Проект предприятия химической чистки

При обезжиривании одежды на специальных  машинах имеют место все три вида воздействия на загрязнения, которые тесно связаны между собой. Так, трение и перемешивание загрязненной одежды обеспечивают постоянный контакт с загрязнениями свежего растворителя и облегчают процесс экстрагирования. Кроме того, трение облегчает отделение водорастворимых загрязнений поверхностно-активными веществами. В то же время поверхностно-активные вещества блокируют загрязнения в растворе и препятствуют их обратному осаждению на ткань.

Сочетание различных видов воздействия на загрязнения в среде растворителя называется обезжириванием одежды или «сухой» чисткой. В настоящее время процесс обезжиривания немыслим без усилителей.

Растворители

Для удаления загрязнений с изделий  из текстильных материалов применяют  различные растворители. К ним предъявляются следующие требования:

• не повреждать обрабатываемый текстильный материал и не ослаблять

прочность волокон, а  также не вызывать усадку изделий;

• хорошо и быстро растворять загрязнения; не изменять цвета окраски

обрабатываемых изделий;

• не придавать запаха вычищенным изделиям;
• быть летучими для обеспечения регенерации их путем дистилляции (испарения) и для быстрой сушки изделий после их мойки и отжима;
• не вызывать коррозии машин;
• не быть ядовитыми.

Наиболее подходящими  растворителями, отвечающими этим требованиям, являются органические растворители.

Органические растворители очень  хорошо растворяют основные загрязнения: масла, жиры, смолы, деготь и различные  органические вещества. Остатки загрязнений (пыль, сажу, глину и т. д.) они не растворяют, но помогают их устранению путем освобождения частиц, прилипших к маслам, растворяя и удаляя последние.

Органические растворители не устраняют белки, пятна от фруктов, какао, шоколада, крови и пр. Эти  загрязнения растворяются в воде или удаляются другими растворами вспомогательных средств.

В настоящее время  для общего обезжиривания одежды в основном применяют хлорированные углеводороды и нефтяные растворители.

Хлорированные углеводороды. По сравнению с другими растворителями имеют некоторые преимущества. Эти преимущества в химической чистке заключаются прежде всего в интенсивном очищающем действии и низкой точке кипения (тетрахлорметан - 77°С, трихлорэтилен - 87,2°С, перхлорэтилен -121,2°С). Большой эффект чистки и низкая точка кипения значительно сокращают процессы чистки и сушки. Кроме того, хлорированные углеводороды полностью взрывобезопасны в жидком и газообразном состоянии. Сочетание летучести и взрывобезопасности дает возможность экономно конденсировать пары, так как потери растворителя на 1 кг вычищенной одежды незначительны. Наконец, процент изделий из общего числа вычищенных в хлористых растворителях, идущих на дополнительную обработку в мокрую чистку, очень мал.

К недостаткам хлорированных  углеводородов следует отнести  их ядовитость, вследствие чего необходимо обеспечивать воздухонепроницаемую защиту машин для химической чистки и очистку воздуха в производственных помещениях на предприятиях химической чистки.

Перечень наиболее широко применяемых хлорированных углеводо-родов  приводится ниже.

Тетрахлорметан — бесцветная жидкость, по запаху напоминающая хлороформ. Точка его кипения 77°С, удельный вес 1,6 при 15° С, мало растворим в воде, огнебезопасен, не проводит электричества. Это один из самых ядовитых хлорированных углеводородов. По сравнению с трихлорэтиленом он имеет низкую точку кипения, большую летучесть, что способствует большим потерям и соответственно ухудшает экономические показатели. Кроме того, тетрахлорметан легко распадается, образуя соляную кислоту, повреждающую металлы. Поэтому оборудование для химической чистки должно быть изготовлено из нержавеющей стали, а вся арматура, все приемники, дистиллятор, холодильник должны быть освинцованы. В связи с тем, что такие части машин, как дистиллятор, холодильник приходится довольно часто заменять, расходы на ремонт машинного оборудования увеличиваются.

Трихлорэтилен — бесцветная жидкость, почти нерастворимая в воде, обладает характерным ароматным запахом. Пары его действуют одурманивающе, при вдыхании переходят в кровь и при больших концентрациях оказывают неблагоприятное влияние на здоровье. Пары трихлорэтилена тяжелее воздуха и поэтому проветривать помещение следует главным образом внизу. При воздействии тепла и света он разлагается, образуя фосген и соляную кислоту. Точка его кипения 87°С, удельный вес 1,46, он неогнеопасен.

Трихлорэтилен очень  эффективно растворяет жиры, масла, дегти, смолы. Он не повреждает большинства  текстильных волокон, им можно чистить  в нормальных условиях изделия из искусственных полиамидных и  полиэфирных волокон; непригоден для чистки изделий из ацетатных и поливинильных волокон, так как при повышенной температуре очень повреждает их. Сильно воздействует на окраску волокон, особенно искусственных (окраска блекнет). Растворяет пуговицы и украшения из поливинилхлорида. Потери растворителя на 1 кг вычищенных изделий меньше, чем при чистке тетрахлорметаном.

Перхлорэтилен — бесцветная, нерастворимая в воде ароматная жидкость, хорошо растворяющая масла, жиры, смолы, засаленности и другие органические вещества. Точка его кипения 121,2°С, удельный вес 1,62, неогнеопасен.

Употребление перхлорэтилена в  качестве растворителя для химической чистки одежды очень выгодно прежде всего потому, что он не повреждает ацетатные и синтетические волокна, не меняет их окраску и внешний вид, не растворяет пуговицы из пластмассы. Перхлорэтилен не вызывает коррозии оборудования, в связи с чем расходы на текущий и капитальный ремонты машинного оборудования незначительны.

Алифатические углеводороды. Их смеси (бензины) издавна применяются в химической чистке. Сначала применялись бензины с большой разницей точек кипения. В результате на предприятиях часто возникали пожары и взрывы, вызванные бензином с низкой точкой кипения (ниже 80°С). Кроме того, применение бензинов с низкой точкой кипения вызывало большой их расход на 1 кг вычищенных изделий. Постепенно стали переходить на бензины с точно установленными диапазонами точек кипения.

Прежде всего, это экстракционный бензин. В смысле эффективности чистки он отвечал всем требованиям, но из-за низкой точки кипения (63—88°С) его перестали применять. Намного выгоднее оказались средние и тяжелые бензины. Правда, эффективность чистки при этом значительно снизилась и соответственно удлинился технологический процесс чистки, но зато требовалось меньшее количество растворителя и он менее опасен в работе. В последнее время стали широко применять специальные бензины. Применение этих слабо летучих и тяжело воспламеняющихся веществ в специальных машинах для химической чистки значительно снижает опасность пожара и взрыва.

Преимущество бензинов заключается в том, что они являются практически инертными растворителями. Они не повреждают текстильных волокон и не изменяют их окраску. Правда, текстильные волокна при этом очищаются от жира значительно хуже, чем хлорированными углеводородами. Поэтому бензины успешно применяют для чистки мехов и кожаных изделий; остающееся на коже после чистки определенное количество жира придает ей мягкость. Недостатком бензинов является малая эффективность чистки, большой их расход.

Бензины мало токсичны. Практически, отравлений бензином не наблюдается.

Бензин — прозрачная горючая жидкость с характерным запахом. Содержит преимущественно высшие алифатические углеводороды (поэтому и включен в этот класс), небольшое количество ароматических углеводородов и другие органические вещества. По содержанию отдельных компонентов и по точкам кипения бензин подразделяют на несколько видов, которые получаются путем фракционной дистилляции нефти. Для химической чистки текстильных изделий в качестве растворителей применяют следующие виды бензинов: экстракционный, уайт-спирит, уайт-дистиллят, Стоддарт Сольвент.

Экстракционный бензин — бесцветная, весьма летучая жидкость, нерастворимая  в воде. В настоящее время для  химической чистки применяют экстракционный бензин с точкой кипения 90—140°С. Он хорошо растворяет жиры, масла и различные органические вещества. Эффективность чистки им слабее, чем хлорированными углеводородами. Он не растворяет, например, масляные пятна от лаков, олифы и т. д. Годен для чистки мехов, кожаных изделий и всех видов текстильных волокон. На предприятиях химической чистки его заменяют тяжелым бензином (преимущественно из-за соображений техники безопасности), так как он легко воспламеняется и взрывается.

Уайт-спирит — петролейная фракция нефти с точкой кипения 150—200°С и удельным весом 0,785; минимальная точка воспламенения 35°С.

Уайт-спирит относится к отличным органическим растворителям, применяемым  для химчистки. Это прозрачная бесцветная жидкость, почти без запаха и менее  летуча, чем другие растворители. Уайт-спирит огнеопасен, а его пары ядовиты и огнеопасны. Для предотвращения опасности возникновения пожара и взрыва его применяют в специально сконструированных машинах с вакуумной дистилляцией. Он обладает довольно хорошей эффективностью чистки и не имеет вредных качеств хлорированных углеводородов. Тот факт, что при нормальной температуре уайт-спирит почти не испаряется, облегчает и удешевляет работу. Он не повреждает синтетические волокна, шелк, ацетат, шерсть и другие материалы и не меняет их окраски.

Уайт-дистиллят также относится к петролейной фракции нефти с большим диапазоном точек кипения (150—275°С). У него больший удельный вес (0,81), а высшая минимальная точка воспламенения 65°С. Уайт-дистиллят по своим свойствам очень похож на Уайт-спирит. Эффект чистки у них одинаков, но Уайт-дистиллят менее опасен в работе.

Стоддарт Сольвент — прозрачная бесцветная горючая жидкость. Получают из петролейной фракции нефти. Отличается очень малым диапазоном точки кипения (160—165°С). Удельный вес 0,785, минимальная точка воспламенения 40°С. Стоддарт Сольвент получают из петролейной фракции нефти. Он обладает лучшим эффектом чистки, чем Уайт-спирит и Уайт-дистиллят.

Ароматические углеводороды. Основным представителем арома-тических углеводородов является бензол. В химической чистке известен давно, так как применялся в качестве первого растворителя, но, несмотря на его хорошие чистящие свойства, был заменен другими растворителями из-за токсичности его паров. В настоящее время его применяют для устранения различных пятен с текстильного материала.

Бензол — бесцветная жидкость с характерным запахом, огнеопасен, точка кипения 80,4°С, удельный вес 0,874 при 20°С. При горении сильно чадит. Нерастворим в воде. Весьма летуч и испаряется уже при обычной температуре. Его пары тяжелее воздуха и образуют с ним взрывчатую смесь. Он очень хорошо растворяет масла, лаки, каучук, смолы и асфальт. При длительном вдыхании оказывает очень токсическое воздействие - вызывает головокружение, рвоту, обморок. При постоянном воздействии вызывает повреждение костного мозга с нарушением кроветворения, заболевание почек и печени.

Бензолом устраняют пятна от асфальта, каучука, смол, дегтя и  тяжело растворимых масел. Он не повреждает текстильных волокон (кроме ацетатных  и поливинилхлоридных) и не меняет их окраску. Относится к горючим веществам I группы. Поэтому при работе с бензолом необходимо применять все правила техники безопасности и противопожарных мероприятий.

В настоящее время в нашей  стране ведутся работы по применению для чистки одежды фторированных растворителей — фтор-хлоруглеводородов.

По сравнению с другими органическими  растворителями фтористые растворители имеют ряд преимуществ: они не воспламеняемы, так же как хлористые  растворители, обладают меньшей токсичностью и способностью растворять жиры и масла, что сохраняет в изделиях после обработки мягкость, эластичность, блеск и прочность волокон, т. е. они имеют очищающую способность уайт-спирита. Их токсичность в 10 раз меньше токсичности хлорированных углеводородов. Кроме того, они имеют низкую точку кипения и незначительную теплоту испарения. Это сокращает расходы энергии на дистилляцию и дает возможность вести сушку при низкой температуре, сокращая время на ее проведение.

Из фтористых растворителей при химчистке применяют: трифтортрихлорэтан (растворитель 113) и монофтортрихлорметан (фриген 11 или фреон 11).

Растворитель 113 — обладает очищающей способностью, соответствующей уайт-спириту. Точка его кипения 47,6ºС, удельный вес 1,57 г/см², скрытая теплота испарения 63,1 ккал/кг. Фриген 11 (СРС 13)—точка его кипения при давлении 760 мм рт. ст. равна 23,8°С, удельный вес 1,49 кг/л, теплота испарения при кипении 43,51 кал/г; неогнеопасен.

Усилители

            Чтобы увеличить эффективность химической чистки, а также уменьшить процент, дополнительной обработки (от 5 до 45% вычищенных изделий возвращается на повторную чистку) применяют вспомогательные средства, так называемые усилители.

            Усилители — это вещества, добавляемые в растворитель и повышающие его действие. Предшественниками применяющихся в настоящее время усилителей являются бензиновые мыла.

            Ус-1 - смесь сульфонола Б, аммиачного олеинового мыла и циклогексанола.

            Ас-1 - вязкая паста светло-желтого цвета со слабым запахом. Содержит 50% сульфонола НП-1 и 50% авироля. Ас-1 добавляют в моечную ванну для чистки слабо загрязненной одежды из расчета 3-5 г на 1 л растворителя и 0,45-1 г на 1 л воды; для чистки средне и сильно загрязненной одежды -10-20 г на 1 л растворителя и 4,5-7 г на 1 л воды.

            Ус-21 - жидкость коричневого цвета, содержит 10% сульфонола НП-1 

НП-1; 24% циклогексанола; 11,5% циклогексонона; 26,5% трихлорэтилена; 1% хлорфенола и 27% воды. Его добавляют в моечную ванну из расчета 20 г на 1 л растворителя.

           На комплексных предприятиях используются в основном хлористые растворители, поэтому наибольшее распространение получили усилитель-28 и усилитель-28а.