Производство терефталевой кислоты и ее диметилового эфира - Овчинников В.И.
Скачать (прямая ссылка):
При определении объема реактора жидкофазного каталитического окисления л-ксилола по кинетическим параметрам реакции необходимо также учитывать следующие факторы:
1) газонаполненный объем реакционной массы при протекании реакции в 1,8—2,0 раза больше объема реакционной массы при удалении из нее газов и паров (т. е. при прекращении процесса: мешалка остановлена, обогрев и подача газа в реактор прекращены);
2) сепарациопная зона должна обеспечить не только удаление из газа механически уносимых капель растворителя (точнее, суспензии ТФК), но и иметь определенный резерв по крайней мере 10—20% для обеспечения возможности поднятия уровня в реакторе при непредвиденных обстоятельствах (забивка выхода из реактора, неполадки в узле кристаллизации и др.).
Инженерно-технологические решения при оформлении узла окисления л-ксилола. Промышленный синтез ТФК жидкофазным каталитическим окислением л-ксилола в среде уксусной кислоты, относящийся к пожаро-взрьгвоопасному производству, обладает рядом специфических особенностей технологии, которые требуют не только детальной разработки специальных, присущих данному процессу инженерных решений по аппаратуре, технологической схеме, средствам и схеме управления, но и высокой технической культуры его обслуживания и эксплуатации. Повышенные температуры (200—230°С) и давление (24,5-105—29,41 • 105 Па), агрессивная уксуснокислая среда, содержащая бром, легкокристаллизую-щиеся продукты (ТФК, л-КБА, л-ТК, БК и др.), практически во всем диапазоне рабочих температур обусловливают следующие требования: 1) выбор- устойчивых конструкционных материалов; 2) разработку реакционной аппаратуры с надежными уплотнениями валов мешалок; 3) разработку и выбор специальной запирающей и регулирующей арматуры и обогреваемых трубопроводов для транспортирования оксидата.
69
При выполнении объемно-планировочных решений компоновки оборудования и коммуникаций установки получения ТФК необходим индивидуальный подход, связанный со специфичностью процесса. В качестве конструкционного материала для изготовления оборудования реакционного узла, а также арматуры и трубопроводов (по результатам исследований, промышленной проверки и литературным данным) наиболее эффективными оказались титан ВТ1-0 и его сплавы. Высокая коррозионная устойчивость титана и его сплавов в уксуснокислых средах в присутствии бром-ионов, а также умеренные прочностные характеристики до 250'—300°С позволяют изготавливать титановые реакционные аппараты (давление 29,41 Па) небольших объемов (до 10 м3-). При изготовлении реакторов большой единичной мощности (10—100 м3) используют обычно биметалл, состоящий из тонкого слоя (2—5 мм) титана, плотно напрессованного на стальной лист толщиной 15—40 мм в зависимости от диаметра изготавливаемого реактора.
Основным типом аппаратуры реакционного узла окисления п-<ксилола являются аппараты с перемешивающими устройствами. Реактор и шлюзовые камеры (кристаллизаторы), функционирующие последовательно и составляющие обычно нитку производства, могут обеспечить непрерывное ведение процесса и выпуск продукта при условии безотказной работы мешалок и их торцевых уплотнений. Выход из строя торцевого уплотнения хотя бы одного -аппарата в технологической цепочке приводит обычно к остановке процесса. Остановкам процесса также сопутствуют забивки О'Ксидатных трубопроводов и арматуры, нарушение технологического режима и выпуск некондиционного продукта. 'Поэтому разработка торцевых уплотнений и их эксплуатации придается 'большое значение и уделяется постоянное внимание. В ряде зарубежных фирм торцевое уплотнение принято считать точным прибором, стоимость которого достигает 30—50% от стоимости реакционного аппарата, на котором его устанавливают.
Ниже описаны конструкция и работа отечественных торцевых уплотнений ТС-151А и ТС-151Б, которые устанавливают на реакторах окисления производства терефталевой кислоты.
Основными элементами торцевых уплотнений типа ТС-151А (рис. 3.5) являются две пары трения, образованные вращающимися 2 и неподвижными 1 кольцами. Вращающиеся кольца, изготовленные из силицированного графита, запрессованы в металлические обоймы и установлены на втулку, которая через систему колец 9, 11, 12, 13 винтом 10 зафиксирована на валу мешалки. Вращение подвижным кольцам 2 от втулки 15 через втулку 4 передается с помощью планок 20. Неподвижные кольца, изготовленные из графита 2П-1000, установлены в металлические обоймы. Герметичность всех соединений уплотнения обеспечивается резиновыми кольцами 6, 17, 18, 19, 21, 23, 25 круглого сечения. Установленный в опоре 14 двухрядный сфе-70
Рис. 3.5. Торцевое уплотнение реактора ТС-151А:
/ — неподвижные графитовые кольца; 2 — вращающиеся графитовые кольца; 3, 22 — пружины; 4 — втулка; 5 — корпус; 6, 17, 18, 19, 21, 23, 25 — резиновые уплотнительные кольца;
9, 11, 12, 13 — система колец; 8 — патрубок; 10 — винт; 14 — опора; 15 — втулка; 16 — Двухрядный сферический подшипник; 20 — планка; 24 — уловитель.
рический подшипник 16 устраняет биение вала и воспринимает радиальную нагрузку. Корпус 5, уловитель 24 и опора 14 снабжены рубашками охлаждения.
