Производство капролактама - Бадриан А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Шестиступенчатая система очистки капролактама сложна, энергоемка. Обычно ее размещают в специальном производственном корпусе, но можно компоновать оборудование совместно с оборудованием предыдущих стадий получения капролактама.
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.
13—1808
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.
Колонны снабжены испарителями с падающей пленкой, обладающими низким гидравлическим сопротивлением. Схема имеет хорошие энергетические показатели и позволяет получать капролактам достаточно высокого качества. Существенный ее недостаток— низкая производительность. Мощность эксплуатируемых агрегатов не превышает 7 тыс. т в год. Реализация ректификационного метода очистки капролактама в современных' условиях возможна только на базе ректификационного, а также испарительного оборудования, которое обладало бы достаточно высокой производительностью. Основные виды оборудования, применяемого для дистилляции и ректификации капролактама, в том числе и такие, которыми оснащаются вновь создаваемые высокопроизводительные технологические линии, рассмотрены в следующем разделе.
Аппараты для дистилляции и ректификации
капролактама
В связи с тем, что капролактам является термически нестойким продуктом, в процессе его перегонки важно обеспечить минимально возможное термическое воздействие. Этому требованию соответствуют роторно-пленочные и тепло- и массообменные аппараты— испарители и ректификаторы. Они обладают низким гидравлическим сопротивлением, время пребывания в них перерабатываемого продукта составляет несколько секунд.
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 м2.
Исходный продукт поступает в верхнюю часть аппарата и с помощью лопастей распределяется (размазывается) на теплообменную поверхность, образуя на ней жидкостную пленку. Уплотнение вала ротора для работы в вакууме достигается с помощью торцевого уплотнения двойного действия, что позволяет эксплуа-
194
тировать аппарат при абсолютном давлении до 133 Па. Для более глубокого вакуума предусмотрен выпуск аппаратов с приводом от экранированного электродвигателя. Нижняя опора ротора представляет собой подшипник скольжения кз графита с добавкой антифрикционных материалов. Смазка подшипника производится перерабатываемым продуктом.
Соковый
пар
Питание
Греющий пар----
Паровой
конденсат
НеиспариВшшся продукт
Рис. 65. Иепарлтедь типа «Лува»:
- торцевое уплотнение; 2 — штуцер для выхода паров; 3 — сепаратор; 4 — штуцер для ввода питания; 5 — корпус; 6 — лопасти; 7 — рубашка; 8 — штуцер для вывода остатка.
Рис. 66. Испаритель типа «Самбай»:
1 — корпус с рубашкой; 2 — лопастн; 3 — вал ротора.
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.
Одним из первых теплообменных аппаратов с размазывающим ротором стал испаритель «Самбай», производство которого было освоено фирмой Samesreuter (ФРГ). Принципиальное отличие его от аппарата «Лува» заключается в применении ротора с шарнирно закрепленными на валу лопастями (рис. 66). При вращении лопасти, прижимаясь к поверхности корпуса под действием центробежной силы, механически размазывают по ней жидкостную плен-
13*
195
ку. Аппарат «Самбай» применяется главным образом для выпаривания высоковязких и пастообразных материалов. Его можно использовать для проведения совмещенного процесса выпаривания— кристаллизации—сушки [23]. Скорость вращения лопастей ротора не превышает 5 м/с.
Рис. 67. Испаритель типа / — электродвигатель; 2,3 — торцевое уплотнение; 4 — вал; 5 — сепаратор; 6 — распределительная тарелка; 7 — штуцер для подачи продукта; 8 — опора; 9 — паровые штуцеры; 10 —
