RO132191A2 - Reactor hidrolizor - Google Patents

Reactor hidrolizor Download PDF

Info

Publication number
RO132191A2
RO132191A2 ROA201600254A RO201600254A RO132191A2 RO 132191 A2 RO132191 A2 RO 132191A2 RO A201600254 A ROA201600254 A RO A201600254A RO 201600254 A RO201600254 A RO 201600254A RO 132191 A2 RO132191 A2 RO 132191A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
compartment
pipe
reaction mass
mass
valve
Prior art date
Application number
ROA201600254A
Other languages
English (en)
Other versions
RO132191B1 (ro
Inventor
Ion Cristescu
Original Assignee
Ion Cristescu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ion Cristescu filed Critical Ion Cristescu
Priority to RO201600254A priority Critical patent/RO132191B1/ro
Publication of RO132191A2 publication Critical patent/RO132191A2/ro
Publication of RO132191B1 publication Critical patent/RO132191B1/ro

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la un reactor pentru obţinerea unor detergenţi de tip săpun lichid. Reactorul conform invenţiei este format dintr-un bloc (T) termic cilindric, căptuşit la exterior cu material izolator, cu rol de generare a căldurii de proces, având în interior un compartiment (1) cilindric de hidroliză bazică a materiei prime constând din uleiuri vegetale, fabricat din oţel şi în care este asamblat demontabil un rotor (2) de recirculaţie ascendentă-descendentă a masei de reacţie, un compartiment (3) de vidare-condensare vapori de apă, fabricat din oţel, care comunică cu compartimentul (1) prin nişte conducte (1e şi 3f) cu robinet, respectiv, cu robinet/vană.

Description

Invenția se refera la un reactor hidrolizor,sistem chimic omogen destinat producției compoziției detergente săpun lichid si alcoolilor superiori.
Este cunoscut un reactor de saponificare folosit pentru obținerea compozițiilor detergente,format dintr-un bloc paralelipipedic ce conține un compartiment cilindric de hidroliza a grăsimilor si un compartiment cilindric de vaporizare in vid a apei si glicerinei,despărțite printr-un perete comun si avind un circuit primar de încălzire a unui agent caloportor.Blocul paralelipipedic comunica cu un compartiment de condensare vapori de apa si glicerina,printr-o conducta poziționată intr-un capac dreptunghiular de închidere a compartimentelor.Principalul dezavantaj al reactorului cunoscut este consumul mare de energie electrica pentru încălzirea agentului caloportor in recirculatie prin blocul termic al reactorului.
Scopul invenției este producția performanta de săpun lichid prin procesarea chimica a uleiurilor vegetale extrase din semințele plantelor oleaginoase.
Problema tehnica este dimensionarea,proiectarea si construcția reactorului hidrolizor,sistem chimic continuu/semicontinuu omogen cu recircularea masei de reacție si soluțiilor tehnologice in proces.
Reactor hidrolizor,conform invenției,este format dintr-un bloc termic cilindric T si poseda compartiment cilindric de hidroliza bazica 1 a uleiurilor vegetale in care este asamblat demontabil un rotor de recirculatie 2 ascendenta-descendenta a masei de reacție,compartiment 1 ce comunica cu un compartiment 3 de vidare,condensare vapori apa,prin intermediul unei conducte cu robinet le si acest compartiment 3 comunica cu compartiment 1 prin conducta cu robinet/vana 3f.
Se da in continuare un exemplu de realizare a reactorului hidrolizor,in legătură cu figurile care reprezintă:
- figura 1,vedere in secțiune longitudinala a reactorului hidrolizor;
- figura 2,vedere in secțiune longitudinala a compartimentului de hidroliza 1;
- figura 3,vedere laterala si in secțiune longitudinala a rotorului de recirculatie 2.
Reactor hidrolizor este format din bloc termic cilindric T căptușit la exterior cu material termoizolator(beton/caramida) si rol funcțional generare căldură de proces necesara reacției endoterme de hidroliza bazica a uleiurilor vegetale,căldură produsa prin combustia metanului.Ecuatia chimica a combustiei metanului ca reacție exotermă:
CH4(g) + 2O2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) + Q(caldura).
Masele molare ale reactantilor si produșilor < e ardere,sunt specificate conform tabel:
Metan: Mch4 - 16 kg/kmol
Oxigen molecular: M02 ~32 kg/kmol
Dioxid de carbon: Mco2 = 44 kg/kmol
Apa: Mh20= 18 kg/kmol
Azot molecular: Mn2 = 28 kg/kmol
In baza compoziției chimice de masa a aerului atmosferic(23,3% O2 ; 76,7 % N2),datele tehnice ale combustiei metanului,sunt specificate conform tabel:
a 2016 00254
08/04/2016
Consum specific masic de aer atmosferic pentru combustia metanului la un coeficient de exces aer(a=l,l): Caer= {[(2.MO2)/(0,233.MCH4)].a} =18,884 kg aer /kg CH4
Masa specifica CO2 rezultata: mco2= (Mco2/Mch4) = 2,75 kg CO2 Zkg CH4
Masa specifica de apa rezultata: ntffiO = [(2.Μη2Ο ) /McH4 ] = 2,25 kg H2O/kg CH4
Masa specifica de azot molecular: mN2 = {[(0,767/0,233). [(2.M02) /McH4)].a} = 14,484 kg N2/ kg CU,
Masa specifica totala de gaze arse: m =(mco2+rnH2o+mN2) = 19,484 kg gaze/kg CH4
Fracție de masa dioxid de carbon: fco2 = (mco2 /m) = 0,141
Fracție de masa apa: fico = (mmo /m) — 0,115
Fracție de masa azot molecular: fN2 = (mN2 /m) = 0,744
Masa molara medie a gazelor de ardere: M=[(fco2-Mco2)+(fH2O-MH2o)+ (fN2.MN2)] = 29,106 kg/kmol
Volumul specific al gazelor de ardere la combustia completa a metanului(conditii normale): VN = [(VM-m)/M] = 15m3N/kgCH4
Vm - volumul molar(Vm = 22,41 m3/kmol).Pate tehnice ale gazului metan:
Puterea calorica inferioara a metanului: Pc =50060 kJ/kg = 11957 kcal/kg
Densitatea metanului in condiții normale: P =(MCH4 /Vm) = 0,714 kg/mJ N
Temperatura gazelor de ardere la combustia completa a gazului metan: Tc = 1900°C
Randamentul termic al reacției de ardere: Rt = 88%....90%
Temperatura gazelor de ardere la ieșirea din blocul termic al reactorului chimic hidrolizor: Te = 200°C
Datele tehnice ale gazelor de ardere,sunt specificate conform tabel:
Căldură specifica molara a dioxidului de carbon,la presiune constanta: Cpco2= 54,1 kJ/kmol.°C
Căldură specifica molara a apei la presiune constanta: CPH2o = 43,13 kJ/kmol.°C
Căldură specifica molara a azotului molecular la presiune constanta: CpN2 = 33,24 kJ/kmol.°C
Cantitate specifica kmoli dioxid de carbon: nco2=(mco2/Mco2)=0,0625 kmoli/kg CH4
Cantitate specifica kmoli apa: nH2o=(mH2o/MH2o)=0,125 kmoli/kg CH4
Cantitatea specifica kmoli azot molecular: nN2=(niN2/MN2)=0,5173 kmoli/kg CH4
Entalpia gazelor de ardere la combustia metanului: Hgc= {Tc. [(nc02-CpC02)+(nH20-CpH20)+ (nN2.CPN2)]} = 49338,35 kJ/kg CH4 = 11785 kcal/kg CH4
Entalpia gazelor de ardere la ieșirea din blocul termic al reactorului hidrolizor: Hge ={Te.[(ncO2-CpCO2)+(llH2O-CpH2o)+ (nN2.CpN2)]} = 5193,5 kJ/kg CH4 = 1240,5 kcal/kg CH4
In interiorul blocului termic T este asamblat nedemontabil compartiment cilindric de hidroliză bazica a uleiurilor vegetale 1,construit din otel si format din arzator gaz metan
a 2016 00254
08/04/2016 la la partea inferioara, 10.. .20 palete lb circulare elicoidale înclinate care înconjoară compartiment 1 cu rol funcțional de circulație ascendenta a gazelor de combustie si transfer termic al căldurii la peretele cilindric al compartimentului si la masa de reacție, o conducta lc de evacuare a gazelor de combustie asamblata nedemontabil la partea superioara,un capac circular cu conducta si robinet/vana ld pentru alimentarea compartimentului cu reactanti,ingrediente si închiderea acestuia in timpul procesării, o conducta cu robinet le asamblata nedemontabil la partea superioara pentru evacuarea vaporilor de apa din compartiment 1 in compartiment 3 si o conducta cu robinet/vana lf la partea inferioara pentru evacuarea masei compoziției detergente de săpun lichid la expirarea timpului de procesare.In interiorul compartimentului 1 este asamblat demontabil pe rulmenți,un rotor de recirculație 2 ascendenta-descendenta a masei de reacție,construit din otel si format din ax rotor 2a pe care sunt asamblate nedemontabil
8...12 palete elicoidale 2b înclinate ascendent la 30 grade pe circumferința axului 2a pentru aspirația masei de reacție si in interiorul unei tubulaturi cilindrice verticale 2c pentru refularea masei de reacție pompata de palete 2b prin 4 orificii dreptunghiulare 2d poziționate la partea superioara a tubulaturii 2c sub unghi de 90 grade pe circumferința acestei tubulaturi. Acest rotor de recirculație 2 este acționat in mișcarea de rotatie a axului 2a,de electromotor 2e ca mijloc tehnic prin intermediul unui cuplaj si transmisia mișcării se efectuează cu ajutorul rulmenților axiali-radiali cu labirinti asamblați in capacul ld al compartimentului l.In continuare,reactorul chimic hidrolizor poseda un compartiment de vidare-condensare 3 vapori de apa,construit din otel,format din bazin colector 3a prismatic cu secțiune transversala patratica si indicator de nivel gradat din sticla termorezistenta,pentru soluția apoasa hidroxid de sodiu pompata de electropompa 3b prin conducta cilindrica verticala 3c cu injector cilindric 3d in ejector cilindro-conic 3e cu camera de amestec si bazin 3a respectiv recirculație intensa a soluției pentru a efectua vid/depresiune in compartimentul de hidroliză 1,aspirația vaporilor de apa din masa de reacție si condensarea acestora. Acest bazin colector 3a comunica cu compartimentul de hidroliză 1 prin conducta cu robinet/vana 3f pentru recircularea soluției apoase hidroxid de sodiu necesara procesului chimic .Prin conducta de alimentare se introduce apa in bazinul colector 3a la un grad de umplere 75% din volumul geometric al acestuia, conducta cu robinet/vana 3f fiind inchisa.Se pornește electropompa 3b pentru recirculatia continua a apei prin conducta 3c,injector 3d,ejector 3e si bazin 3a efectuindu-se vid in compartimentul de hidroliză l.Prin conducta de alimentare a bazinului colector 3a se introduce treptat masa de hidroxid de sodiu granule si prin dizolvare exotermă rapida,se realizează concentrația de masa 40%....50% NaOH a soluției tehnologice alcaline.
Se deschide robinetul/vana conductei 3f si prin diferența de presiune(vid) este aspirata masa soluției tehnologice 40%...50% NaOH necesara hidrolizei bazice in compartimentul 1, masa masurata cu indicatorul de nivel gradat al bazinului colector 3a. Se inchide robinetul/vana conductei 3f si se deschide robinetul/vana conductei ld pentru alimentarea prin diferența de presiune(vid) a compartimentului 1 cu ulei vegetal dintr-un dozator,masa lichida fiind determinata prin bilanț de materiale al procesului chimic.Se inchide robinetul/vana conductei ld,se pornește electromotorul 2e,intra in mișcarea de rotatie rotorul 2 de recirculație a masei de reacție heterogene(emulsie),ascendenta rotationala prin rotor - descendenta rotationala pe peretele cilindric al compartimentului
1. Se pornește arzătorul la,are loc combustia gazului metan si realizarea temperaturii de
a 2016 00254
08/04/2016 proces 90°C... 100°C prin transfer termic al căldurii la masa de reacție din compartimentul de hidroliza 1.
Debitul caloric [D^kcal/s)] transferat de la gazele de combustie ale metanului la masa de reacție din compartimentul l,se determina conform ecuației dimensionale:
Dct = Κτ.Ατ.ΔΤηκό
Kt - coeficient total de transfer termic de la gazele de combustie ale metanului la masa de reacție din compartimentul l(kcal/m2.s.°C); Aț- suprafața cilindrica de transfer termic a compartimentului l(m2); \Tmed- diferența medie logaritmica de temperatura intre gazele de combustie si masa de reactie(°C).Debitul de masa[Dm(kg/s)] al metanului combustibil, se determina conform ecuației dimensionale: Dm = [Dct/(Pc - Hge)]
Debitul volumetric [Dvmțm^N/s)] in condiții normale al metanului combustibil,se determina conform ecuației dimensionale: Dvm = (Dm /p) = {Dct/[(Pc - Hge).p]} p - densitatea in condiții normale a gazului metan(p = 0,714 kg/m3N).
Timpul de încălzire a masei de reactie[ti(s)],se determina conform ecuației dimensionale:
ti =[mr. Cpr.(Tp-7 )]/Dct mr - masa de reacție din compartimentul de hidroliza l(kg); Cpr - căldură specifica a masei de reacție la presiune constanta(kcal/kg.°C); Tp - temperatura de proces(°C);
Tt - temperatura inițiala a masei de reacție din compartimentul de hidroliza 1(°C).
In cazul uleiului de rapita(50% ester erucic,30% ester linolenic, 20% ester linoleic) reacția chimica de hidroliza bazica in prezenta hidroxidului de sodiu(NaOH) la temperatura de proces,are loc conform ecuațiilor chimice:
Ri-CO-O-CHT-CHfiO-CO-RO-CHT-O-CO-Riiestererudc] + 3 NaOH +
Rț-CO-O Na [sarea de sodiu a acidului erucic] + HO-CH2-CH(OH)-CH2-OH[gncerina/guceroi]
Rj- grupare erucica hidrocarbonata si nesaturata. Rj +H3C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)u. R2-CO-O-CH2-CH(-O-CO-R2)-CH2-O-CO-R2[ester linolenic] + 3 NaOH +
R2-CO-O Na [sarea de sodiu a acidului linolenic] + HO-CH2-CH(OH)-CH2-OH[giiCerinajgiiCeroi]
R2 - grupare linolenica hidrocarbonata si nesaturata.
R2 +H£-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-eH2-CH=CH-(CH2) 7. R3-CO-O-CH2-CH(-O-CO-R3)-CH2-O-CO-R3 [ester linolic] + 3 NaOH +
R3-C0-0 Na [sarea de sodiu a acidului linolic] + HO-CH2-CH(OH)-CH2~OH [glicerina/glicerol]
R3- grupare linolica hidrocarbonata si nesaturata.
R3 ’^H3C-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH-- CH-(CH2)7·; In cazul uleiului de floarea soarelui (55%...65% ester linolic,33%...36% ester oleic,5%...10% esteri palmitic si stearic) procesul chimic de hidroliza bazica in prezenta hidroxidului de sodiu(NaOH) are loc conform ecuațiilor chimice:
R4-CO-O-CH2-CH(-O-CO-R4)-CH2-O-CO-R4[ester oleic] + 3 NaOH +
R4-CO-ONa [sarea de sodiu a acidului oleic] + HO-CH2-CH(OH)-CH2-OH [glicerina/glicerol]
R4 - grupare oleica hidrocarbonata si nesaiairsASL.R4'^H3C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7. R5-CO-O-CH2-CH(-O-CO-R5)-CH2-O-CO-R5 [ester,paimitic] + 3 NaOH +
R5-CO-O Na [sarea de sodiu a acidului palmitic] + HO-CH2-CH(OH)-CH2-OH [glicerina/glicerol]
R5- grupare palmitica hidrocarbonata si saturata. R3 •^H3C-(CH2)i4. R6-CO-O-CH2-CH(-O-CO-R6)-CH2-O-CO-R6 [esterstearic] + 3 NaOH +
RfCO-O Na [sarea de sodiu a acidului stearic] + HO-CH2-CH(OH)-CH2-OH[gilCerina/glicerol]
Ri - grupare stearica hidrocarbonata si saturata. R6 + H3C-(CH2)i6 ·; In toate cazurile raportul molar intre hidroxidul de sodiu si ester este mai mare de 3:1 si masa de reacție devine un amestec omogen cu viscozitate mica datorita sărurilor de sodiu ale acizilor
a 2016 00254
08/04/2016 grași nesaturati si glicerinei - produși de reactie.Viteza reacției de hidroliză bazica este determinata conform ecuației cinetice diferențiale dimensionale:
Vrh = - (dC/dt) = (K.C.Coh) =(K.I,C2) =[K.Is.C2.(1 -X)2]
K - constanta cinetica de viteza a reacției de hidroliză a grăsimilor vegetale(m3/kg.s);
Vrh - viteza reacției de hidroliză bazica(saponificare) a uleiurilor vegetale(kg/m3.s);
Co - concentrația inițiala a uleiului vegetal in masa de reactie(kg/m3),ce se determina conform ecuației dimensionale: Co = (mg°/Vch) mg° - masa inițiala a grăsimii vegetale(ulei) destinata hidrolizei bazice in compartimentul 1 (kg); C - concentrația momentana a uleiului vegetal in masa de reactie(kg/m3),ce se determina conform ecuației dimensionale: C = (mg /VCh) mg - masa grăsimii vegetale(ulei) destinata hidrolizei bazice in compartimentul 1 (kg) la un anumit moment de timp de la începutul reacției de hidroliza(mg < mg°); X- conversia grăsimii vegetale(ulei) la săruri de sodiu ale acizilor grași si se determina conform expresiei adimensionale: X - [(Co-C)/ Co] + C = [C0.(l - X)]
Vch - volumul total corespunzător masei de reacție in compartimentul de hidroliză 1 (m3); Is - indicele de saponificare(hidroliza) al grăsimilor vegetale(kg NaOH/kg ulei),ce se determina conform ecuației dimensionale: Is=(Coh/C) = (moH/mg) moH-masa. de hidroxid de sodiu necesara hidrolizei bazice in compartimentul l(kg);
Coh - concentrația hidroxidului de sodiu in masa de reactie(kg/m3),ce se determina conform ecuației dimensionale: Coh = (moH /VCh)
Durata de staționare a masei de reacție[t(s)] in compartimentul l,se determina conform ecuației integrale dimensionale pentru reactor discontinuu cu amestecare perfecta: t= -\Co C [dC/Vrh] = [1 /(K.I,Co)].\o x[dX/(l -X)2] = {X/JK.KC,, (1 -X)]} ;
In modelul reactorului continuu cu recirculație si amestecare perfecta,durata de staționare [t(s)] a masei de reacție in compartimentul l,se determina conform ecuației dimensionale: t = f(C0 - C) /Vrh] = {X/[K.Is.Co-(l -X)2]}·Debitul caloric [Dcp(kcal/s)] absorbit de reacția chimica de hidroliză,regim izoterm de procesare in compartimentul l,se determina conform ecuației dimensionale: Dcp = (ΔΗ. Vrh Vch)
ΔΗ- variația entalpiei reacției de hidroliză bazica a grăsimilor vegetale(kcal/kg). Căldură necesara vaporizarii in vid a apei din masa de reacție[Qv(kcal/s)],se determina conform ecuației dimensionale: Qv =(Ch2o · mr. Lv)
Ch2o - concentrația procentuala in procente de masa a apei din masa de reactie(%);
Lv - căldură latenta medie de vaporizare a apei(kcal/kg); mr - masa de reactie(kg).
Durata vaporizarii [tv(s)] a apei din masa de reacție,se determina conform ecuației dimensionale: tv = (Qv /Dct) = [(CH2o-mr.Lv) /(Κτ.ΑτΛΤ^)]
La expirarea duratei de staționare a masei de reacție in compartimentul l,prin deschiderea robinetului conductei le sunt aspirați vaporii de apa din masa de reacție si condensați de soluția tehnologica rece recirculata continuu in compartimentul 3.La expirarea duratei de vaporizare a apei din masa de reacție,se închide robinetul/vana conductei le si se deschide robinetul/vana conductei ld pentru alimentarea masei de reacție datorita depresiunii,cu o cantitate de soluție apoasa acid acetic(9% CH3COOH) pentru neutralizarea excesului de hidroxid de sodiu,conform ecuației chimice:
NClOH[hidroxid de sodiu] + CHșCOOHjacid acetic] CHșCOO Na [acetat de sodiu] + H2O[apa]
Deplasarea echilibrului chimic spre dreapta,se efectuează prin vaporizarea apei si eliminarea vaporilor de apa din masa de reacție,cu ajutorul compartimentului 3 prin deschiderea periodica a robinetului conductei le.Masa de acid acetic consumata
a 2016 00254
08/04/2016 [niAA(kg)] in reacția de neutralizare a excesului de hidroxid de sodiu,se determina conform ecuației dimensionale: m^A = [(Maa /MNaoH)-moHp]] = (Caa msa)
Caa - concentrația in procente de masa a acidului acetic in soluția apoasa acetica(%); msa - masa soluției apoase acetice,utilizata pentru neutralizarea NaOH liber/exces(kg); Maa - masa molara a acidului acetic(MAA = 60 kg/kmol); Μμ,οη - masa molara a hidroxidului de sodiu (Μν3οη = 40 kg/kmol); moH[i] - masa hidroxidului de sodiu liber in masa de reactie(kg),determinata conform bilanțului de materiale sau prin analiza chimica.volumetrica.Pentru concentrații hidroxid de sodiu liber in masa de reacție,mai mici de 40 kg/m3: m0Hp] =[MNaOH. Vch.10(PH~14 β
PH- exponentul concentrației ionilor de hidroniu[H3O+] = 10'PH] ce se determina instrumental cu aparat ph-metru.Masa produsului de reacție acetat de sodiu[mAs(kg)] se determina conform ecuației dimensionale: m^s = [(Mas /Mnooh) moH[i]]
Mas - masa molara a acetatului de sodiu(MAs ~ 82 kg/kmol).In compartimentul de vidare-condensare 3 cu ajutorul electropompei 3b se recirculă soluția apoasa tehnologica a hidroxidului de sodiu prin conducta verticala 3c,injector 3d,ejector 3e si bazin 3a efectuindu-se vid(depresiune) in compartiment 1 prin conducta deschisa le,recirculare in conformitate cu ecuația dimensionala de conservare a energiei hidrodinamice:
[(p.w,2)/2]+ P, + (p.g.H,) = [(p.w2)/2] + P2 + (p.g.H2) p - densitatea lichidului motor,soluția apoasa a hidroxidului de sodiu(p = 1269 kg/m3 pentru concentrația 40% NaOH in apa); w/ - viteza de injectare a lichidului motor in ajutajul ejectorului 3e(m/s) si se determina conform ecuației dimensionale a debitului; w/ =[(4.Dvi)/(it.D2)]; w2 - viteza de ejectare a lichidului motor din tubulatura conica a ejectorului 3e(m/s) si se determina conform ecuației dimensionale a debitului: w2 =[(4-Dv[ )/(ji.D2 2)] ; Dvi - debitul volumetric de lichid motor pompat de electropompă 3b in circuit inchis(m3/s); Di - diametrul mic al ajutajului injector 3d(m); D2 - diametrul mare al tubulaturii conice aferenta ejectorului 3e(m); P; - presiunea dinamica in camera de amestec lichid-vapori aferenta injectorului 3d,ejectorului 3e si reprezintă depresiunea (vid) in camera de amestec,egala cu presiunea de vaporizare [Pi = Pv ]; P2 - presiunea dinamica a lichidului motor in bazinul condensator 3a la ieșire din tubulatura conica aferenta ejectorului 3e,presiune egala cu presiunea atmosferica(101350 Pascali); g - accelerația gravitationala(g = 9,81 m/s2 ); Hi - inaltimea cea mai mare a ejectorului cilindro-conic 3e (m); H2 - inaltimea cea mai mica a ejectorului cilindro-conic 3e,la nivelul bazinului condensator 3a(m).In condiția tehnica P2> Pi si Hi > H2 , variația de presiune dinamica APj =(P2 -Pi) in relație funcționala cu variația de inaltime tsH = (Hi-H2),se determina conform ecuației dimensionale:
\Pd = [(p/2). (w,2 - w2 2)]+(p.gAH)
Pătratele vitezelor wi si w2 νβωζοά invers proporțional cu puterea a patra a diametrelor Di,D2 si in condiția tehnica in care D2 > 5. Di w2 « w2 ; diferența de patrate ale vitezelor este aproximativ egala cu w2,variația de presiune dinamica se determina conform ecuației dimensionale: &Pd ={[(p.w2)/2]+(p.gAH)}.
Datele dimensionale sunt specificate conform tabel:
wflm/s): p(kg/rrf): MH(m): tsPd(Pascali): Pi=Pv(Pascali) (atm):
1 1269 1 13084 88266 •>0,87 atm.
1 1269 2 25533 75817 •>0, 75 atm.
1 1269 3 37982 63368 •>0,62 atm.
1 1269 4 50431 50919 •>0,50 atm.
a 2016 00254
08/04/2016
1 1269 5 62880 38470 +0,38 atm.
1 1269 6 75329 26021 +0,26 atm.
1 1269 7 87778 13572 +0,13 atm.
Lungimea tubulaturii conice [Ld(m)] ca difuzor aferent ejectorului 3e,se determina conform ecuației dimensionale: Ld = [(D2-Dj)/(2.tga)]; a-unghi de evazare al difuzorului conic; tg - funcția tangenta. Se închide robinetul conductei le,se închide arzătorul la pentru reducerea temperaturii masei de reacție recirculata continuu,sub 80°C si se deschide robinetul/vana conductei ld pentru alimentarea ingredientelor in masa de reactie(lichid suport:etanol; spumantirmonoetanol amida polietoxilata,nonil fenol polietoxilat;agent antimicrobian, colorant,parfum) conform compozițiilor detergente cunoscute de săpun lichid.La expirarea timpului de amestecare a ingredientelor cu masa de reacție in scopul omogenizării compoziției detergentele scoate din funcțiune electropompa 3b,se deschide robinetul conductei le pentru egalizarea presiunii in compartimentul 1 cu presiunea atmosferica si se deschide robinetul/vana conductei lf pentru evacuarea masei compoziției detergente săpun lichid.In cazul producției compușilor organici hidroxilici(alcooli) prin hidroliză bazica a compușilor organici ciorurați,in bazinul condensator 3a se introduce hidroxid de sodiu granule in soluția echimolara apa-etanol pentru dizolvare.Prin deschiderea conductei 3f soluția bazica reactanta este aspirata in compartimentul 1 concomitent cu compusul organic clorurat prin deschiderea conductei ld,are loc reacția de hidroliză ca urmare a recircularii masei de reacție la temperatura de proces si vaporii de apa,etanol,compus hidroxilic hidrocarbonat,sunt condensați in bazin 3a. Separarea componenților se efectuează prin distilare fractionata si sarea rezultata NaCI - produs secundar se elimina din reactor prin conducta lf sub forma de soluție apoasa.
Invenția prezintă următoarele avantaje:
- creșterea randamentului termic de transfer al căldurii in reactorul hidrolizor,mai mare de 60% in comparație cu aparatele,instalațiile cunoscute;
- productivitatea reactorului hidrolizor este mai mare cu cel puțin 10% fata de instalațiile cunoscute,datorita vitezei mai mari a reacției de hidroliză bazica;
- simplificarea instalațiilor cunoscute,reactorul hidrolizor este construit din materiale si componente standardizate accesibile,generindu-se economii de amplasament in investiții concurentiale;
- Reactorul hidrolizor are stabilitate funcționala,nu poseda fenomene de coroziune si poluare,transportul lichidelor tehnologice se realizează prin depresiune (vid) si reactorul poate fi complet automatizat;
Reactorul hidrolizor este utilizat si pentru obținerea compușilor hidroxilici prin hidroliză bazica a compușilor organici ciorurați sau bromurati.
B ibliografie :
Brevet de invenție RO 116349 B1/2001: Reactor de saponificare.

Claims (4)

1. Reactor hidrolizor,caracterizat prin aceea ca,este format dintr-un bloc termic (T) si poseda un compartiment cilindric de hidroliză bazica (1) a uleiurilor vegetale in care este asamblat demontabil un rotor de recirculație (2) ascendenta-descendenta a masei de reacție,compartiment (1) ce comunica cu un compartiment (3) de vidare condensare vapori de apa,prin intermediul unei conducte cu robinet (le) si acest compartiment (3) comunica cu compartiment (1) prin conducta cu robinet/vana (3f).
2. Reactor hidrolizor,conform revendicării 1 caracterizat prin aceea ca, acest compartiment de hidroliză bazica (1) a uleiurilor vegetale este format din arzator (la) combustibil gazos la partea inferioara, 10...20 palete (lb) circulare elicoidale înclinate cu rol funcțional de circulație ascendenta a gazelor de combustie care înconjoară compartimentul (1) si transfer termic al căldurii la masa de reacție, o conducta (lc) la partea superioara pentru evacuarea gazelor de combustie,un capac circular si conducta cu robinet/vana (ld) pentru alimentarea compartimentului (1) cu reactanti si ingrediente,o conducta cu robinet (le) la partea superioara pentru evacuarea vaporilor de apa in compartimentul (3) si o conducta cu robinet/vana (lf) la partea inferioara pentru evacuarea masei compoziției detergente lichide la expirarea timpului de procesare.
3. Reactor hidrolizor,conform revendicării 1,caracterizat prin aceea ca, acest rotor de recirculație (2) ascendenta - descendenta a masei de reacție este format din un ax rotor (2a) pe care sunt asamblate 8...12 palete elicoidale (2b) înclinate ascendent la 30 grade pe circumferința axului (2a) pentru aspirația masei de reacție si in interiorul unei tubulaturi (2c) cilindrice verticale pentru refularea masei de reacție pompata de palete (2b) prin 4 orificii (2d) dreptunghiulare poziționate la partea superioara a tubulaturii (2c) sub unghi de 90 grade pe circumferința acestei tubulaturi (2c) si acest rotor (2) este acționai in mișcarea de rotatie a axului (2a) cu ajutorul unui mijloc tehnic (2e) prin intermediul unui cuplaj.
4. Reactor hidrolizor,conform revendicării 1,caracterizat prin aceea ca, acest compartiment de vidare-condensare (3) vapori de apa este format din bazin colector (3a) prismatic cu secțiune transversala patratica si indicator de nivel gradat pentru soluția apoasa a hidroxidului de sodiu pompata de mijloc tehnic (3b) printr-o conducta (3c) cilindrica verticala cu injector cilindric (3d) in ejector cilindro-conic (3e) cu camera de amestec si bazin (3a) respectiv recirculație interna a soluției pentru a efectua depresiune(vid) in compartimentul de hidroliză (1),aspirația vaporilor de apa din masa de reacție si condensarea acestora.
RO201600254A 2016-04-08 2016-04-08 Reactor de hidroliză pentru obţi- nerea compuşilor hidroxilici prin hidroliză bazică din seminţele plantelor oleaginoase RO132191B1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO201600254A RO132191B1 (ro) 2016-04-08 2016-04-08 Reactor de hidroliză pentru obţi- nerea compuşilor hidroxilici prin hidroliză bazică din seminţele plantelor oleaginoase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO201600254A RO132191B1 (ro) 2016-04-08 2016-04-08 Reactor de hidroliză pentru obţi- nerea compuşilor hidroxilici prin hidroliză bazică din seminţele plantelor oleaginoase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO132191A2 true RO132191A2 (ro) 2017-10-30
RO132191B1 RO132191B1 (ro) 2021-04-29

Family

ID=60142496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RO201600254A RO132191B1 (ro) 2016-04-08 2016-04-08 Reactor de hidroliză pentru obţi- nerea compuşilor hidroxilici prin hidroliză bazică din seminţele plantelor oleaginoase

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO132191B1 (ro)

Also Published As

Publication number Publication date
RO132191B1 (ro) 2021-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203474763U (zh) 一种连续酯交换反应器及装置
CN206706059U (zh) 一种玫瑰纯露的低温真空循环萃取装置
US20110189741A1 (en) Process and apparatus for extracting biodiesel from algae
Andrade-Tacca et al. Reduction of FFA in jatropha curcas oil via sequential direct-ultrasonic irradiation and dosage of methanol/sulfuric acid catalyst mixture on esterification process
AU2011212228B2 (en) Method and apparatus for esterifying fatty acid
JPS5631438A (en) Reaction tank
MY153124A (en) Continuous production of biodiesel fuel by enzymatic method
RO132191A2 (ro) Reactor hidrolizor
CN204342760U (zh) 一种用于植物精油及浓缩液提取的生产线
CN105782945A (zh) 旋膜式除氧器及其除氧方法
RU104384U1 (ru) Энергоустановка с генератором водорода
CN212029471U (zh) 一种内旋膜式除氧器
CN204320291U (zh) 一种带有安全水封槽的反应釜
CN204325188U (zh) 一种用于回收生物柴油中甘油的处理装置
CN104791753A (zh) 升膜式蒸汽发生器
CN105925367A (zh) 一种微藻生物柴油的提炼设备
RU132444U1 (ru) Устройство для непрерывного получения биодизельного топлива
CN209636198U (zh) 一种废白土提油系统
CN205570076U (zh) 一种沼气湿法脱硫装置
CN202576346U (zh) 一种高酸值油脂酯化降酸装置
CN203030263U (zh) 亚硝酸甲酯合成反应器
CN205031927U (zh) 玫瑰提取罐的排渣装置
CN203494204U (zh) 生态油冷凝塔
CN103007842A (zh) 亚硝酸甲酯合成反应器
CN216513753U (zh) 废动植物油制备生物柴油的酯化反应装置