УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕПЛООБМЕННИКОВ-КОНДЕНСАТОРОВ ОТ ОСАДКА ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА НА УСТАНОВКЕ СИНТЕЗА АЛКИДНЫХ СМОЛ

Полезная модель относится к химической и лакокрасочной промышленности и предназначена для интенсификации технологических процессов, проводимых на установках синтеза алкидных лаков, которые широко используются в лакокрасочной промышленности.
Алкидные смолы - общее название термореактивных материалов на основе фталевого ангидрида и многоатомных спиртов.
Синтез алкидных смол проводится в одном реакторе периодическим методом двухстадийным способом: 1) получение сложных эфиров - переэтерификация растительных масел многоатомным спиртом; 2) поликонденсация сложных эфиров с фталевьгм ангидридом.
Процесс поликонденсации - это процесс взаимодействия сложных эфиров с фталевым ангидридом, который проводится в реакторе, оборудованном рубашкой обогрева при температуре 160-200°C. Для возможности дополнительного подвода тепла предусмотрена циркуляция реакционной смеси через выносной подогреватель (кожухотрубчатого типа), 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 массу ксилола в количестве 2-3% от количества реакционной массы, образующего с реакционной водой азеотропную смесь, которая, постепенно испаряясь, выводится из реактора.
На стадии поликонденсации предусмотрена система конденсации ксилола с фталевым ангидридом, 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, уносящие с собой частички непрореагированного фталевого ангидрида, поступают в парциальный теплообменник-конденсатор, где при температуре 100-120°C избыточное над азеотропом количество ксилола конденсируется и смывает часть унесенного фталевого ангидрида обратно в реактор, а 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 парциальном и водяном теплообменниках-конденсаторах происходит постепенное накопление осадка фталевого ангидрида. Это приводит к тому, что сечения трубок теплообменников-конденсаторов постепенно зарастают, гидравлическое сопротивление теплообменников увеличивается, что отрицательно сказывается на времени протекания процесса.
Возникает необходимость чистки теплообменников-конденсаторов.
Известны способы очистки теплообменников, включающие в себя обязательную их разборку и последующие операции очистки, например, механическим способом.
Недостатком этих способов являются большие затраты сил, средств и времени, кроме этого, при механической очистке можно повредить тонкие трубки теплообменников.
Известен способ пропаривания теплообменников 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, дополнительная арматура для соединения ее с теплообменниками, полная остановка рабочего процесса.
Известен способ очистки теплообменников промывкой растворами моющих средств (заявка РФ №2004133053, кл. B08B 9/032), включающий операции соединения устройства, подлежащего очистке, к устройству для входа-выхода промывочной жидкости, создание замкнутого циркуляционного контура для осуществления 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 и увеличению массогабаритных характеристик установки.
Известен способ очистки теплообменников на пункте подогрева нефти от парафиновых отложений, заключающийся в том, что очистку проводят потоком горячей нефти с выносом нагретого и разжиженного парафина потоком нефти установки (пат. RU №2319096, кл. F28G 9/00).
Недостатком указанного способа является необходимость перекрытия подачи холодной нефти и подачи в теплообменники предварительного нагретой нефти, что усложняет процесс эксплуатации установки и приводит к ее усложнению.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки теплообменников на пункте подогрева нефти от парафиновых отложений, заключающийся в том, что очистку производят потоком горячей нефти с выносом нагретого и разжиженного парафина потоком нефти (пат. РФ №2527797, кл. F28G 9/00), для чего к теплообменникам подключают линию реверсивной подачи нефти через теплообменники.
Задачей полезной модели является устранение недостатков известных технических решений.
Технический результат состоит в конструктивном изменении установки, обеспечивающем возможность очистки теплообменников без разборки установки, без ее охлаждения, без остановки рабочего процесса.
Указанный технический результат достигается, а поставленная задача решается за счет использования в качестве промывочной жидкости реакционной массы с температурой 160-200°C, для чего, как показано на схеме, ставится трубчатая перемычка 11 с выхода подогревателя 4 на выход теплообменника-конденсатора 6. Трубчатая перемычка имеет две задвижки - 12 и 13, на трубопроводе подогрева реакционной смеси ставится задвижка 14, а на трубопроводе конденсации ксилола ставится задвижка 15.
Схема очистки теплообменников-конденсаторов 5 и 6 работает следующим образом: закрывают задвижки 14 и 15, открывают задвижки 12 и 13 и прокачивают насосом 2 реакционную смесь из реактора 1 через подогреватели 3 и 4, через перемычку 11 и через теплообменники-конденсаторы 5 и 6. Реакционная смесь при этом будет протекать через теплообменники-конденсаторы 5 и 6 в обратном направлений, с выхода на вход. Реакционная смесь имеет температуру 160-200°C, этого достаточно для того, чтобы осадок фталевого ангидрида расплавился и с потоком жидкости вернулся в реактор 1.
2
Контроль процесса очистки производится по давлению газовой фазы в линии конденсации ксилола: по мере зарастания теплообменников-конденсаторов 5 и 6 перепад давления между давлением газовой фазы на входе в теплообменник-конденсатор 5 и на выходе из теплообменника-конденсатора 6 растет и когда оно превысит на 30-40% нормальное рабочее давление газовой фазы - 0,03 кг/см, необходимо очищать теплообменники-конденсаторы. При промывке по мере очистки давление снижается до нормального значения.
Реализация данного процесса позволяет обеспечить очистку теплообменников-конденсаторов без остановки работы установки, практически в рабочем режиме.
Таким образом, поставленная задача решена.