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INTRODUCTION
5.3.3 Arrêt de l'équipement
9. SÉCURITÉ AU TRAVAIL
9.5 Équipement de protection individuelle
10. CALCULS MATÉRIAUX
10.1 Calcul du taux de consommation de cellulose
INTRODUCTION
La nitrocellulose ou ester de nitrate de cellulose a été obtenue en 1832 en traitant le coton, le bois et le papier avec de l'acide nitrique concentré, et en 1845, le traitement de la cellulose avec des mélanges nitrants contenant des acides nitrique et sulfurique a été utilisé.
Depuis 1869, la nitrocellulose est utilisée pour produire des plastiques (celluloïd) et depuis 1886 pour produire de la poudre à canon sans fumée.
Les propriétés spécifiques de la nitrocellulose déterminent ses domaines d'application. La production de poudre sans fumée et de dynamite dans l'industrie militaire, ainsi que la production de nitro-soie, de vernis nitro, de peintures nitro, de celluloïd, de films dans l'industrie mondiale - tout cela est étroitement lié à la production de nitrocellulose.
La facilité d'inflammation, la capacité à se transformer par gélatinisation en un matériau à combustion lente, l'équilibre en oxygène actif de la molécule, le dégagement de grandes quantités de gaz lors de la décomposition et la disponibilité des matières premières expliquent l'utilisation des nitrates de cellulose pour le production de poudre sans fumée.
Une résistance mécanique élevée, la capacité de se transformer en un état plastique avec une augmentation relativement légère de la température et une bonne compatibilité avec les plastifiants disponibles ont déterminé l'utilisation de la nitrocellulose pour la production de celluloïd.
La solubilité des nitrates de cellulose dans des solvants connus et les propriétés mécaniques élevées des films obtenus permettent d'utiliser les nitrates de cellulose pour la réalisation de revêtements de films et de vernis.
L'industrie de la défense utilise de la nitrocellulose, à partir de laquelle sont obtenus de la poudre à canon et des combustibles solides pour fusées. Pour la production de pyroxyline et de poudres balistiques, on utilise un mélange de pyroxyline ou de colloxyline.
La colloxiline a trouvé une large application dans l'industrie des peintures et des vernis dans la production de vernis et d'émaux à séchage rapide pour les industries de l'automobile, du meuble et autres, ainsi que pour la production de poudres celluloïdiques et balistiques.
Ces dernières années, l’utilisation de nitrates de cellulose a considérablement diminué. Ils conservent pleinement leur importance pour la production de poudre sans fumée et de certains types d'explosifs, mais leur utilisation dans d'autres industries est en diminution constante. Les principales raisons sont l'inflammabilité des produits nitrocellulosiques et l'émergence de polymères synthétiques adaptés à la fabrication de produits similaires mais non inflammables.
1. SÉLECTION ET JUSTIFICATION DE LA MÉTHODE DE PRODUCTION
Pour la production de nitrocellulose dans les années d'avant-guerre, des équipements par lots étaient utilisés. Avec le besoin croissant de l'économie nationale en nitrocellulose, il était nécessaire de rééquiper techniquement les installations de production existantes. Des travaux de recherche ont été menés, à la suite desquels des unités fonctionnant en continu ont été introduites.
La production industrielle de nitrocellulose est actuellement réalisée selon plusieurs schémas technologiques, en utilisant à la fois des équipements modernes fonctionnant en continu et des équipements par lots.
Parallèlement au développement de nouveaux équipements continus pour la production de nitrocellulose, les processus technologiques ont également été améliorés. Tout cela a permis de transférer la production de nitrocellulose à un niveau technique supérieur.
Pour éliminer le mélange nitrant de la nitrocellulose, la technologie utilise la méthode consistant à déplacer un liquide par un autre. Cette méthode est réalisée à l'aide de dispositifs spéciaux dans lesquels toute la masse d'acides résiduaires à la fin du processus est lentement évacuée de la nitrocellulose par l'eau. La méthode de déplacement présente un certain nombre d'inconvénients, notamment une forte dilution des mélanges nitrants usés, qui nécessite une puissance importante pour les disperser.
Le processus de déplacement des mélanges d'acides usés de la nitrocellulose se déroule en plusieurs étapes et s'accompagne d'un effet thermique. Une augmentation de la température des acides résiduaires affecte négativement les propriétés physicochimiques de la nitrocellulose. Pour éliminer ce problème, des équipements supplémentaires sont nécessaires - des réfrigérateurs - ce qui entraîne une augmentation de l'espace occupé de la pièce.
Le mélange acide a été dilué avec cinquante à soixante-dix fois la quantité d'eau. La régénération d’acides ayant un poids moléculaire aussi faible n’est pas rentable. Ils se déversaient dans des réservoirs et servaient en partie de transport.
Les pertes irréversibles d'acides lors de la production de nitrocellulose ne sont pas acceptables. De telles quantités d'acides pénétrant dans les plans d'eau causent d'énormes dommages à l'économie nationale. Cependant, outre les inconvénients de cette méthode, un avantage peut être souligné : la productivité élevée de ce processus technologique.
D'autres unités de nitration constituées de centrifugeuses d'extraction d'acide ont également été largement utilisées dans l'industrie. Cette méthode permet d'obtenir de la nitrocellulose avec une acidité résiduelle de 39,5%, qui satisfait aux exigences techniques, et un pressage supplémentaire peut conduire à une auto-décomposition de la nitrocellulose dans une centrifugeuse.
Cette méthode ne nécessite pas d'installation d'équipement supplémentaire ; le temps de récupération prend plusieurs minutes. Il permet non seulement d'utiliser le déchargement hydraulique, mais crée également les conditions préalables à un complexe hautement mécanisé et fonctionnant en continu pour la production de nitrocellulose.
Les principaux avantages des centrifugeuses pulsées comprennent : la continuité du processus, un broyage relativement faible des sédiments, un bon degré de déshydratation des sédiments et son lavage efficace.
L’inconvénient de cette méthode est qu’elle réduit les performances de la centrifugeuse.
Le projet de thèse examine la méthode de centrifugation, qui peut réduire considérablement les déchets de mélanges d'acides usés envoyés pour régénération ; assure l'élimination des excès d'acides lors de la production de colloxyline. Dans le même temps, la quantité d’équipement est considérablement réduite.
La centrifugeuse assure l'extraction de la nitrocellulose du mélange acide usé jusqu'à une acidité résiduelle de 39,5 %, ce qui correspond à la limite inférieure admissible de l'acidité de la nitrocellulose (35-40 %), provoquant un faible degré de sensibilité du produit à l'auto-décomposition. .
Lors de l'utilisation de la centrifugeuse 1/2 FGP-809K-05 lors de la phase de récupération des mélanges d'acides usés, il n'y en a pas d'excès qui devraient être envoyés pour régénération, et ainsi, tout le mélange d'acides usés après la centrifugeuse est renvoyé au processus technologique, à la phase de préparation des mélanges acides de travail. À l'aide d'un convertisseur de thyristone qui contrôle le moteur électrique de la centrifugeuse, vous pouvez réguler le processus d'extraction acide, augmentant ainsi la productivité de la centrifugeuse et la qualité de la nitrocellulose.
L'exclusion du procédé technologique de l'appareil NUOK de valorisation des mélanges acides usés a permis de :
Réduire considérablement la quantité de mélanges d'acides dilués déplacés de la nitrocellulose et envoyés pour régénération ;
Augmentez la qualité et le rendement de la nitrocellulose en réduisant le temps de son contact avec les mélanges d'acides usés.
2. CARACTÉRISTIQUES DES PRODUITS, MATIÈRES PREMIÈRES ET MATÉRIAUX
2.1 Caractéristiques des produits finis
La colloxyline «N», n OST V84-2440-90T est utilisée pour la production de poudres balistiques et de produits sphériques, la production de vernis et de films.
Propriétés physico-chimiques de la nitrocellulose :
1) L'effet de divers réactifs sur la nitrocellulose
Comparée à la cellulose, la nitrocellulose est plus résistante aux solutions acides. Avec des solutions d'acides forts diluées à 1%, la nitrocellulose peut être traitée longtemps à des températures élevées, sans que sa teneur en azote ne change.
L'acide sulfurique avec une fraction massique de 20 % n'a presque aucun effet sur la nitrocellulose, mais avec une fraction massique de 92 % à des températures inférieures à zéro, il dénitre et dissout la nitrocellulose. Cette réaction est utilisée pour déterminer la teneur en azote de la nitrocellulose par la méthode Lunge.
L'acide nitrique avec une fraction massique de 50 % à des températures inférieures à zéro dénitre lentement la nitrocellulose avec formation de produits de faible poids moléculaire. L'acide nitrique avec une fraction massique de 80 à 85 % dissout les nitrates de cellulose de faible poids moléculaire. Lorsqu'il est chauffé à 70-800C, l'acide nitrique avec une fraction massique de 60 % détruit les nitrates de cellulose ; à froid, il se dénitre avec dépolymérisation progressive des particules et destruction des fibres.
La nitrocellulose est également résistante aux agents oxydants. La légère sensibilité de la nitrocellulose aux acides et aux agents oxydants permet de blanchir des colloxylines de haute qualité en milieu acide.
Les alcalis saponifient (dénitrifient) très facilement la nitrocellulose. Les solutions d'alcalis caustiques diluées à 1 % à des températures inférieures à zéro provoquent une dénitration de la nitrocellulose et une diminution de la viscosité.
La nitrocellulose est sensible à la lumière. Avec une exposition intense et prolongée à la lumière, la nitrocellulose présente une décomposition lente.
Sous l'influence de la lumière, la teneur en azote diminue, des produits de décomposition gazeux apparaissent et la masse de nitrocellulose, sa résistance mécanique et sa viscosité diminuent.
2) Propriétés de la nitrocellulose comme explosif
La nitrocellulose sèche est très sensible aux chocs et aux frottements. La détonation peut être provoquée par l'impact avec un objet en acier ou une balle de fusil lors du tir.
La nitrocellulose à forte humidité est insensible aux chocs. Lorsque les nitrates de cellulose humides gèlent, la sensibilité aux chocs augmente considérablement.
3) Solubilité de la nitrocellulose
La nitrocellulose à faible viscosité se dissout dans certains solvants, tandis que la nitrocellulose à haute viscosité ne gonfle que dans ce solvant.
La nitrocellulose est très soluble dans de nombreux solvants organiques : mélange alcool-éther, acétone, acétate d'éthyle et partiellement dans l'alcool éthylique. Les cétones et les esters dissolvent la nitrocellulose à température ambiante avec une teneur en azote et une viscosité variables.
Les alcools inférieurs - éthyle et méthyle - sont des solvants à action limitée. Dans l'alcool éthylique, la nitrocellulose ne forme des solutions que lorsqu'elle contient 10,7 à 11,1 % d'azote à faible viscosité.
L'effet dissolvant de l'alcool méthylique, comme de l'alcool éthylique, dépend du degré d'estérification de la nitrocellulose. Cependant, l'alcool méthylique, contrairement à l'alcool éthylique, dissout complètement de nombreux nitrates de cellulose même à température ambiante avec une teneur en azote inférieure à 12,6 %. L'augmentation de la température à 1 000 °C n'a pratiquement aucun effet sur la solubilité de la nitrocellulose dans les alcools éthylique et méthylique.
La solubilité de la nitrocellulose avec une teneur en azote de 11,82 à 12,7 % dans les solvants peu volatils (nitroglycérine, nitroxylitane, nitrodiglycol) est insignifiante et ne dépasse pas 1 % à température ambiante, avec une augmentation de la température jusqu'à 80-90°C ; augmente.
4) Viscosité de la nitrocellulose
La viscosité d'une solution de nitrocellulose est la principale exigence du processus technologique de leur production, qui détermine les propriétés physiques et mécaniques des matériaux nitrocellulosiques, des revêtements et des films à base de nitrocellulose.
La réduction de la viscosité facilite la formation d'un cordon de poudre, accélère et améliore la plastification de la masse de poudre et réduit la consommation de solvant.
Cependant, la très faible viscosité de la nitrocellulose réduit la résistance mécanique de la poudre à canon.
Lors du stockage de la nitrocellulose à 200°C, la viscosité relative ne change pas ; lorsque la température monte à 40-450°C, elle diminue. Avec une température croissante, la viscosité nominale de tous les types de nitrocellulose diminue et avec une température décroissante, elle augmente.
Il n'est pas recommandé de mélanger différents lots de nitrocellulose pour obtenir une viscosité relative moyenne. Lors du mélange de nitrocellulose de différentes viscosités, les caractéristiques physiques et mécaniques du mélange se détériorent par rapport aux produits d'origine.
5) Résistance chimique de la nitrocellulose
La nitrocellulose est chimiquement résistante, mais sa résistance est fortement influencée par la teneur en acide sulfurique lié et libre qu'elle contient. L'acide sulfurique lié se présente sous la forme d'esters mixtes d'acide sulfurique. L'acide sulfurique libre présent à l'intérieur de la fibre de nitrocellulose est appelé acide « encapsulé ».
Les esters soufre-azote sont facilement détruits lors de la stabilisation de la nitrocellulose en milieu neutre ou légèrement acide. Pour éliminer l'acide sulfurique « encapsulé », une cuisson alcaline plus longue est nécessaire ; la fraction massique des solutions alcalines ne doit pas dépasser 0,02-0,03 % ;
Lorsque la température augmente jusqu'à 90-1 000 °C, l'élimination de l'acide sulfurique « encapsulé » se produit à grande vitesse.
Les exigences de base pour la colloxyline sont présentées dans le tableau. 1
Tableau 1 - Exigences relatives à la colloxyline « N »
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Indicateurs |
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Concentration volumique d'oxyde nitrique, ml NO/g |
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Solubilité dans l'alcool éthylique, %, |
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Solubilité dans le mélange alcool-éther, %, pas moins |
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Viscosité conditionnelle, 0 Oe |
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Résistance chimique, ml NO/g, pas plus |
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Alcalinité, %, pas plus |
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Fraction massique de cendres, %, pas plus |
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Fraction massique d'humidité, %, pas moins |
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Degré de broyage par méthode de tamisage, % : Résidu sur tamis 063, pas plus Résidu sur le tamis 016, pas plus |
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Colloxyline obstruée par des inclusions étrangères visibles à l'œil (éclats, tartre) |
Interdit |
La nitrocellulose finie (sous forme de suspension aqueuse) est stockée dans des conteneurs et transportée via un pipeline de masse à l'aide d'une pompe de masse.
La nitrocellulose pressée est stockée dans un entrepôt, conditionnée dans des conteneurs souples. La nitrocellulose ne peut être stockée qu'à l'état humide sur des étagères en bois, la température de l'air dans la pièce doit être de 50 °C et l'humidité relative doit être d'au moins 65 %. Pendant le stockage, la nitrocellulose doit être protégée de l'exposition aux appareils de chauffage.
Transporté par transport couvert routier, fluvial ou ferroviaire.
2.2 Caractéristiques des matières premières et des fournitures
La cellulose de coton de qualité HT [C6H7O2(OH)3]n GOST 595-79 est le principal composant pour la production de colloxyline N. Les principales exigences en matière de cellulose sont présentées dans le tableau. 2
Tableau 2 - Exigences pour la pâte de coton
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Indicateurs |
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Quantité de résidus non nitrés après 5 minutes de nitration, %, pas plus |
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Mouillabilité (absorption par l'eau d'un échantillon de 15 g de cellulose), g, pas moins |
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Solubilité dans une solution d'hydroxyde de sodium à 3 %, %, pas plus |
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Absorption d'eau, mm, pas moins |
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Densité de compactage de la cellulose en balles, kg/m3 |
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Longueur de rupture, m, pas moins |
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Humidité à la livraison, %, pas plus |
Transporté par chemin de fer ou par route. Stocké strictement par lots dans un entrepôt fermé et non chauffé. Durée de conservation - 1 an à compter de la date de fabrication dans l'emballage du fabricant.
Composition du mélange nitrant (mélange d'acides de travail RKS) :
L'acide nitrique régénéré fait maison 94% HNO3 TU 84-7507808.32-92 est utilisé pour préparer des mélanges d'acides de travail. C'est un liquide incolore d'une densité de 1520 kg/m3, point d'ébullition 82,60C, point de fusion -41,60C. Est un agent oxydant puissant. Non inflammable, non explosif. Les exigences de base en acide nitrique sont présentées dans le tableau. 3
Tableau 3 - Exigences techniques
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Indicateurs |
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Masse moléculaire |
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Viscosité à 200C, mPas |
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Densité à 150C, kg/m3 |
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Capacité thermique spécifique à 200 C, kJ/(kgK) |
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Température, 0C : Ébullition Fusion |
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Pression partielle de vapeur sur acide avec une fraction massique de 100 %, Pa, (mmHg) : |
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Chaleur spécifique, J/mol : Fusion Évaporation Dilutions |
Mélange d'acides GOST 1500-78 - un mélange d'acide nitrique concentré (89 %) et d'acide sulfurique concentré (7,5 %) dans un rapport d'environ 91. Il est utilisé pour la préparation de mélanges d'acides de travail. Transporté par chemin de fer. Durée de conservation - 1 mois à compter de la date de fabrication.
L'acide sulfurique régénéré 92% de notre propre production H2SO4 TU 84-7507808.32-92 est utilisé pour la préparation de mélanges d'acides de travail. C'est un liquide huileux, lourd, inodore et incolore d'une densité de 1830 kg/m3, point d'ébullition 2800C, point de fusion 10,30C.
Les exigences de base pour l'acide sulfurique sont présentées dans le tableau 4.
Tableau 4 Exigences techniques pour l'acide sulfurique
Durée de conservation - 1 mois à compter de la date de fabrication dans des récipients en acier inoxydable résistant aux acides
Mélange d'acides usés après essorage dans une centrifugeuse :
· acide nitrique - 20,0-28,0%
eau - 17,0-19,0%
· acide sulfurique - 63-53%
Utilisé pour préparer des mélanges acides de travail.
3. PROCESSUS TECHNOLOGIQUE DE PRODUCTION
Le processus technologique de production de nitrocellulose comprend les étapes suivantes :
Préparation de la pulpe ;
Préparation d'un mélange de travail d'acides ;
Nitration;
Pressurage acide.
3.1 Description du schéma technologique
Préparation de la pulpe
La préparation de la cellulose de qualité KhTs consiste en un traitement mécanique afin de donner à la cellulose une bonne mouillabilité avec des mélanges d'acides de nitration, ainsi que de faciliter le transport à travers un pipeline pneumatique.
Le traitement mécanique de la cellulose consiste à broyer, ameublir et sécher.
Le broyage avec relâchement simultané est effectué sur des défonceuses de balles, où la cellulose en balles est fournie manuellement depuis l'entrepôt à l'aide d'un chariot.
La pulpe de la défonceuse est libérée de l'emballage et chargée manuellement sur une bande transporteuse, qui achemine la pulpe vers les tambours de la défonceuse. La pulpe est captée par les dents des tambours, écrasée et détachée.
La cellulose détachée à travers un entonnoir mélangeur-diffuseur entre dans une unité de séchage pneumatique, où elle est récupérée par un flux d'air chaud avec une température de 85-1050C et introduite par une conduite pneumatique dans la trémie de dosage.
Lors de son passage dans le pipeline pneumatique, la cellulose détachée est séchée jusqu'à une teneur en humidité ne dépassant pas 7 %.
L'air de transport provenant de la trémie de dosage est aspiré par un ventilateur arrière, passe à travers la chambre de dépoussiérage et est rejeté dans l'atmosphère.
Préparation du mélange acide de travail (WAC)
Pour préparer le mélange d'acides de travail, des acides nitrique et sulfurique concentrés (notre propre production), des acides frais (mélange et oléum), ainsi que de l'acide usé sont utilisés. Les acides frais sont pompés des réservoirs ferroviaires par des pompes à acide vers le stockage d'acide. La préparation du RKS est réalisée dans des mélangeurs horizontaux. Lors de la fabrication du RKS, l'acide usé, préalablement filtré dans des filtres à acide, est d'abord versé dans le mélangeur, puis les acides frais sont versés. Les acides frais provenant des installations de stockage sont pompés dans des réservoirs de mesure à l'aide d'une pompe à acide, d'où ils sont évacués par gravité dans le mélangeur. Le contenu du mixeur est mélangé pendant au moins 45 minutes. Il est ensuite pompé dans un réservoir d'alimentation par une pompe à acide, d'où il s'écoule par gravité à travers un échangeur de chaleur à calandre jusqu'à la phase de nitration. Dans l'échangeur thermique, le RCS est chauffé en fonction de la température de nitration réglée. Le mélange acide de travail se déplace à travers les tubes et dans l'espace inter-tubes, le liquide de refroidissement chaud est de l'eau. Le mélange acide est chauffé avec de l'eau chaude fournie par le ballon d'eau chaude par une pompe. L'eau du réservoir est chauffée à la vapeur vive. Après l'échangeur de chaleur, l'eau retourne dans le ballon d'eau chaude.
Nitration
Le mélange acide de travail avec une température de 28-360C provenant de l'échangeur de chaleur s'écoule par gravité dans le nitrateur-doseur avec les mélangeurs passant par un système d'irrigation en anneau, le remplissant à 1/3 du volume. Après ouverture du portail, le moteur électrique de la vis doseuse se met automatiquement en marche et le chargement de la cellulose commence.
Une fois le chargement de la cellulose terminé, le niveau du mélange d'acide nitrant est porté à la moitié de la pale supérieure du mélangeur pour mouiller complètement la cellulose et empêcher sa décomposition, après quoi l'alimentation en RCS du nitrateur-doseur est arrêtée. La pré-nitration a lieu pendant 28 minutes. (quantité pour 4 nitrateurs-doseurs). Ensuite, la masse des nitrateurs-doseurs est périodiquement évacuée dans un récipient pour la nitration finale. Dans le récipient, la nitrocellulose est constamment mélangée. Depuis le récipient, la masse réactionnelle est alimentée en continu par un alimentateur dans la centrifugeuse.
Extraction acide
La masse réactionnelle s'écoule via le tuyau d'alimentation jusqu'à une centrifugeuse, où la nitrocellulose est extraite du mélange nitrant.
Les sédiments sont déchargés dans le tubage à l'aide d'un poussoir et transportés avec de l'eau à travers une goulotte de masse jusqu'au réservoir à boue, d'où, après lavage jusqu'à une acidité résiduelle de 1%, ils entrent dans la phase de stabilisation à l'aide d'une pompe de masse.
Après essorage dans une centrifugeuse, l'acide usé s'écoule par gravité dans la collecte des acides usés, d'où il est pompé vers le filtre à acides usés.
L'excès d'acide usé s'écoule par gravité dans le mélangeur pour préparer un mélange d'acide de travail.
Une partie de l’acide du filtre est utilisée pour alimenter la centrifugeuse afin d’éviter la décomposition.
Pour laver la centrifugeuse, on utilise de l'eau, qui est purifiée dans des filtres à colloxyline, et la centrifugeuse est également soufflée avec de l'air comprimé et de l'air provenant de la ventilation d'alimentation.
Les gaz nitreux de tous les appareils sont envoyés par des conduits de gaz pour être purifiés vers une unité d'absorption. Un éliminateur de gouttelettes est également utilisé pour empêcher le dépôt de particules massives sur la paroi interne du conduit de la centrifugeuse.
4. ÉVÉNEMENTS POUR AMÉLIORER LA QUALITÉ DES PRODUITS
Les principaux facteurs influençant le processus de nitration, et donc la qualité de la nitrocellulose, sont indiqués dans le tableau. 5.
Tableau 5 - Principaux facteurs influençant le processus de nitration
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Nom du facteur |
Caractéristique |
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Le facteur le plus important déterminant le degré de nitration de la cellulose. Une augmentation de la teneur en eau augmente la solubilité de la nitrocellulose dans le mélange alcool-éther et réduit sa viscosité |
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Le rapport des acides nitrique et sulfurique |
L'ajout d'acide sulfurique, ainsi que l'effet de déplacement d'eau, provoquent un gonflement de la fibre de cellulose. Le rapport des acides sulfurique et nitrique dans le mélange nitrant affecte le degré et le taux de nitration de la cellulose. À mesure que la quantité d’acide sulfurique augmente, la vitesse de réaction diminue. |
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L'influence des oxydes d'azote sur le processus de nitration |
Avec une augmentation de la teneur en oxydes d'azote dans les mélanges nitrants dilués, le rendement diminue et le degré de nitration diminue |
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Température de nitration |
Une température plus élevée augmente la vitesse de réaction et augmente en même temps les processus indésirables d'hydrolyse et d'oxydation. |
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Module de bain |
Avec un module de bain plus grand, on obtient un produit nitré plus uniformément |
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Teneur en humidité de la cellulose alimentaire |
Pour éviter la dilution du mélange acide avec de l'eau, la cellulose doit être séchée |
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Qualité et forme de la pâte |
La pureté et la forme physique de la matière première ont une grande influence sur le déroulement du processus de nitration et sur le résultat obtenu. |
5. DÉVELOPPEMENT DE LA PHASE DE CONCEPTION
5.1 Base théorique du processus
Le processus de filtration centrifuge dans les centrifugeuses continues se déroule en trois étapes. La première étape est la filtration avec formation et formation de sédiments. La deuxième étape est le mouvement radial de l'interface conventionnelle et le drainage partiel du liquide. La troisième étape consiste à éliminer du sédiment le liquide retenu par les forces capillaires.
En fonction de la distribution granulométrique du sédiment, de la concentration de la suspension et de son débit, trois modes de fonctionnement sont observés dans les centrifugeuses pulsées : mode normal, transitionnel et inondation.
L'accumulation et la formation de sédiments se produisent lors des courses aller et retour de la première cascade de rotors dans la zone de filtration. Lorsque la coque de la première cascade avance, la cloison filtrante est libérée, sur laquelle commence une filtration intensive de la suspension avec formation de sédiments. De plus, une partie des sédiments précédemment formés est évacuée dans cette zone avec l'arrière de l'anneau d'égalisation.
Pour un fonctionnement normal de la centrifugeuse, le débit et la concentration de la suspension doivent être maintenus de manière à ce qu'une nouvelle partie de la suspension n'érode pas la couche de sédiments précédemment formée et déplacée vers la zone de centrifugation. Si le débit est dépassé ou si la concentration est insuffisante, la suspension peut percer jusqu'au bord du rotor et un mode d'inondation peut se produire.
Pendant la course inverse de la coque, le filtrage de la suspension se poursuit. L'épaisseur de la couche sédimentaire formée précédemment joue un rôle déterminant dans cette phase de la deuxième étape. Les sédiments sont d'abord quelque peu comprimés par le poussoir, puis commencent à se déplacer sur toute la longueur de la cascade. Un tel mouvement n'est possible que si l'épaisseur de la couche de sédiment accumulée lors de la première étape est égale ou légèrement supérieure à l'épaisseur de la couche de sédiment dans la zone d'extraction.
Si la quantité de phase solide entrant dans la centrifugeuse est insuffisante pour assurer l'épaisseur de sédiment nécessaire à son avancement, alors le poussoir comprimera le sédiment dans la zone de filtration jusqu'à ce que son épaisseur soit égale à l'épaisseur de la couche de sédiment dans la zone d'extraction. .
Ces conditions correspondent au régime transitoire, qui n'est pas disponible dans les centrifugeuses pulsées.
Lors de la séparation d'une suspension dans une centrifugeuse pulsée à chaque étage suivant du rotor, la déshydratation commence par la teneur en humidité avec laquelle le sédiment a quitté l'étage précédent et se poursuit à un facteur de séparation plus élevé. Le passage des sédiments d'une cascade à l'autre s'accompagne de la destruction de la structure poreuse existante, ce qui intensifie le processus de déshydratation. Ces centrifugeuses atteignent donc un meilleur degré de déshydratation des boues qu'une centrifugeuse à cascade unique avec la même productivité.
5.2 Caractéristiques des équipements principaux et auxiliaires
5.2.1 Caractéristiques des principaux équipements
La centrifugeuse 1/2 FGP-809K-05 est un filtre horizontal à deux cascades à action continue avec décharge pulsée de sédiments conçu pour l'extraction acide de la nitrocellulose.
Les caractéristiques techniques de la centrifugeuse sont présentées dans le tableau 6
Tableau 6 Caractéristiques techniques de la centrifugeuse
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Indicateurs |
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Vitesse de rotor la plus élevée, tr/min |
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Facteur de séparation |
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Nombre de doubles coups de poussoir par minute, pas plus |
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Course du poussoir, mm |
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Puissance du moteur électrique principal, kW |
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Puissance du moteur de la pompe à huile, kW |
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Poids de la centrifugeuse, kg |
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Dimensions, mm |
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Matériau en contact avec la suspension traitée |
acier 12Х18Н10Т |
Une centrifugeuse est une machine de filtration continue. Il est fabriqué dans une conception non hermétique. Le corps de travail principal est un rotor cylindrique à deux étages. La première cascade de plus petit diamètre (800 mm) est montée sur un arbre plein et effectue à la fois un mouvement de rotation et de va-et-vient par rapport à la deuxième cascade, qui a un plus grand diamètre (887 mm).
Il s'agit d'un appareil qui convertit la tension continue ou alternative dans un moteur à courant continu. Le convertisseur contrôle le moteur électrique et régule la vitesse de rotation du rotor de centrifugeuse cylindrique à deux étages en modifiant la fréquence de la tension d'alimentation fournie au moteur.
Le deuxième étage du rotor est monté sur un arbre creux et effectue uniquement un mouvement de rotation à une vitesse de 1 200 tr/min. avec le premier étage d'un moteur électrique de 30 kW.
À l'intérieur de la première cascade de rotors, les cônes de réception et de protection sont renforcés et un tuyau d'alimentation est connecté. Un anneau d'égalisation est installé sur le cône récepteur, qui sert à former une couche de sédiments. Un anneau amovible est installé sur le cône de protection pour déplacer les sédiments le long du rotor.
La cloison filtrante est un tamis à grille avec une largeur de fente de 0,25 mm. Afin d'éliminer la pénétration de filtrats et de gaz nitreux dans la zone située entre le couvercle arrière du boîtier et la cloison annulaire, qui présente un interstice dans sa partie inférieure, cette dernière est obstruée par la mise en place d'un segment.
Le fonctionnement de la centrifugeuse est le suivant. La nitrocellulose qui pénètre dans le cône récepteur par le tuyau d'alimentation, se déplaçant le long de sa surface intérieure et acquérant la vitesse du rotor, entre dans le tamis de la première cascade et où, en raison de la force centrifuge, l'acide usé sort à travers le tamis et est évacué de la centrifugeuse. à travers un tuyau. La couche de nitrocellulose formée sur le tamis lors du déplacement de la première cascade vers le moteur tombe du tamis de la première cascade sur le tamis de la deuxième cascade sur laquelle la nitrocellulose est extraite de l'acide. Lorsque la première cascade se déplace vers le boîtier, une couche de nitrocellulose pressée est évacuée du tamis de la deuxième cascade dans le boîtier de la centrifugeuse et est sortie de la centrifugeuse par un tuyau et transportée par eau jusqu'au turbidateur.
Pour éviter la décomposition de la nitrocellulose dans le rotor de la centrifugeuse, introduire de l'acide usé refroidi à une température de plus 4 à plus 17 ° C dans la première cascade du rotor de la centrifugeuse, sur la couche de sédiment de nitrocellulose à raison de 100 à 600 l/ h,
5.2.2 Caractéristiques des équipements auxiliaires
Les équipements auxiliaires sont présentés dans le tableau 7
Tableau 7 Caractéristiques des équipements auxiliaires
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Nom |
But |
Brèves données |
Note |
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Découpeuse de balles |
Détachant la pulpe de coton. |
Longueur - 4300 mm, hauteur - 1600 mm, largeur - 1500 mm. La vitesse de rotation des tambours avant est de 1200 tr/min, la vitesse de rotation du tambour arrière est de 1800 tr/min. Largeur de la bande transporteuse - 600 mm, longueur de la bande - 8000 mm, vitesse de la bande - 0,66 m/min. Productivité - 830 kg/h de cellulose détachée. |
||
|
Sécheur pneumatique- installation |
Séchage et transport de cellulose dans une soute - doseurs. |
Diamètre de la conduite pneumatique - 450 mm, longueur - 167 m. Vitesse de l'air - 31 m/s. |
Composé de : Ventilateur V/D EV - 1M ; chauffage KFSO-10; radiateur S-6; |
|
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Stockage d'acide |
Stockage d'acides nitrique et sulfurique, mélange, oléum. |
Diamètre - 3000 mm, longueur - 9000 mm. Capacité - 63,5 m3. |
Conteneur horizontal. |
|
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Compteur d'acide |
Dosage des acides. |
Diamètre - 1600 mm, hauteur - 2200 mm. Capacité - 4,3 m3. |
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Mixer |
Préparation de mélanges d'acides de travail. |
Diamètre - 3000 mm, longueur - 9000 mm. Capacité - 60 m3. Vitesse de rotation du mélangeur - 285 tr/min. |
Conteneur horizontal. Il y a deux mélangeurs à hélices. |
|
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Réservoir consommable |
Réservoir sous pression pour fournir des mélanges d'acides de travail au nitrateur - doseurs. |
Diamètre - 1610 mm, longueur - 5700 mm. Capacité - 11,5 m3. |
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Échangeur de chaleur |
Trempe des mélanges d'acides de travail. |
Diamètre - 600 mm, longueur - 3588 mm. Surface de chauffage - 32 m2. |
Nombre de tuyaux - 98 pcs. taille 383mm. |
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Réservoir d'eau chaude |
Eau de chauffage pour l'échangeur de chaleur. |
Diamètre - 2400 mm, hauteur - 1700 mm. Capacité - 7,6 m3. |
Le chauffage est réalisé à la vapeur vive. |
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Bunker - bulldozer |
Réception et dosage de cellulose broyée, détachée et séchée. |
Volume de la trémie - 50 m3, longueur - 5460 mm, largeur - 4800 mm, hauteur - 9120 mm. La vitesse de rotation de l'agitateur est de 7,5 tr/min, la vitesse de rotation du mélangeur central est de 12,5 tr/min. La puissance d'un entraînement séparé est de 13 kW. |
Cuve rectangulaire aux coins arrondis. Il y a 5 arbres à l'intérieur : 1 - central (retourneur), 4 - mélangeurs à vis. |
|
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Nitrateur - doseur |
Mouiller la cellulose avec un mélange acide. Pré-nitration. |
Diamètre maximum - 1340 mm, diamètre minimum - 1120 mm, hauteur - 1500 mm, volume utile - 1,08 m3. Capacité - 1,2 m3. Vitesse de rotation du mélangeur - 37 tr/min. |
Il y a 2 mélangeurs à seize pales. |
|
|
Réception de la masse réactionnelle des doseurs nitrateurs. Nitration finale. Introduction de nitrocellulose dans la centrifugeuse. |
Capacité - 6 m3. Vitesse de rotation du mélangeur - 32 tr/min. |
Il y a un mélangeur à palettes. |
||
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Alimentateur à vortex libre |
Introduction de la masse réactionnelle dans la centrifugeuse. |
Tête - 5 m, vitesse de rotation de l'arbre - 600-1200 tr/min. Productivité - 8-18 m3/heure. |
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Filtre Colloxyline |
Filtration de l'eau pour l'alimentation de la centrifugeuse. |
Diamètre - 1030 mm, hauteur - 1835 mm. La hauteur de la couche de colloxyline est de 0,5 m. |
||
|
Collecte des déchets acides |
Réception des acides résiduaires de la zone de nitration. |
Diamètre - 2000 mm, hauteur - 1800 mm. Capacité - 5,65 m3. |
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Filtre à acides usés |
Récupération de nitrocellulose à partir d'acides résiduaires. |
Diamètre du boîtier - 1600 mm, diamètre du cône - 1500 mm, hauteur - 1600 mm. Le diamètre des trous est de 1,5 mm, le pas est de 3,5 mm. Capacité - 3 m3. |
Il y a un maillage perforé. |
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Rainure de masse |
Transport d'une suspension aqueuse de nitrocellulose dans un mutilnik. |
|||
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Mutilnik |
Réception d'une suspension aqueuse de nitrocellulose. |
Diamètre - 3000 mm, hauteur - 1500 mm. Vitesse de rotation du mélangeur - 300 tr/min. Capacité - 10,5 m3. |
Il y a un mélangeur à hélice. |
|
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Pompe centrifuge de type K |
Fournir de l’eau à la production. |
Capacité - 160 m3/heure |
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Chambre de dépoussiérage |
Nettoyage de l'air de transport de la poussière de cellulose. |
Longueur - 3970 mm, largeur - 3850 mm, hauteur - 2600 mm. |
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|
Éventail de queue |
Pour l'aspiration de poussières de cellulose provenant de bulldozers. |
Capacité de production - 10 000-11 000 m3/heure. |
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Marques de pompes à acide ХН - 3, |
Pour le pompage d'acides, ainsi que de mélanges de travail acides et d'acides usés. |
Capacité - 500-1000 l/min (19,5 m3/heure) |
||
|
Pompe de masse marque PEM |
Pour le transport de suspension aqueuse de nitrocellulose. |
5.3 Conduite du processus technologique dans la phase
5.3.1 Préparation de l'équipement pour l'exploitation
La préparation au travail consiste en une inspection complète de la centrifugeuse pour l'absence de corps étrangers dans le rotor et le boîtier, en vérifiant le fonctionnement de la ventilation d'alimentation et d'extraction et la pression de l'air comprimé.
Avant de commencer, il est nécessaire de vérifier à la main l'étanchéité des raccords à brides des canalisations, le fonctionnement du convertisseur à thyristors, du manomètre, du thermomètre du système d'huile, ainsi que la libre rotation du rotor de la centrifugeuse et de l'arbre du système d'huile. .
5.3.2 Démarrage des équipements et modes technologiques
Après avoir inspecté la centrifugeuse et les communications, procédez à un test du système d'huile. La centrifugeuse est démarrée depuis le poste de contrôle. Allumez le moteur électrique d’entraînement de la centrifugeuse uniquement après le démarrage du moteur électrique de la pompe. Allumez le moteur d’entraînement de la pompe à huile, puis allumez le moteur d’entraînement de la centrifugeuse. Vérifier le fonctionnement de la centrifugeuse au ralenti pendant 30 minutes afin de vérifier l'absence de blocage dans les labyrinthes, la présence de pulsations du poussoir et l'interaction des composants et pièces.
Après quoi vous pouvez commencer à charger la suspension. La suspension doit être introduite uniformément pour éviter les vibrations de la centrifugeuse et la libération d'acide non extrait dans le récepteur de nitrocellulose pressé. Utilisez un convertisseur à thyristors pour réguler la vitesse du rotor.
La suspension s'écoule à travers le tuyau d'alimentation jusqu'au cône de réception. En se déplaçant le long de la surface interne du cône récepteur, la suspension acquiert une vitesse égale à la vitesse de rotation du rotor et pénètre dans le tamis de la première cascade, où, sous l'effet de la force centrifuge, l'acide traverse le tamis et est déchargé de la centrifugeuse dans la collecte des acides usés.
La couche de nitrocellulose formée sur le tamis lors du déplacement de la première cascade vers le moteur est projetée par un poussoir sur le tamis de la deuxième cascade, sur lequel la nitrocellulose est pressée jusqu'à l'acidité requise (39,5 %). Lorsque la première cascade se déplace vers le boîtier, une couche de nitrocellulose pressée est déversée du tamis de la deuxième cascade dans le récepteur de sédiments et transportée par eau dans le turbinateur via une goulotte de masse.
5.3.3 Arrêt de l'équipement
Lors de l'arrêt de la centrifugeuse, arrêtez de fournir la suspension, éteignez le moteur d'entraînement de la centrifugeuse et arrêtez de fournir le liquide de lavage. Après avoir arrêté la centrifugeuse, éteignez le moteur d'entraînement de la pompe à huile, après quoi vous pouvez commencer à nettoyer l'appareil.
Rincez la partie avant du boîtier pendant 3 à 5 minutes. réalisée en alimentant en eau une centrifugeuse pour éliminer la masse restante dans le bain de boue. Coupez ensuite l'alimentation en eau et ouvrez le couvercle du boîtier de la centrifugeuse.
Nettoyez manuellement le rotor des sédiments à l'aide d'un grattoir en bois, retirez la masse adhérente dans le récepteur et dans les deux cascades. Après avoir nettoyé le rotor, redémarrez la centrifugeuse et utilisez le système de lavage et le tuyau pour rincer le rotor et le boîtier, en particulier par l'arrière du rotor.
Après le lavage, arrêtez la centrifugeuse et coupez l'alimentation en eau.
La centrifugeuse doit être lavée pendant que la ventilation par aspiration fonctionne, en respectant les mesures de sécurité et les équipements de protection individuelle.
Le maintien de la température d'huile spécifiée dans le système d'huile est effectué en fournissant de l'eau froide à l'échangeur de chaleur à ailettes.
5.3.4 Dysfonctionnements de l'équipement
Le tableau 8 montre les principaux problèmes de la centrifugeuse 1/2 FGP-809K-05 et comment les éliminer
Tableau 8 Principaux problèmes de la centrifugeuse 1/2 FGP-809K-05 et moyens de les éliminer
|
Problèmes possibles |
Causes des problèmes |
Remèdes |
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Vibrations de la centrifugeuse |
Approvisionnement inégal en nitrocellulose |
Ajustez l'apport de nitrocellulose en modifiant les performances du chargeur. |
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Le cône du rotor est obstrué par du produit |
Augmentation de la quantité d'approvisionnement en nitrocellulose |
Arrêtez la centrifugeuse et nettoyez le cône du rotor. |
|
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Le poussoir s'est arrêté |
L'arrière du rotor est obstrué par des sédiments |
Arrêtez d'alimenter le produit et rincez l'arrière du rotor |
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Boucher la cavité entre le cône de réception et le cône de protection |
Forte augmentation de l’offre de nitrocellulose |
Nettoyer la cavité entre le cône de réception et le cône de protection. |
|
|
La couche de nitrocellulose n'atteint pas l'anneau d'égalisation |
La concentration du produit a fortement diminué |
Réduisez la fréquence de course du poussoir. Augmenter la vitesse de rotation de l'arbre d'alimentation |
5.4 Contrôle du processus dans la phase
Les données de suivi du processus technologique dans la phase sont présentées dans le tableau 9
Tableau 9 Contrôle du processus dans la phase
|
le nom de l'opération |
Emplacement du point de contrôle |
Nom de l'indicateur contrôlé |
GOST, marque d'appareil de contrôle et de mesure |
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primaire |
secondaire |
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|
Séchage de la pâte |
Conduite pneumatique devant l'entonnoir |
Température de l'air |
Pont automatique. GOST 7164-78 Limite de mesure de 0 à 1800С. Classe de précision - 0,5. |
||
|
Conduite de vapeur |
La pression de la vapeur |
Manomètre GOST 2405-88 Limite de mesure de 0 à 10 kgf/cm2. Classe de précision - 1.0. |
|||
|
Nitration |
Réservoir d'alimentation |
Convertisseur thermique à résistance GOST 6651-84 |
1. Convertisseur GOST 13384-93 Limite de mesure de 0 à 500C. Classe de précision - 0,6. |
||
|
2. Dispositif indicateur M-1830K TU 25-04-931-78 Plage de 0 à 5 mA. Classe de précision - 0,5. |
|||||
|
Niveau du mélange d'acide de travail |
Capteur piézométrique |
Manomètre NPM-52 GOST 2405-88 Plage de mesure de 0 à 250 MPa. Classe de précision - 2,5. |
|||
|
Échange de chaleur- |
Température du mélange d'acide de travail |
Thermomètre en verre GOST 27544-84 |
|||
|
Convertisseur thermique à résistance GOST 6651-84 |
ConvertisseurGOST 13384-93 Limite de mesure de 0 à 500С. Classe de précision - 0,6. |
||||
|
Réservoir d'eau chaude |
La température de l'eau |
Convertisseur thermique GOST 6651-84 Limite de mesure de 0 à 1000C. Classe de précision - 0,5. |
Convertisseur GOST 13384-93 Limite de mesure de 0 à 1000С. Classe de précision - 0,6. |
||
|
Bulldozer de bunker |
Pression de l'air |
Manomètre NPM-52 Limite de mesure de 0 à 80 mm.colonne d'eau. |
|||
|
A l'entrée du nitrateur-dozer |
Température du mélange d'acide de travail |
Thermomètre technique en verre GOST 28498-90 Limite de 0 à 1000C. |
|||
|
Nitration |
Nitrateur-dozer |
Niveau de suspension |
Manomètre différentiel TU 25-02-1595-74 Limite de mesure de 0 à 1600 kgf/cm2. Classe de précision - 1.0. |
Milliamètre TU 25-04-931-78 Limite de mesure de 0 à 5 mA. Classe de précision - 0,5. |
|
|
Capacité de nitration finale |
Niveau de masse de réaction |
Manomètre Métran-55 LMK-351 TU 4212-009-12580824-02 Classe de précision - 0,5. |
Enregistreur technologique multicanal RMT-49DM GOST 9999-94 |
||
|
Contrôle de la décomposition du nitrocel |
Émetteur VBO-M18 GOSTR 50030.5.2-99 |
Récepteur VBO-18 GOSTR 50030.5.2-99 |
|||
|
Filtre à acides usés |
Niveau inférieur de masse de réaction |
Capteur ET-77 TU 4278-011-1219-600-01 |
Commutateur de niveau SDU-512N TU 4218-014-121960-08-05 |
||
|
Nitration à l'aide d'une centrifugeuse |
Centrifuger |
Consommation de masse de réaction |
Débitmètre - compteur électrique magnétique ERSV-011 TU4213-041-44327050-00 Classe de précision - 0,5. |
Compteur - régulateur monocanal GOST 12.2.007.0-75 Plage de mesure de 4 à 20 mA. Classe de précision - 0,5. |
|
|
Régulateur - compteur TU 4218-018-00226253-02 Plage de mesure de 4 à 20 mA. Classe de précision - 0,5. |
|||||
|
Plage de mesure de 4 à 20 mA. Classe de précision - 0,5. |
Régulateur - compteur TU 4218-018-00226253-02 Plage de mesure de 4 à 20 mA. Classe de précision - 0,5. |
||||
|
Collecte des déchets acides |
Collecte des déchets acides |
Surveillance du niveau d'acides résiduaires |
Capteur relais - niveau POS-301 GOST 15150-69 |
||
|
Lavage nitro-cellulosique |
Mutilnik |
Surveillance du niveau d'eau en suspension |
Capteur relais - niveau POS-301 GOST 15150-69 |
||
|
Consommation d'acide |
Débitmètre - compteur électromagnétique TU4213-041-44327050-00 |
1. Compteur - régulateur monocanal GOST 12.2.007.0-75 Plage de mesure de 4 à 20 mA. Classe de précision - 0,5. |
|||
|
Nitration à l'aide d'une centrifugeuse |
Centrifuger |
Contrôle de la vitesse du rotor |
Convertisseur à thyristors TP-DPT GOST 15133-77 |
6. AUTOMATISATION ET MÉCANICATION DES PROCÉDÉS
Pour assurer la sécurité et le contrôle du processus technologique, les verrouillages automatiques suivants sont installés :
1. arrêter le moteur électrique du distributeur lorsque :
* arrêter le moteur de la centrifugeuse ;
* dépassement de la charge sur le moteur électrique de l'alimentateur ;
* réduction de la pression de l'eau après les filtres à colloxyline jusqu'à une valeur inférieure à 0,15 MPa (1,5 kgf/cm2) ;
2. éteindre le moteur de la centrifugeuse lorsque :
* ouvrir le couvercle de la centrifugeuse ;
* éteindre le moteur de la pompe à huile.
Une alarme lumineuse et sonore est également installée, qui se déclenche lorsque :
* augmenter la charge sur le moteur d'alimentation ;
* atteindre le niveau supérieur, supérieur d'urgence et inférieur dans la collecte des acides résiduaires ;
* augmenter la température de l'huile dans le système d'huile à plus de 450 °C ;
* augmenter la pression d'huile dans le système d'huile de centrifugeuse de plus de 2 MPa (20 kgf/cm2) ;
* réduire la pression de l'air dans la conduite à moins de 0,3 MPa (3 kgf/cm2) ;
* ouvrir la vanne d'alimentation en acide du filtre à acide usé vers la centrifugeuse ;
* ouvrir un robinet à tournant sphérique à entraînement pneumatique pour fournir de la masse à partir d'un récipient dans une centrifugeuse ;
* ouvrir la vanne d'alimentation en acide du filtre à acide usé jusqu'à l'arroseur du réservoir ;
* boucher le pipeline de masse devant la centrifugeuse ;
* déclenchement de capteurs qui contrôlent le début de la décomposition de la nitrocellulose dans le récipient et dans la centrifugeuse.
Une brève description des dispositifs d'automatisation est présentée dans le tableau 10.
Tableau 10 Caractéristiques des automatismes
|
Type d'appareils |
Caractéristiques de l'appareil |
Quantité mesurée |
Emplacement d'installation |
Caractéristiques de l'environnement |
|
|
Manomètre à contact électrique GOST 13717-84 |
Limite de mesure - 0-2,5 MPa. Classe de précision - 1.5. |
Pression d'huile |
Système d'huile |
||
|
Manomètre GOST 2505-88 |
Limite de mesure - 0-0,6 MPa. Classe de précision - 1.5. |
Pression |
Labyrinthe centrifugeuses |
||
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Convertisseur thermique à résistance NSKH-50M GOST 6651-94 |
Appareil principal |
ronde pétrolière |
Système d'huile |
||
|
Appareil de mesure de la température |
Appareil secondaire. Limite de mesure - 0-1000С. Classe de précision - 1 |
ronde pétrolière |
Système d'huile |
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Convertisseur à thyristors TP-DPT GOST 15133-77 |
Appareil principal |
Vitesse du rotor |
Moteur de centrifugeuse |
7. DÉCHETS DE PRODUCTION À UCHATSK ET LEUR UTILISATION
Les déchets dans la production de nitrocellulose sont les restes du produit lors du passage d'une composition à un autre type de cellulose, lors de déversements de mélanges acides de travail. équipement de matières premières de mécanisation de nitrocellulose
Afin de récupérer la nitrocellulose qui se retrouve au sol, des paniers grillagés sont installés dans les fosses d'égout. Le captage et l'épuration des gaz nitreux sous forme de vapeurs d'acide nitrique et d'oxydes d'azote formés lors de la nitration sont réalisés dans une unité d'absorption.
Les eaux acides sont collectées dans une station de neutralisation. Si de l'acide entre en contact avec le sol, il est nécessaire de le neutraliser avec une solution de soude dans l'eau, puis de rincer la zone de déversement avec de l'eau.
Lors du processus de séchage de la cellulose, des déchets sont générés sous forme de poussière de cellulose, qui se dépose sur les mailles de la chambre de dépoussiérage. La poussière de cellulose est collectée à chaque quart de travail avec une brosse à cheveux dans des sacs en papier ou en plastique. Le poids d'un sac ne doit pas dépasser 3 kg ; des sacs de poussière de cellulose sont stockés sur le site et, au fur et à mesure de leur accumulation, sont retirés pour destruction. Avant d'être envoyés à la destruction, les déchets doivent être préparés pour l'incinération dans l'installation.
Les déchets placés dans des sacs en plastique doivent être insérés dans des sacs en papier ou des sacs caoutchoutés, ou enveloppés dans trois couches de papier et attachés avec de la ficelle.
8. BRÈVES CARACTÉRISTIQUES DU BÂTIMENT DE PRODUCTION
Le bâtiment de nitration de cellulose est en brique de quatre étages. Le bâtiment est équipé d'égouts, d'approvisionnement en eau, d'éclairage électrique, de chauffage et de ventilation. L'intérieur du bâtiment est séparé par des cloisons. Les cloisons et les murs sont en brique rouge. Les sols sont en béton.
Les plates-formes de service et les escaliers qui y mènent sont en métal.
Les égouts acides sont utilisés pour éliminer les eaux usées acides et les égouts ordinaires sont utilisés pour éliminer les eaux contaminées.
Dans la zone de production, une ventilation générale d'alimentation et d'extraction est utilisée.
Les locaux sont éclairés par des lampes à incandescence et des lampes fluorescentes à décharge sont également utilisées.
Le bâtiment est chauffé par un chauffage à vapeur.
9. SÉCURITÉ AU TRAVAIL
9.1 Caractéristiques des produits par degré de dangerosité et de toxicité
Les caractéristiques des produits selon le degré de toxicité et de dangerosité sont présentées dans le tableau 11.
Tableau 11 Caractéristiques des produits par degré de dangerosité et de toxicité
|
Composants et matières premières |
Toxicité et nature des effets sur l'homme |
Classe de danger |
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|
Pulpe de coton (aérosol) |
En cas d'inhalation, provoque une irritation des muqueuses des voies respiratoires. Une inhalation prolongée provoque une byssinose. |
|||
|
Acide nitrique concentré, mélange d'acides |
Toxique. Libère des oxydes d'azote qui, lorsqu'ils sont inhalés, provoquent une intoxication et un œdème pulmonaire, pouvant être mortels. Le contact avec la peau provoque de graves brûlures. En petites concentrations, il provoque une irritation des voies respiratoires, une conjonctivite et des lésions de la cornée des yeux. L'inhalation de vapeurs d'acide nitrique provoque la carie dentaire. |
|||
|
Acide sulfurique concentré, oléum |
Les vapeurs sont toxiques. L'acide sulfurique et l'oléum, au contact de la peau, provoquent des brûlures graves et prolongées. De fines projections d'oléum en cas de contact avec les yeux peuvent provoquer une perte de vision. L'inhalation de vapeurs d'oléum entraîne une perte de conscience et de graves lésions du tissu pulmonaire. |
|||
|
Nitrocellulose (non stabilisée) |
Lors de la décomposition, des oxydes d'azote sont libérés qui, lorsqu'ils sont inhalés, provoquent une intoxication et un œdème pulmonaire mortel. |
|||
|
Acide usé |
Il est toxique car il contient des acides nitrique et sulfurique. Provoque des brûlures au contact de la peau. |
9.2 Caractéristiques du bâtiment selon le degré d'explosion et de risque d'incendie
Selon le degré de risque d'explosion et d'incendie, le bâtiment industriel appartient à la catégorie G - risque d'incendie.
Moyens d'extinction primaire d'incendie : extincteurs OP-10, seaux, caisses de sable, pieds-de-biche, haches, pelles, bouches d'incendie et tuyaux d'incendie. L'APZ est également utilisé dans les chambres poussiéreuses. Un APS a été installé à l'entrepôt de pâte.
9.3 Mesures de sécurité pendant le processus technologique
Pour garantir un fonctionnement normal et protéger la santé, les mesures suivantes doivent être respectées :
Tous les équipements et équipements technologiques doivent être maintenus propres et en bon état de fonctionnement ;
Avant de commencer les réparations, tous les équipements principaux et auxiliaires sont débarrassés du produit, soigneusement lavés à l'eau et les récipients d'acide à l'extérieur et à l'intérieur sont en outre neutralisés avec une solution de soude ;
Les raccords à bride sur les conduites d'acide doivent être munis de couvercles de protection. Le retrait des boîtiers n'est autorisé qu'après que les conduites d'acide ont été complètement débarrassées des acides par soufflage d'air comprimé ;
Tous les équipements principaux et auxiliaires doivent être mis à la terre ;
L'emplacement des équipements, des produits, des postes de travail et des zones de stockage des équipements doit être effectué conformément aux plans technologiques ;
Les passages, sorties, couloirs et accès aux moyens primaires d'extinction d'incendie ne doivent être obstrués par rien ;
Dans les pièces où sont effectués des travaux avec des acides, il doit y avoir des bains avec une solution de soude ;
En cas d'intoxication par des vapeurs acides ou des oxydes d'azote, il est nécessaire de transporter immédiatement la personne à l'air frais et de l'emmener dans un centre médical ;
Si de l'acide entre en contact avec la peau, rincez immédiatement la zone brûlée avec beaucoup d'eau pendant 15 minutes, neutralisez avec une solution de soude du bain ;
Si de l'acide pénètre dans vos yeux, rincez-les avec un jet d'eau propre et traitez-les avec une solution à 1 % de bicarbonate de soude ;
L'outil utilisé pour travailler la nitrocellulose doit être en métal non ferreux ou en bois ;
Lors de la manipulation de la nitrocellulose, les chocs et frottements sont interdits ;
Les déchets de nitrocellulose doivent être stockés séparément des produits appropriés ;
Si des bruits aigus, des vibrations ou des sons inhabituels pour ce type d'équipement apparaissent, les travaux doivent être arrêtés ;
Ne travaillez pas avec de la nitrocellulose congelée ;
Le coefficient de remplissage des conteneurs d'acide ne doit pas dépasser 0,8 de la hauteur du conteneur ;
Démarrez la pompe à acide dans un masque à gaz de marque « B » ou « M » avec une boîte ;
Pendant les travaux, la ventilation d'alimentation et d'extraction doit être activée.
9.4 Exigences relatives aux équipements et équipements électriques, aux dispositifs d'instrumentation et d'automatisation du point de vue de la sécurité
Les exigences les plus strictes et les plus élémentaires sont imposées aux équipements, aux installations électriques et aux dispositifs d'instrumentation :
Tout l'équipement doit être mis à la terre ;
Les équipements ainsi que les appareils de instrumentation et de contrôle doivent être en bon état de fonctionnement ;
Avant la mise en service, la propreté de l'équipement doit être vérifiée afin qu'il ne reste aucun produit final pour éviter les incendies et les explosions ;
Les équipements et installations doivent être placés de manière à ne pas bloquer les passages pour l'évacuation des personnes, et conformément à l'agencement du local ;
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Sélection de matières premières, d'accessoires et de matériaux pour la fabrication de meubles d'ébénisterie. Sélection des équipements principaux et auxiliaires nécessaires à la fabrication de l'armoire. La structure du processus technologique et le calcul financier du coût de production des meubles.
travail de cours, ajouté le 17/10/2010
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travail de cours, ajouté le 07/12/2015
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thèse, ajoutée le 08/02/2013
Objectif des pièces façonnées pour le pipeline, sélection et justification de leur méthode de production. Caractéristiques du produit fini, des matières premières et des fournitures. Processus de production technologique. Principales mesures pour assurer la sortie de produits de qualité.
travail de cours, ajouté le 11/11/2015
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thèse, ajoutée le 11/04/2015
Sélection et justification de la méthode d'impression. Développement d'un schéma général des processus technologiques de production d'imprimerie. Calcul du chargement des machines d'impression en rouleaux. Calcul de l'intensité de travail annuelle pour l'impression d'un bloc et de la quantité de papier requise pour la production de publications.
travail de cours, ajouté le 23/12/2012
Composition chimique des matières premières pour la fabrication de produits céramiques, caractéristiques de l'argile et des additifs. Sélection des équipements technologiques et du schéma de production. Comparaison des méthodes plastiques et semi-sèches de moulage de briques en céramique.
travail de cours, ajouté le 22/03/2012
Sélection et justification du schéma de production, sélection des équipements principaux et auxiliaires. Conception d'un atelier de fabrication de panneaux souples en fibres de bois à isolation thermique. Contrôle de la production et de la qualité des produits.
Propriétés du nitrate de cellulose
Les nitrates de cellulose (NC) sont des explosifs de haut poids moléculaire de formule générale n. Ce sont des polyesters nitrates de polysaccharide de cellulose. Ce sont des composés contenant des groupes nitrate ONO2 liés à un atome de carbone. Les nitrates de cellulose techniques sont des polymères complexes, chimiquement hétérogènes, contenant de 5 à 15 % de groupes hydroxyles non substitués, à teneur en azote variable.
Les propriétés spécifiques des nitrates de cellulose déterminent leur champ d'application. La facilité d'inflammation, la possibilité de transformation par plastification en un matériau qui brûle selon une certaine loi en couches parallèles, le dégagement d'une grande quantité de gaz lors de leur combustion et une large base de matières premières expliquent le quasi-monopole de leur utilisation. pour les poudres sans fumée.
En raison de la haute résistance mécanique des nitrates de cellulose, de leur bonne compatibilité avec les plastifiants et du passage à un état plastique avec une légère augmentation de température, il convient de les utiliser pour la fabrication notamment de celluloïd.
La solubilité des nitrates de cellulose dans des solvants courants tels que l'alcool, l'éther, l'acétone et les propriétés mécaniques élevées des films obtenus permettent de les utiliser pour la production de vernis nitrovars et de revêtements de vernis. Leur solubilité est affectée par leur teneur en azote, leur viscosité, leur température, l'uniformité du degré d'estérification, ainsi que la composition du solvant.
L'industrie produit les principaux types de nitrates de cellulose suivants :
Colloxyline contenant 10,7 à 12,2 % d'azote ;
Pyroxyline n° 2 contenant 12,2 à 12,4 % d'azote ;
Pyroxyline n°1 contenant 13 à 3,5 % d'azote.
Dans la production de vernis et de peintures, pour assurer la transformabilité de la solution, des nitrates de cellulose de faible viscosité sont nécessaires, ce qui correspond à un degré de polymérisation compris entre 100 et 300. La viscosité de la pyroxyline est d'une grande importance dans la production de poudres de pyroxyline. La viscosité conditionnelle la plus rationnelle pour la pyroxyline n° 1 est considérée comme étant de 6-10 ? Hein, pour la pyroxyline n°2 - 4-8 ? E. Dans l'industrie des peintures et vernis, où les colloxylines sont principalement utilisées, lors du contrôle analytique, leur qualité est évaluée par la viscosité de leurs solutions dans un solvant combiné de composition,% : acétate de butyle technique normal-12,5 ; acétone technique-5; alcool éthylique - 17,5; alcool synthétique butylique-15; pétrole toluène-50.
Selon la marque de colloxyline testée, des solutions sont préparées dans ce solvant avec une fraction massique de 8,20 et 25 %.
Pour élargir le champ d'application, il est nécessaire d'obtenir des colloxylines hautement solubles dans les alcools inférieurs, tels que l'éthyle et le méthyle. L'effet dissolvant de l'alcool méthylique, comme de l'alcool éthylique, dépend du degré d'estérification des nitrates de cellulose.
Pour obtenir la colloxyline soluble dans l'alcool dont nous avons besoin, il faut modifier ses propriétés par saponification avec divers réactifs, à savoir des solutions de sels acides d'acide sulfurique, des solutions d'hydroxyde de sodium, des solutions d'acides sulfurique et nitrique. Mais, avant tout, il faut étudier les propriétés de la colloxyline, ses domaines d'application, ses méthodes de production et déterminer les conditions optimales d'obtention de la colloxyline soluble dans l'alcool, dont les principales caractéristiques correspondent aux valeurs suivantes :
Viscosité conditionnelle 1,5-1,7 ;
Degré de polymérisation 300-600.
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- colloxyline (10,7 - 12,2 % d'azote)
- Pyroxyline n°2 (12,05 - 12,4 % d'azote)
- Le pyrocollodium (12,6 % d'azote) est un type spécial de nitrocellulose, obtenu pour la première fois par D.I. Mendeleev, insoluble dans l'alcool, soluble dans un mélange d'alcool et d'éther.
- Pyroxyline n°1 (13,0 - 13,5 % d'azote)
- 1832 - Le chimiste français Henri Braconneau découvre que lorsque l'amidon et les fibres de bois sont traités avec de l'acide nitrique, une matière instable, inflammable et explosive se forme, qu'il appelle xyloïdine(Xyloïdine)
- 1838 - un autre chimiste français, Théophile-Jules Pelouz, traite le papier et le carton de la même manière et obtient un matériau similaire, qu'il nomme Nitramidine. La faible stabilité de la nitrocellulose obtenue ne permettait pas son utilisation à des fins techniques.
- 1846 - Le chimiste suisse Christian Friedrich Schönbein découvre accidentellement une méthode plus pratique pour produire de la nitrocellulose. Alors qu'il travaillait dans la cuisine, il a renversé de l'acide nitrique concentré sur la table. Le pharmacien a utilisé un chiffon en coton pour éliminer l'acide, puis l'a suspendu sur la cuisinière pour le faire sécher. Après séchage, le tissu a brûlé de manière explosive. Schönbein a développé la première méthode acceptable pour produire de la nitrocellulose : en traitant une partie de fibres de coton dans quinze parties d'un mélange d'acides sulfurique et nitrique dans un rapport 50:50. L'acide nitrique réagissait avec la cellulose pour former de l'eau et l'acide sulfurique était nécessaire pour éviter la dilution. Après quelques minutes de traitement, le coton a été retiré de l'acide, lavé à l'eau froide jusqu'à élimination des acides et séché.
- 1869 - en Angleterre, sous la direction de Frederick Augustus Abel, une technologie a été développée qui impliquait le broyage de la nitrocellulose dans des fours hollandais spéciaux et des lavages et séchages répétés (jusqu'à 8 fois) à long terme, dont chacun durait jusqu'à 2 jours. Le Hollander est une baignoire de forme ovale dans laquelle sont fixés des couteaux transversaux. Sur le côté des couteaux se trouve un manche avec des couteaux à disque ondulé. Lorsque l'arbre tourne, les couteaux de l'arbre passent entre les couteaux fixes et coupent la fibre de nitrocellulose. Le rapport des acides sulfurique et nitrique dans le mélange a été modifié à 2 : 1. Grâce à cette technologie, il a été possible d'obtenir un produit assez stable pendant le stockage et l'utilisation.
Dix ans après le brevetage de cette technologie, la pyroxyline a commencé à être adoptée dans le monde entier, d'abord comme remplissage d'obus et de mines marines. Une autre application que la colloxyline a trouvée presque immédiatement était la production de colle pour sceller les petites plaies. En l’absence d’enduit (comme on le comprend aujourd’hui), cette colle a rapidement gagné en popularité. En fait, c’était une sorte de vernis nitro épais. La série d'explosions qui s'ensuivit pendant plusieurs années dans les usines et entrepôts impliqués dans des procédés impliquant la pyroxyline obligea à se pencher de plus près sur le problème de la stabilisation de ce produit. Malgré toutes les difficultés, de 1879 à nos jours, les nitrates de cellulose ont été largement utilisés dans la technologie des composés riches en énergie et dans de nombreux autres domaines industriels.
Reçu
Les meilleures matières premières pour la production de nitrocellulose sont considérées comme des variétés de coton à fibres longues cueillies à la main. Le coton et la pâte de bois cueillis à la machine contiennent des quantités importantes d'impuretés qui compliquent la préparation et réduisent la qualité du produit. La nitrocellulose est produite en traitant de la cellulose purifiée, détachée et séchée avec un mélange d'acides sulfurique et nitrique, appelé mélange nitrant, ou « mélange » :
Ci-dessous la réaction de production de trinitrocellulose en laboratoire :
La concentration d'acide nitrique utilisée est généralement supérieure à 77 % et le rapport acides/cellulose peut aller de 30 : 1 à 100 : 1. Le produit obtenu après nitration est soumis à un lavage en plusieurs étapes, à un traitement avec des solutions faiblement acides et légèrement alcalines et à un broyage pour augmenter la pureté et la durée de conservation. Le séchage de la nitrocellulose est un processus complexe ; parfois, la déshydratation (éthanol, mélanges alcool-éther) est utilisée en même temps que le séchage. Presque toute la nitrocellulose, après production, est utilisée dans la fabrication de divers produits. Si nécessaire, conserver à l'état humide avec une teneur en eau ou en alcool d'au moins 20 %.
Méthode de production industrielle
Cuisson des nitrocelluloses à 90-95°C dans un réacteur à flux. Dans ce cas, les composés instables sont détruits et les produits de décomposition sont éliminés. De plus, l’eau chaude pénètre plus facilement dans la structure nitrocellulosique. L'inconvénient de ce procédé est la destruction de la nitrocellulose en produits de faible poids moléculaire (5 à 20 unités structurelles). Il ne faut donc pas abuser de ce procédé, surtout si l'on souhaite obtenir un produit présentant de bonnes propriétés physiques et mécaniques (par exemple pour les poudres de pyroxyline ou les tubes espaceurs).
Une autre subtilité technologique des nitrocelluloses stabilisantes est la recristallisation de la nitrocellulose à partir de solvants organiques en présence d'une solution de soude. Contrairement au procédé précédent, ce procédé est réalisé à basse température (10-25°C), mais pendant une durée très longue et sous agitation intense. Après stabilisation, la solution de soude est centrifugée, la solution résultante de pyroxyline dans la matière organique est utilisée pour la déshydratation et une utilisation ultérieure.
Pour augmenter la durée de conservation, des stabilisants de résistance chimique sont ajoutés à la nitrocellulose (dans le produit fini), principalement : centralites, diphénylamine, camphre. Auparavant, l'alcool amylique, la colophane, les dérivés aminés du naphtalène, etc. étaient également utilisés, mais ils présentaient une faible efficacité. La fonction principale des stabilisants est de lier l'acide nitrique et les oxydes d'azote formés lors de la décomposition. Dans l'industrie, la nitrocellulose obtenue est transportée, stockée et utilisée sous forme de suspension coxylène-eau (CAS). La teneur en colloxyline de ce matériau est de 10 à 15 % ; les propriétés du KVV ressemblent à la moyenne entre la bouillie de semoule et la colle PVA épaisse. Ressemble le plus à la pâte à papier, mais avec des fibres fines.
La suspension colloxyline-eau, après lavage des acides, est accumulée dans des mélangeurs - des conteneurs d'un volume de 100 à 350 m3, équipés de mélangeurs pour empêcher la sédimentation de la colloxyline et la moyenne des lots. Après agitation pendant plusieurs heures, un échantillon est prélevé pour clarifier les propriétés, principalement le poids moléculaire, la teneur en azote, la teneur en acide et le test de stabilité à l'iode de l'amidon. Pour l'utiliser sous sa forme pure, la nitrocellulose est séparée de l'eau à l'aide de filtres à tambour et la teneur en humidité du matériau est d'environ 50 %. Sous cette forme, la nitrocellulose peut être transportée dans divers conteneurs. Pour une déshydratation supplémentaire, la nitrocellulose est pressée dans une centrifugeuse à 800-1 000 tr/min. Cela produit de la nitrocellulose avec une teneur en humidité d'environ 6 à 8 %. Une déshydratation supplémentaire est réalisée par lavage avec de l'alcool éthylique dans une centrifugeuse spéciale. Dans ce cas, l'alcool est amené au centre du tambour et se déplace vers la périphérie sous l'influence des forces centrifuges. L'alcool est régénéré par rectification.
Pour obtenir des poudres balistiques ou sphériques, on utilise directement une suspension cola-eau. Pour la production de poudres sphériques, la nitrocellulose pressée à 10 % d'humidité peut également être utilisée, mais un problème distinct est que lors de la dispersion du vernis en poudre dans la phase aqueuse et du durcissement ultérieur des granulés de poudre, cela conduit à l'encapsulation d'une certaine quantité. d'eau à l'intérieur de la poudre à canon. Une difficulté pour obtenir des nitrates de cellulose est le pouvoir absorbant élevé de la cellulose avec l'hétérogénéité de sa structure et de sa densité de fibres. Cela oblige à utiliser un excès de 50 à 100 fois du mélange nitrant. Si cela est tolérable pour les laboratoires, cela est totalement inacceptable pour la production industrielle.
Dans l'industrie, on utilise des dispositifs à contre-courant continu de type tambour, basés sur le principe du « carrousel ». L’essentiel de leur travail consiste à alimenter à contre-courant la fibre de cellulose d’un côté et le mélange nitrant de l’autre. Dans ce cas, le mélange nitrant irrigue par le haut un tambour vertical plat rempli de fibre de cellulose. Le mélange s'écoule de cette section dans la section du bac, d'où il est acheminé vers la section suivante par une pompe. Et ainsi de suite jusqu'à 30 à 40 sections. Le tambour tourne lentement, à un moment donné le produit est continuellement déchargé et à un autre moment la cellulose est chargée.
Les accidents de voiture sont l’une des conséquences négatives du développement technologique dans le monde moderne. Chaque année, ils coûtent la vie à plus d’un million de personnes et plus de cinquante millions de personnes subissent des blessures de gravité variable. Le chimiste français Edouard Benedictus a contribué au processus de réduction du nombre de victimes et de blessés sur les routes.
Au début du XXe siècle, Benedictus, alors qu'il menait des expériences, attrapa accidentellement un flacon qui, tombé d'une étagère, ne se brisa pas en morceaux, mais se fissura seulement, conservant sa forme originale. Cet épisode fit réfléchir Edward. Une solution éther-alcool de nitrate de cellulose était préalablement stockée dans ce récipient qui, après s'être évaporée, laissait une fine couche de nitrate de cellulose sur les parois du ballon, ce qui ne gênait pas l'observation du contenu du récipient.
À cette époque, les pare-brise des voitures étaient fabriqués à partir de verre tout à fait ordinaire qui, lors d'un accident, se brisait en un grand nombre de fragments pointus, blessant gravement le conducteur et les passagers.
C'est l'un de ces cas d'accident de voiture, dont Benedictus a eu connaissance dans les journaux, qui a rappelé au scientifique le flacon survivant. Après avoir mené plusieurs expériences sur le revêtement du verre avec du nitrate de cellulose, il a trouvé une option idéale pour le verre automobile. Son essence était la suivante : une couche de nitrate de cellulose était placée entre deux verres ordinaires. Après avoir chauffé un tel « sandwich », la couche interne a fondu et les verres ont été collés de manière fiable.
De telles fenêtres à double vitrage ont même résisté à un coup de marteau, tout en se fissurant, mais ne se sont pas effondrées en fragments et ont conservé leur forme d'origine. Ainsi, en 1909, le verre appelé « Triplex » fut inventé et breveté par Eduard Benedictus.
À peu près au même moment, un autre scientifique, l'Anglais John Wood, était aux prises avec le problème de la création de verre de sécurité. Il a obtenu son brevet pour l'invention du verre spécial en 1905. Cependant, le verre de Wood n'a pas été produit en série en raison du coût élevé des consommables. L'essence de son invention était qu'au lieu du nitrate de cellulose, du caoutchouc coûteux était utilisé dans la couche interne. De plus, le produit final perdait une partie de sa transparence, ce qui causait un inconfort aux conducteurs.
Au début, les constructeurs automobiles n’aimaient pas non plus l’invention de Benedictus, car elle augmentait son coût. Mais cela a été apprécié par les militaires. Le verre triplex a été baptisé par le feu pendant la Première Guerre mondiale, car ce sont eux qui étaient utilisés dans les masques à gaz.
Henry Ford a été le premier à introduire les triplex dans l'industrie automobile. Cela s'est produit en 1919. Il a fallu environ 15 ans pour que d’autres constructeurs automobiles commencent à utiliser les triplex. De tels verres sont encore utilisés aujourd'hui.
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Combustion de nitrocellulose
Les sous-titres
informations générales
La nitrocellulose est une masse fibreuse et lâche de couleur blanche, semblable en apparence à la cellulose. L'une des caractéristiques les plus importantes est le degré de remplacement des groupes hydroxyle par des groupes nitro. En pratique, le plus souvent, ce n'est pas la désignation directe du degré de substitution qui est utilisée, mais la teneur en azote, exprimée en pourcentage pondéral. En fonction de la teneur en azote, il y a [ ]
- colloxyline (10,7 - 12,2 % d'azote)
- Pyroxyline n°2 (12,05 - 12,4 % d'azote)
- Le pyrocollodium (12,6 % d'azote) est un type spécial de nitrocellulose, obtenu pour la première fois par D.I. Mendeleev, insoluble dans l'alcool, soluble dans un mélange d'alcool et d'éther.
- Pyroxyline n°1 (13,0 - 13,5 % d'azote)
- 1832 - Le chimiste français Henri Braconnot découvre que lorsque l'amidon et les fibres de bois sont traités avec de l'acide nitrique, une matière instable, inflammable et explosive se forme, qu'il nomme Xyloidine.
- 1838 - un autre chimiste français, Théophile-Jules Pelouze, traite le papier et le carton de la même manière et obtient un matériau similaire, qu'il nomme Nitramidine. La faible stabilité de la nitrocellulose obtenue ne permettait pas son utilisation à des fins techniques.
- 1846 - Le chimiste suisse Christian Friedrich Schönbein découvre accidentellement une méthode plus pratique pour produire de la nitrocellulose. Alors qu'il travaillait dans la cuisine, il a renversé de l'acide nitrique concentré sur la table. Le pharmacien a utilisé un chiffon en coton pour éliminer l'acide, puis l'a suspendu sur la cuisinière pour le faire sécher. Après séchage, le tissu a brûlé de manière explosive. Schönbein a développé la première méthode acceptable pour produire de la nitrocellulose : en traitant une partie de fibres de coton dans quinze parties d'un mélange d'acides sulfurique et nitrique dans un rapport 50:50. L'acide nitrique réagissait avec la cellulose pour former de l'eau et l'acide sulfurique était nécessaire pour éviter la dilution. Après quelques minutes de traitement, le coton a été retiré de l'acide, lavé à l'eau froide jusqu'à élimination des acides et séché.
- 1869 - en Angleterre, sous la direction de Frederick Augustus Abel, une technologie a été développée avec le broyage de la nitrocellulose dans des machines hollandaises spéciales et des lavages et séchages répétés (jusqu'à 8 fois) à long terme, dont chacun durait jusqu'à 2 jours. Hollander installe une baignoire de forme ovale dans laquelle sont fixés des couteaux transversaux. Sur le côté des couteaux se trouve un manche avec des couteaux à disque ondulé. Lorsque l'arbre tourne, les couteaux de l'arbre passent entre les couteaux fixes et coupent la fibre de nitrocellulose. Le rapport des acides sulfurique et nitrique dans le mélange a été modifié à 2 : 1. Grâce à cette technologie, il a été possible d'obtenir un produit assez stable pendant le stockage et l'utilisation.
Dix ans après le brevetage de cette technologie, la pyroxyline a commencé à être adoptée dans le monde entier, d'abord comme remplissage d'obus et de mines marines. Une autre application que la colloxyline a trouvée presque immédiatement était la production de colle pour sceller les petites plaies. En l’absence d’enduit (comme on le comprend aujourd’hui), cette colle a rapidement gagné en popularité. En fait, c’était une sorte de vernis nitro épais. Une série d'explosions qui ont suivi pendant plusieurs années dans des usines et des entrepôts impliqués dans des procédés impliquant la pyroxyline ont obligé à se pencher de plus près sur le problème de la stabilisation de ce produit. Malgré toutes les difficultés, de 1879 à nos jours, les nitrates de cellulose ont été largement utilisés dans la technologie des composés riches en énergie et dans de nombreux autres domaines industriels.
Reçu
Les meilleures matières premières pour la production de nitrocellulose sont considérées comme des variétés de coton à fibres longues cueillies à la main. Le coton et la pâte de bois cueillis à la machine contiennent des quantités importantes d'impuretés qui compliquent la préparation et réduisent la qualité du produit. La nitrocellulose est produite en traitant de la cellulose purifiée, détachée et séchée avec un mélange d'acides sulfurique et nitrique, appelé mélange nitrant.
