RO132191B1 - Reactor de hidroliză pentru obţi- nerea compuşilor hidroxilici prin hidroliză bazică din seminţele plantelor oleaginoase - Google Patents

Reactor de hidroliză pentru obţi- nerea compuşilor hidroxilici prin hidroliză bazică din seminţele plantelor oleaginoase Download PDF

Info

Publication number
RO132191B1
RO132191B1 RO201600254A RO201600254A RO132191B1 RO 132191 B1 RO132191 B1 RO 132191B1 RO 201600254 A RO201600254 A RO 201600254A RO 201600254 A RO201600254 A RO 201600254A RO 132191 B1 RO132191 B1 RO 132191B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
compartment
hydrolysis
valve
mass
reaction mass
Prior art date
Application number
RO201600254A
Other languages
English (en)
Other versions
RO132191A2 (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)

Description

Invenția se referă la un reactor hidrolizor, sistem chimic omogen destinat producției compoziției detergente săpun lichid și alcoolilor superiori.
Este cunoscut din brevetul R0116349 (B1) un reactor de saponificare utilizat pentru prepararea compozițiilor detergente de tipul săpunului și șamponului cuprinzând un bloc paralelipipedic având un compartiment cilindru de hidroliză a grăsimilor și un compartiment cilindru de vaporizare cu apa și glicerină compartimentat de un perete comun și un circuit primar pentru încălzirea unui mediu de încălzire. Principalul dezavantaj al acestui reactor este consumul mare de energie electrică pentru încălzirea agentului caloportorîn recirculație prin blocul termic al reactorului.
De asemenea este cunoscut din cererea de brevet US 4671892 (A) un vas de reactor care este prevăzut pentru procesele de saponificare cu timpi de reacție de aproximativ 2-5 min, reactanții sunt alimentați secvențial printr-o celulă de încărcare, pentru cântărire și alimentați într-un reactor care conține apa, iar la sfârșitul timpului de reacție, reciclarea este terminată și produsul finit este pompat la depozitare.
Problema tehică pe care o rezolvă invenția constă în dimensionarea, proiectarea și construcția unui reactor de hidroliză, sistem chimic continuu/semicontinuu omogen cu recircularea masei de reacție și soluțiilor tehnologice în proces prin procesarea chimică a uleiurilor vegetale extrase din semințele plantelor oleaginoase.
Reactor de hidroliză, conform invenției, este format dintr-un bloc termic cilindric T și posedă compartiment cilindric de hidroliză bazică 1 a uleiurilor vegetale în care este asamblat demontabil un rotor de recirculație 2 ascendentă-descendentă a masei de reacție, compartiment 1 ce comunică cu un compartiment 3 de vidare, condensare vapori apă, prin intermediul unei conducte cu robinet 1 e și acest compartiment 3 comunică cu compartiment 1 prin conducta cu robinet/vană 3f.
Se dă în continuare un exemplu de realizare a reactorului de hidroliză, în legătură cu fig. 1...3 care reprezintă:
- fig. 1, vedere în secțiune longitudinală a reactorului de hidroliză;
- fig. 2, vedere în secțiune longitudinală a compartimentului de hidroliză 1;
- fig. 3, vedere laterală și în secțiune longitudinală a rotorului de recirculație 2.
Reactor de hidroliză este format din bloc termic cilindric T căptușit la exterior cu material termoizolator (beton/caramidă) și rol funcțional, generare căldură de proces necesară reacției endoterme de hidroliză bazică a uleiurilor vegetale, căldură produsă prin combustia metanului.
Ecuația chimică a combustiei metanului ca reacție exotermă:
CH4(g) + 2O2(g) -CO2(g) + 2H2O(g) + Q(caldura).
Masele molare ale reactanților și produșilor de ardere, sunt specificate conform tabelului:
Metan: MCH4 -16 kg/kmol
Oxigen molecular: MO2 = 32 kg/kmol
Dioxid de carbon: MCO2 = 44 kg/kmol
Apa: MH2o = 1 θ kg/kmol
Azot molecular: MN2 = 28 kg/kmol
RO 132191 Β1 în baza compoziției chimice de masă a aerului atmosferic (23,3% O2; 76,7% N2), 1 datele tehnice ale combustiei metanului, sunt specificate conform tabelului:
Consum specific masic de aer atmosferic pentru combustia metanului la un coeficient de exces aer (a = 1,1): Caer = {[(2 · MO2)/(0,233 · MCH4)] · a} = 18,884 kg aer/kg ch4
Masa specifică CO2 rezultată: ^co2 “ (^co2^^ch4) 2,75 kg CO2/kgCH4
Masa specifică de apă rezultată: m^o [(2 ’ MH2O)/MCH4] — 2,25 kg H2O/kgCH4
Masa specifică de azot molecular: mN2 = {[(0,767/0,233). [(2 · MO2)/MCH4)] · a} = 14,484 kg N2/kg CH4
Masa specifică totală de gaze arse: m = (mCO2 + mH2O + mN2) = 19,484 kg gaze/kg CH4
Fracție de masă dioxid de carbon: fCO2 = (mCO2/m) = 0,141
Fracție de masă apă: fH2o = (mH2o/m) = 0,115
Fracție de masă azot molecular: fN2 = (mN2/m) = 0,744
Masa molară medie a gazelor de ardere: M - [0CO2 ’ MCO2) + 0H2O ’ MH2o) + 0N2 ’ ^2)] - 29,106 kg/kmol
Volumul specific al gazelor de ardere la combustia completă a metanului (condiții normale): VN = [(VM-m)/M] = 15 m3 N/kg CH4
VM - volumul molar (VM = 22,41 m3/kmol). Date tehnice ale gazului metan: 21
Puterea calorică inferioară a metanului: Pc = 50060 kJ/kg = 11957 kcal/kg 23
Densitatea metanului în condiții normale: P = (MchAm) = 0,714 kg/m3 N
Temperatura gazelor de ardere la combustia completă a gazului metan: Tc= 1900°C 25
Randamentul termic al reacției de ardere: Rt = 88...90% 27
Temperatura gazelor de ardere la ieșirea din blocul termic al reactorului chimic hidrolizor: Te = 200°C 29
Datele tehnice ale gazelor de ardere,sunt specificate conform tabel: 31
Căldura specifică molară a dioxidului de carbon, la presiune constantă: CpCO2 = 54,1 kJ/kmol°C 33
Căldura specifică molară a apei la presiune constantă: CPH2o = 43,13 kJ/kmol°C 35
Căldura specifică molară a azotului molecular la presiune constantă: CpN2 = 33,24 kJ/kmol°C 37
Cantitate specifică kmoli dioxid de carbon: nCO2 = (mco2^CO2) = 0,0625 kmoli/kg CH4 39
Cantitate specifică kmoli apă: nH2O = (mH2O/MH2O) = 0,125 kmoli/kg CH4
RO 132191 Β1 continuare tabel
Cantitatea specifică kmoli azot molecular: nN2 = (mN2/MN2) = 0,5173 kmoli/kg CH4
Entalpia gazelor de ardere la combustia metanului: Hgc - ÎV [(ncO2 ’ θρΟΟ2) + (ηΗ2Ο ’ θρΗ2θ)+ (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 ’ θρΟΟ2) + (ηΗ2Ο ’ θρΗ2θ) + (nN2 · CpN2)]} = 5193,5 kJ/kg CH4 = 1240,5 kcal/kg CH4
în interiorul blocului termic T este asamblat nedemontabil compartiment cilindric de hidroliză bazică a uleiurilor vegetale 1, construit din otel și format din arzător gaz metan 1 a la partea inferioară, 10...20 palete 1b circulare elicoidale înclinate care înconjoară compartimentul 1 cu rol funcțional de circulație ascendentă a gazelor de combustie și transfer termic al căldurii la peretele cilindric al compartimentului și la masa de reacție, o conductă 1c de evacuare a gazelor de combustie asamblată nedemontabil la partea superioară, un capac circular cu conductă și robinet/vană 1d pentru alimentarea compartimentului cu reactanți, ingrediente și închiderea acestuia în timpul procesării, o conductă cu robinet 1e asamblată nedemontabil la partea superioară pentru evacuarea vaporilor de apă din compartimentul 1 în compartimentul 3 și o conductă cu robinet/vană 1f la partea inferioară pentru evacuarea masei compoziției detergente de săpun lichid la expirarea timpului de procesare. în interiorul compartimentului 1 este asamblat demontabil pe rulmenți, un rotor de recirculație 2 ascendentă-descendentă a masei de reacție, construit din oțel și 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 și în interiorul unei tubulaturi cilindrice verticale 2c pentru refularea masei de reacție pompată de palete 2b prin 4 orificii dreptunghiulare 2d poziționate la partea superioară a tubulaturii 2c sub unghi de 90 grade pe circumferința acestei tubulaturi. Acest rotor de recirculație 2 este acționat în mișcarea de rotație a axului 2a, de electromotor 2e ca mijloc tehnic prin intermediul unui cuplaj și transmisia mișcării se efectuează cu ajutorul rulmenților axiali-radiali cu labirinți asamblați în capacul 1d al compartimentului 1. în continuare, reactorul chimic de hidroliză posedă un compartiment de vidare-condensare 3 vapori de apă, construit din oțel, format din bazin colector 3a prismatic cu secțiune transversală pătratică și indicator de nivel gradat din sticlă termorezistentă, pentru soluția apoasă hidroxid de sodiu pompată de electropompa 3b prin conducta cilindrică verticală 3c cu injector cilindric 3d în ejector cilindro-conic 3e cu camera de amestec și bazin 3a respectiv recirculație intensă a soluției pentru a efectua vid/depresiune în compartimentul de hidroliză 1, aspirația vaporilor de apă din masa de reacție și condensarea acestora. Acest bazin colector 3a comunică cu compartimentul de hidroliză 1 prin conducta cu robinet/vană 3f pentru recircularea soluției apoase hidroxid de sodiu necesară procesului chimic. Prin conducta de alimentare se introduce apa în bazinul colector 3a la un grad de umplere 75% din volumul geometric al acestuia, conducta cu robinet/vană 3f fiind închisă. Se pornește electropompa 3b pentru recirculația continuă a apei prin conducta 3c, injector 3d, ejector 3e și bazin 3a efectuându-se vid în compartimentul de hidroliză 1. Prin conducta de alimentare a bazinului colector 3a se introduce treptat masa de hidroxid de sodiu granule și prin dizolvare exotermă rapidă, se realizează concentrația de masa 40...50% NaOH a soluției tehnologice alcaline. Se deschide robinetul/vană conductei 3f și prin diferența de presiune (vid) este aspirată masa soluției tehnologice 40...50% NaOH
RO 132191 Β1 necesară hidrolizei bazice în compartimentul 1, masa măsurată cu indicatorul de nivel gradat 1 al bazinului colector 3a. Se închide robinetul/vana conductei 3f și se deschide robinetul/vana conductei 1d pentru alimentarea prin diferența de presiune (vid) a compartimentului 1 cu ulei 3 vegetal dintr-un dozator, masa lichidă fiind determinată prin bilanț de materiale al procesului chimic. Se închide robinetul/vana conductei 1d, se pornește electromotorul 2e, intră în 5 mișcarea de rotație rotorul 2 de recirculație a masei de reacție heterogene (emulsie), ascendentă rotațională prin rotor- descendentă rotațională pe peretele cilindric al compartimentului 7 1. Se pornește arzătorul 1a, are loc combustia gazului metan și realizarea temperaturii de proces 90...100°C prin transfer termic al căldurii la masa de reacție din compartimentul de 9 hidroliză 1.
Debitul caloric [Dct(kcal/s)] transferat de la gazele de combustie ale metanului la masa 11 de reacție din compartimentul 1, se determină conform ecuației dimensionale:
Dct - KT · AT · ATmed 13
KT - coeficient total de transfer termic de la gazele de combustie ale metanului la masa de reacție din compartimentul 1 (kcal/m2 · s -°C); AT - suprafața cilindrică de transfer 15 termic a compartimentului 1 (m2); ATmed - diferența medie logaritmică de temperatură între gazele de combustie și masa de reacție (°C). Debitul de masă [Dm(kg/s)] al metanului corn- 17 bustibil, se determină conform ecuației dimensionale:
Dm = [Dct/(Pc - Hge)] 19
Debitul volumetric [Dvm (m3N/s)] în condiții normale al metanului combustibil, se determina conform ecuației dimensionale: Dvm = (Dm/p) = {Dct/[(Pc - Hge) · p]} p - densitatea în 21 condiții normale a gazului metan (p = 0,714 kg/m3N).
Timpul de încălzire a masei de reacție [tj(s)], se determină conform ecuației 23 dimensionale:
= [mr · Cpr · (Τρ-ηψϋθ, 25 mr- masa de reacție din compartimentul de hidroliză 1 (kg); Cpr- căldura specifică a masei de reacție la presiune constantă (kcal/kg · °C); Tp - temperatura de proces (°C); 27
Tt - temperatura inițială a masei de reacție din compartimentul de hidroliză 1 (°C).
în cazul uleiului de rapiță (50% ester erucic, 30% ester linolenic, 20% ester linoleic) 29 reacția chimică de hidroliză bazică în prezența hidroxidului de sodiu (NaOH) la temperatura de proces, are loc conform ecuațiilor chimice: 31
RrCO-O-CH2-CH(-O-CO-R1)-CH2-O-CO-R1[estererucic] + 3NaOH SR^CO-ONa [sareadesodiu a acidului erucic]+ HO-CH2-CH(OH)-CH2-OH[g|icerina/g|icero|]33
R1 - grupare erucică hidrocarbonată și nesaturată.
RrH3C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)11-R2-CO-O-CH2-CH(-O-CO-R2)-CH2-O-CO-R2[esterlinolenic]35 + 3NaOH-3R2-CO-O Na [Sarea de sodiu a acidului linolenic] + HO-CH2-CH(OH)-CH2-OH [g|icerina/g|icer0|]
R2 - grupare linolenică hidrocarbonată și nesaturată.37
R2-H3C-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7.
R3-CO-O-CH2-CH(-O-CO-R3)-CH2-O-CO-R3[esterlinolicl + 3NaOH-3Rs-CO-O Na+ [sareade39
O έ \ O/ OțColCI IIIIUIIUJ O [OdlCdlJC sodiu a acidului linolic] HO-Ch^’-CH(OH)-CH
2” θ H [g licerina/glicerol]
R3 - grupare linolică hidrocarbonată și nesaturată.41
R3-H3C-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7;
în cazul uleiului de floarea soarelui (55...65% ester linolic, 33...36% ester oleic, 43 5%...10% esteri palmitic și stearic) procesul chimic de hidroliză bazică în prezența hidroxidului de sodiu (NaOH) are loc conform ecuațiilor chimice: 45
R4^ CH-CH2-CH(-O-CO-R4)-CH2-O-CO-R4[esterO|eic] +3NaOH^3R4-CO-O Na [Sareaciesodiu a acidului oleic] HO_CH2CH(OH)-CH2” OH [glicerina/glicerol] 47
RO 132191 Β1
R4 - grupare oleică hidrocarbonată și nesaturată.
R4 - H3C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7.
R5-CO-O-CH2-CH(-O-CO-R5)-CH2-O-CO-R5[ester Dalmiticl + 3NaOH-3R5-CO-O Na+ [sarea u £ \ J/ petll l IIUUJ J [οαίσα de sodiu a acidului palmitic] HO-Ch^’-CH(OH)-CH
2” θ X। [g licerina/glicerol]
R5 - grupare palmitică hidrocarbonată și saturată.
R5-H3C-(CH2)14-R6-CO-O-CH2-CH(-O-CO-R6)-CH2-O-CO-R6[esterstearicl + 3NaOHU Q \ ^z I H U £ \ Uz U olUCtl IU]
Na [sarea de sodiu a acidului stearic] HO-CH2-CH (OH)-CH2-OH[g|jcerjna/g|jcero|]
R6 - grupare stearică hidrocarbonată și saturată.
RrH3C-(CH2)16;
în toate cazurile raportul molar între hidroxidul de sodiu și ester este mai mare de 3:1 și masa de reacție devine un amestec omogen cu vâscozitate mică datorită sărurilor de sodiu ale acizilor grași nesaturați și glicerinei - produși de reacție. Viteza reacției de hidroliză bazică este determinată conform ecuației cinetice diferențiale dimensionale:
Vrh = - (dC/dt) = (K · C · C0H) =(K-IS-C2) =[K-IS-CO 2-(1 -x)2]
K - constanta cinetică de viteză a reacției de hidroliză a grăsimilor vegetale (m3/kg-s);
Vrh - viteza reacției de hidroliză bazică (saponificare) a uleiurilor vegetale (kg/m3 -s);
Co - concentrația inițială a uleiului vegetal în masa de reacție (kg/m3), ce se determină conform ecuației dimensionale:
Co = (mg7Vch) mg° - masa inițială a grăsimii vegetale (ulei) destinată hidrolizei bazice în compartimentul 1 (kg); C - concentrația momentană a uleiului vegetal în masa de reacție (kg/m3), ce se determină conform ecuației dimensionale:
C = (mg/Vch) mg - masa grăsimii vegetale (ulei) destinată hidrolizei bazice în compartimentul 1 (kg) la un anumit moment de timp de la începutul reacției de hidroliză (mg < mg°); X - conversia grăsimii vegetale (ulei) la săruri de sodiu ale acizilor grași și se determină conform expresiei adimensionale:
X = [(Co - C)/Co] - = [Co · (1 - X)]
Vch - volumul total corespunzător masei de reacție în compartimentul de hidroliză 1 (m3);
ls- indicele de saponificare (hidroliză) al grăsimilor vegetale (kg NaOH/kg ulei), ce se determină conform ecuației dimensionale:
ls = (C0/c = (m0H/mg) m0H - masa de hidroxid de sodiu necesară hidrolizei bazice în compartimentul 1 (kg);
C0H - concentrația hidroxidului de sodiu în masa de reacție (kg/m3), ce se determină conform ecuației dimensionale:
Cqh - (mOH^ch)
Durata de staționare a masei de reacție [t(s)] în compartimentul 1, se determină conform ecuației integrale dimensionale pentru reactor discontinuu cu amestecare perfectă:
t = -;Co c [dc/vrh] = [i/(K-is-co)]-;0x[dx/(i-x)2] = {x/[K-is-c0-(i-x)]}; în modelul reactorului continuu cu recirculație și amestecare perfectă, durata de staționare [t(s)] a masei de reacție în compartimentul 1, se determină conform ecuației dimensionale:
t = [(C0-C)/Vrh] = {X/[K-ls-C0-(1-X)2]}.
Debitul caloric [Dcp(kcal/s)] absorbit de reacția chimică de hidroliză, regim izoterm de procesare în compartimentul 1, se determină conform ecuației dimensionale:
Dcp = (AH-Vrh-Vch)
RO 132191 Β1
ΔΗ - variația entalpiei reacției de hidroliză bazică a grăsimilor vegetale (kcal/kg). 1 Căldura necesara vaporizarii în vid a apei din masa de reacție [Qv(kcal/s)], se determină conform ecuației dimensionale: 3
Qv - (^Η2Ο ’ mr ’ Lv)
CH20 - concentrația procentuală în procente de masă a apei din masa de reacție (%); 5
Lv - căldura latentă medie de vaporizare a apei (kcal/kg); mr - masa de reacție (kg).
Durata vaporizării [tv(s)] a apei din masa de reacție, se determină conform ecuației 7 dimensionale:
tv = (Q^/DJ = [(CH2O-mr-Lv)/(KT-ATATmed)] 9
La expirarea duratei de staționare a masei de reacție în compartimentul 1, prin deschiderea robinetului conductei 1e sunt aspirați vaporii de apă din masa de reacție și conden- 11 sați de soluția tehnologică rece recirculată continuu în compartimentul 3. La expirarea duratei de vaporizare a apei din masa de reacție, se închide robinetul/vană conductei 1 e și se des- 13 chide robinetul/vană conductei 1d pentru alimentarea masei de reacție datorită depresiunii, cu o cantitate de soluție apoasă acid acetic (9% CH3COOH) pentru neutralizarea excesului 15 de hidroxid de sodiu, conform ecuației chimice:
NaOH[hjdroxiddesodjU] + CH3COOH[acidacetic] ^CH3COO Na [acetat je sodiu] k^Oiapa] ”17
Deplasarea echilibrului chimic spre dreapta, se efectuează prin vaporizarea apei și eliminarea vaporilor de apă din masa de reacție, cu ajutorul compartimentului 3 prin deschi- 19 derea periodică a robinetului conductei 1e. Masa de acid acetic consumată [mAA(kg)] în reacția de neutralizare a excesului de hidroxid de sodiu, se determină conform ecuației dimensio- 21 nale:
mAA = [(MAA/MNa0H)-m0H[|| = (CAA-msa)23
CAA - concentrația în procente de masă a acidului acetic în soluția apoasă acetică (%);25 msa - masa soluției apoase acetice, utilizată pentru neutralizarea NaOH liber/exces (kg);27
Maa - masa molară a acidului acetic (M^ = 60 kg/kmol); MNa0H - masa molară a hidroxidului de sodiu (MNa0H = 40 kg/kmol); mOH[u - masa hidroxidului de sodiu liber în masa 29 de reacție (kg), determinată conform bilanțului de materiale sau prin analiza chimică volumetrică. 31
Pentru concentrații hidroxid de sodiu liber în masa de reacție, mai mici de 40 kg/m3: mOH[l] = [^NaOH ’ Vch’10(PH 14>] 33
PH - exponentul concentrației ionilor de hidroniu [H3O+] = 10-PH] ce se determină instrumental cu aparat pH-metru. Masa produsului de reacție acetat de sodiu [MAS(kg)] se 35 determină conform ecuației dimensionale:
mAS - [(^AS^NaOH)‘mOH|l]l 37
Mas - masa molară a acetatului de sodiu (MAS = 82 kg/kmol).
în compartimentul de vidare-condensare 3 cu ajutorul electropompei 3b se recirculă 39 soluția apoasă tehnologică a hidroxidului de sodiu prin conducta verticală 3c, injector 3d, ejector 3e și bazin 3a efectuându-se vid (depresiune) în compartiment 1 prin conducta 41 deschisă 1e, recirculare în conformitate cu ecuația dimensională de conservare a energiei hidrodinamice: 43
[(p-w,2)/2]+ P, + (p-g-H,) = [(p-w22)/2] + P2 + (p-g-H2) p - densitatea lichidului motor, soluția apoasă a hidroxidului de sodiu (p = 1269 kg/m3 45 pentru concentrația 40% NaOH în apă); w, - viteza de injectare a lichidului motor în ajutajul ejectorului 3e (m/s) și se determină conform ecuației dimensionale a debitului 47
RO 132191 Β1
W, = [(4-DJ/(n-D2)];
w2 - viteza de ejectare a lichidului motor din tubulatura conică a ejectorului 3e (m/s) și se determină conform ecuației dimensionale a debitului:
w2 = [(4-DV|)/(n-D2 2)]; - debitul volumetric de lichid motor pompat de electropompa
3b în circuit închis (m3/s); D, - diametrul mic al ajutajului injector 3d (m); D2 - diametrul mare al tubulaturii conice aferenta ejectorului 3e (m); P, - presiunea dinamică în camera de amestec lichid-vapori aferentă injectorului 3d, ejectorului 3e și reprezintă depresiunea (vid) în camera de amestec, egală cu presiunea de vaporizare [P, = Pv ]; P2 - presiunea dinamică a lichidului motor în bazinul condensator 3a la ieșire din tubulatura conică aferentă ejectorului 3e, presiune egală cu presiunea atmosferică (101350 Pascali); g - accelerația gravitațională (g = 9,81 m/s2); H, - înălțimea cea mai mare a ejectorului cilindro-conic 3e (m); H2 - înălțimea cea mai mică a ejectorului cilindro-conic 3e, la nivelul bazinului condensator 3a (m). în condiția tehnică P2 > P, și H, > H2, variația de presiune dinamică APd = (P2 - P,) în relație funcțională cu variația de înățime ΔΗ = (H, - H2), se determină conform ecuației dimensionale:
APd = [(p/2)-(w2 - w2 2)]+(p-g-AH)
Pătratele vitezelor w, și w2 variază invers proporțional cu puterea a patra a diametrelor D„ D2 și în condiția tehnică în care D2 > 5. D, - w2 2 « w2; diferența de pătrate ale vitezelor este aproximativ egală cu w2, variația de presiune dinamică se determină conform ecuației dimensionale:
APd = {[(p-w2)/2]+(p-g-AH)}.
Datele dimensionale sunt specificate conform tabel:
wl(m/s): p(kg/m3): AH(m): APd(Pascali): P, = 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
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 determină conform ecuației dimensionale: Ld = [(D2 - DI)/(2-tga)]; a - unghi de evazare al difuzorului conic; tg - funcția tangentă. Se închide robinetul conductei 1 e, se închide arzătorul 1 a pentru reducerea temperaturii masei de reacție recirculată continuu, sub 80°C și se deschide robinetul/vana conductei 1d pentru alimentarea ingredientelor în masa de reacție (lichid suport:etanol; spumanți:monoetanol amida polietoxilată, 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 în scopul omogenizării compoziției detergente, se scoate din funcțiune electropompa 3b, se deschide robinetul conductei 1e pentru egalizarea presiunii în compartimentul 1 cu presiunea atmosferică și se deschide robinetul/vana conductei 1f pentru evacuarea masei compoziției detergente săpun lichid. în cazul producției compușilor organici hidroxilici (alcooli) prin hidroliza bazică a compușilor organici clorurați, în bazinul condensator 3a se introduce
RO 132191 Β1 hidroxid de sodiu granule în soluția echimolară apă-etanol pentru dizolvare. Prin deschiderea 1 conductei 3f soluția bazică reactantă este aspirată în compartimentul 1 concomitent cu compusul organic clorurat prin deschiderea conductei 1 d, are loc reacția de hidroliză ca 3 urmare a recirculării masei de reacție la temperatura de proces și vaporii de apă, etanol, compus hidroxilic hidrocarbonat, sunt condensați în bazinul 3a. Separarea componenților se 5 efectuează prin distilare fracționată și sarea rezultată NaCI - produs secundar se elimină din reactor prin conducta 1f sub formă de soluție apoasă. 7
Invenția prezintă următoarele avantaje:
- creșterea randamentului termic de transfer al căldurii în reactorul de hidroliză mai 9 mare de 60% în comparație cu aparatele, instalațiile cunoscute;
- productivitatea reactorului hidrolizor este mai mare cu cel puțin 10% față de 11 instalațiile cunoscute, datorită vitezei mai mari a reacției de hidroliză bazică;
- simplificarea instalațiilor cunoscute, reactorul hidrolizor este construit din materiale 13 și componente standardizate accesibile, generându-se economii de amplasamentîn investiții concurențiale; 15
- reactorul de hidroliză are stabilitate funcțională, nu posedă fenomene de coroziune și poluare, transportul lichidelor tehnologice se realizează prin depresiune (vid) și reactorul 17 poate fi complet automatizat;
- reactorul de hidroliză este utilizat și pentru obținerea compușilor hidroxilici prin 19 hidroliză bazică a compușilor organici clorurați sau bromurați.

Claims (4)

1. Reactor de hidroliză, caracterizat prin aceea că, este format dintr-un bloc termic (T) ce conține un compartiment cilindric de hidroliză bazică (1) a uleiurilor vegetale în care este asamblat demontabil un rotor de recirculație (2) ascendentă-descendentă a masei de reacție, compartiment (1) ce comunică cu un compartiment (3) de vidare condensare vapori de apă, prin intermediul unei conducte cu robinet (1e) și acest compartiment (3) comunică cu compartiment (1) prin conducta cu robinet/vana (3f).
2. Reactor de hidroliză, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, compartimentul de hidroliză bazică (1) a uleiurilor vegetale este format din arzător (1a) combustibil gazos la partea inferioară, 10...20 palete (1b) circulare elicoidaleînclinate cu rol funcțional de circulație ascendentă a gazelor de combustie care înconjoară compartimentul (1) și transfer termic al căldurii la masa de reacție, o conductă (1c) la partea superioară pentru evacuarea gazelor de combustie, un capac circular și conducta cu robinet/vană (1d) pentru alimentarea compartimentului (1) cu reactanți și ingrediente, o conductă cu robinet (1e) la partea superioară pentru evacuarea vaporilor de apă în compartimentul (3) și o conductă cu robinet/vană (1f) la partea inferioară pentru evacuarea masei compoziției detergente lichide la expirarea timpului de procesare.
3. Reactor de hidroliză , conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, rotorul de recirculație (2) ascendentă-descendentă a masei de reacție este format dintr-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 și în interiorul unei tubulaturi (2c) cilindrice verticale pentru refularea masei de reacție pompată de palete (2b) prin 4 orificii (2d) dreptunghiulare poziționate la partea superioară a tubulaturii (2c) sub unghi de 90 grade pe circumferința acestei tubulaturi (2c) și acest rotor (2) este acționat în mișcarea de rotație a axului (2a) cu ajutorul unui mijloc tehnic (2e) prin intermediul unui cuplaj.
4. Reactor de hidroliză, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, compartimentul de vidare-condensare (3) vapori de apă este format din bazin colector (3a) prismatic cu secțiune transversală patratică și indicator de nivel gradat pentru soluția apoasă a hidroxidului de sodiu pompată de mijloc tehnic (3b) printr-o conducta (3c) cilindrică verticală cu injector cilindric (3d) în ejector cilindro-conic (3e) cu camera de amestec și bazin (3a) respectiv recirculație internă a soluției pentru a efectua depresiune (vid) în compartimentul de hidroliză (1), aspirația vaporilor de apă din masa de reacție și 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 RO132191A2 (ro) 2017-10-30
RO132191B1 true 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
RO132191A2 (ro) 2017-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203474763U (zh) 一种连续酯交换反应器及装置
US20110189741A1 (en) Process and apparatus for extracting biodiesel from algae
CN105156882B (zh) 节能型浸没燃烧式气化器
AU2015275332B2 (en) An Apparatus For Generating Heat
CN106090903A (zh) 甲醇或轻烃燃料燃烧器
AU2011212228B2 (en) Method and apparatus for esterifying fatty acid
CN101633856A (zh) 氢溶解燃料及其制造装置
KR20160021618A (ko) 고산가의 동식물유지를 활용한 바이오연료 제조방법
MY153124A (en) Continuous production of biodiesel fuel by enzymatic method
RO132191B1 (ro) Reactor de hidroliză pentru obţi- nerea compuşilor hidroxilici prin hidroliză bazică din seminţele plantelor oleaginoase
CN101215475A (zh) 利用植物果籽油中低温制备生物柴油的方法及专用蒸馏塔
CN101829528A (zh) 用于油脂水解的水解塔及利用其进行油脂水解的方法
CN104694255A (zh) 一种低温负压制备生物柴油的方法
RU166945U1 (ru) Водонагревательное устройство
RU104384U1 (ru) Энергоустановка с генератором водорода
CN201442876U (zh) 燃料高压燃烧直接汽化油田污水装置
CN105418369B (zh) 一种生物柴油工艺中产生甘油与甲醇的分离装置及方法
CN201272776Y (zh) 一种中性油脂连续制备生物柴油的装置
CN212029471U (zh) 一种内旋膜式除氧器
CN202054762U (zh) 一种用于生物柴油生产的硫酸脱除塔
CN202509071U (zh) 生物柴油酯化酯交换反应装置
CN221287862U (zh) 一种基于生物基材料的提取设备
CN216513753U (zh) 废动植物油制备生物柴油的酯化反应装置
CN204325188U (zh) 一种用于回收生物柴油中甘油的处理装置
CN207773985U (zh) 一种精馏油酸的储存装置