Розрахунок хімічної станції цеху заключного опорядження потужністю 220 000 м на добу

 

    

     Технологічний режим обробки МАРС  бавовняної тканини “бязь вибілена 1З258-ХІ” наведена в таблиці 3.

                                                                                                         

                                                                                                          Таблиця 3

Технологічний режим обробки МАРС  бавовняної тканини бязь вибілена 1З258-ХТ

Операція	Обладнання	Склад робочого розчину	Концентрація, г/л	Режим обробки
1	2	3	4	5
Аппретирование	Лінії заключної обробки типу ЛЗО-140, ЛЗО- 140-1	карбомол ЦЭМ карбомол ГЛ поліакриламід 8%, хлорид амоний	40-60 50-70 30 2	Т=25-30 °С Отжим 85±5%
Попереднє сушіння				До вологовмісту 40-50 %
Ширение й сушіння	Сушильно-ширильна машина			До вологовмісту 2-4% Зміна температури середовища по секціях у межах 100-140 °С
Каладирование				Температура поверхні метаооического вала каландра Т=20-140 °С Тиск у системі притиску валів каландра 0,2 МПА
Термообробка Контроль якості й промірювання	Камера УРТК Бракувальні столи й контрольно-мірильні машини			Ттк=150-160°С Контроль якості готової тканини  за ДСТ 161-86. Методи випробувань за ДСТ 3811-72, ДЕРЖСТАНДАРТ 3812-72, ДЕРЖСТАНДАРТ 8710-84.

 

 

1.3. Характеристика хімічних матеріалів

     Хімічні операції  заключної обробки засновані  на застосуванні оздоблювальних препаратів різних типів, які можна розділити на дві більші групи.

     У першу групу входять  прості хімічні сполуки, досить  добрі розчинні у воді й  що мають, як правило, не  менш двох активних угруповань, найчастіше метілольних, за допомогою  яких ці речовини реагують або з функціональними групами волокна, зшиваючи макромолекули, або між собою утворючи у волокні високомолекулярні сполуки - смоли.

     Друга група препаратів  включає в основному готові  розчинній або нерозчинні у  воді високомолекулярні сполуки. Останні надходять на текстильні підприємства у вигляді концентрованих стійких емульсій або латексів.

     Крім цих основних  препаратів при обробці використають  різні допоміжні речовини, каталізатори, прискорювачі процесів і речовини, які підсилюють тієї або іншої доданий тканини ефект обробки.

     У хімічній станції  що проектується використовується  лакі хімікати як полівінілацетатна  емульсія, поліетіленова емульсія, карбомол ЦЕМ, карбомол ГЛ, поліакриламід  8 %-й, хлорид амонію, аламін С  та оцтова кислота.

     Карбомол ГЛ - метілолна  похідна циклічної дигидроксиэтилмочевины. Карбомол ГЛ- 50 %-й водний розчин  основного продукту. Змішується  з водою в будь-яких співвідношеннях,  рН 8 - 9.

     Карбомол ЦЕМ - метілолна  похідна циклічної етилмочевины. Карбомол ЦЕМ - 50 %-й  безбарвний або злегка пофарбований  водяний розчин основного продукту. РН 8 - 9. Змішується з водою в будь-яких співвідношеннях.

     Аламін С - продукт  конденсації метілолмеламіна з  N-оксіметілстеаріл- амідом. Це воскообразные  пластинки жовтуватих кольорів. У воді не розчиняється, але за певних умов переводиться у водоразбавленную емульсія.

      Оцтова кислота  (СН3СООН, мол. маса 60,05)

     Оцтову кислоту одержують  різними способами:

     1. Із   продуктів   сухої   перегонки   (лісохімічна   оцтова кислота).

     2. Бактеріальним   окислюванням  спиртових  рідин   (спиртове шумування).

     3. Окислюванням ацетальдегіду  киснем повітря в присутності  марганцевих каталізаторів.

     Одержання оцтової  кислоти окислюванням ацетальдегіду  є в цей час основним технічним способом отримання синтетичної оцтової кислоти.

     У безводному стані  оцтова кислота являє собою  кристалічну речовину з температурою  плавлення +16,5°С.

     Кристали її нагадують  по виду лід, тому вона називається  крижаний. У звичайних умовах оцтова кислота - прозора, безбарвна рідина з характерним заходом й їдким смаком. Вона добре розчиняється у воді, спирті й ефірі й сама є гарним розчинником багатьох органічних сполук.

     При влученні на  шкіру крижана оцтова кислота  викликає опік.

     Оцтова кислота —  слабка кислота, багато хто  її солі легко піддаються гідролізу.

     Кислота оцтова синтетична  випускається трьох сортів: першого,  другого й третього. Оцтова кислота  I сорту повинна відповідати наступним  вимогам:

     Зміст оцтової кислоти         не менш 98,5%

     мурашиної кислоти                    не більше 0,1%

     ацетальдегіду                              0,004%

     Оцтова кислота II сорту повинна   містити   оцтової кислоти не менш 95,0%, а  кислота III сорту - не менш 80%.

     Домішками до оцтової  кислоти можуть бути сульфати, хлориди, сульфіди, залізо й речовини, що відновлюють марганцевокислий  калій.

     У текстильній промисловості  застосовують синтетичну оцтову  кислоту при процесах фарбування  кислотними й кислотнопротравнимі (хромовими), кубовими барвниками по лейко-кислотному способі, при друкуванні, у заключній обробці тканин, для кисловки після сірчистого фарбування й мерсеризації, для пожвавлення шовку (додання йому хрускоту), для всіх технологічних процесів, де потрібні летучі органічні кислоти, для зміцнення фарбування закріплювачами ДЦУ й ДЦМ.

     Полівінілацетатна емульсія - продукт полімеризації вінілацетату у водному середовищі в присутності емульгатора й ініціатора. Застосовують у якості сполучні при друкуванні пігментами; входить до складу апретів для несминаемой обробки тканин. Є гарною речовиною, що клеїть. Являє собою грузлу однорідну рідину білих кольорів. Випускається трьох марок: НВ – низков’язка, СВ - средньов’язка  й ВВ - високов'язка.

     Містить сухої речовини не менш 50%, мономера - не більше 0,8%, пластифікатора (дибутилфталата) - 5-35%; рН = 4,5-ьб,0.

     Поліетиленова емульсія - водна дисперсія поліетилена. Знаходить застосування для додання тканинам несминаемости й підвищеної стійкості до стирання, часто разом із предконденсатами полімерів. Являє собою однорідну рідину білий або кремовий кольори. Містить не менш 20% поліетілена. Має рН = 6,5-8,0.

     Амоній  хлористий (нашатир NН4С1, мол. маса 53,49)

     Хлористий амоній  одержують при безпосередній сполуці газоподібного аміаку із хлористим воднем або при взаємодії водного аміаку із соляною кислотою:

     NH ОН + НCl NH С1 + Н O.

     У промисловості хлористий амоній одержують насиченням аміачної води з газових заводів соляною кислотою. Крім того, хлористий амоній одержують на содових заводах з відходів виробництва кальцинованої соди.

     Хлористий амоній  являє собою тверду речовину  білого або злегка жовтуватого кольори. У виробництво він може надходити у вигляді кристалів, порошку, плиток й у вигляді шматків. У воді хлористий амоній добре розчиняється. При звичайній температурі водяний розчин має нейтральну реакцію. При нагріванні до 335 °С хлористий амоній возгоняется. При високих температурах він реагує з окислами металів, оголюючи чисту металеву поверхню. На цьому засноване використання його при пайку металів. Під дією сильних лугів відбувається утворення солі відповідного металу й виділення аміаку:

     NH С1 + NаОН NaС1 + NН + Н О.

     Технічний хлористий амоній випускається  двох сортів: I й II і повинен  мати наступні показники:

                                                                                        I сорт   II  сорт

     Зміст хлористого   амонію   в  сухому продукті,

     %, не менш   .................…………………………... 99,5 99

     Зміст хлористого  натрію,  %,  не   більше  .....…..0,05    0,1

     Зміст  вологи, %, не більше  ..........………………1,0       1,5

     Крім хлористого натрію, у технічному продукті можуть  бути вуглекислий і двовуглекислий  амоній, залізо, нерозчинні у воді  речовини, сульфати.

 1.4. Опис технологій приготування

     Речовини використовувані при приготуванні фарбувальних і милуючих розчинів надходять на хімічну станцію в різному агрегатному стані : твердому чи рідкому, тому що при приготуванні розчинів апретів зручніше застосовувати вже готові розчини компонентів, де всі речовини розчинені.

     Для розчинення різних  речовин застосовують робочі  баки чи баки для розварювання. Для одержання розчину необхідної  концентрації в бак подається  строго визначена кількість води  і вихідного компонента .

     Після приготування  розчину його необхідно проконтролювати повноту розчинення , рН ,точно знати його концентрацію  . На даній хімстанції необхідно забезпечити процес приготування апретів наступних речовин : апрет на основі аламіну С, апрети на основі МАПСу й МАРСу.

     На схемі зазначений технологічний режим готування аппретов для заключної обробки. У реактор ІX, застосовуваний для  обробки МАРС, вливають карбамол ЦЭМ 1 і карбамол ГЛ 2, а також розчини поліакриламіду 8%-й 3 і хлорид амонію 4, які попередньо готовлять у  баках, відповідно Х и ХІ. Розчин хлориду амонію також використається для водовідштовхувальної обробки. Розчин з бака ІІІ через мерник VІІ надходить у реактор XІІ. У цей же реактор надходить оцтова кислота 5 через вакуум-мерник VІІІ й аламін С 6. Реактор XІ, застосовуваний для обробки МАПС, у нього вливають поливинилацетатную емульсію 7 і поліетиленову емульсію 8.

     Готування апрету  на основі аламіну С.

     Дисперсію аламіну  С готовлять на апаратах з  рівномірним обігрівом (паровою  сорочкою) і з механічною мішалкою. В апарат заливають 20 л гарячої води, завантажують 70 кг аламіну С и розплавляють препарат гострою парою в плині 4 - 5 хв при постійному перемішуванні. Потім уводять 2,5 л 40 5-й оцтової кислоти й перемішують до утворення однорідної дисперсії, після чого додають при перемішуванні гарячу або холодну воду до об'єму 300- 400 л, потім - попередньо розчинений сульфат алюмінію (0,5 кг) і холодну воду до об'єму 500 л.

    

    1.5.  Розрахунок хімічних матеріалів і барвників

     Для машин безупинної  дії хімічні матеріали розраховують за формулою:

Мзаг. = Мпроп. +  Мcм. р, кг

(1)

де Мзаг. - загальна витрати хімічних матеріалів, кг;

Мпроп - витрати хімічних матеріалів при просоченні текстильного матеріалу, кг;

Мcм. р. - витрати хімічних матеріалів при зміні робочої ванни в добу, кг.

Мпроп=(G(W2 W1)/100)(Cp/(d·1000)

(2)

де G - маса оброблюваного за добу матеріалу, кг;

W2 (80%) і W1 (8%)  - кінцевий і початковий віджим текстильного матеріалу , кг;

Ср - робоча концентрація г/л;

d - щільність робочого розчину,  г/см3.

    

 У більшості випадків текстильні  матеріали обробляються в розведених  розчинах , щільність яких можна  прийняти рівної 1 г/см3.

Мсм.р. = V· Ср(n + 1)/1000, кг

(3)

де V - об"єм плюсовки, л;

Ср  - робоча концентрація речовин  у розчині, г/л;

д -щільність робочого розчину, г/см3;

n - число зміни розчину за  добу.

Як приклад розрахуємо добову витрату полівінілацетатної емульсії.

1) знаходимо масу тканини оброблюваної  за добу :

G = В·m пог.м = 70000·(197,2/1000)= 13804 кг

mпог.м - маса погонного метру  тканини г/м.

2) знаходимо витрату ПВА кг для просочення тканини W1=8%

W2 = 85%

Мпроп= [G·(W2 - W1)/100]·[Ср/(d·1000)]= [13804·(85-8)/100]· [15/1000]=159,44кг

3) знаходимо витрату ПВА для зміни розчину , кг n = 2 (змінюємо розчин один раз за зміну)

Обсяг плюсовки 23 л (ЛЗО-140-1)

 Мсм.р. =23·15·(2+1)/1000= 1,035 кг

 4) знаходимо загальну витрату ПВА за добу :

Мзаг. = 159,44 + 1,035 = 160,48 кг

 Добові витрати апретів застосованих  для обробки тканин бязь відбілена  та кому фляжної тканини в  обсязі 220000 м/добу представлені в  таблиці 5.

                                                                                                                   Таблиця 5

Добові витрати апретів застосованих для обробки тканин бязь відбілена  та кому фляжної тканини в обсязі 220000 м/добу

Речовина	Витрати при просочені, кг/добу	Витрати при зміні розчину, кг/добу	Добові витрати, кг/добу	Витрата хімікатів за годину кг/годину
Бязь відбілена
Полівінілацетатна емульсія	159,45	1,035	160,48	10,03
Поліетиленова емульсія	212,58	1,38	213,96	13,37
Карбомол ЦЕМ	531,45	3,45	534,9	33,43
Карбомол ГЛ	637,74	4,14	641,88	40,12
Поліакриламід 8%-й	318,87	2,07	320,94	20,06
Хлорид амонію	21,26	0,138	21,39	1,34
Комуфляжна
Аламін С	618,61	24,15	642,76	40,17
Оцтова кислота	159,07	6,21	165,28	10,33
Хлорид амонію	35,35	1,38	36,73	2,29