Двохстадійний спосіб виробництва гліфталієвої смоли

2 ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ МЕТОДІВ ВИРОБНИЦТВА, ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ТА УСТАТКУВАННЯ

На основі аналітичного огляду і аналізу усіх можливих технологічних способів отримання продукту обираємо двохстадійний спосіб виробництва гліфталієвої смоли, включаючи в себе стадію отримання переестерифіката і стадію поліконденсації фталієвого ангідриду з перестерифікатом.

У склавшихся соціально-економічних умовах влаштування неперервного способу отримання алкідів у більшості випадків є невигідним. Тому алкідні смоли у наш час отримують в основному по періодичним схемам. Це пояснюється тим, що у промисловості випускається дуже великий асортимент цих олігомерів, потреба народного господарства не настільки велика, щоб зробити це виробництво масовим. У зв’зку з цим обираємо періодичний спосіб отримання алкідних олігомерів [5].

На основі обраного способу отримання продукту для проведення синтезу доцільно застосовувати вертикальний циліндричний реактор з сферичним дном та кришкою. Вибір способу обігріву реактора залежить від температурного режиму процесу. У нашому випадку температура синтезу приймається до          250° С, тому доцільно застосовувати електроіндукційний обігрів [6]. При використанні такого виду обігріву найбільш поширеним є реактори із зовнішніми електроіндукційними котушками. У середині таких реакторів також монтується змійовик для охолодження реакційної маси олією. В цілях економії електроенергії цей змійовик може використовуватися для попереднього підігріву олії.

Вибір перемішуючого обладнання визначається в’зкістю і станом реакційної маси. У нашому випадку зручно застосовувати якірні чи якірно-рамні мішалки. Однак, слід зазначити, що при наявності усередині реактора змійовика для охолодження установка такого типу мішалок ускладнена, і тому в них зазвичай використовують листові мішалки. Синтез алкідних смол може здійснюватися на стадії поліконденсації двома методами. При обраному способі проведення конкретного процесу необхідно мати на увазі, що азеотропний спосіб синтезу дозволяє знизити температуру реактора із-за більш ефективного відводу води, зменшити  питому вагу небажаних деструктивних процесів термічного розкладання сполук, із-за більш низької температури зменшити втрати фталієвого ангідриду (втрата фталієвого ангідриду у розплаві складає приблизно 10-15%, а при азеотропі – 1-3%). Усе це дозволяє зробити скорішими процеси естерифікації та поліестерифікації. На основі вище сказаного, обираємо азеотропний метод здійснення синтезу.

Із реактора олігомер поступає у змішувач. Сухий залишок розчину складає приблизно 60±2%, тому об’єм змішувача повинен бути вдвічі більшим об’єму реактора (при об’ємі реактора 5м³ обираємо змішувач об’ємом 12м³). Змішувач об’ємом 12м³ виконан горизонтально, обладнаний рубашкою для охолодження, зворотнім конденсатором (вертикальним і перемішуючим приладом дві нахилені турбінні мішалки). При використанні такого виду змішувача ефективно використовувати додатково змішування за допомогою циркуляції насосів.

Для тонкої чистки розчину можуть використовуватися центрифуги та фільтри різноманітних конструкцій. Однак, використання центрифуг не завжди ефективно, оскільки в реакторах олігомери можуть містити тонко дисперсні включення, які по густині трохи відрізняються від очищеного розчину, і навіть при багатократному центрифугуванні їх відділити неможливо. Тому для очищення розчинів полімерів рекомендують використовувати фільтри.

Вибір конструкції фільтру залежить від властивостей розчину, що очищається (типу полімеру, в’язкості, ступеня забрудненості) і вимог до розчину, що очищається.

При виборі фільтру необхідно перевіряти його виробничу здатність до масштабів виробництва. Обираємо патронний фільтр, який дає дуже високу ступінь очищення. В залежності від масштабів виробництва використовують однопатронні чи багатопатронні фільтри [5].

Вибір способу транспортування і дозування сировини та напівпродукту залежить від їх властивостей та способу проведення процесу. Усі розчини транспортуються по трубопроводам за допомогою насосів. Шестирьоночні насоси використовуються в основному для перекачки в’язких розчинів (розчини полімерів, рослинні олії), а центробіжні - низков’язких органічних розчинів (розчинників).

Вибір способу транспортування твердих та сипучих сполук визначається ступінню дезогрігації і сипучістю матеріалу, напрямком переміщення при транспортуванні (горизонтальне, вертикальне, змішане), а також транспортується матеріал в тарі чи без неї. У розплавленому вигляді транспортувати та дозувати рекомендують легкозаймисті речовини, наприклад, фталієвий ангідрид, попереднє розплавлення якого дозволяє запобігти значних втрат при плавленні у реакційному апараті. Для дозування соди використовують автоматичні порціонні ваги.

На основі проведеного аналізу, з урахуванням рекомендацій по вибору видів устаткування, приймається рішення по апаратному оздобленню кожної стадії усього процесу в цілому, яке гарантує отримання продукту високого ґатунку при максимальній механізації працеміских робіт, гарні санітарно-гігієнічні умови праці і високі економічні показники.