Отделение синтеза алкидного олигомера ПФ-053 мощностью 3000 т/год
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
?в значительны затраты времени на вспомогательные операции, возрастающие с увеличением объема реактора (вследствие снижения удельной поверхности теплообмена), трудно воспроизводим режим синтеза и сложна автоматизация процесса.
В настоящее время разрабатывается непрерывный метод синтеза алкидов и получения лаков на их основе. Основной трудностью является отсутствие методов и приборов, позволяющих контролировать и автоматизировать проведение процессов алкоголиза, этерификации и поликонденсации. Возможный вариант аппаратурного оформления непрерывного процесса синтеза алкидов приведен на рис. 1.5. Алкоголиз, этерификация, поликонденсация и растворение основы лака проводятся в непрерывнодействующих колонных многоступенчатых реакторах полного смешения 12, 19 и. 22. Поскольку по данной схеме можно получать не только глифтали, но и пентафтали, предусмотрена непрерывная загрузка пентаэритрита в реактор 12 и наличие в его первой секции якорной мешалки для растворения пентаэритрита в нагретом до 240-250 С масле. В верхние секции колонны 19 при проведении этерификации азеотропным методом подается ксилол. В связи со значительным расходом теплоты в этом случае эти секции, обогреваемые ВОТ, помимо рубашек снабжены двухрядными змеевиками. Реакция этерификации. азеотропным методом существенно ускоряется при проведении ее под вакуумом с подачей в колонну вместо жидкого ксилола его паров, получаемых в испарителе.
При непрерывном методе во много раз снижается длительность реакции алкоголиза. Несколько уменьшается и общая длительность процессов этерификации и поликонденсации вследствие исключения затрат времени на вспомогательные операции. Поэтому объем двух реакторов непрерывного действия меньше объема периодически действующего реактора такой же производительности.
Среднее время пребывания смеси в аппарате для растворения основы лака при непрерывном методе не превышает 30-60 мин, поэтому его объем в десятки раз меньше, чем аппарата, применяемого при периодическом методе.
Несмотря на более сложное аппаратурное оформление, преимущества непрерывного метода делают его эффективным при получении многотоннажных марок алкидных лаков, особенно в тех случаях, когда для их производства требуется установка нескольких работающих параллельно реакторов периодического действия.
1.3 Реакторы периодического действия
Особенностью реакторов периодического действия является возможность проведения в реакторе всех стадий синтеза и легкость перехода на разные режимы. Эти реакторы широко применяются на лакокрасочных заводах для синтеза алкидов и других пленкообразующих веществ.
При синтезе пленкообразующих веществ К = 0,5-0,8. Этим объясняется низкая объемная производительность реакторов периодического действия, особенно при синтезе алкидов.
Продолжительность синтеза пленкообразующих веществ велика, поэтому время пребывания в реакторе отдельных частиц получаемого продукта различно. Оно максимально для частиц, полученных в начале синтеза, и минимально для частиц, полученных в конце синтеза. Это - одна из причин полидисперсности синтезируемых полимеров.
Конструкции реакторов
Емкостные реакторы с перемешивающими устройствами. Емкостные вертикальные аппараты с перемешивающими устройствами наиболее широко применяются при периодических методах синтеза пленкообразующих веществ. При непрерывных методах синтеза их используют в виде каскада (см. рис. 1, г), причем очистку стенок реактора и мешалки от образующихся отложений проводят поочередно в каждом отдельном реакторе. Применение в этом случае колонного реактора потребовало бы его разборки при чистке.
Рисунок 1 - Конструкция корпусов, погружных теплообменных устройств и мешалок.
Цилиндрические вертикальные реакторы различаются по конструкции корпуса, виду погружного теплообменного устройства и типу мешалки (рис. 1).
Конструкцию корпуса варьируют в зависимости от способа обогрева, В реакторах, обогреваемых парами теплоносителей, корпус снабжен гладкой рубашкой (рис. 1, а).
При обогреве реакторов жидкими теплоносителями необходимо обеспечить большие скорости жидкости у стенки корпуса для достижения высоких коэффициентов теплоотдачи от теплоносителя к стенке. Поскольку гладкие рубашки с большим свободным сечением для прохода жидкости (рис. 1, а) в этом случае неприемлемы, создают спиралевидный канал малого сечения либо вокруг корпуса реактора, приваривая к нему трубы, полутрубы или профильный прокат (рис. 1, б), либо внутри гладкой рубашки, приваривая к корпусу или рубашке винтообразно расположенную узкую полосу (рис. 1, в). Рубашка в виде приварного змеевика (рис. 1, б) позволяет снизить толщину стенки корпуса реактора, изготавливаемого из дорогостоящей нержавеющей или двухслойной (нержавеющая + углеродистая) стали, поэтому рубашки такого типа применяют и при обогреве паром.
В реакторах периодического действия при ступенчатой загрузке исходных компонентов для исключения перегрева реакционной смеси на стенках реактора рубашку делают многосекционной (рис. 1, г, д, е).
При обогреве реакторов продуктами сгорания топлива и при индукционном электрообогреве рубашка отсутствует. Поскольку при обогреве продуктами сгорания топлива наиболее быстро прогорает днище, его делают сменным (рис. 1, ж).
Часто в реакторах, особенно периодического действия, применяют погружные змеевики - однорядные (рис. 1, з) или двухрядные (ри?/p>