Установка получения цитрамона на АО «ПФК Обновление» с разработкой основного оборудования

Произведен механический расчет смесителя-гранулятора. Проверен аппарат на прочность, жесткость, устойчивость. Проверены валы на виброустойчивость, жесткость и прочность. Технологический расчет теплообменника. Теплообменник подобран для охлаждения циркуляционной воды в рубашке смесителя-гранулятора. Произведен механический расчет теплообменника. Проверен аппарат на прочность, жесткость и устойчивость, проверена на жесткость трубная решетка.

РЕФЕРАТ …………………………………………………………………………………………………………… 10
Введение…………………………………………………………………………………………………………….. 12
1. Описание технологической схемы ………………………………………………………………. 13
1.1 Общие сведения………………………………………………………………………………………………………… 13
1.2 Изготовление цитрамона …………………………………………………………………………………………. 14
2. Технологический расчет смесителя-гранулятора ………………………………………… 17
3. Механический расчет смесителя-гранулятора …………………………………………….. 18
3.1 Расчет мешалки на прочность …………………………………………………………………………………. 20
3.2 Расчет вала…………………………………………………………………………………………………………………. 21
3.2.1 Расчет вала на виброустойчивость ……………………………………………………………24
3.2.2 Расчет вала на жесткость……………………………………………………………………………27
3.2.3 Расчет вала на прочность …………………………………………………………………………..33
3.3 Расчет вала Чоппера …………………………………………………………………………………………………. 36
3.3.1 Расчет вала ………………………………………………………………………………………………….38
3.3.2 Расчет вала на виброустойчивость ……………………………………………………………40
3.3.3 Расчет вала на жесткость……………………………………………………………………………43
3.3.4 Расчет вала на прочность …………………………………………………………………………..49
3.4 Прочность обечайки…………………………………………………………………………………………………. 53
3.4.1 Расчет цилиндрической обечайки на устойчивость: ……………………………….55
3.5 Прочность крышки…………………………………………………………………………………………………… 60
3.6 Прочность днища ……………………………………………………………………………………………………… 62
3.7 Расчет укрепления отверстий ………………………………………………………………………………….. 64
3.7.1 Расчет укрепления отверстий в цилиндрической оболочке: …………………..66
4. Технологический расчет теплообменника …………………………………………………… 70
4.1 Тепловой баланс ……………………………………………………………………………………………………….. 70
4.2 Расчет движущей силы процесса ……………………………………………………………………………. 72
4.3 Ориентировочный расчет площади теплопередачи. Предварительный выбор
теплообменника………………………………………………………………………………………………………………. 72
4.4 Уточненный расчет и выбор теплообменника ……………………………………………………… 73
4.4.1 Коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке [1]: ……….74
4.4.2 Коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному теплоносителю [1]:………..74
4.4.3 Определение поверхности теплообмена зоны конденсации …………………..75
4.5 Конструктивно расчет………………………………………………………………………………………………. 76
4.5.1 Расчет обечайки ………………………………………………………………………………………….76
4.5.2 Подбор крышки и днища …………………………………………………………………………..78
4.5.3 Расчет и подбор штуцеров и фланцев……………………………………………………….78
4.6 Гидравлический расчет ……………………………………………………………………………………………. 80
4.6.1 Расчет потерь давления в трубном пространстве теплообменника ………..80
4.6.2 Расчет потерь давления в трубопроводе …………………………………………………..81
5. Механический расчет кожохотрубчатого теплообменного аппарата ……………………… 84
5.1 Расчётные параметры ………………………………………………………………………………………………. 84
5.1.1 Расчётное напряжение ……………………………………………………………………………….84
5.1.2 Расчет давлений:…………………………………………………………………………………………86
5.2 Расчет толщины стенок корпуса аппарата …………………………………………………………….. 87
5.2.1 Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки:……………………………….87
5.2.2 Расчёт толщины стенки эллиптической крышки, нагруженной
внутренним избыточным давлением межтрубного пространства ……………………….88
5.3 Расчет фланцевого соединения для фланцев кожуха аппарата …………………………… 89
5.3.1 Определение расчетных параметров. ……………………………………………………….91
5.3.2 Расчет фланцевого соединения …………………………………………………………………92
5.3.3 Расчетные параметры фланцев………………………………………………………………….95
5.3.4 Угловая податливость фланцев …………………………………………………………………97
5.3.5 Проверка прочности болтов и прокладки……………………………………………….100
5.3.6 Расчет фланцев на статическую прочность…………………………………………….101
5.3.7 Проверка углов поворота фланцев ………………………………………………………….102
5.4 Расчет штуцеров ……………………………………………………………………………………………………… 103
5.4.1 Расчет толщины стенки патрубка холодного теплоносителя ……………….104
5.4.2 Расчет толщины стенки патрубка горячего теплоносителя…………………..104
5.5 Укрепление отверстий патрубков…………………………………………………………………………. 105
5.5.1 Расчетные длины штуцеров …………………………………………………………………….106
5.5.2 Расчетная ширина зоны укрепления ……………………………………………………….107
5.5.3 Расчет диаметра отверстия не требующего укрепления………………………..108
5.6 Расчет трубной решетки [13]:………………………………………………………………………………… 109
5.6.1 Определение усилий в элементах теплообменного аппарата ……………….112
5.6.2 Расчёт трубы на прочность, устойчивость и жесткость. Расчет крепления
труб к решетке ………………………………………………………………………………………………………..120
5.7 Расчет массы аппарата……………………………………………………………………………………………. 122
5.7.1 Расчет седловых опор……………………………………………………………………………….125
6. Исследование сыпучести порошкообразных материалов ………………………….. 128
6.1 Процессы, составляющие изготовление лекарственных препаратов……………….. 128
6.2 Смешение твердых сыпучих материалов…………………………………………………………….. 130
6.3 Исследование сыпучести порошков……………………………………………………………………… 131
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение…. 141
7.1 Пред проектный анализ………………………………………………………………………………………….. 141
7.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования………………………141
7.2 Диаграмма Исикава ………………………………………………………………………………………………… 142
7.3 Методы коммерциализации результатов научно-технического исследования . 143
7.4 Инициация проекта…………………………………………………………………………………………………. 145
7.5 Цели и результат проекта……………………………………………………………………………………….. 145
7.6 Организационная структура проекта. …………………………………………………………………… 146
7.7 Ограничения и допущения проекта ……………………………………………………………………… 147
7.8 Планирование управления научно-техническим проектом ………………………………. 147
7.8.2 Контрольные события проекта………………………………………………………………..149
7.8.3 План проекта …………………………………………………………………………………………….150
7.9 Бюджет научного исследования……………………………………………………………………………. 152
7.9.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты (за вычетом
отходов)……………………………………………………………………………………………………………………153
7.9.2 Расчет затрат на оборудование ………………………………………………………………..154
7.9.3 Расчет фонда заработной платы ………………………………………………………………154
7.9.4 Затраты на проведение НТИ ……………………………………………………………………156
7.10 Оценка сравнительной эффективности исследования……………………………………… 157
8. Социальная ответственность ……………………………………………………………………… 162
8.1 Введение ………………………………………………………………………………………………………………… 162
8.2 Перечень вредных факторов………………………………………………………………………………….. 162
8.3 Анализ вредных факторов……………………………………………………………………………………… 163
8.3.1 Вредные вещества…………………………………………………………………………………….163
8.3.2 Недостаток освещенности ……………………………………………………………………….164
8.3.3 Микроклимат ……………………………………………………………………………………………164
8.4 Анализ опасных факторов……………………………………………………………………………………… 165
8.4.1 Электробезопасность ……………………………………………………………………………….165
8.4.2 Пожаровзрывоопасность………………………………………………………………………….166
8.5 Анализ воздействия вредных факторов на окружающую среду. ……………………… 166
8.6 Защита в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………………………………. 167
8.7 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности…………………….. 168
8.7.1 Особенности законодательного регулирования проектных решений …………168
8.8 Пожарная безопасность………………………………………………………………………………………….. 168
Заключение ………………………………………………………………………………………………………. 171
Список используемых источников …………………………………………………………………… 173
Приложение 1 …………………………………………………………………………………………………… 176

Спроектировано оборудование для получения лекарственного
препарата «Цитрамон П». Рассчитан смеситель-гранулятор центробежный
объемом 1000 литров и теплообменник для охлаждения воды,
циркулирующей в рубашке смесителя-гранулятора, диаметром 159 мм.
Произведен расчет валов мешалок на виброустойчивость, жесткость и
прочность, так же рассчитана обечайка на устойчивость. Подобран
теплообменник для охлаждения воды в рубашке смесителя. Теплообменник
проверен на прочность, проверена прочность фланцевых соединений,
укрепление отверстий патрубков, расчет трубной решетки, расчет трубы на
прочность, устойчивость и жесткость. Рассчитана и подобрана седловая
опора для теплообменника.
Исследован фракционный состав порошкообразных материалов,
входящих в состав лекарственного препарата «Цитрамон-П».
Определены углы естественного откоса и насыпная плотность
порошков различной влажности при свободной и уплотненной засыпке. Угол
естественного откоса большинства порошков находится в пределах 22–35 °,
что говорит о хорошей сыпучести. И только порошок парацетамола обладает
неудовлетворительной степенью сыпучести, т.к. угол откоса равен 48 °.
Исследовано влияние различной поверхности труб на угол откоса
порошков при свободной засыпке.
Произведен финансовый расчет, для выполнения исследовательской
работы, и был произведен анализ вредных факторов, на рабочем месте.
СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ
Николаева Николая Васильевича

Рукописн. Кол-
Наименование Издательство, журнал Номер Фамилии
№ или во
научного труда (номер, год) стр. соавторов
печ. cтр.
Материалы XVII
Международной
Определение угла
научно-практической
естественного
конференции студентов 107–
1 откоса добавок и Печ. 2 Семакина О.К.
и молодых ученых 108
наполнителей для
«Химия и химическая
полимеров
технология в XXI веке».
 Томск, 2016.

Материалы XVII
Исследование Международной
поверхностных научно-практической
свойств конференции студентов 137– Фоменко А.Н.,
2 Печ. 2
наполнителей для и молодых ученых 138 Семакина О.К.
полимерной «Химия и химическая
композиции технология в XXI веке».
 Томск, 2016.

Материалы V
Исследование Международной
угла научно-технической
естественного конференции молодых
откоса ученых, аспирантов и 342–
3 Печ. 2 Семакина О.К.
порошкообразных студентов «Высокие 343
наполнителей для технологии в
полимерных современной науке и
композиций технике (ВТСНТ–16)». –
Томск, 2016

1. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов
химической технологии: учебное пособие для вузов / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков,
А. А. Носков. – 10-е изд., перераб. и доп. – репринтное издание. – Москва: Альянс,
2013. – 576 с.: ил. – Библиогр.: с. 502–509. – ISBN 978-5-91872-031-8.
2. Пьянков А.Г., Тихонов В.В. Кожухотрубный теплообменник. Методические
указания к выполнению лабораторной работы для студентов всех специальностей ХТФ
– Томск: Изд. ТПУ, 2006 – 20 с.
3. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической
технологии: пособие по проектированию. – М.: Альянс, 2007. – 495 с.
4. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и
расчета химической аппаратуры: Справочник. 3-е изд., стереотипное. – М.:
ООО ИД «Альянс», 2008. – 752 с.
5. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов:
справочник / А. А. Лащинский; под ред. А. Р. Толчинского. – 2-е изд., стер. –
Москва: Альянс, 2008. – 384 с.: ил. – Библиогр.: с. 379. – ISBN 978-5-903034-37-6.
6. Беляев В.М., Миронов В.М. Конструирование и расчет элементов
оборудования отрасли- 3-е изд./Томск: Изд. ТПУ, 2016 – 313 с.
7. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической
аппаратуры: справочник / А. А. Лащинский, А. Р. Толчинский. – 3-е изд.,
стер. – Москва: Альянс, 2008. – 752 с.: ил. – Библиогр.: с. 749-752. – ISBN
978-5-903034-24-6.
8. Михалева М. Ф. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических
производств. Примеры и задачи. Ленинград: «Машиностроение», 1984. – 303 с.
9. ГОСТ Р 52857.1-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета
на прочность. Общие требования, 2007.
10. ГОСТ Р 52857.2-2007. Нормы и методы расчета на прочность, 2007.
11. ГОСТ Р 52857.3-2007. Укрепление отверстий в обечайках и днищах
привнутреннем и внешнем давлениях, 2007.
12. ГОСТ Р 52857.4-2004. Расчет фланцевых соединений, 2007.
13. ГОСТ Р 52857.7-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета
на прочность. Теплообменные аппараты, 2007.
14. ГОСТ Р 52857.8-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета
на прочность. Сосуды и аппараты с рубашками, 2007.
15. РДРТМ 26-01-72-82. Валы вертикальные аппаратов с перемешивающими
устройствами. Методы расчета, 1982.
16. ГОСТ 12622-78. Днища плоские отбортованные. Основные размеры
(с Изменением N 1), 1978.
17. ГОСТ 10885-75. Сталь листовая горячекатаная двухслойная
коррозионностойкая, 1975.
18. ОСТ 26-291-94. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие
технические условия, 1994.
19. ГОСТ 481-80. Паронит и прокладки из него. Технические условия (с
Изменениями N 1-5, с Поправкой), 1980
20. ГОСТ 1759.0-87 (СТ СЭВ 4203-83). Болты, винты, шпильки и гайки.
Технические условия (с Изменением N 1), 1987.
21. ОСТ 26-2091-93. Опоры горизонтальных сосудов и аппаратов.
Конструкция, 1993.
22. Першина С.В., Каталымов А.В., Однолько В.Г. и др. Весовое
дозирование зернистых материалов. – М.: Машиностроение, 2009. – 260 с.
23. Гаврикова Н.А. Финансовый менеджмент ресурсоэфективность и
ресурсосбережение. Учебно-методическое пособие ТПУ – 2014. – 73 с.
24. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей
среды: учебник для вузов. – М.: Изд- во Юрайт, 2013. – 671с.
25. Захаров Л.Н. Техника безопасности в химической в химических
лабораториях. – Л: Химия. – 1985. -98с.
26. Кукин П.П., Лапин В.Л. и др. Безопасность жизнедеятельности.
Безопасность технологических процессов и производств: учеб. пособие.- М.:
Высшая школа, 1999. – 318с.
27. Назаренко О.Б. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие.
– Томск: Изд – во ТПУ, 2001. – 83с.
28. Панин В.Ф., Сечин А.И., Федосова В.Д. Экология для инженера://под
ред. проф. В.Ф.Панина. – М: Изд. Дом «Ноосфера», 2000. -284с.
29. Дашковский А.Г., Романцов И.Г. Безопасность жизнедеятельности.
Защита населения в чрезвычайных ситуациях. – Томск: Изд-во Томского
политехнического университета. – 2008 – 19с.
30. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования
к воздуху рабочей зоны, 1988.
31. ГН 2.2.5.1313. – 03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных
веществ в воздухе рабочей зоны. Гигиенические нормативы. Минздрав России, 1998.
32. ГОСТ 12.1.038 – 82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно
допустимые уровни напряжений прикосновения и токов, 1982.
33. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы, 1974.
34. СанПиН 2.2.4.548 – 96. Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений. М.: Минздрав России, 1997.
35. СНиП 23 – 05 – 95. Нормы проектирования. Естественное и искусственное
освещение. М.: Минстрой России, 1995.
36. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования, 1991.