ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппараты для дистилляции и ректификации капролактама из "Производство капролактама" Кубовый продукт насосом подается на IV ступень — основную дистилляцию Ее проводят в испарителе 19. Дистиллят IV ступени после конденсатора 21 и барометрического сборника 22 собирается в сборнике очищенного продукта 23. Степень отгона на этой стадии составляет примерно 70%. Кубовый продукт после испарителя 19 через барометрический сборник 20 посредством насоса поступает на V ступень — ректификацию. Она обычно выполнена идентично III ступени и проводится в ректификаторе 24 и испарителе 25. Часть дистиллята из конденсатора 28 через сборники 29 и 30 подается в сборник флегмы 27 и далее самотеком на орошение ректификатора 24. [c.193] Кубовый продукт из сборника 26 насосом подается на испаритель VI ступени 31, где смолы отделяются (отжимаются) от кап-, ролактама Сюда же, подается кубовый продукт со II ступени Дистиллят VI ступени возвращается на одну из предыдущих стадий, а кубовый остаток попадает в сборник 36, снабженный мешалкой. В него же подается горячая вода Образовавшаяся смесь выводится с установки на сжигание. [c.193] Шестиступенчатая система очистки капролактама сложна, энергоемка Обычно ее размещают в специальном производственном корпусе, но можно компоновать оборудование совместно с оборудованием предыдущих стадий получения капролактама. [c.193] Другим ее недостатком является то, что 70% производимого капролактама очищается фактически не ректификацией, а двухступенчатой дистилляцией (обессмоливание, основная дистилляция) с промежуточной ректификацией отгонкой легколетучих примесей. Тот факт, что при очистке капролактама ректификация дает лучшие результаты, показано в работе [22]. Ректификационный эффект очевиден не только на стадии отгонки легколетучих, но и при получении очищенного капролактама. [c.193] Двухколонная схема ректификационной очистки реализована в промышленном масштабе с использованием так называемых колонн Киршбаума — Штора [23]. Капролактам-сырец после выпаривания поступает на первую колонну, где при флегмовом числе 10—15 отгоняется 3—5% его в виде предгона, содержащего легколетучие примеси Кубовый продукт подается на вторую колонну, где при флегмовом числе 0,5—1 отгоняется очищенный капролактам Кубовый остаток второй колонны направляется на отделение капролактама от смол, которое производится на периодических дистилляционных кубах. [c.194] Роторно-пленочный испаритель типа Лува с жестким лопастным ротором (рис. 65) представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с нагревательной рубашкой 7 Ротор—пустотелая сварная конструкция с тремя лопастями 6 зазор между лопастью и стенкой составляет 0,4—1,5 мм. Скорость вращения лопастей ротора достигает 12 м/с. Аппараты изготавливаются внутренним диаметром от 0,15 до 0,85 м и поверхностью нагрева от 0,5 до 16 м . [c.194] Испаритель типа Лува применяется главным образом для выпаривания и дистилляции продуктов, когда в процессе не выпадает сухой остаток, хотя принципиально можно получать в нем и кристаллический продукт, с выгрузкой из аппарата посредством шнека. [c.195] Испарители в вертикальном исполнении изготавливаются с поверхностью нагрева до 24 при среднем внутреннем диаметре корпуса до 1,4 м Если в вертикальном аппарате Сако время пребывания продукта составляет от 1,6 до 7 с, то в горизонтальных аппаратах оно может доходить до нескольких минут При подаче питания в узкую часть конического корпуса результирующее давление в пленке, возникающее при наложении на нее центробежной силы, совпадает с направлением ее движения В то же время при подаче питания в широкую часть это давление препятствует продвижению пленки в направлении выходного отверстия. [c.197] Этот принцип реализован в теплообменном аппарате с гофрированным барабанным ротОром (испаритель ГИАП) [24]. На базе такой конструкции создан роторно-пленочный испаритель. Аппарат (рис 68) состоит из цилиндрического корпуса 1, разделенного по высоте на ряд секций Секции снабжены нагревательными рубашками На валу 3 ротора по высоте закрепляются соосно с ним ряд полых барабанов 2, число которых соответствует числу секций Поверхность каждого барабана выполнена гофрированной, а на выпуклостях гофр, по винтовой нисходящей линии располагаются отверстия 6 Принцип работы испарителя следующий. [c.197] Витки перфорации барабана можно выполнить в несколько заходов Неиспарившаяся часть жидкости со стенок корпуса попадает в кольцевой сборник 7, снабженный перегородками 8, откуда по желобам 9 поступает на распределительное кольцо лежащей ниже секции, где процесс повторяется. Во впадинах гофр предусмотрены отверстия 10 для прохода паров в пространство внутри барабана Последнее связано со стремлением достигнуть в испарителе минимального перепада давления по высоте. Благодаря отверстиям 10 пары, образовавшиеся в процессе испарения внутри данной секции, поднимаются вверх не только в зазоре 5, но и по всему сечению аппарата. [c.198] Зазор между корпусом и барабаном может составлять несколько сантиметров. Это практически должно снять жесткие требования к качеству обработки внутренней поверхности корпуса, присущие различным конструкциям эксплуатируемых в настоящее время роторно-пленочных теплообменных аппаратов. Последнее обстоятельство представляется особенно важным при создании аппаратов большой единичной мощности. [c.198] Наконец, равномерный по высоте сброс жидкости на теплообменную поверхность должен способствовать эффективной работе испарителя в широком диапазоне изменения нагрузок, а также теплофизических свойств перерабатываемого продукта. [c.198] Рис 69 Испаритель ГИАП с иижним выводом паров. [c.198] При создании промышленного аппарата был проработан вариант с нижним выводом паров Такое решение обладает рядом преимуществ, хотя малоизвестно в мировой практике. Прежде всего, получается значительный выигрыш в длине вала ротора на величину, равную высоте сепарационного пространства. При эксплуатации испарителя в качестве самостоятельного аппарата в этом варианте можно применять выносной сепаратор, а в случае использования его как испарителя ректификационной колонны необходимость в сепараторе вообще отпадает Кроме того, испаритель с нижним выводом паров в ректификационную колонну можно скомпоновать наилучшим образюм, установив их на одной высоте. Это особо важно для вакуумной ректификации, когда расположение испарителя и ректификатора, каждый из которых имеет барометрические трубы высотой до 10 м, одного под другим приводит к необходимости строительства очень высоких производственных зданий. С учетом изложенного выше разработан аппарат с нижним выводом паров, что значительно упрощает конструкцию узла для подачи питания в аппарат (рис. 69). Она состоит из трубопровода для подачи исходного продукта на вращающееся кольцо, плоскость которого несколько опущена по сравнению с плоскостью распределительной тарелки. При заполнении кольца продуктом последний поступает на распределительную тарелку и далее под действием центробежных сил затекает во впадины гофр барабана Характеристика разработанного испарителя такова. [c.199] использован принцип термической ректификации Пары, проходя через колонну, контактируют с охлаждаемой изнутри поверхностью ротора. Часть паров конденсируется, и образующийся конденсат попадает на обогреваемую поверхность корпуса, где происходит его повторное испарение В результате многократных актов испарение — конденсация происходит массообмен с обогащением паровой фазы легколетучим компонентом, а жидкости тяжелокипящим. [c.201] Ректификатор типа Лува , применяемый в шестиступенчатых установках очистки капролактама (рис 70), представляет собой вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого вращается полый лопастной ротор Корпус снабжен обогревающей рубашкой. Исходный продукт поступает в аппарат через верхний штуцер и вращающимся ротором, распределяется на внутренней поверхности корпуса в виде закрученной стекающей вниз жидкостной пленки. [c.201] Достоинство ректификатора Лува состоит прежде всего в небольшом гидравлическом сопротивлении Что касается эффективности аппарата, то имеющиеся в литературе данные оказываются на первый взгляд противоречивыми, так для аппарата диаметром 0,1 м получено значение ВЭТТ, равное 0,14 м [27] При этом автор полагает, что удельная эффективность ректификатора вообще не зависит от диаметра В то же время обстоятельные исследования [28] заставляют усомниться в воспроизводимости этих данных при переходе на больший диаметр На колонне диаметром 0,18 м при ректификации смеси этиленгликоль-1,2 — пропиленгли-коль зафиксирована эффективность для ВЭТТ, равная 0,85 м. При испытаниях ректификатора диаметром 0,65 м на смеси н-гек-санон — циклогексанон при атмосферном давлении величина ВЭТТ составила около I м. [c.202] Кроме того, ректификаторы Лува естественно сохраняют те недостатки конструкции, которые (свойственны испарителю, выпускаемому той же фирмой. Сложность создания достаточно крупного аппарата с минимальным зазором, между стенкой и лопастью ротора достаточно очевидна. [c.202] Колонна обладает низким гидравлическим сопротивлением. С увеличением диаметра колонны эффективность снижается, что объясняется невозможностью скомпенсировать возрастающую с увеличением диаметра поперечную неравномерность Как было отмечено, такие колонны непригодны для укомплектования достаточно мощных технологических линий. [c.203] Вернуться к основной статье