Отделение синтеза алкидного олигомера ПФ-053 мощностью 3000 т/год
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
? 13 для конденсации паров воды, так как небольшие ее количества могут содержаться в глицерине и масле. Реакционная смесь из первого реактора 10 непрерывно проходит через второй 15 и третий 16 реакторы, в которых завершается реакция алкоголиза. Продукт алкоголиза, охлажденный в теплообменнике 17 до 180 С, непрерывно поступает в аппарат 18 объемом 3 м для смешения с расплавленным фталевым ангидридом. Полученная смесь направляется в один из приемников 19, из которого периодически загружается в реактор периодического действия для проведения этерификации и поликонденсации.
Если алкоголиз осуществляется глицерином - синтез глифталей, можно ограничиться каскадом из двух реакторов.
Сочетание непрерывного процесса алкоголиза с непрерывным процессом этерификации позволяет значительно упростить аппаратурное оформление стадии алкоголиза (Приложение 3). В случае же проведения этерификации и поликонденсации в реакторе периодического действия целесообразно осуществлять в нем и стадию алкоголиза. При этом можно не удлинять общего времени синтеза алкидов, сократив длительность цикла работы реактора за счет предварительного подогрева масла (а при синтезе глифталей и глицерина) до 240-250С в выносных теплообменниках. В настоящее время на загрузку масла и глицерина в реактор объемом 32 м и их нагрев до 240-250С затрачивается около 4 ч, а при синтезе пентафталей на загрузку пентаэритрита в нагретое масло дополнительно еще 2 ч. Объединив загрузку и нагрев сырья длительность этих операций можно сократить до 1 ч.
На рис. 1.3 приведены температурно-временные графики работы реактора с электроиндукционным обогревом при объединении в нем процессов алкоголиза и этерификации при нагреве загружаемых масла и спиртов в выносных теплообменниках. При синтезе глифталей для загрузки и нагрева масла и сырья требуется 1 ч (рис. 1.3, а), а при синтезе пентафталей расходуется дополнительно 2 ч (рис. 1.3, б), что связано с необходимостью загрузки пентаэритрита в нагретое до 240-250 С масла. Из графика видно, что цикл работы реактора при объединении процессов алкоголизм и этерификации можно даже не увеличить, а сократить за счет применения выносных теплообменников.
При проведении реакции этерификации азеотропным методом было предложено пропускать реакционную смесь через пленочный испаритель или трубчатку, в которой создается большая скорость паров, обеспечивающая пленочное движение жидкости в трубчатке. Это позволяет ускорить процесс отгонки реакционной воды и значительно ускорить реакцию этерификации.
Имеется тенденция к увеличению объемов реакторов периодического действия для синтеза алкидов; так, уже созданы аппараты объемом 80 м. Однако при увеличении объема реактора снижается удельная поверхность теплообмена, поэтому при использовании реакторов большой вместимости применяют выносные теплообменники с постоянной рециркуляцией через них реакционной смеси. В таких реакторах периодического действия проводят процессы алкоголиза, этерификации и поликонденсации.
На рис. 1.4 приведена одна из возможных схем использования выносных рециркуляционных теплообменников для вертикального реактора с перемешивающим устройством объемом 50 м. Вначале выносные теплообменники используются для нагрева жидкого сырья (растительных масел, глицерина) до 240С в период их загрузки в реактор. В связи с большой вязкостью масел и глицерина при их прохождении в трубах кожухотрубчатого теплообменника имеет место ламинарный режим течения и вследствие этого низкий коэффициент теплоотдачи. Для его повышения при загрузке сырья предусматривается частичная рециркуляция масел и глицерина, выходящих из теплообменника. Рециркуляция повышает не только скорость течения жидкости в трубах, но и среднюю температуру в теплообменнике, что резко увеличивает коэффициент теплоотдачи. Для осуществления рециркуляции открывают кран 4 и закрывают кран 5. Кран 8 не полностью открывают, а кран 7 не полностью закрывают, поэтому часть выходящего из теплообменника жидкого сырья с температурой 240 С стекает в реактор, а часть его поступает на рециркуляцию. По окончании загрузки жидкого сырья в реактор закрывают краны 4 и 8, открывают кран 7 и при постоянной рециркуляции содержимого реактора через теплообменники проводят процесс алкоголиза. Кран 9 предназначен для опорожнения теплообменников.
Достоинства использования выносных рециркуляционных теплообменников: нагревание жидкого сырья проводится при его загрузке в течение всего лишь 1 ч, вместо нагревания в реакторе в течение нескольких часов; увеличивается общая поверхность теплообмена и ускоряется проведение в реакторе процессов алкоголиза, этерификации и поликонденсации; охлаждение реакционной смеси, протекает быстро, причем без применения погружных змеевиков в вертикальном реакторе, усложняющих его конструкцию.
В реакторах небольшого объема (5-10 м), т. е. имеющих сравнительно большую удельную поверхность теплообмена, на грев жидкого сырья обычно длится 3-4 ч. Поэтому и для таких реакторов также целесообразна установка выносных теплообменников для нагрева сырья в период его загрузки. Это значительно ускоряет также протекание всех реакций синтеза в реакторе.
Описанные технологические схемы синтеза алкидов и получения на их основе лаков периодическим методом обеспечиваю возможность комплексной механизации и применения современного оборудования высокой производительности. Однако при периодическом методе синтеза алкид?/p>