Отделение синтеза алкидного олигомера ПФ-053 мощностью 3000 т/год
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
?. 1, и), а также полые цилиндры (рис. 1, к) для основного или дополнительного (помимо рубашек) охлаждения или нагревания реакционной смеси.
При выборе типа мешалки для реактора руководствуются следующими наиболее важными факторами: обеспечение высоких коэффициентов теплоотдачи от стенки аппарата или погружных теплообменных устройств к реакционной смеси; интенсивное перемешивание реакционной смеси, особенно при гетерогенных реакциях; минимальные затраты энергии на перемешивание.
При низкой вязкости реакционной смеси (менее 5 Па*с) любая из мешалок, показанных на рис. 1, л - р, может обеспечить интенсивное перемешивание содержимого реактора. Для осуществления жидкофазных гетерогенных реакций при отсутствии погружных теплообменных устройств наиболее эффективны турбинные (рис. 1, м) (при вязкости реакционной смеси менее 50 Па*с) и пропеллерные (рис. 1, л) (при вязкости реакционной смеси менее 10 Па*с) мешалки. Их применяют в тех случаях, когда необходима чистка стенок реактора. При наличии погружных теплообменных устройств чаще всего применяют лопастные (рис. 1, я), листовые (рис. 1, о), якорные (рис. 1, я), реже пропеллерные (рис, 1, л) мешалки. Использование комбинированных мешалок (рис. 1,ф) заметно повышает передачу теплоты от днища и нижней части царги реактора. В процессе синтеза некоторых пленкообразующих веществ вязкость реакционной смеси сильно возрастает, что резко ухудшает процесс теплообмена. В этих случаях используют якорные (рис. 1, п) или якорно-рамные (рис. 1, р) мешалки. При этом, чем меньше зазор между лопастями якорной мешалки и стенкой реактора, тем выше коэффициент теплоотдачи. При высокой вязкости реакционной смеси применение скребковых мешалок позволяет существенно увеличить коэффициенты теплоотдачи.
Таким образом, выбор оптимального тина мешалки: определяется вязкостью реакционной смеси и наличием внутри реактора теплообменных устройств. От правильного выбора типа мешалки зависит производительность реактора, качество получаемого продукта (исключение перегрева, снижение полидисперсности полимеров и олигомеров) и возможность аварийных ситуаций, вызываемых трудностью отвода или подвода теплоты.
Итак реакторы для синтеза пленкообразующих веществ представляют собой различные комбинации корпусов, мешалок и погружных теплообменных устройств (см. рис. 1).
Основным конструкционным материалом для реакторов является нержавеющая сталь. Для снижения расхода нержавеющей стали корпус, реакторов часто изготавливают из двухслойной стали (нержавеющая + низколегированная) или эмалируют. Реакторы из углеродистой стали используют при получении основы темных лаков и для полимеризации растительных масел.
Периодически действующие реакторы, применяемые для синтеза алкидов должны отвечать следующим основным требованиям:
1.стойкость материала реактора к реакционной смеси и продуктам ее термического разложения;
2.возможность секционного обогрева корпуса реактора при ступенчатой загрузке сырья и достижения температуры реакционной смеси 260-280 С;
3.наличие охлаждающих устройств;
4.эффективное перемешивание реакционной смеси при максимальной интенсивности процесса теплообмена;
.возможность проведения синтеза под вакуумом;
.наличие в крышке реактора патрубков для загрузки жидкого сырья и отвода газообразных веществ, а также люка диаметром 400-500 мм для осмотра ремонта и чистки аппарата без снятия крышки;
7.наличие смотрового люка и светового фонаря для наблюдения за состоянием реакционной смеси в процессе синтеза и осмотра внутренних частей реактора;
8.наличие погруженных в реакционную смесь трубок, используемых в качестве гильз датчиков для измерения температуры или для подачи в реактор инертного газа;
9.наличие не засоряемого осадком спускного запорного устройства, в котором не может образоваться пробка из затвердевшего продукта синтеза.
В последние годы, для синтеза пленкообразующих веществ (в частности, для синтеза алкидов) получили применение реакторы с индукционным электрообогревом.
Рисунок 2 - Реактор с индукционным электрообогревом.
Индукционный электрообогрев основан на использовании теплового эффекта вихревых токов, возникающих в толще стальной стенки реактора под воздействием переменного электрического поля. Реактор с индукционным электрообогревом (рис. 2) является своеобразным трансформатором. Вокруг реактора расположены индукционные катушки, представляющие собой как бы первичные обмотки трансформатора, по которым проходит переменный электрический ток. Электрическая энергия передается индукцией вторичной обмотке, роль которой выполняет короткозамкнутый виток - стенка реактора. Вихревые токи в стенке реактора превращают электрическую энергию в тепловую.
В реакторах для синтеза пленкообразующих веществ часто устанавливают три катушки или число катушек, кратное трем.
При электроиндукционном обогреве можно получать большие удельные тепловые нагрузки поверхности теплообмена, охватываемой катушкой. Расход электроэнергии на 1 т синтезируемого алкида составляет 350-500 кВт.
Электроиндукционный обогрев обладает рядом дооинств:
не происходит загрязнения атмосферы цеха имеющими запах или токсичными газами (что возможно при использовании ВОТ), что улучшает условия труда;
отпадает необходимость в отдельном помещении для установки генераторов теплоты;
исключаются сложные коммуникации, запорная армату?/p>