Отделение синтеза алкидного олигомера ПФ-053 мощностью 3000 т/год
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
схема реактора для синтеза алкидов, сблокированного с роторно-пленочным тепломассообменным аппаратом.
Рисунок 4 - Схема реактора, сблокированного с пленочным тепломассообменным аппаратом.
В качестве пленочного испарителя могут быть использованы аппараты со свободно падающей или восходящей пленкой, роторно-пленочные испарители и испарители пленочно-трубчатого типа. Из этих аппаратов наиболее сложным является роторно-пленочный.
Ускорить процесс отгонки реакционной воды азеотропным методом при синтезе алкидов можно подачей в реактор вместо жидкого ксилола его паров, как это показано на рис. 5.
Рисунок 5 - Реактор с подачей в него паров ксилола при азеотропной отгонке реакционной воды.
При проведении реакции этерификации под вакуумом обогрев испарителя ксилола можно проводить водяным паром, а не ВОТ.
Непрерывнодействующие колонные реакторы полного смешения. К ним относятся многоступенчатые (многосекционные) вертикальные реакторы с мешалками (рис. 6), пульсационные колонны и колонные одноступенчатые реакторы с перемешиванием реакционной смеси барботированием через нее газа.
Рисунок 6 - Непрерывнодействующий многоступенчатый колонный реактор полного смешения.
Колонные многоступенчатые реакторы применяют в тех случаях, когда исключено образование отложений на стенках реактора, перемешивающих устройствах, переливных и пароотводящих трубах. Они занимают значительно меньшую площадь, чем каскад одноступенчатых реакторов полного смешения, их легко и недорого устанавливать, однако ремонт перемешивающих устройств, расположенных внутри колонны, достаточно сложен.
Если же при синтезе пленкообразующих веществ (алкидов, фенолоальдегидов и др.) образуются пары воды и летучих веществ, а также газы, которые необходимо непрерывно отводить из реакционного объема, применяют многоступенчатые колонные реакторы непрерывного действия. Особенностью такого реактора (рис. 6) является ~ наличие труб для отвода паров, позволяющих поддерживать необходимый уровень жидкости в каждой секции (определяемый высотой переливного патрубка). Паровые пространства всех четырех секций соединены, и пары, пройдя через трубы 5, уходят из верхней царги 2 в теплообменник. Реакционная смесь поступает в верхнюю секцию и уходит из нижней.
Непрерывнодействующие реакторы полного вытеснения находят ограниченное применение в производстве пленкообразующих веществ(рис. 7). Для вязких реакционных смесей применяют трубчатые реакторы с рециркуляцией смеси или со шнековым транспортером (реакторы шнекового типа) обычно с L/D> 20 (где L - общая длина реактора, D - его диаметр).
Рисунок 7 - Непрерывнодействующий реактор вытеснения шнекового типа.
2. Технологическая часть
.1 Описание аналоговой технологической схемы
В реактор периодического действия 14 загружают пентаэритрит и нагретое до 240-250С масло. Пентаэритрит на складе сырья разгружается из мешков в бункер 2. Из этого бункера пентаэритрит направляется в бункер с вибрирующим днищем, установленный над реактором, откуда 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 240-250С и проводят алкоголиз. По окончании алкоголиза реакционную смесь охлаждают до 180-200С, загружают в расплавленном виде фталевый ангидрид из приемника, поднимают температуру до 250-260С 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.
2.2 Описание усовершенствований технологической схемы
В курсовом проекте были разработаны следующие усовершенствования (см. чертеж):
. Установка реактора, сблокированного с пленочным тепломассообменным аппаратом. Способствует повышению поверхности теплообмена.
1.Метод обогрева жидкими ВОТ. Замена дифенильной смеси на масло АМТ-300. Масло АМТ-300 менее токсично, не проникает через места уплотнений( фланцевые соединения трубопроводов и арматуры, сальники запорных приспособлений и насосов и т.д.),достаточно термостойко, обеспечивает достижение высоких коэффициентов теплоотдачи.
2.Установка шестеренного насоса для экономии объема помещений.
2.3 Характеристика исходного сырья
Таблица 1 - Характеристика исходного сырья
Наименование сырья, материалаГОСТ или ОСТ, ТУ или методика подготовки сырьяПоказатели, обязательные для проверки перед использованием в производствеРегламентированные показатели с допустимыми отклонениямиМасло подсолнечноеГОСТ 14083-68ПрозрачностьПрозрачное без осадкаЦветность, мг 12/100 см , не б