Спроектировать производство и получение меновазина, раствора для наружного применения спиртового

Цена деления 1%С. Изготовитель: ОАО"Химлаборприбор" г. Клин.КП.15Термометр для спирта1Стекло.

Тип ТП-22.Предел измерения от -30 до +30°С. Цена деления 0,5 °С.ГФ.16Пробоотборник1Сталь.

Ст12Х18Н10ТЦилиндр для отбора пробы. Вместимость 1 л. Изготовитель: ОАО «Татхимфармпрепараты».ГФ.17Воронка1Сталь.

Ст12Х18Н10ТВысота 800 мм. Изготовитель: ОАО «Татхимфармпрепараты».ГФ.18 Промежуточная ем-45Стекло.

Вместимость 20 л. В обрешетке.КС.19Весы медицинские1Сборный.

Тип РП-150 МГ. Диапазон измерений от 2,5 до 150 кг, допускаемая погрешность в интервалах взвешивания:

от 2,5 до 25 кг + 50 г, от 25_до 100 кг + 75 г, от 100 до 150 кг+.100 г. Изготовитель: завод «Прибордеталь» г. Орехово-Зуево.

УМО.

5. Фасовка Меновазина.

ФУ.20Универсально фасовочная машина1Сборный.

Тип УФМ. Электродвигатель ЧАА-63АЧ. Частота вращения электродвигателя 1450 об/мин. Объем дозирования от 20 до 125 мл. Производительность от 15 до 22 доз в минуту. Погрешность измерений при дозировке (объемная доля): от 20 до 50 мл +2%; от 50 до 100 мл+1%; от 100 до 125 мл+_ 0,5%; Габаритные размеры: длина — 895 мм, ширина — 315 мм, высота — 480 мм. Изготовитель: Ждановский завод технологического оборудования .ГФ.21Конвейер ленточный1Сборный.

Электродвигатель: ВАО-21−44. Частота вращения — 1450 об/ мин. Мощность двигателя 1,7 кВт. Габаритные размеры: длина — 4000 мм, ширина — 1000 мм, высота — 885 мм. Изготовитель: ОАО" Татхимфармпрепараты «ГФ.22Стол дляобандероливания1Дерево.

Габаритные размеры: длина -1340 мм, ширина — 900 мм, высота — 820 мм. Изготовитель: ОАО «Татхимфармпрепараты».Продолжение таблицы 12.12 345КС.23Мерный цилиндр2Стекло.

Вместимость 50 мл. Цена деления 1 мл. Допускаемая погрешность 0,5 мл.

ТР.24Тележка1Сборный.

ТГВ 1250, тип 14. Грузоподъемность -1250 кг. Изготовитель: Марийская АССР. Таблица 13. Ведомость спецификацииоборудования, контрольно-измерительных и регулирующих приборов.

ОбозначениеНаименование.

Кол-во единиц.

Материал рабочей зоны, способ защиты.

Техническая характеристика12 345ВР.3Подготовка флаконов.ГФ.1Ванна3Сталь-эмаль.

Вместимость 200 л. Габаритные размеры: длина — 1460 мм, ширина — 710 мм, высота — 760 мм.

КП.2Термометр стеклянный1Стекло.

Тип ТТ. Диапазон измерений от 0 до 100 °C Цена деления 1 °C.СШ.3Тоннель сушильный2Сталь.

Ст.12Х18Н10ТМодель FGJ-101Нагрев электронагревателями. Количество — 24 шт. Рабочая температура зоны нагрева от 150 до 180 °C Общие размеры, мм: 6320×1365×100. Размеры зоны охлаждения, мм: 200×1365×2100.

Размеры зоны нагревания, мм 2500×1365×1275.

Изготовитель: фирма «Форчун Интернейшнл», Мадрас, Индия.КП.4Потенциометр2Тип КСП 4. Диапазон измерения от 0 до 300 °C. Класс точности 1,5.Изготовитель Йошкар-Ола, завод «Электроавтоматика».Рассчитаем возможность использования стандартного оборудования в измененном производственном процессе. Согласно таблице материального баланса для стадии итогового смешения компонентов реакционная масса составляет 365,50 кг. Согласно производственным данным, плотность меновазина раствора составляет 0,891 г/см3 = 891 кг/м3. Рассчитаем необходимый объем реактора:

где — производительность реактора за одну загрузку, кг. м3Объем реактора с учетом коэффициента заполнения Кз составляет:

где Кз — коэффициент заполнения реактора, равный 0,8. м3Ближайший стандартный объем реактора с округлением в большую сторону составляет 0,63 м³. Согласно производственным данным, объем установленного в цехе реактора составляет 0,63 м³. Потребность в аппаратах для данного цеха составляет:

где- объем установленного в цехе аппарата, м3шт.

Следовательно, реальное значение полностью соответствует проведенным расчетам. К установке принимаем 1 аппарат [12, c.24]. Рассчитаем основные геометрические размеры реактора, приняв, что аппарат имеет цилиндрическую форму при высоте аппарата, равной 2410 мм (из производственных данных) [1, 17]. Высоту цилиндрической части аппарата определим из формулы:

где d- диаметр аппарата, равный 1000 мм.= 0,8 м = 800 мм. Высота аппарата с перемешивающим устройством, согласно производственным данным, составляет 2410 мм. Рассчитываем номинальную мощность электродвигателя мешалки: N = Knxxn3xd5, где N-мощность электродвигателя мешалки, Вт; - плотность среды, кг/м3;n — частота вращения вала мешалки, 1об/с;d — диаметр мешалки, 0,6 м. Knкритерий мощности, где Kn= C/Rem, где С и m — параметры, значения которых определяются экспериментально для каждого типа мешалки и конкретных геометрических характеристик. Так, для якорной двухлопастной мешалки С = 6,2 m = 0,25.Критерий Рейнольдса для данной смеси примем равным 20 000, тогда [9, c.71]: Kn= N = 0,521×891×1,663×0,655 = 246,4 Вт Мощность двигателя с учётом потерь и КПД двигателя, где η - КПД двигателя, равный 0,8.k — коэффициент потерь мощности, принятый за 1,08.Nдвиг. = 246,4×1,08/0,8 = 332,6ВтК установке примем электродвигатель серии ВАО мощностью 0,5 кВт. Мощность электродвигателя перемешивающего устройства реактора, установленного на данном предприятии, составляет 0,5 кВт. Таким образом, в расчетной части курсового проекта нами был произведен расчет основных характеристик ключевого аппарата рассматриваемого процесса — реактора смешения.

2.6 Тепловые расчеты.

Рассматриваемый процесс согласно технологическому регламенту предприятия протекает при стандартных температурах в 20 оС. Основным тепловым устройством для данного процесса согласно таблице 12 является рубашка реактора со встроенным теплообменником [2, c.11−12]. В рассматриваемой технологической схеме протекают следующие физическо-химические процессы, сопровождающиеся тепловыми эффектами:

1. Экзотермический процесс смешения воды и этанола;

2. Процессы растворения ментола, новокаина и анестезина в образовавшемся растворе. Отметим, что тепловыми эффектами процессов растворения ментола, новокаина и анастезина в образовавшемся растворе можно пренебречь в силу незначительных тепловых эффектов их растворения и малой массы растворяющихся веществ в сравнении с массой растворителя: (соотношение 10,25: 4,1: 4,1: 229,48 соответственно) [10, 14]. Рассчитаем тепловой эффект смешения воды и этанола в соответствии с мольным соотношением вода-спирт.

где M (H2O) — молярная масса воды, 18 кг/кмоль.

кмольгде M (C2H5OH) — молярная масса этанола, 46 кг/кмоль.

кмоль.

Следовательно, ∆Нсмеш в соотношении, близком к 1:1 составляет — 2 кДж/моль относительно спирта. Отсюда величина выделившейся теплоты:

Дж = 10 МДжРассчитаем площадь теплообмена Fдля холодильника по формуле:

где К — коэффициент теплоотдачи, — средняя температура в реакторе, оС. Коэффициент теплопередачи определим по формуле:

где — коэффициент теплоотдачи от реакционной массы к стенке. — коэффициент теплоотдачи от стенки к воде (теплоноситель);δ - толщина стенки, 10 мм,λ - коэффициент теплопроводности стенки (стали) — 46,5 Вт/(м.К).где Nu- критерий Нуссельта. Для аппарата с мешалкой критерий Нуссельта:

где Pr — критерий Прандтля для водного раствора этанола. — средняя теплоемкость смеси при 20оС: Дж/(кг.оС) — средняя вязкость смеси, Па.с.Па.с — средняя теплопроводность смеси, Вт/(м.оС)Дж/(кг.оС)Находим критерий Прандтля [11, 12]: Re — критерий Рейнольдса для водного раствора этанола:

где n — частота вращения валамешалки, об/с; - диаметр вала мешалки, м. Вт/(м2.оС)Вт/(м2.оС)Вт/(м2.К)Средняя разность температур при теплообмене:

где и — средние температуры в реакторе и воды в теплообменнике. Теперь мы можем рассчитать площадь теплообмена:

м2Площадь водяного теплообменника, встроенного в рубашку реактора, составляет 1 м, следовательно, .

2.7 Механические расчеты2.

7.1 Расчет обечайки.

Стандартным материалом обечаек (обечайка -цилиндрический корпус аппарата) является сталь Ст3 сп3 ГОСТ 380–71 [1]. Толщину стенки обечайки рассчитаем по уравнению: — прибавки, причем для данной марки стали в рассматриваемых условиях: — прибавка на коррозию и эрозию, примем 1,0 мм; - прибавка на минусовое отклонение по толщине листа, примем 0,7 мм; - технологическая прибавка, примем 0,51 мм [3, c.23 — 25]. Предельно допустимое напряжение для Ст3 равно МПа. Внутренний диаметр обечайки равен 1 метр: мм. По расчётам, максимальная толщина обечайки составляет 1,52 мм, однако, согласно техническим требованиям, толщина стенки должна составлять не менее 10 миллиметров [10]. 2.

7.2 Расчет опоры реактора.

Предполагается, что реактор смешения устанавливается на бетонном полу цеха предприятия. Опорами реактора являются так называемые лапы в количестве шести штук. Рассчитаем нагрузку на лапу [16, c.152]: где — максимальный вес аппарата, складывающийся из массы аппарата по паспорту (m = 1150 кг) и массы заполняющего его смеси. n — число опор аппарата, примем равным 4.кг.

Площадь подошвы лапы определяем из максимально допустимого давления на опроную конструкцию:

где qуд — удельное давление, для бетона равное 2кПа. м2Определим удельное значение толщины ребра.

где — поправочный коэффициент, обычно равный 0,6,z — число ребер, примем равным 8. — высота опоры, 0,2 м. м2Материал опоры выбирают в зависимости от температуры рабочей среды, емкости аппарата и других параметров.

2.7. 3 Расчёт и подбор патрубков для подвода и отвода потоков.

Внутренний диаметр штуцеров для подвода и отвода исходной смеси продуктов рассчитывается на основе уравнения массового расхода и округляется до ближайшего стандартного значения по уравнению[11, 16]:, принимаем ;Штуцер для входа воды, .мОкругляя до стандартных значений, принимаем. Штуцер для входа этанола, .Округляя до стандартных значений, принимаем. Штуцер для выхода меновазина, .Округляя до стандартных значений, принимаем. Штуцер для входа и выхода теплоносителя (воды), .Округляя до стандартных значений, принимаем. Присоединение к аппарату трубной арматуры, а также технологических трубопроводов для подвода и отвода жидких и газообразных продуктов осуществляется с помощью штуцеров или вводных труб. На практике достаточно часто применяются фланцевые штуцера — разъемные соединения, имеющие высокий показатель надежности и работоспособности. Для разъемного соединения составных корпусов и отдельных частей химических аппаратов используются фланцевые соединения, преимущественно круглой формы. С помощью указанных соединений к аппаратам присоединяются трубы, арматура и т. д. В соответствии с проведенными расчетами, были подобраны следующие фланцевые штуцера (таблица 13).Согласно производственным данным, для ввода сырья в аппарате используются штуцеры диаметром 50 мм, для возможности загрузки реагентов с меньшей скоростью. Таблица 13. Размеры фланцевых штуцеров с внутреннем базовым давлением ОСТ 26−426−79 [10, с.659]. НазначениеDy, ммDf, ммDb, ммD, ммdн, ммh, ммdб, мм12 345 678.

Вход воды25 100 756 033 812.

Вход этанола25 100 756 033 812.

Выход продукта5 018 010 045 551 212.

Вход теплоносителя8 020 517 097 851 416 В аппарате используются болты М20 М10 из углеродистой стали класса прочности 10.

9. Определим крутящие моменты затяжки болтов в зависимости от класса прочности с помощью данных таблицы 14. Таблица 14. Крутящие моменты затяжки болтов [9, 17]Резьба/шаг мм.

Класс прочности болтов10.

910/1.562,420/2.5519,42.8 Расчет энергоснабжения цеха.

Расчет энергоснабжения цеха ведется в соответствии с количеством потребленной цехом электроэнергии. Расчет годового расхода электроэнергии производился по следующему алгоритму. Рассмотрим расчет расхода электроэнергии для реактора. Р.

1. Номинальная мощность электрооборудования-мешалок (NНОМ.ОБЩ) [9, c.162]: NНОМ. ОБЩ = NНОМ. ЕДxn, где n-количество единиц оборудования, шт;NНОМ.ЕД — номинальная мощность единицы электрооборудования, кВт/ч;NНОМ.ОБЩ = 0,5 кВт/ч.Для определения величины заявленной мощности электрооборудования был учтен коэффициент спроса (КСП=0.9) и коэффициент увеличения заявленной мощности за счет потерь электроэнергии в сетях (КУВ=1.1). NЗАЯВЛ = NНОМ. ОБЩxКСПxКУВ, NЗАЯВЛ = 0,5×0.9×1.1 = 0,495 кВт/ч.Годовой расход электроэнергии (WГОД):WГОД = NЗАЯВЛxТЭФФ, где ТЭФФ — эффективный фонд работы технологического оборудования, на котором установлено соответствующее электрооборудование, ч. WГОД = 0,495×3.

3.350 = 1560 кВт. Аналогичным образом рассчитывалось и остальное электрооборудование, а также осветительные приборы в цехе. Полученные результаты сведены в итоговую таблицу 15. Таблица 15. Расчет годового расхода электроэнергии основного оборудования Наименование силового и технологического электрооборудования.

Номиналь-ная паспортная мощность единицы оборудо-вания, кВт. Количество единиц оборудования, шт. Номинальная мощность всего установленного оборудования, кВт. Коэффициент спроса.

Коэффициент увеличения заявленной мощности за счет потерь электроэнергии.

Заявленная мощность, кВт. Годовой фонд работы, час. Годовой расход энергии, кВт. Насосы: АХ (0)-40−25−16 015,001150,91,114,85 315 046 777,5Электродвигатели: Реактор0,510,50,91,10,49 531 501 559,25Машина упаковочная5150,91,14,95 315 015 592,5Конвейер ленточный5150,91,14,95 315 015 592,5Прочее оборудование: Вытяжной шкаф101 100,91,19,9 420 041 580.

Компьютер мастера0,0610,060,91,10,5 944 200 249,48Освещение в цехе0,51 050,91,14,95 420 020 790.

Итого142 141,23 ЗАКЛЮЧЕНИЕВ представленной курсовой работе были рассмотрены теоретические основы процесса получения меновазина спиртового раствора для наружного применения. Лекарственные препарат производится посредством смешения основных компонентов: рацемического ментола, анестезина и новокаина в водном растворе этилового спирта. Состав 40 мл препарата: 2,5 г ментола, 1,0 г новокаина, 1,0 г анестезина, а также 40 мл спирта этилового 70%.В данном проекте рассмотрена технологическая схема и произведен расчет материального баланса и основных характеристик производственного оборудования предприятия. Технологическая схема процесса производства спиртового раствора для наружного применения приведена на Листе 1 графической части. В результате проведенных расчетов была теоретически обоснована производительность по основному продукту, равная 374,22 т/год. Предложенная производительность была обоснована соответствующими расчетами материальных и тепловых балансов протекающего процесса. Характеристики основного и вспомогательного оборудования производства представлены в таблице 4 основной части работы. В технологической части был проведен расчет основного аппарата — реактора — смесителя емкостью 0,63 м³.

Чертеж реактора-смесителя представлен на Листе 2 графической части проекта. Кроме того, в работе проведен механический расчет оборудования, в частности, опор, обечайки, теплообменника в рубашке реактора и штуцеров для потоков сырья и готовой продукции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ГОСТ 9931–85 Корпусы цилиндрические стальных сварных сосудов и аппаратов. — Госстандарт СССР, 1985. — 32 с. Багров И. В., Шаханов В. Д., Чулкова Э. Н.

Процессы и аппараты химической технологии. Тепловые и массообменные процессы / Под ред. проф. Л. Я. Терещенко. — СПб.: С.-Петерб.

государственный университет технологии и дизайна, 1998. — 103 с. Воробьёва, Г. Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. ;

М.: Химия, 1975. — 816 с. Глущенко Н. Н., Плетенева Т. В., Попков В. А. Фармацевтическая химия Под ред. Т. В. Плетеневой. Учебник.

— М.: «Академия», 2004. — 382 с. Государственная фармакопея СССР X издание. — М.: «Медицина», 1968. ;

1080 с. Грязнов И. А., Дигуров Н. Г., Кафаров В. В., Макаров М. Г. Проектирование и расчет аппаратов основного органического и нефтехимического синтеза. — М.: Химия, 1995. ;

256 с. Дытнерский, Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. — М.: Химия, 1983.

— 270 с. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч.

1. Теоретические основы процессов химической технологии. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Химия, 1995. — 400с. Косинцев В. И., Миронов В. М., Сутягин В. М.

Основы проектирования химических производств. 2-е изд. М.: Академкнига, 2010. — 371 с. Краткий справочник физико-химических величин" под редакцией К. П. Мищенко и А. А. Равделя, СПб.: Химия, 2008. — 200 с. Лащинский, А.

А. Конструирование сварочных химических аппаратов. — Л.: Машиностроение, 1981. ;

382 с. Лащинский А. А., Толчинский А. Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. — Л.: Машгиз, 1970. — 753 с. Положение об обеспечении безопасности производственного оборудования. ПОТ РО — 14 000 — 002 — 98. М., 1998.

— 25 с. Рабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. Изд. 2-е, испр. и доп. — Л.: Химия, 1978. — 420 с. Родионова Р. А., Якутович В. Г., Куликов В. А. Фармацевтическая химия.

Курс лекций. — Витебск: ВГМУ, 2003. — 385 с. Сутягин В. М., Бочкарев В. В. Основы проектирования и оборудование производств органического синтеза: Учебное пособие /В.М. Сутягин, В. В. Бочкарев; Томский политехнический университет.

— 2-еизд. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009.-188 с. Технологический регламент производства раствора меновазина спиртового для наружного применения ПР480 750−15−2006. — Казань.: ОАО «Татхимфармпрепараты». — 128 с.