CS257472B1 - Sposob přípravy chladiacej vody na chladenie reakčnej časti výroby pentaerytritolu a paroprúda chladiaca stanica na uskutočňovanie tohoto sposobu - Google Patents

Description

257472

Vynález sa týká spósobu přípravy chladiacej vody na chladenie reakčnej časti výrobypentaerytritolu a paroprúdej chladiacej stanice na uskutočňovanie tohoto spósobu.

Pentaerytritol, dóležitý chemický medziprodukt používaný hlavně na výrobu nátěrovýchhmót, sa vyrába reakciou formaldehydu s acetaldehydom vo vodnom prostředí hydroxidu vápe-natého alebo sodného najčastejŠie pri teplotách 28 až 50 °C. V reakcii vznikájúce teploje žiadúce intenzívně odvádzat, v opačnoip případe vznikajú vo zvýŠenej miere vedlajšienežiadúce látky. V krajnom případe móže teplota v dósledku autokatalytického účinku vznika-júcich medziproduktov stúpnuí až na viac ako 55 až 60 °C, co so sebou nesie značné ekono-mické straty v dósledku zníženej selektivity a horšej spracovatelnosti reakčných roztokovv separačnej časti výrobně.

Reakčnú část výrobně tvoří zvyčajne kaskáda dvoch až ósmich reaktorov s externýmichladičmi. V nich cirkulujúci reakčný roztok sa chladí chladiacim médiom, najčastejŠiechladiacou vodou. Účinnost chladenia přitom do značnej miery závisí od teploty chladiacejvody. Bežne používaná cirkulačná chladiaca voda s teplotou okolo 25 °C je na tento účelmálo vhodná. Lepších výsledkov sa dosiahne používáním chladicej vody o nižších teplotách,napr. 5 až 15 °C, aj ked jej příprava si vyziada dodatočné náklady. Sú známe rožne spósobypřípravy chladiacej vody o teplotách 5 až 15 °C založených na vypařovaní chladivá, napříklads obehom parným, sorpčným alebo prúdovým.

Vo vačšine prípadov sa najmenšie náklady dosiahnu pri používaní prúdového oběhu v ejek-torových chladiacich zariadeniach na chladenie vody s vodnou parou ako hnacou látkou. Základnoučastou týchto zaríadení je ejektor pozostávajúci z prívodného kanála hnacej páry, Lavalovejdýzy, prívodného kanála a dýzy hnaného prostredia, zmiešavacej komory a difúzora. Aby bolomožno odvádzanie tepla pri hospodárnom rozdiele teplót, používá sa vSčšinou viacnásobnéradenie ejektorov vedla seba.

Na dosiahnutie požadovaného vákua v systéme výparník - kondenzátor sa používajú viac-stupňové odvzdušňovacie ejektorové vývevy s medzistupňovou kondenzáciou. Takto zapojenásústava ejektorov tvoří paroprúdu chladiacu stanícu, ódo ktorej sa ako hnacie médium používávodná para o tlaku 0,5 až 1,2 MPa. Pre správnu činnost paroprúdej chladicej stanice súdóležité hydraulické poměry v ejektore, hlavně v Lavalovej dýze.

Nevýhodou ejektrových chladiacich zaríadení je velmi úžka pracovná oblast. Změna nie-ktorých parametrov, například tlaku hnacej páry, móže spósobit jav nazývaný tzv. "zvrátenýprúd". V takomto případe chladiaca jednotka nepracuje, naopak, chladiacu vodu otepluje.

To má za následok poruchy chladenia reaktorov s negativným dopadom na ekonomiku výrobně.

Nevýhodou doteraz známých postupov na přípravu chladiacej vody na chladenie reakčnejčasti výroby pentaertytritolu je používanie tlakov hnacej páry 0,5 aŽ 1,2 MPa. V dósledkukolísania tlaku páry v prívodných parovodoch dochádza k ovplyvňovaniu činnosti chladiacejstanice a k zníženiu stability jej prevádzky.

Nedostatky vyššie uvedených postupov odstraňuje spósob přípravy chladiacej vody nachladenie reakčnej časti výroby pentaerytritolu v paroprúdej chladiacej stanici s ejektor-mi podlá vynálezu, ktoreho podstatou je, že do ejektorov sa privádza hnacia para o tlaku0,38 až 0,45 MPa. Příprava chladiacej vody podlá tohto spósobu sa uskutočňuje v paroprúdej chladiacejstanici podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, ze pozostáva z výparníka a zmiešo-vacieho kondenzátora so Siestimi ejektormi a štvorstupftového zariadenia so štyrmi ejektormia vloženými medzikondenzátormi, pričom v prvých šiestich ejektoroch umiestnených vo výpar-·niku a zmiešovacom kondenzátor© je poměr dlžky divergentných častí Lavalových dýz k ichkritickému priemeru 11,5 až 14,8 a v dalších štyroch ejektoroch je tento poměr v smerestúpania tlaku postupné 7,4 až 8,0, 5,8 až 6,6, 3,7 až 4,3 a 1,2 aŽ 1,8, 3 257472

Vynález sa zakladá na zisteňí, že na používanie hnacej páry o tlakoch 0,38 až 0,45 MPaje účelné používat vhodné poměry divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému prieme-ru v jednotlivých ejektoroch chladiacej stanice. Zaistia sa tak potřebné hydraulické poměryv dýzach, a tým aj stabilná a hospodárná činnost chladiacej stanice a jej požadovaný výkon. Výhodou spósobu přípravy chladiacej vody podlá vynálezu je zníženie citlivosti činnostiparoprúdej chladiacej stanice na výkyvy tlaku páry v parovodoch. Výsledkem je stabilnejšiaprevádzka, čo umožní zvýšit fond pracovněj doby výrobně pentaerytritolu. Ďáíšou výhodou je zamedzenie strát formaldehydu a acetaldehydu a dalších surovinv dósledku zníženia poruchovosti chladiacej stanice, a tým aj chladiaceho systému kaskádyreaktorov. V konečnom dósledku to znamená zníženie výrobných nákladov.

Využívanie postupu podlá vynálezu umožní znížit tlak páry v prívodných parovodoch. V dósledkov toho sa znížia celkové tepelné straty do okolia, čo je dalšia závažná výhodapostupu podlá vynálezu. Výhody postupu sú ilustrované v následujúcich príkladoch s odkazom na přiložené výkresykde na obr. 1 je znázorněná Lavalová dýza a na obr. 2 schématické usporiadanie zariadenia. Příklad 1 (porovnávací)

Lavalova dýza je znázorněná na obr. 1. Pozostáva z přívodněj kónicky sa zúžujúcejčasti ústiacej až ku kritickému priemeru 12 a divergentnej časti 13. Osti do nej prívodnýkanál 11 hnacej páry.

Schématické znázornenie zapojenia paroprúdej chladiacej stanice je na obr. 1. Vo vý-parníku _1 a zmiešovacom kondenzátore _2 le umiestnených šest ejektorov (I-VX). Poměr diver-gentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru je u jednotlivých ejektorov nasle-dovný: I. ejektor 16,02 II. ejektor 17,47 JII. ejektor 17,99 IV. ejektor 18,09 V. ejektor 17,62 VI. ejektor 16,79

Tlak 3,7 až 5,3 kPa v zmiešovacom kondenzátore 2 sa udržiava štvornásobnou paroprúdouejektorovou vývevou s vloženými medzikondenzátormi _3 až 5. Poměr divergentných častí Lavalo-vých dýz k ich kritickému priemeru v jednotlivých stupňoch v smere stúpania tlaku je nasle-dovný:

Vil. ejektor (1. stupeň) 9,67 VIII. ejektor (2. stupeň) 7,8 7 IX. ejektor (3. stupeň) 5,00 X. ejektor (4. stupeň) 1, 87

Do všetkých desiatich ejektorov sa privádza hnacia para a o tlaku 0,55 MPa. Na vrchvýparníka 1 sa privádza 240 rn^/h oteplenej chladiacej vody b o teplote 15 °C zo štyrochchladičov reakčnej časti výrobně pentaerytritolu. Prechodom oteplenej vody cez výparníksa jei časti odpaří, čím sa zvyšná časti vody c ochladí na teplotu 10 °C a vedie sa na chla-denie reaktorov výroby pentaerytritolu.

Kondenzačně teplo sa odvádza cirkulačnou chladiacou vodou d o teplote 25 °C privádzanou na vrch zmiešavacieho kondenzátora 2 a medzikondenzátorov 3 až 5.

Claims (5)

257472 Oteplená cirkulacná voda e s teplotou 35 °C sa odvádza na chladenie do chladiacejveže. Z posledného X. ejektora sa odvádza malé množstvo páry j£. Příklad 2 Paroprúda chladiaca stanica s desiatimi ejektormi má rovnaké usporiadanie ako v porov- návacom příklade -**obr. 2. Poměr divergentných'častí Lavalových dýz k ich kritickému prie-meru je u šiestich umiestnených v systéme výparník 1 - zmiešavací kondenzátor 2 nasledovný I. ejektor 12,69 II. ejektor 13,84 III. ejektor 14,22 IV. ejektor 14,31 v. ejektor 12,62 VI. ejektor 12,21 Tlak v zmiešovacom kondenzátore 2 sa udržiava štvornásobnou ejektorovou vývevou s na- sledujúcimi pomermi divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru: VII. ejektor (1. stupeň) 7,70 VIII. ejektor (2. stupeň) 6,23 IX. ejektor (3. stupeň) 3,96 X. ejektor (4. stupeň) 1,48 Do ejektorov sa privádzanou hnacou parou a o tlaku 0,4 MPa vytvoří vo výpraníku 1 tlak 1,1 kPa v dósledku čoho sa 240 m^/h chladiacej vody b ochladí z 15 na 10 °C. Ochladenávoda c sa vedie na chladenie štyroch cirkulačných chladičov kaskády reaktorov vo výrobnípentaerytritolu. Rovnako ako v porovnávacom příklade sa na vrch zmiešavacieho kondenzátora 2 privádzacirkulačná chladiaca voda d na odvod kondenzačného tepla. Po přechode kondenzátorom saoteplí a vedie sa ako prúd e do chladicích věží. Oproti porovnávaciemu příkladu sa pri takomto spósobe přípravy chladiacej vody zvýšispolahlivosí prevádzky. Fond pracovnej doby v dósledku zníženia porúch sa zvýši o 32 až48 hodin, čo umožní 2výšenie výrobnosti prevádzky o 0,4 až 0,6 %. Súčasne sa tým obmedzívznik rázných přechodových stavov v reakčnej častí výrobně, ktoré v konečnom dósledku vedúk stratám na drahých surovinách. Zlepší, sa tak ich spotrebná norma oproti porovnávaciemu příkladu o 0,5 %. Závažnýmúčinkom postupu podlá vynálezu je súvisiace zníženie strát energie v prívodných parovodoch.Pri poklese tlaku páry v nich z 0,55 MPa na 0,4 MPa sa ušetří 3,6 GJ na 1 tonu vyrobenéhopentaerytritolu. P R E O Μ E T VYNALEZU

1. Spósob přípravy chladiacej vody na chladenie reakčnej časti výroby pentaerytritoluv paroprúdej chladiacej stanici s ejektormi vyznačujúcí sa tým, že do ejektorov sa privádzahnacía para o tlaku 0,38 až 0,45.MPa.

2. Paroprúda chladiaca stanica na uskutočňovanie spósobu podlá bodu 1, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z výparníka (1) a zmiešavacieho kondenzátora (2) so šiestimi ejektormi a vloženými medzikondenzátormi, (3, 4, 5), pričom v prvých šiestich ejektoroch (I, II, III, IV, V, VI) umiestnených vo výparníku (1) a zmiešavacom kondenzátore (2) je poměr dlžky divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru 11,5 až 14,8 a v dalších štyroch ejektoroch (Vil, VIII, IX, X) je tento poměr v smere stúpania tlaku postupné 7,4 až 8,0, 5,8 až 6,6, 3,7 až 4,3 a 1,2 až 1,8. 2 výkresy