на время 2 ч при синтезе СКУ-8А.

Подачу ИФДИ проводят автоматическим дозатором Метран – 1360 при температуре реакционной массы при синтезе СКУ 8А-м от 55 до 88

По окончании синтеза уретанового полимера СКУ-8А проводят дегазацию реакционной массы при температуре (60-80)°С от 5 до 120 минут.

По окончании дегазации стравливают вакуумметрическое давление в аппарате и приступают к выгрузке для ускорения которой в реактор подается азот.

В случае отсутствия или недостаточном давлении азота в стационарном трубопроводе, используется азот из баллона. Баллон с азотом устанавливается в специально оборудованном месте, к баллону присоединяется редуктор и шланг,

который соединяет азотный баллон с трубопроводом. Шланг крепится хомутами, слив осуществляется через сливной штуцер.

Слив полимера СКУ 8А-м после дегазации, осуществляется в предварительно смазанные, из нержавеющей стали, противни.

Подготовка противней

Противни, применяемые для заливки в них полимера и последующего его отверждения, должны проходить предварительную подготовку: после

освобождения от отвержденного полимера противни в случае необходимости

подвергаются чистке. Чистка от остатков полимера производится вручную с помощью скребков. Подогретые до температуры от 35 до 40°С противни подвергаются смазке азокеритом. Смазка противней производится вручную, мягкой ворсовой тканью. Следует иметь в виду, что смазка наносится тонким слоем. При избытке смазки затрудняется дальнейшая обработка каучука.

Ширина противней 400мм, длина-500мм

Отверждение жидкого полиуретана

Противни с полимером для отверждения устанавливаются в термостат Т1.Обогрев производится подачей горячего воздуха в термостат из калорифера Т2. Во время отверждения СКУ 8А-м в термостате поддерживается температура до ( 80-100 )°С.

По мере отверждения полимеров отбираются пробы для определения массовой доли NCO-групп. Процесс отверждения считают законченным тогда, когда массовая доля NCO-групп становится равной 0 для СКУ 8-м.

По окончании выдержки полимера в термостате от каждой партии каучука отбирают пробы на анализ. Затем каучук охлаждается. Охлажденные

до температуры от 40 до 50°С пластины каучуков СКУ 8А-м подают на вальцы для усреднения. Загрузка полимера на вальцы не должна превышать 45 кг. При вальцевании шкурка складывается в несколько слоев и укладывается на

стеллажи или стол, покрытый оцинкованным железом.

Пластины каучука, не соответствующие ТУ по вязкости и растворимости, разрешается перемешивать на вальцах с другими ( более мягкими или более жесткими ) до получения заданной вязкости по Муни.

Вальцевание

Вальцевание каучука производится при температуре окружающей среды. При необходимости, для снятия кристаллизации, разрешается дополнительно разогревать каучук в термостате при температуре не выше 80°С.

Охлажденный каучук укладывается в полиэтиленовые мешки, взвешивается, упаковывается и отправляется на склад.

Чистка и промывка реактора Л 1

Необходимость чистки и промывки определяется затруднением слива из аппарата при его разгрузке. Чистку и промывку реакторов производят следующим образом: в реактор принимают расплавленный полиэфир, нагревают до температуры от 80 до 110°С и при такой температуре перемешивают от 6 до 40 часов, затем полиэфир сливают в бочки. Полиэфир может многократно использоваться для последующих операций.

Система обогрева горячей водой

С целью исключения застывания сырья производится циркуляция горячей воды через рубашки аппаратов и спутники трубопроводов, в которых хранятся

и транспортируются продукты. Обогрев производится паровым конденсатом. Конденсат из общего коллектора принимается в аппарат , откуда насосом подается в теплообменник , где нагревается, а затем подается в рубашки аппаратов и спутники материальных трубопроводов, после чего конденсат возвращается через общий коллектор в аппарат .

Требования безопасности

Уретановый каучук не обладает токсическими свойствами, физиологически безвреден; транспортирование, хранение, использование не требуют соблюдения специальных правил по технике безопасности.

При температурах окружающей среды каучук не выделяет вредные вещества и не оказывает отрицательного воздействия на организм человека, не требует специальных средств индивидуальной защиты.

Каучук не образовывает токсичные и пожароопасные и взрывоопасные соединения в присутствии других веществ и внешних факторов, в воде не растворяется. В процессе переработки и эксплуатации изделий из каучука он не выделяет вредных продуктов деструкции.

Уретановый каучук взрывобезопасен, трудногорюч, можно тушить всеми видами пожаротушения. В продуктах неполного сгорания могут содержаться токсичные продукты: окись углерода и цианистый водород.

Производственный персонал должен быть обеспечен специальной одеждой согласно нормам, принятым в химической промышленности - хлопчатобумажный костюм, рукавицы.

Правила приемки.

Уретановый каучук предъявляется к приемке партиями. Партией считается количество каучука, сопровождаемое одним документом о качестве. Масса партии не менее 100 кг.

Транспортирование и хранение

Уретановый каучук транспортируют любым видом транспорта мелкими отправками в соответствии с правилами, действующими на данном виде транспорта.Уретановый каучук в упакованном виде хранят в складских помещениях предприятий изготовителя и потребителя при температуре окружающего воздуха. Транспортирование, хранение и использование не требует соблюдения специальных правил по технике безопасности.[3]