Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ciaglej krys¬ talizacji trioksanu z roztworu.Trioksan jest cyklicznym polimerem formaldehydu o su¬ marycznym wzorze chemicznym GjH^, jest substancja bezbarwna, o przyjemnym estetycznym zapachu. Krysz¬ taly trioksanu sa miekkie i plastyczne. Trioksan posiada wysoka preznosc par i w temperaturze otoczenia latwo sublimuje.Wlasnosci fizykochemiczne trioksanu nie pozwalaja na zastosowanie znanych z literatury (J. Ciborowski: „Pfcd- stawy Inzynierii Chemicznej", WNT Warszawa 1965, A. G. Kasatkin: „Osnownyje Procesy i Aparaty ChemU czeskoj Technologii", Moskwa 2973, J. H. Perry: „Chemi¬ cal Engineers Handhook", New York — Toronto— Lon¬ dyn — Sydney 1963) urzadzen i aparatów do krystalizacji trioksanu, takich jak: urzadzenia korytkowe, Slimakowe, kolyskowe, bebnowe, wiezowe lub szybowe. Duza ptzy^ czepnosc krysztalów trioksanu do scianek urzadzen, szcze¬ gólnie przy schladzaniu roztworu i sklonnosc do tworzenia sie; na sciankach jednolitej zwartej i plastycznej powloki trioksanu o niskim wspólczynniku przewodzenia ciepla, uniemozliwia po pewnym czasie odbiór ciepla, co prowadzi do zatrzymania procesu krystalizacji.Znane równiez krystalizatory ze zgarniaczami krysztalu nie moga byc zastosowane do krystalizacji trioksanu ze wzgledu na silna przyczepnosc produktu do scianek apa¬ ratu, co powoduje zasadnicza trudnosc zeskrobania jedno¬ litej plastycznej warstwy trioksanu i prowadzi do zabloko¬ wania urzadzenia zgarniajacego w wyniku duzego oporu tarcia. 1* *& Wedlug opisu patentowego St* Zjedn. Am. nr 2465489 trioksan otrzymuje sie w nastepujacy sposób: do emalio¬ wanego reaktora bedacego kotlem destylacyjnym wprowadza sie 60% roztwór wodny formaldehydu wolny od metanolu* oraz kwas siarkowy w ilosci 2—4%. Nad reaktorem zainsta¬ lowana jest kolumna destylacyjna o zdolnosci rozdzielczej odpowiadajacej 2—3 pólkom teoretycznym. Wstepnie zatezone opary z reaktora wprowadza sie do drugiej ko¬ lumny o zdolnosci rozdzielczej odpowiadajacej 5 pólkom teoretycznym, gdzie trioksan zateza sie do stezenia 50%.Destylat ten wprowadza sie do blizej nieopisanego krys¬ talizatora, w którym destylat schladza sie do 5 °C a zawar¬ tosc po krystalizacji wprowadza sie na wirówke w celu od¬ dzielenia i przemycia krysztalu trioksanu.W literaturze nie napotkano opisu krystalizatora stoso¬ wanego wylacznie do krystalizacji trioksanu.Dotychczas proces krystalizacji trioksanu prowadzono periodycznie. Do krystalizatora w ksztalcie pionowego zbiornika, wyposazonego w plaszcz chlodzacy i mieszadlo wprowadza sie destylat zawierajacy 30—60% trioksanu o temperaturze ok. 50 °C W czasie mieszania i chlodzenia zawartosci zbiornika przebiega proces krystalizacji triok¬ sanu, podczas którego czesc trioksanu wypada w postaci zawiesiny krysztalu w lugu macierzystym, natomiast pewna jego ilosc osadza sie w postaci zwartej warstwy na chlo¬ dzonych sciankach krystalizatora. Po zakonczeniu cyklu krystalizacji, zawartosc krystalizatora jest odprowadzana do wirówki, lub filtra w celu oddzielenia krysztalu trioksanu od lugu macierzystego. Przed kazdym nastepnym cyklem krystalizacji musi sie zdjac scisle przylegajaca warstwe 93 44093 440 trioksanu z wewnetrznych chlodzonych scianek krystaliza- tora. Operacja ta w dotychczasowym stanie techniki na¬ streczala duze trudnosci w usuwaniu tej warstwy. Bez wy¬ konania takiego zabiegu przeprowadzenie nastepnej krys¬ talizacji byloniemozliwe. 5 Natomiast próby zastosowania krystalizatorów o znanych rozwiazaniach konstrukcyjnych pracujacych w sposób ciagly zakonczyly sie zupelnym niepowodzeniem, gdyz chlodzone scianki, krystalizatorów w krótkim czasie zaczely obrastac zwarta warstwa krysztalu trioksanu, pogarszala sie wymiana 10 ciepla i proces krystalizacji ustawal.Równiez zastosowanie znanych krystalizatorów próznio¬ wych, chlodzonych adiabatycznie zakonczylo sie niepowo¬ dzeniem, gdyz lotny trioksan uciekl z oparami do pompy prózniowej powodujac duze straty produktu.Przeprowadzone badania procesu krystalizacji trioksanu wykazaly, ze najkorzystniej mozna dokonac krystalizacji trioksanu z roztworu o stezeniu 20—65% wagowych trio¬ ksanu, najkorzystniej 48%, przy jego ciaglym mieszaniu co przyspiesza proces krystalizacji, ciaglym schladzaniu woda, solanka lub innym czynnikiem chlodzacym od temperatury wyjsciowej, najkorzystniej 48 °C do temperatury 10 °C, stosujac przedmuch urzadzenia gazem obojetnym, ko¬ rzystnie dwutlenkiem wegla albo azotem, z mechanicznym zabezpieczeniem scianek naczynia przed osadzaniem sie na ich wewnetrznych powierzchniach zwartej plastycznej powloki trioksanu. Wyniki prowadzonych badan pozwolily skonstruowac urzadzenie do ciaglej krystalizacji trioksanu z roztworu, w którym wyeliminowano calkowicie znane dotychczas trudnosci krystalizacji trioksanu.Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z cylindrycznego poziomego naczynia z plaszczen chlodzacym, zaopatrzo¬ nego w mieszadlo, którego wal uszczelniony dlawnica jest osadzony w pokrywach tego naczynia, na wale sa zamocowa¬ ne skroboki o opisanej nizej konstrukcji.Na walemieszadla saumocowane na stale parami ramiona, których przedluzeniem sa ramiona wahliwe, polaczone przegubowo z ramionami stalymi. Na koncu kazdej pary ramion wahliwych jest umocowana listwa mieszajaca i jed¬ noczesnie zgarniajaca. Listwy sa dociskane do scianek krys- talizatora sprezynami. Kazda nastepna para ramion jest przestawiona w stosunku do poprzedniej o 90°, a dlugosc listew jest dobrana tak, ze cala wewnetrzna powierzchnia chlodzona krystalizatora objeta jest ich zasiegiem. Wahliwe ramiona skrobaków sa ustawione pod katem 2—80°, ko¬ rzystnie 45 ° w stosunku do osadzonych na wale nierucho¬ mych ramion. Listwy skrobaków sa dociskane sprezynami z sila 1—20 kG, korzystnie 7 kG do wewnetrznych wypole¬ rowanych scian naczynia. Skrobaki sluza do zeskrobywania powloki trioksanu ze scian naczynia oraz do mieszania roztworu wewnatrz naczynia. Naczynie posiada na jednym koncu zamontowany króciec do doprowadzania roztworu trioksanu i króciec do doprowadzania gazu obojetnego, a na drugim koncu króciec do odprowadzania krysztalów trio- g5 ksanu w lugu macierzystym oraz króciec do odprowadzania gazu obojetnego.Urzadzenie schladzane jest przeponowo woda, solanka lub innym czynnikiem chlodzacym, oraz jest przedmuchiwa¬ ne gazem obojetnym, najkorzystniej dwutlenkiem wegla lub 60 azotem i jest izolowane cieplnie. Urzadzenie mozna Jaczyc w baterie w sposób szeregowy, równolegly lub mieszany.Urzadzenie zapewnia higieniczne i bezpieczne warunki pracy przy toksycznych i palnych wlasnosciach oparów trioksanu. Urzadzenie jest proste w obsludze i niezawodne 65 w dzialaniu. Uzyskuje sie na nim jednorodne pod wzgledem, wielkosci krysztaly trioksanu o duzej czystosci, z dobra wydajnoscia.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia prze¬ krój podluzny urzadzenia* fig. 2 — pizekrój poprzeczny urzadzenia, a fig. 3 szczególy skrobaka.Cylindryczne naczynia 1, usytuowane poziomo, wykona¬ ne ze stali 1H18N9T jest zaopatrzone w plaszcz chlodzacy i jest izolowane cieplnie 5. Wewnatrz naczynia 1 znajduje sie mieszadlo, którego wal 2 jest napedzany silnikiem elek¬ trycznym 6 poprzez przekladnie 7. Wal 2 jest osadzony w pokrywach naczynia 1. Na obu koncach walu znajduja sie lozyska 8 i odpowiednie dlawnice 9, zabezpieczajace urzadzenie przed wydostawaniem sie na zewnatrz toksycz¬ nych i palnych oparów trioksanu. Na wale 2 sa umiesz¬ czone skrobaki 3 w ilosci np. dziewieciu sztuk w kazdym czlonie urzadzenia. Przekladnia 7 jest tak dobrana, aby szybkosc liniowa skrobaka wynosila od 0,1 m/sek do 2 m/sek, najkorzystniej 0,62 m/sek. Urzadzenie ustawione jest po¬ ziomo na podstawie 4. Urzadzenie jest zaopatrzonew krócce: króciec A do doprowadzania roztworu trioksanu do krysta¬ lizacji, króciec B do odprowadzania zawiesiny krysztalów trioksanu w lugu macierzystym, króciec C do doprowadza¬ nia medium chlodzacego, króciec D do odprowadzania czynnika chlodzacego, króciec F9 do doprowadzania gazu obojetnego i króciec G, do odprowadzania gazu obojetnego* Urzadzenie jest ponadto wyposazone we wziernik E oraz: w dodatkowy króciec H do spustu czynnika chlodzacego i w dodatkowy króciec I do spustu krysztalu trioksanu* Skrobak 3, uwidoczniony na fig. 2 posiada cztery ramiona , do których sa przymocowane listwy 11. Listwy 11 sa zamocowane wahliwie i sa wykonane np. z tworzywa sztucz¬ nego, korzystnie z alkalicznego polikaproamidu, albo poli- esterofluoroetylenu, o grubosci 3—14 mm, korzystnie mm. Docisk listwy 11 do wewnetrznej scianki naczynia 1 zapewniaja sprezyny 12 wykonane z brazu krzemowego.Stale ramie skrobaka 10 oraz ramie wahliwe 13 mieszadla sa wykonane ze stali 1H18N9T. Ramie wahliwe 13 jest usta¬ wione najkorzystniej pod katem 45°. Listwa 11 skrobaka* usytuowana alternatywnie wzgledem wewnetrznej scianki naczynia 1 jest zamocowana za pomoca wkretów 14.Przyklad. Do urzadzenia wprowadza sie w sposób ciagly roztwór trioksanu w ilosci 120 kg/godz. o skladzie w procentach wagowych: 49% trioksanu, 17% formaldehy¬ du, 0,5% metanolu, 0,06% eteru dwumetylowego, dwume- tylenglikolu, reszte stanowi woda. Wprowadzony roztwór trioksanu schladza sie od temperatury poczatkowej 48 °C do temperatury 18°C w ciagu 80 minut przy uzyciu czyn¬ nika chlodniczego. Przez caly czas czynne jest mieszadla przy predkosci liniowej 0,62 m/sek. Do przedmuchu kieruje sie dwutlenek wegla o stalym przeplywie 4 Nm3/godz. Na wylocie z urzadzenia odbiera sie zawiesine krysztalu trio¬ ksanu w lugu macierzystym o uziarnieniu krysztalów 1,5 mm. w ilosci 44 kg/godz. i kieruje do wirówki dla oddzielenia krysztalów trioksanu od lugu macierzystego i przemycia krysztalów woda. doprowadzania roztworu trioksanu i króciec do doprowa¬ dzania gazu obojetnego, a na drugim koncu posiadajace93 440 króciec do odprowadzania zawiesiny krysztalów trioksanu w lugu macierzystym oraz króciec do odprowadzania gazu obojetnego, znamienne tym, ze sklada sie z cylindrycz¬ nego, poziomego naczynia (1) z plaszczem chlodzacym, zaopatrzonego w mieszadlo skrobiace, którego wal (2) uszczelniony dlawnicami (9) jest osadzony w pokrywach naczynia (1), a na wale mieszadla skrobiacego, sa umoco¬ wane, na stale parami ramiona (10), których przedluzeniem sa ramiona wahliwe (13), polaczone przegubowo z ramio¬ nami stalymi (10), natomiast na koncu kazdej pary ramion wahliwych (13) jest umocowana listwa mieszajaco — skro¬ biaca (11), a kazda listwa dociskana jest sprezynami (12) z sila 1—20 kG, korzystnie 7 k£ do wewnetrznych wypo¬ lerowanych scian naczynia (1), przy czym kazda nastepna para ramion stalych (10) jest przestawiona w stosunku do poprzedniej o 90°, a dlugosc listew jest dobrana tak, ze cala wewnetrzna powierzchnia chlodzona krystalizatora objeta jest ich zasiegiem, natomiast wahliwe ramiona (13) sa ustawione pod katem 2—80°, korzystnie 45 ° w stosunku do osadzonych na wale nieruchomych ramion (10). ® ® fig. 193 440 fig. 2 fig. 3 LZG Zakl. Nr 3 w Pab. zam. 853-77 nakl. iio+20 egz.Cena 10 zl PL