Отделение синтеза алкидного олигомера ПФ-053 мощностью 3000 т/год
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
жания масла до 60-65% (около 25% фталевого ангидрида) алкиды свободно совмещаются с неполимеризованными и слабополимеризованными маслами. Поэтому нет необходимости готовить алкиды с жирностью более 65% или с содержанием фталевого ангидрида около 25%, поскольку большее количество масла может быть добавлено простым смешением. [3]
1.2 Способы получения алкидных лаков
При получении лаков на основе алкидов, модифицированных жирными кислотами растительных масел, проводят алкоголиз растительных масел многоатомными спиртами - глицерином или пентаэритритом (при 240-250 С), этерификацию продуктов алкоголиза многоосновными кислотами - чаще всего фталевым ангидридом - и поликонденсацию (при 250-260 С). Полученную основу лака (алкидную смолу) растворяют в органических растворителях, проводят постановку лака на тип добавкой сиккатива и растворителей, а затем подвергают его очистке от нерастворимых веществ.
На Приложении 1 представлена технологическая схема синтеза основы алкидного лака периодическим методом, при котором алкоголиз, этерификацию и поликонденсацию проводят в одном реакторе периодического действия. Такая схема является гибкой и позволяет производить алкиды в широком марочном ассортименте.
Растительные масла и глицерин при получении глифталей, нагретые в приемниках водяным паром до 120-140 С, и катализатор, ускоряющий реакцию алкоголиза (карбонат натрия), загружают в реактор периодического действия 14, где они нагреваются до 240-250 С. При получении пентафталей вместо глицерина загружают пентаэритрит и нагретое до 240-250 С масло. Пентаэритрит на складе сырья разгружается из резинотканевых или других мягких контейнеров либо из мешков в бункер 2, установленный на тензометрических весах. Из этого бункера пентаэритрит пневмотранспортом с использованием азота или углекислого газа направляется в бункер, установленный над реактором, куда пентаэритрит подается шнековым питателем. По окончании загрузки пентаэритрита сразу же устанавливают заглушку, исключающую проникновение паров в питатель.
После загрузки исходных компонентов содержимое реактора нагревают до 240-250 С и проводят алкоголиз. По окончании алкоголиза реакционную смесь охлаждают до 180-200 С, загружают в расплавленном виде фталевый ангидрид из приемника, поднимают температуру до 250-260 С и при этой температуре проводят этерификацию и поликонденсацию. Для ускорения реакции этерификации ее осуществляют азеотропным методом, для чего загружают в реактор ксилол. Пары ксилола, воды и частично увлекаемый фталевый ангидрид поступают в обратный конденсатор 15 для улавливания фталевого ангидрида, а затем в конденсатор 16, из которого их смесь стекает в разделитель непрерывного действия 19. Из разделителя ксилол возвращается в реактор, а вода стекает в приемник 21. Для более полного улавливания паров ксилола служит дополнительный охлаждаемый рассолом теплообменник 17. После окончания процесса этерификации полностью отгоняют ксилол и проводят поликонденсацию при 250-260 С. Затем содержимое реактора охлаждают до 150-170 С и сливают в аппарат для растворения основы лака 22 через трубу, погруженную в перемешиваемый растворитель. Полученный раствор основы лака направляется на очистку (осветление) от нерастворимых частиц.
Основными особенностями этой схемы, по сравнению с применяющимися на ряде предприятий до настоящего времени, являются следующие: масло и глицерин предварительно нагревают в приемниках до 120-160 С, что сокращает длительность цикла работы реактора и расход электроэнергии при электроиндукционном обогреве; дозирование жидкостей осуществляется счетчиками-дозаторами и насосами-дозаторами, что позволяет исключить громоздкие объемные и весовые мерники; полностью механизированы операции приемки, транспортировки и дозирования пентаэритрита; применение фталевого ангидрида в виде расплава позволяет механизировать и ускорить процесс его загрузки; благодаря использованию азеотропного метода этерификации и поликонденсации снижаются потери фталевого ангидрида и улучшается у качество получаемого продукта.
В последнее десятилетие появились новые методы проведения алкоголиза - электрохимический и под воздействием акустических колебаний, но наиболее эффективно применение катализаторов, позволяющее сократить длительность реакции алкоголиза до 2-3 часов.
В настоящее время разработан и внедрен в промышленность непрерывный метод проведения алкоголиза при синтезе алкидов - пентафталей и глифталей (Приложение 2) с последующей этерификацией и поликонденсацией продуктов алкоголиза в реакторе периодического действия объемом 32 м с электроиндукционным обогревом.
При синтезе пентафталей используют каскад из трех реакторов объемом 2,0-2,5 м каждый. В первом реакторе 10 поддерживается температура 240-250С и в него непрерывно подается растительное масло, предварительно нагретое в приемнике 6 с помощью водяного пара до 120-140С, а затем при проходе через теплообменник 9 до 250 С. Катализатор реакции алкоголиза (карбонат натрия) из смесителя 11 непрерывно поступает в реактор в виде суспензии в масле. Пентаэритрит из складского бункера пневмотранспортом (азот) загружается в бункер 1, установленный над реактором, из которого непрерывно дозируется в реактор 10, снабженный якорно-рамной мешалкой. Для улавливания паров глицерина и фталевого ангидрида реакторы снабжены обратными конденсаторами 12 и конденсаторами-теплообменникам?/p>