МНОГОКОНТУРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫВКИ УСТАНОВКИ СИНТЕЗА АЛКИДНЫХ СМОЛ

Полезная модель относится к химической и лакокрасочной промышленности и предназначена для интенсификации технологических процессов, проводимых на установках синтеза алкидных смол, которые широко используются в лакокрасочной промышленности.
Алкидные смолы - общее название термореактивных материалов на основе фталевого ангидрида и многоатомных спиртов.
Синтез алкидных смол обычно проводится в одном реакторе периодическим методом двухстадийным способом: 1) получение сложных эфиров - переэтерификация растительных масел многоатомным спиртом; 2) поликонденсация сложных эфиров с фталевым ангидридом.
На первой стадии - стадии переэтерификации, получают сложные эфиры: в реактор загружают рецептурное количество растительного масла, нагревают его, затем производят загрузку пентаэритрита и выдерживают рабочую смесь при перемешивании при температуре 230-240°С до завершения реакции переэтерификации. В результате получаются сложные эфиры.
Процесс поликонденсации - это процесс взаимодействия полученных сложных эфиров с фталевым ангидридом, который проводится в том же реакторе, где получены эфиры. Реактор оборудован рубашкой обогрева, а также предусмотрена циркуляция реакционной смеси через выносной теплообменник-подогреватель, обогреваемый горячим высокотемпературным органическим теплоносителем (ВОТ). Реакция поликонденсации является обратимой и, чтобы она шла в нужном направлении, необходимо из зоны реакции непрерывно удалять образующийся низкомолекулярный побочный продукт -реакционную воду.
Для вывода реакционной воды из зоны реакции предусмотрен ввод в реакционную смесь ксилола в количестве 2-3% от количества реакционной смеси, образующего с реакционной водой азеотропную смесь, которая, постепенно испаряясь, выводится из реактора.
На стадии поликонденсации предусмотрена система конденсации ксилола с фталевым ангидридом, конденсация азеотропа ксилол-вода, а также конденсация водяного пара. Эти процессы осуществляются в специальных теплообменниках-конденсаторах кожухотрубчатого типа.
Возврат испаренного из реакционной смеси ксилола и удаление реакционной воды происходит следующим образом: испарившиеся ксилол и вода в виде азеотропа, уносящие с собой частички не прореагированного фталевого ангидрида, поступают в парциальный теплообменник-конденсатор, где при температуре 100-120°С избыточное над азеотропом количество ксилола конденсируется и смывает часть унесенного фталевого ангидрида обратно в реактор, а оставшиеся пары азеотропа ксилол-вода поступают на конденсацию в следующий по ходу после парциального теплообменника-конденсатора водяной теплообменник-конденсатор. В этом конденсаторе азеотроп ксилол-вода конденсируется и конденсат подается в разделительный сосуд (флорентину), где происходит разделение азеотропа на ксилол и воду.
В процессе работы в выносных теплообменниках, в парциальном и водяном теплообменниках-конденсаторах, в разделительном сосуде, в накопительном сосуде, в реакторе происходит постепенное накопление осадков. Это приводит к тому, что сечения трубок теплообменников-конденсаторов постепенно зарастают, гидравлическое сопротивление теплообменников увеличивается, что отрицательно сказывается на времени протекания процесса. Кроме этого, осадок загрязняет рабочую смесь, качество и цветность конечного продукта ухудшается.
Кроме того, установка синтеза и реактор в частности, могут быть использованы для проведения иных химических процессов, с использованием других реагентов, после выполнения которых оборудование должно быть тщательно промыто.
Возникает необходимость чистки и промывки оборудования.
Наиболее распространенным способом является разборка оборудования и последующие операции очистки, например, механическим способом.
Недостатком этого способа является большие затраты сил, средств и времени, кроме того, при механической чистке можно повредить тонкие стенки трубок теплообменников.
Известен способ пропаривания оборудования специальной паропередвижной установкой (ППУ) (И.Т. Мищенко, «Скважинная добыча нефти», М., изд-во «Нефть и газ», 2003 г., с. 522). Недостатком данного способа является то, что требуется специальная паровая установка, большой расход энергии, длительная остановка рабочего процесса.
Известен способ очистки оборудования промывкой растворами моющих средств (заявка РФ №2004133053, кл. В08В 9/032), включающий операции соединения устройства, подлежащего очистке, к устройству для входа-выхода промывочной жидкости, для обеспечения циркуляции промывочной жидкости.
Недостатком данного способа является то, что требуется специальная промывочная установка, необходимость проведения дополнительных операций присоединения установки с промывочным раствором к устройству, подлежащему очистке, что приводит к усложнению установки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки теплообменников-конденсаторов от осадка фталевого ангидрида на установке синтеза алкидных смол (пат. РФ №154275, кл. F28G 9/00), заключающийся в том, что очистка оборудования выполняется без разборки установки, путем создания обратного течения горячей рабочей смеси через теплообменники-конденсаторы. При этом горячая рабочая смесь поступает от теплообменника-подогревателя на выход теплообменника-конденсатора, создавая обратное течение жидкости, расплавляет осадок фталевого ангидрида и смывает его в реактор.
Недостатком предлагаемой схемы является неконтролируемость массы фталевого ангидрида, вступившего в реакцию синтеза. Задачей полезной модели является устранение недостатков известных технических решений.
Технический результат состоит в достижении возможности промывки аппаратов без разборки установки, без применения сложного дополнительного оборудования, путем небольшой конструкторской доработки установки.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что, как показано на схеме, в установку дополнительно установлен распределительный коллектор РК, который имеет три выхода и дополнительно установлены три перемычки - 1П, 2П и 3П - между распределительным коллектором РК и узлами установки, которые позволяют создать и задействовать контуры промывки установки. Установка разделена на три контура: первый контур - реактор 1, циркуляционный насос 2, распределительный коллектор РК, смеситель 10, выносные теплообменники-подогреватели 3 и 4, реактор 1; второй контур - реактор 1, циркуляционный насос 2, распределительный коллектор РК, дополнительная перемычка 1П и трубопровод 11. водяной теплообменник-конденсатор 6, парциальный теплообменник-конденсатор 5, реактор 1; третий контур - реактор 1, циркуляционный насос 2, распределительный коллектор РК, дополнительная перемычка 2П, разделительный сосуд 7, накопительный сосуд 8, дополнительная перемычка 3П, реактор 1.
В качестве промывочной жидкости могут использоваться либо растительное масло, либо растворитель, либо раствор щелочи, либо другие моющие жидкости, в зависимости от того, от остатков какого продукта необходимо отмыть установку.
Устройство многоконтурной промывки установки синтеза алкидных смол работает следующим образом: промывка первого контура - реактор 1 заполняется промывочной жидкостью, промывочная жидкость подогревается в реакторе 1 до требуемой температуры, из реактора 1 через открытый вентиль 22 поступает в циркуляционный насос 2, из насоса 2 закачивается через вентиль 17 в распределительный коллектор РК, вентили 18, 19, 21, 12 закрыты, вентили 20 и 14 открыты, из распределительного коллектора РК промывочная жидкость прокачивается через смеситель 10 в выносные теплообменники-подогреватели 3 и 4 и через вентиль 14 сливается в реактор 1. Циркуляция промывочной жидкости продолжается до достижения необходимой чистоты аппаратов.
Промывка второго контура - подогретая промывочная жидкость из реактора 1 через открытый вентиль 22 поступает в циркуляционный насос 2, из насоса 2 закачивается через вентиль 17 в распределительный коллектор РК, вентили 18, 20 и 12, а также 15 и 27 закрыты, вентили 19, 21 и 13 открыты, промывочная жидкость из коллектора РК через перемычку 1П и трубопровод 11, через открытые вентили 21 и 13 прокачивается через водяной теплообменник-конденсатор 6 и парциальный теплообменник-конденсатор 5 и сливается в реактор 1. Циркуляция промывочной жидкости продолжается до достижения необходимой чистоты аппаратов.
Промывка третьего контура - подогретая промывочная жидкость из реактора 1 через открытый вентиль 22 поступает в насос 2, из насоса 2 через вентиль 17 закачивается в распределительный коллектор РК, вентили 19, 20, 15, 25 и 28 закрыты, вентили 18, 23, 24, 26 и 27 открыты, промывочная жидкость из коллектора РК прокачивается через перемычку 2П в разделительный сосуд 7, накопительный сосуд 8, перемычку 3П и сливается в реактор 1. Циркуляция промывочной жидкости продолжается до тех пор, пока аппараты и сосуды очистятся от осадка и загрязнений. После промывки контуров установки синтеза алкидных смол промывочная жидкость направляется в накопительный сосуд для утилизации. Для слива остатков промывочной жидкости из колпаков выносных теплообменников-конденсаторов 3 и 4, парциального теплообменника-конденсатора 5, водяного теплообменника-конденсатора 6 и контроля промывки устанавливают дополнительные контрольные вентили: 1К, 2К, 3К, 4К, 5К, 6К, 7К, 8К.
Таким образом, небольшая конструкторская доработка позволяет обеспечить промывку аппаратов и сосудов установки синтеза алкидных смол без ее" разборки.
Поставленная задача решена.