Выбор и технико-экономическое обоснование проектных решений при производстве этилсиликата (Глава 2 дипломного проекта), страница 7

В процессе получения этилсиликата-40 имеют место побочные реакции, которые приводят к образованию высокополимерных продуктов, вплоть до выпадения гелеобразного продукта:

1.  на стадии этерификации:

С2Н5ОН  +  НСl → С2Н5Cl  + Н2О,                                           (2.36)

Si2OCl6 + H2O → Si2OCl5OH  + HCl,                                        (2.37)

2 Si2OCl5OH → Si4O3Cl10 + H2O,                                              (2.38)

2.       на стадии десорбции хлористого водорода:

Si4O3 (OC2H5)9Cl + H2O → Si4O3 (OC2H5)9 OH  +  HCl,                    (2.39)

2 Si4O3 (OC2H5)9 OH →  Si8O7 (OC2H5)18 + H2O,                                (2.40)

и т.д.

При длительном нагревании реакционной смеси на стадии десорбции хлористого водорода может иметь место межмолекулярная поликонденсация с образованием высокополимерных соединений вплоть до гелеобразного продукта.

SiCl +  C2H5O – Si = Si – O – Si + C2H5Cl,                               (2.41).

Скорость указанных реакций возрастает в присутствии соединений железа, титана, циркония и др.

Из этерификатора по переливной линии реакционная масса поступает на I ступень десорбции.

2.3.3. Десорбция

2.3.3.1. Первая ступень десорбции

Первую ступень десорбции осуществляют в десорбере.

Реакционная масса со стадии этерификации из реактора – этерификатора самотёком поступает через теплообменник, где паром нагревается до температуры (60-80)0С, в десорбер.

В десорбере реакционная масса нагревается водяным паром до температуры 90 ÷ 1200С и при этой температуре и давлении не более 0,05 МПа направляется на вторую ступень десорбции в реактор – десорбер.

Абгазы из десорбера поступают последовательно через конденсатор в фазоразделитель. Давление в линии абгазов фазоразделителя поддерживается не более 0,05 МПа.

Сконденсировавшийся из абгазов кислый спирт из фазоразделителя поступает в сборник кислого спирта.

2.3.3.2. Вторая ступень десорбции

Вторую ступень десорбции осуществляют в реакторе – десорбере, состоящем из 7-ми последовательно соединенных трубчатых аппаратов.

В реактор – десорбер одновременно с подачей реакционной массы из десорбера дозируют абсолютированный этиловый спирт из напорного бака этанола. Процесс десорбции в трубчатом реакторе – десорбере  осуществляют при суммарной  подаче  АЭС на секции реактора – десорбера не более 0,66 м3/час, в т.ч. на:

2 -ую секцию - не более 0,11 м3/час;

3 -ью секцию - не более 0,22 м3/час;

4 -ую секцию - не более 0,22 м3/час;

5 -ую секцию - не более 0,11 м 3/час с помощью расходомеров, установленных на линиях подачи АЭС и температуре реакционной массы в реакторе – десорбере:

в 1 -ой  секции плюс 90 – 1200С

2 -ой  секции 90 – 1200С

3 -ей  секции 100 – 1300С

4 -ой  секции 100 – 1300С

5 -ой  секции 100 – 1300С

6 -ой  секции 130 – 1350С

7 -ой  секции 130 – 1550С.

Периодически, через 3 часа, на выходе из реактора – десорбера через пробоотборник отбирают пробу и направляют на анализ для контроля качества полученного этилсилиата-40.

При удовлетворительных результатах анализа ЭТС-40  через холодильник, охлаждаемый оборотной водой при температуре 40-800С

Этилсиликат-40 в сборнике через рубашку аппарата оборотной водой охлаждают до температуры не более 600С. При неудовлетворительных результатах анализа ЭТС-40 направляют в 1-ую секцию реактора – десорбера на дополнительную десорбцию.

Расход этилового спирта на линиях подачи в секции реактора – десорбера устанавливают ротаметрами.

Пар в секции реактора – десорбера подают по 3-м направлениям:

первое - в секции № 1 и 2 последовательно;

второе - в секции № 3,4 и 5 последовательно;

третье - в секции № 6 и 7 последовательно.

Расход пара по этим трём направлениям регулируют по температуре второй, пятой и седьмой секции. Конденсат пара из реактора – десорбера направляется в водоподогреватель.

Из десорбера после охлаждения раствор ЭТС-40 направляется в сборник готового продукта, а затем на розлив.

Хлористый водород, образующийся на стадии этерификации, поступает через холодильник фазоразделитель, а затем последовательно в абсорбер крепкой и слабой кислоты для поглощения хлористого водорода водой.