RU2304012C2 - Method of processing the mixture of pentaerythrite formate mother liquors and evaporation plant for realization of this method - Google Patents

Method of processing the mixture of pentaerythrite formate mother liquors and evaporation plant for realization of this method Download PDF

Info

Publication number
RU2304012C2
RU2304012C2 RU2005124426/04A RU2005124426A RU2304012C2 RU 2304012 C2 RU2304012 C2 RU 2304012C2 RU 2005124426/04 A RU2005124426/04 A RU 2005124426/04A RU 2005124426 A RU2005124426 A RU 2005124426A RU 2304012 C2 RU2304012 C2 RU 2304012C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
solution
crystallization
crystallizer
pentaerythritol
Prior art date
Application number
RU2005124426/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005124426A (en
Inventor
Виталий Иосифович Васильев (RU)
Виталий Иосифович Васильев
Владимир Петрович Напольских (RU)
Владимир Петрович Напольских
Леон Игнатьевич Трофимов (RU)
Леон Игнатьевич Трофимов
Владимир Григорьевич Шмелев (RU)
Владимир Григорьевич Шмелев
Владимир Александрович Даут (RU)
Владимир Александрович Даут
Виктор Викторович Майер (RU)
Виктор Викторович Майер
Андрей Борисович Семериков (RU)
Андрей Борисович Семериков
Владимир Сергеевич Углов (RU)
Владимир Сергеевич Углов
Original Assignee
Виталий Иосифович Васильев
Владимир Петрович Напольских
Леон Игнатьевич Трофимов
Владимир Григорьевич Шмелев
Владимир Александрович Даут
Виктор Викторович Майер
Андрей Борисович Семериков
Владимир Сергеевич Углов
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 Виталий Иосифович Васильев, Владимир Петрович Напольских, Леон Игнатьевич Трофимов, Владимир Григорьевич Шмелев, Владимир Александрович Даут, Виктор Викторович Майер, Андрей Борисович Семериков, Владимир Сергеевич Углов filed Critical Виталий Иосифович Васильев
Priority to RU2005124426/04A priority Critical patent/RU2304012C2/en
Publication of RU2005124426A publication Critical patent/RU2005124426A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2304012C2 publication Critical patent/RU2304012C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: concentration of pentaerythrite formate mother liquors in the multi-case evaporation plant with vertical heat exchange tubes for production of high-quality lacquers, additives for oils and other products.
SUBSTANCE: proposed method includes concentration of pentaerythrite formate mother liquors at the first stage by evaporation to saturation state by pentaerythrite and crystallization of pentaerythrite from saturated solution; concentration at the first stage is performed at film flow solution; crystallization is carried out at two stages at forced circulation of suspension thus formed. Secondary vapor is divided into two flows after first stage of evaporation: one flow is delivered to the first stage of crystallization and second flow is delivered to the second stage of crystallization. At the second stage of crystallization boiling point of suspension is maintained at temperature of 45-53°C which is below that at the first stage by 7-20°C. Evaporation plant for processing the pentaerythrite formate mother liquors has two stages of evaporators connected in succession in way of flow of vapor and solution and provided with vertical tubes. Second stage of evaporation plant is just crystallizer provided with circulating loop with pump and vapor separator connected with final condenser by means of vapor pipe line. First stage consists of film liquid flow evaporator; second stage is provided with additional crystallizer with circulating loop and pump and additional condenser connected with vapor separator of additional crystallizer; it is also provided with non-condensable gas discharge unit. Last evaporator of the first stage is provided with additional pipe line for discharge of secondary vapor which is communicated with heating chamber of additional crystallizer. Solution volume of additional crystallizer exceeds that of the first one by 1.5- 2.5 times.
EFFECT: improved quality of crystalline products; increased degree of extraction of pentaerythrite from solution; increased rate of processing the solutions.
6 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретения относятся к технологии многоатомных спиртов и могут быть использованы для концентрирования пентаэритрито-формиатных растворов в многокорпусной выпарной установке с вертикальными теплообменными трубками с целью кристаллизации и получения пентаэритрита, применяемого в производстве высококачественных лаков на конденсационной основе, присадок к маслам и ряда других продуктов.The inventions relate to the technology of polyhydric alcohols and can be used to concentrate pentaerythritol formate solutions in a multi-case evaporator with vertical heat transfer tubes for crystallization and to obtain pentaerythritol used in the manufacture of high-quality condensation-based varnishes, oil additives and some other products.

Процесс концентрирования играет важную роль в технологии получения пентаэритрита. Показатели стадии концентрирования в значительной степени определяют экономические показатели производства пентаэритрита. При этом эффективность работы выпарных аппаратов во многом обусловлена уровнем совершенства технологии процесса выпаривания, а также конструкций выпарных аппаратов.The concentration process plays an important role in the technology of pentaerythritol. The concentration stage indicators largely determine the economic indicators of pentaerythritol production. Moreover, the efficiency of the evaporators is largely due to the level of perfection of the technology of the evaporation process, as well as the designs of the evaporators.

Технологический процесс концентрирования выпариванием пентаэритрито-формиатных растворов с кристаллизацией пентаэритрита имеет ряд особенностей, которые затрудняют аппаратурное оформление и экономичное проведение этого процесса. Особенностями пентаэритрито-формиатных растворов являются их многокомпонентность и термолабильность. Для предупреждения разложения максимальная температура не должна превышать 130°С. Ввиду больших значений депрессии раствора экономически оправданная минимальная температура кипения его в последнем корпусе выпарной установки составляет 50-55°С. Указанные ограничения определяют диапазон температур, преемлемый в выпарной установке, 75-80°С, из которого с учетом потерь (на депрессию, в паропроводах и пр.) на каждый выпарной аппарат приходится в среднем лишь по 10-12°С. Это ограничивает возможности экономичного применения традиционно используемых выпарных аппаратов при оптимальном соотношении капитальных и эксплуатационных затрат.The technological process of concentration by evaporation of pentaerythritol-formate solutions with crystallization of pentaerythritol has a number of features that complicate the hardware design and economical implementation of this process. The features of pentaerythritol-formate solutions are their multicomponent and thermolability. To prevent decomposition, the maximum temperature should not exceed 130 ° C. In view of the large values of the depression of the solution, the economically feasible minimum boiling point of it in the last building of the evaporator is 50-55 ° C. These restrictions determine the temperature range acceptable in the evaporator, 75-80 ° С, from which, taking into account losses (for depression, in steam pipelines, etc.), each evaporator has an average of only 10-12 ° С. This limits the possibilities of economical use of traditionally used evaporators with the optimal ratio of capital and operating costs.

Установлено (Загидуллин С.Х. и др. Исследование пересыщений в системе пентаэритрит - вода с целью оптимизации процесса кристаллизации. ЖПХ, 1995, т.68, В.4. С.547; Мошева Л.А. Физико-химические основы кристаллизации пентаэритрита из водных и вводно-солевых растворов. Автореф. канд. дисс. Пермь, 1997 и др.), что при выпаривании этих растворов образование и рост кристаллов происходит при больших пересыщениях раствора по пентаэритриту, которое возрастает с увеличением концентрации формиата натрия, растворенных примесей, а также с увеличением темпов создания пересыщения (то есть темпов выпаривания из раствора воды и охлаждения суспензии) и уменьшением начальной температуры насыщения. Сохранение большого пересыщения обусловлено весьма малыми скоростями массопереноса в образующейся суспензии, при которых для достаточно полного выделения кристаллизующегося вещества требуется продолжительное время.It was established (Zagidullin S.Kh. et al. Investigation of supersaturations in the pentaerythritol-water system in order to optimize the crystallization process. ZhPKh, 1995, vol. 68, B.4. P.547; Mosheva L.A. Physicochemical principles of crystallization of pentaerythritol from aqueous and salt-water solutions. Author. Cand. diss. Perm, 1997 and others), that when these solutions are evaporated, the formation and growth of crystals occurs with large supersaturations of the solution with pentaerythritol, which increases with increasing concentration of sodium formate, dissolved impurities, as well as with the increasing pace of creating Nia supersaturation (i.e., evaporation rate of water from the solution and cooling the slurry) and a decrease in the initial saturation temperature. The persistence of a large supersaturation is due to the very low mass transfer rates in the resulting suspension, at which a sufficiently long time is required for a sufficiently complete separation of the crystallizing substance.

Усложняет технологический процесс необходимость проведения кристаллизации пентаэритрита из реакционных растворов, которые содержат 20-40% пентаэритрита, 30-45% формиата натрия и 10-25% органических примесей. В присутствии такого количества растворенных веществ значительно возрастает вязкость жидкой фазы и расширяется метастабильная зона существования пересыщенных растворов пентаэритрита. Это снижает эффективность работы кристаллизаторов.Complicating the technological process is the need to crystallize pentaerythritol from reaction solutions that contain 20-40% pentaerythritol, 30-45% sodium formate and 10-25% organic impurities. In the presence of such an amount of dissolved substances, the viscosity of the liquid phase increases significantly and the metastable zone of existence of supersaturated pentaerythritol solutions expands. This reduces the efficiency of the molds.

В производстве пентаэритрита чаще всего применяли кристаллизаторы периодического действия, представляющие собой цилиндрические аппараты с коническим днищем и охлаждающими рубашками, снабженные рамными мешалками (С.Х.Загидуллин, Л.А.Мошева, В.А.Даут, Е.Р.Мошев, В.И.Ожегов, Е.Е.Кожухов. «Разработка и внедрение кристаллизатора непрерывного действия в производстве пентаэритрита». «Химическая промышленность», 1995 г., №2, стр.8). Для обеспечения непрерывной работы кристаллизаторы иногда соединяли в каскад из 3-5 ступеней. Однако вследствие ступенчатого характера охлаждения суспензии ухудшались условия кристаллизации. Из-за частого забивания переточных каналов между отдельными ступенями требовалось снижение начальной концентрации раствора с соответствующим уменьшением степени выделения пентаэритрита. У этих кристаллизаторов была низкая удельная поверхность теплообмена, несовершенная гидродинамика перемешивания и ряд других недостатков. Возможность интенсификации работы аппаратов путем замены тихоходных рамных мешалок на быстроходные ограничена высокой эффективной вязкостью суспензии и низкой механической прочностью кристаллов пентаэритрита.In the production of pentaerythritol, batch crystallizers were most often used, which were cylindrical apparatus with a conical bottom and cooling jackets equipped with frame mixers (S.Kh. Zagidullin, L.A. Mosheva, V.A. Daut, E.R.Moshev, V . I. Ozhegov, EE Kozhukhov. “Development and implementation of a continuous mold in the production of pentaerythritol.” “Chemical industry”, 1995, No. 2, p. 8). To ensure continuous operation, the crystallizers were sometimes connected in a cascade of 3-5 steps. However, due to the stepwise nature of the suspension cooling, crystallization conditions worsened. Due to the frequent clogging of the transfer channels between the individual steps, a decrease in the initial concentration of the solution with a corresponding decrease in the degree of pentaerythritol release was required. These crystallizers had a low specific heat transfer surface, imperfect mixing hydrodynamics, and a number of other disadvantages. The possibility of intensifying the operation of the apparatus by replacing low-speed frame mixers with high-speed mixers is limited by the high effective viscosity of the suspension and the low mechanical strength of pentaerythritol crystals.

Перечисленные недостатки обусловливали малую интенсивность кристаллизации, которая по продолжительности превышала все остальные технологические операции. Получаемые кристаллы из-за неоднородности перемешивания суспензии и длительности процесса дополнительно истирались с образованием мелких фракций частиц с размерами менее 100 мкм. Такой неоднородный по гранулометрическому составу осадок имел повышенное гидравлическое сопротивление, что снижало производительность фильтровального оборудования и ухудшало условия промывки продукта.These shortcomings caused a low crystallization rate, which in duration exceeded all other technological operations. The resulting crystals due to inhomogeneous mixing of the suspension and the duration of the process were additionally abrased with the formation of fine fractions of particles with sizes less than 100 microns. Such a precipitate inhomogeneous in particle size distribution had increased hydraulic resistance, which reduced the performance of filtering equipment and worsened the conditions for washing the product.

Известен кристаллизатор непрерывного действия по патенту РФ №2035195, МПК В01D 9/02, публ. 20.05.95 г. Кристаллизатор представляет собой горизонтальный прямоугольный корпус с патрубками для подачи исходного раствора и вывода продукционной суспензии. Внутри корпуса в нижней его части в коридорном порядке расположена теплообменная поверхность в виде прямых теплообменных труб, размещенных продольными рядами. При этом межтрубное пространство секционировано поперечными вертикальными перегородками, снабженными регулируемыми боковыми отверстиями, расположенными в противоположных сторонах смежных перегородок. Перемешивающее устройство выполнено в виде гребенок, закрепленных на горизонтальных тягах и установленных между перегородками с возможностью возвратно-поступательного движения в горизонтальной плоскости вдоль рядов труб.Known continuous mold according to the patent of Russian Federation No. 2035195, IPC B01D 9/02, publ. 05/20/95, the Crystallizer is a horizontal rectangular housing with nozzles for supplying the initial solution and the output of the production suspension. Inside the case, in its lower part, in the corridor order, there is a heat exchange surface in the form of direct heat exchange pipes placed in longitudinal rows. In this case, the annular space is partitioned by transverse vertical partitions provided with adjustable side openings located on opposite sides of adjacent partitions. The mixing device is made in the form of combs mounted on horizontal rods and installed between partitions with the possibility of reciprocating motion in a horizontal plane along the rows of pipes.

Реакционный раствор перед кристаллизацией выпаривают и при температуре 80-85°С и плотности 1290-1320 кг/м3 подают в первую секцию кристаллизатора, откуда он последовательно самотеком перемещается через все десять секций. Противотоком по трубам движется охлаждающая жидкость. В каждой секции достигается высокое качество перемешивания суспензии. Присутствие затравочных кристаллов значительно облегчает процесс гетерогенного снятия пересыщения раствора, что способствует улучшению кристаллической структуры пентаэритрита.The reaction solution is evaporated before crystallization and, at a temperature of 80-85 ° C and a density of 1290-1320 kg / m 3, is fed into the first section of the crystallizer, from where it is transferred by gravity through all ten sections. The countercurrent through the pipes moves the coolant. In each section, high quality mixing of the suspension is achieved. The presence of seed crystals greatly facilitates the process of heterogeneous removal of the supersaturation of the solution, which contributes to the improvement of the crystal structure of pentaerythritol.

Недостатками известного способа переработки растворов на установке с кристаллизатором по патенту РФ №2035195 являются низкая интенсивность процесса кристаллизации и, соответственно, малая производительность кристаллизатора, обусловленная малой движущей силой процесса, создаваемой пересыщением, достигаемым только за счет уменьшения температуры суспензии, а также малой скоростью массопереноса в растворе вследствие низкой температуры кристаллизации.The disadvantages of the known method of processing solutions in the installation with a crystallizer according to the patent of Russian Federation No. 2035195 are the low intensity of the crystallization process and, accordingly, the low productivity of the crystallizer due to the small driving force of the process created by supersaturation, achieved only by reducing the temperature of the suspension, and also by a low mass transfer rate in solution due to low crystallization temperature.

Наиболее близкими к заявляемым являются способ переработки смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов и трехкорпусная прямоточная выпарная установка, описанные в Технологическом регламенте №15 производства пентаэритрита Губахинского ОАО «Метафракс».Closest to the claimed are a method of processing a mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions and a three-case straight-through evaporation unit described in Technological regulation No. 15 for the production of pentaerythritol of Gubakhinsky Metafraks OJSC.

Эти технические решения приняты заявителем за прототип. Указанный способ переработки включает на первой стадии концентрирование смеси маточных растворов выпариванием до состояния насыщения по пентаэритриту, а на второй стадии кристаллизацию пентаэритрита из насыщенного раствора. Выпарная установка для осуществления способа-прототипа содержит две ступени последовательно соединенных по ходу раствора и пара выпарных аппаратов с вертикальными трубами. Первая ступень установки содержит два выпарных аппарата с естественной циркуляцией. Вторая ступень представляет собой кристаллизатор с принудительной циркуляцией и содержит циркуляционный контур с насосом и паровой сепаратор, соединенный паропроводом с концевым конденсатором.These technical solutions are accepted by the applicant for the prototype. The specified processing method includes, at the first stage, concentration of the mother liquor mixture by evaporation to the saturation state of pentaerythritol, and at the second stage, crystallization of pentaerythritol from the saturated solution. Evaporation plant for implementing the prototype method contains two stages connected in series along the solution and a pair of evaporators with vertical pipes. The first stage of the installation contains two evaporators with natural circulation. The second stage is a forced circulation crystallizer and contains a circulation circuit with a pump and a steam separator connected by a steam line to the end condenser.

Достоинствами способа и устройства-прототипов являются большая начальная скорость процесса кристаллизации, обусловленная увеличенной движущей силой процесса, так как пересыщение создается не только снижением температуры раствора на входе в кристаллизатор, а в значительно большей степени выпариванием воды в кристаллизаторе.The advantages of the prototype method and device are the high initial speed of the crystallization process, due to the increased driving force of the process, since supersaturation is created not only by lowering the temperature of the solution at the entrance to the mold, but to a much greater extent by evaporation of water in the mold.

Недостатки этих известных способа и выпарной установки состоят в следующем. Выпарные аппараты с естественной циркуляцией в условиях выпаривания сильно концентрированных пентаэритрито-формиатных растворов работают с малой интенсивностью теплопередачи и требуют для стабильной работы большой полезной разности температур (более 15-20°С). Вследствие этого они имеют большие поверхности теплопередачи и, соответственно, большую металлоемкость и стоимость, а также габариты. Удельная рабочая поверхность этих аппаратов невелика и равна 69-71 м2/т выпариваемой воды. Кроме того, из-за сравнительно небольших полезных разностей температур, обусловленных ограничением рабочего диапазона температур установки (ограничением температуры кипения в первом выпарном аппарате и в кристаллизаторе), работа выпарных аппаратов неустойчива.The disadvantages of these known method and evaporator are as follows. Evaporators with natural circulation under conditions of evaporation of highly concentrated pentaerythritol-formate solutions operate with a low heat transfer rate and require a large useful temperature difference (more than 15-20 ° C) for stable operation. As a result, they have large heat transfer surfaces and, accordingly, a large metal consumption and cost, as well as dimensions. The specific working surface of these devices is small and equal to 69-71 m 2 / t of evaporated water. In addition, due to the relatively small useful temperature differences due to the limitation of the operating temperature range of the installation (limiting the boiling point in the first evaporator and in the mold), the operation of the evaporators is unstable.

При поступлении насыщенного раствора в кристаллизатор происходит бурное вскипание и энергичное кипение раствора с образованием большого количества пара (до 50% от потока поступающего в аппарат раствора) при одновременном охлаждении кипящего раствора на 30-40°С. Вследствие действия этих факторов возникает весьма значительное пересыщение раствора по пентаэритриту и образуется большое количество зародышей микрокристаллов - центров кристаллизации, для дальнейшего существенного роста которых не хватает ни массы вещества, которое продолжает кристаллизоваться из раствора, ни времени пребывания пересыщенной суспензии в кристаллизаторе. Последний фактор является очень важным, так как вследствие снижения температуры раствора, увеличения в растворе концентрации формиата натрия и растворенных примесей скорость массопереноса резко падает, а также уменьшается движущая сила процесса массопереноса. В этих условиях даже наличие большого количества мелких кристаллов за время пребывания в аппарате не приводит к достаточно полному выделению пентаэритрита.When a saturated solution enters the crystallizer, boiling and vigorous boiling of the solution occurs with the formation of a large amount of steam (up to 50% of the flow of the solution entering the apparatus) while cooling the boiling solution by 30-40 ° C. Due to the action of these factors, a very significant supersaturation of the solution with pentaerythritol occurs and a large number of microcrystal nuclei are formed - crystallization centers, for further substantial growth of which there is not enough mass of the substance that continues to crystallize from the solution, nor the residence time of the supersaturated suspension in the crystallizer. The latter factor is very important, since due to a decrease in the temperature of the solution, an increase in the concentration of sodium formate and dissolved impurities in the solution, the mass transfer rate drops sharply, and the driving force of the mass transfer process also decreases. Under these conditions, even the presence of a large number of small crystals during their stay in the apparatus does not lead to a sufficiently complete precipitation of pentaerythritol.

Изучение причин неудовлетворительной работы установки-прототипа позволило авторам предлагаемых изобретений устранить вышеназванные недостатки и создать способ и выпарную установку, отвечающие современным требованиям, предъявляемым к процессам концентрирования растворов и кристаллизации.The study of the reasons for the unsatisfactory operation of the prototype installation allowed the authors of the proposed inventions to eliminate the above disadvantages and to create a method and evaporation system that meet modern requirements for the concentration of solutions and crystallization.

Предлагаемые на экспертизу способ переработки смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов и выпарная установка для его осуществления, сохраняя все достоинства способа и устройства-прототипа, касающиеся последовательности подключения выпарных аппаратов по пару и раствору, имеют существенные отличия от них, касающиеся типов используемых выпарных аппаратов на всех стадиях концентрирования, благодаря которым достигается требуемый современными условиями технический результат - повышение качества получаемого кристаллического продукта и степени извлечения пентаэритрита из обрабатываемого раствора, увеличение интенсивности работы и производительности оборудования при повышении экономичности процесса и снижении энергозатрат и капитальных затрат на оборудование.Proposed for examination a method of processing a mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions and an evaporator for its implementation, while retaining all the advantages of the method and prototype device regarding the sequence of connecting evaporators in pairs and solution, there are significant differences from them regarding the types of evaporators used at all stages of concentration, due to which the technical result required by modern conditions is achieved - improving the quality of the obtained crystalline odukta pentaerythritol and degree of extraction of the treated solution, an increase in the activity or performance of the equipment while increasing process efficiency and reducing energy costs and capital costs for the equipment.

Заявляемый способ переработки смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов включает на первой стадии концентрирование смеси выпариванием до состояния насыщения по пентаэритриту, а на второй стадии кристаллизацию пентаэритрита из насыщенного раствора. Новым в способе является то, что на первой стадии концентрирование осуществляют при пленочном течении раствора, а процесс кристаллизации проводят в две ступени при принудительной циркуляции образовавшейся суспензии, причем вторичный пар после первой стадии выпаривания разделяют на два потока, один из которых подают на первую ступень кристаллизации, а другой на вторую. Кроме того, на второй ступени кристаллизации температуру кипения суспензии поддерживают в интервале 45-53°С, что на 7-20°С меньше, чем на первой. Соотношение объемов воды, выпариваемой на первой и второй ступенях кристаллизации, составляет от 4:1 до 1,5:1, а продолжительность кристаллизации на первой ступени составляет 1,5-2 часа, а на второй в 1,5-2,5 раза больше. На первой ступени кристаллизации может проводиться механическое досгущение суспензии.The inventive method of processing a mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions includes, in the first stage, concentrating the mixture by evaporation to a saturation state on pentaerythritol, and in the second stage, crystallization of pentaerythritol from a saturated solution. New in the method is that in the first stage, the concentration is carried out during the film flow of the solution, and the crystallization process is carried out in two stages with forced circulation of the resulting suspension, and the secondary steam after the first stage of evaporation is divided into two streams, one of which is fed to the first stage of crystallization and the other to the second. In addition, in the second stage of crystallization, the boiling point of the suspension is maintained in the range of 45-53 ° C, which is 7-20 ° C less than in the first. The ratio of the volumes of water evaporated in the first and second stages of crystallization is from 4: 1 to 1.5: 1, and the duration of crystallization in the first stage is 1.5-2 hours, and in the second 1.5-2.5 times more. In the first stage of crystallization, a mechanical suspension may be carried out.

Выпарная установка для осуществления способа переработки смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов, так же как и прототип, содержит две ступени последовательно соединенных по ходу раствора и пара выпарных аппаратов с вертикальными трубами. Вторая ступень установки представляет собой кристаллизатор, снабженный циркуляционным контуром с насосом и паровым сепаратором, соединенным паропроводом с концевым конденсатором.The evaporator for implementing the method of processing a mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions, as well as the prototype, contains two stages connected in series along the solution and a pair of evaporators with vertical pipes. The second stage of the installation is a mold equipped with a circulation circuit with a pump and a steam separator connected by a steam line to the end condenser.

Новым в предлагаемой выпарной установке является то, что первая ступень состоит из аппаратов с пленочным течением жидкости, например из выпарных аппаратов с падающей пленкой, а вторая ступень снабжена дополнительным кристаллизатором с циркуляционным контуром, имеющим насос, и дополнительным конденсатором, соединенным с паровым сепаратором дополнительного кристаллизатора и оснащенным устройством для вывода неконденсирующихся газов, причем последний аппарат первой ступени снабжен дополнительным трубопроводом отвода вторичного пара, сообщенным с греющей камерой дополнительного кристаллизатора. Кроме того, на дополнительном трубопроводе вторичного пара может быть установлено устройство для регулирования потока. Еще одним отличием установки является то, что растворный объем дополнительного кристаллизатора в 1,5-2,5 раза больше, чем первого. Первый кристаллизатор может быть снабжен вынесенным гидроциклоном, подводящий патрубок которого соединен с нагнетательной камерой циркуляционного насоса, песковый - с всасывающей камерой насоса, а патрубок осветленного раствора - с патрубком вывода упаренного раствора. Кроме того, выхлоп устройства для удаления неконденсирующихся газов из дополнительного конденсатора сообщен с концевым конденсатором.New in the proposed evaporation plant is that the first stage consists of apparatuses with a film flow of liquid, for example, evaporators with a falling film, and the second stage is equipped with an additional crystallizer with a circulation circuit having a pump and an additional condenser connected to the steam separator of the additional crystallizer and equipped with a device for the output of non-condensable gases, and the last apparatus of the first stage is equipped with an additional pipe for the removal of secondary steam communicated with the heating chamber of the additional mold. In addition, a flow control device may be installed on the secondary secondary steam line. Another difference of the installation is that the solution volume of the additional crystallizer is 1.5-2.5 times more than the first. The first crystallizer can be equipped with an external hydrocyclone, the inlet pipe of which is connected to the discharge chamber of the circulation pump, the sand pipe is connected to the suction chamber of the pump, and the pipe of the clarified solution is connected to the outlet pipe of the evaporated solution. In addition, the exhaust device for removing non-condensable gases from the additional condenser is in communication with the end capacitor.

Технический результат предлагаемых технических решений состоит в том, что осуществление предварительного выпаривания при пленочном течении раствора позволяет уменьшить долю заданного диапазона рабочих температур, используемого для этой цели, и соответственно, увеличить долю его для проведения процесса кристаллизации, что дает возможность управлять этим процессом в необходимых пределах и создать оптимальные условия для выполнения в двух (в основном и в дополнительном) выпарных кристаллизаторах с принудительной циркуляцией, обогреваемых параллельно и различающихся: функционально (первый служит для получения кристаллов, второй - в качестве кристаллорастителя), а также режимными и конструктивными параметрами, что создает необходимые условия для получения высококачественного - крупнокристаллического однородного продукта при меньших, чем в прототипе, капитальных и эксплуатационных затратах.The technical result of the proposed technical solutions lies in the fact that the implementation of preliminary evaporation during the film flow of the solution allows to reduce the fraction of a given range of operating temperatures used for this purpose, and accordingly, increase its proportion for the crystallization process, which makes it possible to control this process within the required limits and create optimal conditions for execution in two (mainly and additional) evaporative crystallizers with forced circulation, heating disposed in parallel and differing: operatively (the first is to obtain crystals, the second - as kristallorastitelya) as well as operating and design parameters, which creates the necessary conditions for obtaining high quality - macrocrystalline homogeneous product with less than in the prior art, capital and operating costs.

Заявляемые способ и выпарная установка отвечают всем критериям патентоспособности. Они являются новыми, так как из уровня техники не известны решения с такими же совокупностями существенных признаков, о чем свидетельствует приведенный выше анализ способов и установок для переработки смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов. Предлагаемые для патентной экспертизы изобретения имеют изобретательский уровень, так как для специалиста они не следуют явным образом из известного уровня техники, то есть из известного уровня техники не выявлено влияния предписываемых этими изобретениями преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками на достижение технического результата. Действительно, проведенные заявителем патентные исследования показали, что среди известных в мировой технике и науке решений, предназначенных для переработки смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов, не существуют такие, которые бы, имея отличительные существенные признаки заявляемых способа и установки, уже привели бы при их использовании к тому техническому результату, на достижение которого направлена группа изобретений по настоящей заявке.The inventive method and evaporation system meet all the criteria of patentability. They are new, since the solutions with the same sets of essential features are not known from the prior art, as evidenced by the above analysis of methods and plants for processing a mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions. The inventions proposed for patent examination have an inventive step, since for a specialist they do not follow explicitly from the prior art, that is, from the prior art no influence of the transformations prescribed by these inventions, characterized by significant features distinctive from the prototype, on the achievement of the technical result has been revealed. Indeed, the patent studies carried out by the applicant have shown that among the solutions known in world technology and science for processing a mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions, there are no solutions that, having the distinctive essential features of the claimed method and installation, would already lead to their use to the technical result, the achievement of which is directed by the group of inventions of this application.

Более того, проблема переработки термолабильных пентаэритрито-формиатных растворов, имеющих сложный состав, до сих пор не была решена, хотя потребность решить ее существует давно. Предлагаемые способ и выпарная установка позволили эту проблему решить, удовлетворив существующую потребность, и дали возможность устранить узкое место в сложной цепочке производства пентаэритрита. Благодаря заявляемым решениям нет необходимости останавливать оборудование через каждые двадцать часов работы и проводить отмывки теплопередающих поверхностей, снижающие производительность производства и вызывающие увеличение энергозатрат.Moreover, the problem of processing thermolabile pentaerythritol-formate solutions having a complex composition has not yet been solved, although the need to solve it has existed for a long time. The proposed method and evaporation system allowed to solve this problem, satisfying the existing need, and made it possible to eliminate the bottleneck in the complex pentaerythritol production chain. Thanks to the claimed solutions, there is no need to stop the equipment after every twenty hours of operation and to wash the heat transfer surfaces, which reduce production productivity and cause an increase in energy consumption.

Заявляемая группа изобретений промышленно применима - и способ, и установка по всем совокупностям признаков выполнимы и воспроизводимы; ничто в предлагаемых изобретениях не мешает использованию их в промышленности с достижением ожидаемого технического результата.The claimed group of inventions is industrially applicable - and the method and installation for all sets of features are feasible and reproducible; nothing in the proposed invention does not interfere with their use in industry with the achievement of the expected technical result.

Представляемое описание конкретного выполнения выпарной установки и осуществления на ней заявляемого способа подтверждение тому.The presented description of the specific implementation of the evaporation plant and the implementation of the proposed method on it is a confirmation of this.

На прилагаемой к заявке схеме - чертеж заявляемой выпарной установки, на которой реализуется заявляемый способ. При этом приведена схема четырехкорпусной выпарной установки.On the scheme attached to the application - a drawing of the claimed evaporator, which implements the inventive method. At the same time, a diagram of a four-case evaporator installation is given.

Выпарная установка для переработки смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов содержит две ступени последовательно соединенных по ходу пара и раствора выпарных аппаратов 1, 2 и 3 с вертикальными теплообменными трубками, размещенными в греющих камерах. Первая ступень состоит из двух выпарных аппаратов 1 и 2 пленочного типа. Вторая ступень содержит кристаллизатор 3 с циркуляционной трубой 4, насосом 5 и паровым сепаратором 6, образующими циркуляционный контур. Сепаратор 6 паропроводом 7 соединен с концевым конденсатором 8.The evaporator for processing the mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions contains two stages connected in series along the steam and solution of the evaporators 1, 2 and 3 with vertical heat exchange tubes placed in heating chambers. The first stage consists of two evaporators 1 and 2 of the film type. The second stage contains a crystallizer 3 with a circulation pipe 4, a pump 5 and a steam separator 6, forming a circulation circuit. The separator 6 by a steam line 7 is connected to the end capacitor 8.

Вторая ступень установки снабжена дополнительным кристаллизатором 9 с циркуляционной трубой 10, насосом 11 и дополнительным конденсатором 12, соединенным паропроводом 13 с сепаратором 14 и оснащенным устройством 15 для отвода неконденсирующихся газов. Последний выпарной аппарат 2 первой ступени снабжен дополнительным трубопроводом 16 отвода вторичного пара, сообщенным с греющей камерой 17 дополнительного кристаллизатора 9. Растворный объем дополнительного кристаллизатора 9 в 1,5-2,5 раза больше растворного объема кристаллизатора 3. Кристаллизатор 9 представляет собой выпарной аппарат с принудительной циркуляцией суспензии, вертикальными трубами и циркуляционным контуром, образованным трубой 10, насосом 11, греющей камерой 17 и сепаратором 14. На дополнительном трубопроводе 16 установлено устройство 18 для регулирования потока пара.The second stage of the installation is equipped with an additional crystallizer 9 with a circulation pipe 10, a pump 11 and an additional condenser 12 connected by a steam line 13 with a separator 14 and equipped with a device 15 for removing non-condensable gases. The last evaporator 2 of the first stage is equipped with an additional secondary steam discharge pipe 16, connected with the heating chamber 17 of the additional mold 9. The solution volume of the additional mold 9 is 1.5-2.5 times larger than the solution volume of the mold 3. The mold 9 is an evaporator with forced circulation of the suspension, vertical pipes and a circulation circuit formed by the pipe 10, the pump 11, the heating chamber 17 and the separator 14. On the additional pipe 16 is installed roystvo 18 for regulating the steam flow.

Кристаллизатор 3 снабжен вынесенным гидроциклоном 19, подводящий патрубок 20 которого соединен с нагнетательной камерой циркуляционного насоса 5, песковый патрубок 21 соединен с трубой 4, соединенной с всасывающей камерой насоса 5, а патрубок 22 осветленного раствора соединен с патрубком 23 вывода упаренного раствора. Кристаллизатор 9 имеет патрубок 24 для отвода концентрированной суспензии с помощью насоса 25.The crystallizer 3 is provided with an external hydrocyclone 19, the inlet pipe 20 of which is connected to the discharge chamber of the circulation pump 5, the sand pipe 21 is connected to the pipe 4 connected to the suction chamber of the pump 5, and the clarified solution pipe 22 is connected to the evaporated solution outlet pipe 23. The mold 9 has a pipe 24 for draining the concentrated suspension using a pump 25.

Для подачи в выпарную установку исходной смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов из бака 26 служат насос 27 и трубопровод 28. Выпарные аппараты 1 и 2 первой ступени соединены между собой по раствору трубопроводом 29, а по пару трубопроводом 30. Выпарной аппарат 2 снабжен насосом 31 для подачи насыщенного раствора по трубопроводу 32 в кристаллизатор 3. Кристаллизаторы 3 и 9 второй ступени сообщены между собой по раствору трубопроводом 33, а для вывода концентрированной суспензии из кристаллизатора 9 предусмотрен трубопровод 34. Трубопровод 35 последовательно соединяет между собой по пару последний аппарат 2 первой ступени с первым кристаллизатором 3 второй ступени. Устройство 15 для отвода неконденсирующихся газов сообщено трубопроводом 36 с концевым конденсатором 8.A pump 27 and a pipeline 28 are used to feed the initial mixture of the mother mixture of pentaerythritol-formate solutions from the tank 26 to the evaporator. The evaporators 1 and 2 of the first stage are connected to each other through a solution by a pipe 29, and by a pair by a pipe 30. The evaporator 2 is equipped with a pump 31 for supplying a saturated solution through a pipe 32 to the crystallizer 3. The second stage crystallizers 3 and 9 are connected to each other through the solution by a pipe 33, and a pipe 34 is provided for withdrawing a concentrated suspension from the crystallizer 9. Pipe 3 5 sequentially interconnects in a pair the last apparatus 2 of the first stage with the first crystallizer 3 of the second stage. A device 15 for removing non-condensable gases is communicated by a pipe 36 with an end capacitor 8.

Многокорпусная выпарная установка работает следующим образом. Исходную смесь маточных пентаэритрито-формиатных растворов из бака 26 насосом 27 подают по трубопроводу 28 в первый выпарной аппарат 1 с падающей пленкой первой ступени, где с помощью распределительных устройств раствор формируется в тонкую пленку, стекающую по внутренней поверхности вертикальных теплообменных труб. Стекая в виде пленки по трубам, раствор интенсивно кипит и частично концентрируется. Выпаривание осуществляется за счет тепла конденсации пара, поступающего из котельной, на наружной поверхности теплообменных труб. Смесь частично сконцентрированного раствора и образовавшегося вторичного пара из нижних концов теплообменных труб поступает в сепаратор, где разделяется: раствор для дальнейшего концентрирования по трубопроводу 29 направляют во второй выпарной аппарат 2 с падающей пленкой, работающий при более низкой температуре кипения, чем первый.Multihull evaporator works as follows. The initial mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions from the tank 26 is pumped through a pipe 28 to the first evaporator 1 with a falling film of the first stage, where, with the help of distribution devices, the solution is formed into a thin film flowing down the inner surface of the vertical heat transfer pipes. Flowing in the form of a film through pipes, the solution intensively boils and partially concentrates. Evaporation is carried out due to the heat of condensation of the steam coming from the boiler room on the outer surface of the heat exchange tubes. A mixture of a partially concentrated solution and the resulting secondary steam from the lower ends of the heat transfer pipes enters the separator, where it is separated: the solution for further concentration is sent via line 29 to a second falling film evaporator 2 operating at a lower boiling point than the first.

Вторичный пар из сепаратора выпарного аппарата 1 по трубопроводу 30 направляют в греющую камеру выпарного аппарата 2 в качестве теплоносителя для осуществления процесса выпаривания раствора. Раствор, сконцентрированный до состояния насыщения по пентаэритриту, откачивают насосом 31 по трубопроводу 32 в первый кристаллизатор 3 второй ступени. Вторичный пар из сепаратора выпарного аппарата 2 разделяют на два потока: первый поток по трубопроводу 35 направляют в греющую камеру первого кристаллизатора 3, а второй по трубопроводу 16, оснащенному регулирующим устройством 18, отводят в греющую камеру 17 дополнительного кристаллизатора 9 и используют в этих аппаратах для дальнейшего выпаривания.Secondary steam from the separator of the evaporator 1 through the pipe 30 is sent to the heating chamber of the evaporator 2 as a coolant for the process of evaporation of the solution. The solution, concentrated to the state of saturation with pentaerythritol, is pumped out by a pump 31 through a pipe 32 into the first crystallizer 3 of the second stage. The secondary steam from the separator of the evaporator 2 is divided into two streams: the first stream through the pipe 35 is sent to the heating chamber of the first crystallizer 3, and the second through the pipe 16, equipped with a regulating device 18, is diverted to the heating chamber 17 of the additional mold 9 and used in these devices for further evaporation.

В первом кристаллизаторе 3 выпаривание раствора сопровождается выделением кристаллов (затравочных кристаллов) пентаэритрита и образованием суспензии этих кристаллов, на которых отлагается выделяющийся из жидкой фазы пентаэритрит. В начальный период работы или при резких колебаниях параметров выпарки концентрация кристаллов, выделяющихся в первом кристаллизаторе 3, может оказаться меньше значений, определяющих условия длительной безнакипной работы. Для поддержания концентрации кристаллов в оптимальном диапазоне (20-30%) в первом кристаллизаторе 3 с циркуляционным контуром предусмотрено механическое досгущение при помощи вынесенного гидроциклона 19, подводящий патрубок 20 которого соединен с нагнетательной камерой циркуляционного насоса 5, песковый патрубок 21 связан с трубой 4, соединенной с всасывающей камерой циркуляционного насоса 5, а патрубок 22 осветленного раствора - с патрубком 23 для вывода упаренной суспензии.In the first crystallizer 3, the evaporation of the solution is accompanied by the separation of crystals (seed crystals) of pentaerythritol and the formation of a suspension of these crystals, on which pentaerythritol released from the liquid phase is deposited. In the initial period of operation or during sharp fluctuations in the parameters of the evaporation, the concentration of crystals released in the first crystallizer 3 may turn out to be less than the values that determine the conditions for a long non-scale operation. To maintain the concentration of crystals in the optimal range (20-30%) in the first crystallizer 3 with a circulation circuit, mechanical access is provided using an external hydrocyclone 19, the inlet pipe 20 of which is connected to the discharge chamber of the circulation pump 5, the sand pipe 21 is connected to the pipe 4 connected with a suction chamber of the circulation pump 5, and the pipe 22 of the clarified solution with a pipe 23 for the output of one stripped off suspension.

Концентрированный раствор, содержащий определенное количество кристаллов, по трубопроводу 33 перетекает во второй кристаллизатор 9 для окончательного концентрирования и кристаллизации пентаэритрита. Процесс выпаривания во втором кристаллизаторе 9 проводят в условиях, обеспечивающих отложение выделяющегося кристаллического продукта в основном на кристаллах, образовавшихся в первом кристаллизаторе 3. Движущая сила процесса кристаллизации - пересыщение на необходимом для роста кристаллов уровне - обеспечивается следующими действиями: снижением температуры кипения во втором кристаллизаторе 9 на 7-20°С по сравнению с температурой кипения суспензии в первом кристаллизаторе 3; выпариванием воды из обрабатываемой суспензии в объеме в 1,5-4 раза меньше, чем в первом кристаллизаторе 3. При таких условиях в кристаллизаторе 9 не инициируется массовое образование новых центров (зародышей) кристаллизации, то есть не образуются мелкие кристаллы, но поддерживается пересыщение, необходимое для достаточно интенсивного роста кристаллов. На обеспечение роста кристаллов и получение основной массы продукта в виде крупных кристаллов направлено заявляемое соотношение растворных объемов кристаллизаторов 3 и 9, обеспечивающие увеличение времени кристаллизации во втором кристаллизаторе 9 в 1,5-2,5 раза больше, чем в первом.A concentrated solution containing a certain number of crystals flows through a line 33 into a second crystallizer 9 for final concentration and crystallization of pentaerythritol. The evaporation process in the second crystallizer 9 is carried out under conditions that ensure the precipitation of the crystalline product that precipitates mainly on the crystals formed in the first crystallizer 3. The driving force of the crystallization process — supersaturation at the level necessary for crystal growth — is ensured by the following actions: lowering the boiling point in the second crystallizer 9 7-20 ° C compared with the boiling point of the suspension in the first crystallizer 3; by evaporation of water from the treated suspension in a volume of 1.5–4 times less than in the first crystallizer 3. Under these conditions, mass formation of new crystallization centers (nuclei) is not initiated in crystallizer 9, that is, small crystals are not formed, but supersaturation is maintained, necessary for sufficiently intensive crystal growth. To ensure crystal growth and obtain the bulk of the product in the form of large crystals, the claimed ratio of the solution volumes of crystallizers 3 and 9 is directed, providing an increase in the crystallization time in the second mold 9 in 1.5-2.5 times more than in the first.

При концентрировании во втором кристаллизаторе 9 в жидкой фазе суспензии достигается концентрация растворенного формиата натрия 40- 45%, а температура кипения суспензии составляет 45-53°С, что соответствует состоянию, приближающемуся к состоянию насыщения по формиату натрия. Как показывает анализ диаграмм растворимости основных компонентов пентаэритрито-формиатного раствора, построенных по результатам проведенных исследований, заявляемые условия проведения процесса кристаллизации позволяют обеспечить максимальное практически достижимое в производственных условиях выделение из раствора пентаэритрита. Остаточное содержание пентаэритрита в жидкой фазе концентрированной суспензии составляет 6,5-7,5%.When concentrated in the second crystallizer 9 in the liquid phase of the suspension, a concentration of dissolved sodium formate of 40-45% is reached, and the boiling point of the suspension is 45-53 ° C, which corresponds to a state approaching the saturation state of sodium formate. As an analysis of the solubility diagrams of the main components of the pentaerythritol-formate solution, based on the results of the studies, shows, the claimed crystallization process conditions allow to ensure the maximum isolation of pentaerythritol from the solution practicable under industrial conditions. The residual content of pentaerythritol in the liquid phase of the concentrated suspension is 6.5-7.5%.

При более высоких температурах и меньшем содержании формиата натрия уменьшается степень извлечения из раствора пентаэритрита, то есть уменьшается производительность установки по готовому продукту, а при более высоком содержании формиата натрия в жидкой фазе достигается условие эвтоники, и в растворе наряду с кристаллами пентаэритрита начинают образовываться кристаллы формиата натрия, то есть происходит загрязнение целевого продукта - кристаллического пентаэритрита. Проведение кристаллизации при температурах ниже заявляемых не позволит достичь существенных преимуществ по производительности и качеству получаемого пентаэритрита, но потребует значительных затрат на охлаждающую воду и оборудование для создания вакуума в кристаллизаторе.At higher temperatures and a lower content of sodium formate, the degree of extraction of pentaerythritol from the solution decreases, that is, the installation productivity of the finished product decreases, and at a higher content of sodium formate in the liquid phase, the eutonic condition is achieved, and formate crystals begin to form in the solution along with pentaerythritol crystals sodium, that is, there is contamination of the target product - crystalline pentaerythritol. Carrying out crystallization at temperatures below the declared will not allow to achieve significant advantages in terms of productivity and quality of the obtained pentaerythritol, but it will require significant costs for cooling water and equipment to create a vacuum in the mold.

Концентрированную суспензию из второго кристаллизатора 9 через патрубок 24 по трубопроводу 34 насосом 25 подают на фильтр или на центрифугу для отделения кристаллов пентаэритрита как готового продукта. Маточный раствор - раствор пентаэритрита после отделения кристаллов пентаэритрита - направляют на дальнейшую переработку для выделения формиата натрия в качестве товарного продукта.The concentrated suspension from the second crystallizer 9 through the pipe 24 through a pipe 34 by a pump 25 is fed to a filter or a centrifuge to separate crystals of pentaerythritol as a finished product. The mother liquor - a solution of pentaerythritol after separation of the crystals of pentaerythritol - is sent for further processing to isolate sodium formate as a commercial product.

Вторичный пар из парового сепаратора 14 второго кристаллизатора 9 по трубопроводу 13 направляют в дополнительный конденсатор 12, где он конденсируется на потоке воды, подаваемой из системы оборотного водоснабжения. Неконденсирующиеся газы из конденсатора 12 отсасывают устройством 15 и по выхлопной трубе 36 отводят в концевой конденсатор 8, а из него - в атмосферу. Такая схема вывода неконденсирующихся газов из дополнительного конденсатора 12 позволяет сократить расходы на создание и поддержание более глубокого вакуума и, следовательно, более низкой температуры кипения во втором кристаллизаторе 9. При этом значительно снижается расход необходимой охлаждающей воды, а следовательно, габариты и металлоемкость конденсатора.Secondary steam from the steam separator 14 of the second mold 9 is sent through a pipe 13 to an additional condenser 12, where it condenses on the flow of water supplied from the recycled water supply system. Non-condensable gases from the condenser 12 are sucked off by the device 15 and taken to the end condenser 8 through the exhaust pipe 36, and from it to the atmosphere. Such a scheme for removing non-condensable gases from the additional condenser 12 can reduce the cost of creating and maintaining a deeper vacuum and, consequently, a lower boiling point in the second mold 9. This significantly reduces the consumption of necessary cooling water, and consequently, the dimensions and metal consumption of the condenser.

Преимущества заявляемых способа и выпарной установки для его осуществления наглядно видны из сопоставления основных показателей работы известной установки, принятой за прототип, и заявляемой выпарной установки, предназначенной к реализации для расширения производства пентаэритрита (см. таблицу).The advantages of the proposed method and evaporator for its implementation are clearly visible from a comparison of the main performance indicators of the known installation, adopted as a prototype, and the claimed evaporator, designed to be implemented to expand the production of pentaerythritol (see table).

На заявляемой установке осуществляется более полное извлечение пентаэритрита из обрабатываемого раствора, что увеличивает производительность ее по готовому продукту, а также обеспечивает получение более качественного продукта (более крупные и однородные кристаллы), что сокращает затраты на последующем технологическом переделе - при отделении кристаллов от раствора.At the inventive installation, more complete extraction of pentaerythritol from the treated solution is carried out, which increases its productivity in the finished product, and also provides a better product (larger and more uniform crystals), which reduces the cost of the subsequent technological redistribution - when separating the crystals from the solution.

ПоказателиIndicators ПрототипPrototype Заявляемая установкаThe inventive installation 1. Производительность, кг/ч1. Productivity, kg / h по исходному растворуby stock solution 1660016600 1800018000 по кристаллическому пентаэритритуcrystalline pentaerythritol 13741374 18001800 2. Рабочий диапазон температур при выпаривании, °С2. The operating temperature range during evaporation, ° C 8383 7777 3. Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов и подогревателей, м2 3. The heat transfer surface of evaporators and heaters, m 2 558558 314314 4. Удельный расход пара, кг/кг продукта4. The specific consumption of steam, kg / kg of product 2,862.86 2,802.80 5. Удельная производительность по продукту, кг продукта/м2 5. The specific productivity of the product, kg of product / m 2 2,462.46 5,735.73 6. Удельный расход охлаждающей оборотной воды, м3/т продукта6. Specific consumption of cooling circulating water, m 3 / t of product 422422 144144

Claims (8)

1. Способ переработки смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов, включающий на первой стадии ее концентрирование выпариванием в две ступени при пленочном течении раствора до состояния насыщения по пентаэритриту, а на второй стадии - кристаллизацию пентаэритрита из насыщенного раствора, которую проводят в две ступени при принудительной циркуляции образовавшейся суспензии, температуру кипения на второй ступени кристаллизации поддерживают в интервале 45-53°С, что на 7-20°С меньше, чем на первой, вторичный пар после первой стадии выпаривания разделяют на два потока, один из которых подают на первую ступень кристаллизации, а другой - на вторую ступень кристаллизации.1. A method of processing a mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions, including in the first stage its concentration by evaporation in two steps during the film flow of the solution to a saturation state according to pentaerythritol, and in the second stage - crystallization of pentaerythritol from a saturated solution, which is carried out in two steps with forced circulation the resulting suspension, the boiling point in the second stage of crystallization is maintained in the range of 45-53 ° C, which is 7-20 ° C less than in the first, secondary steam after the first stage of evaporation trituration is divided into two streams, one of which is fed to the first stage of crystallization, and the other to the second stage of crystallization. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение объемов воды, выпариваемой на первой и второй ступенях кристаллизации, составляет от 4:1 до 1,5:1.2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the volumes of water evaporated in the first and second stages of crystallization is from 4: 1 to 1.5: 1. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность кристаллизации на первой ступени составляет 1,5-2 ч, а на второй в 1,5-2,5 раза больше.3. The method according to claim 1, characterized in that the duration of crystallization in the first stage is 1.5-2 hours, and the second is 1.5-2.5 times longer. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой ступени кристаллизации проводят механическое досгущение суспензии.4. The method according to claim 1, characterized in that in the first stage of crystallization, mechanical suspension of the suspension is carried out. 5. Выпарная установка для переработки смеси маточных пентаэритрито-формиатных растворов, включающая последовательно соединенные по ходу раствора и пара два выпарных аппарата с вертикальными трубами и с пленочным течением раствора, а также - два кристаллизатора, каждый из которых снабжен циркуляционным контуром с насосом и паровым сепаратором, соединенным трубопроводом с концевым конденсатором, причем концевой конденсатор второго по ходу раствора и пара кристаллизатора оснащен устройством для вывода неконденсирующихся газов, растворный объем дополнительного кристаллизатора в 1,5-2,5 раза больше объема первого по ходу раствора и пара кристаллизатора, а последний по ходу раствора и пара выпарной аппарат соединен трубопроводами отвода вторичного пара с греющими камерами обоих кристаллизаторов.5. Evaporation plant for processing a mixture of uterine pentaerythritol-formate solutions, including two evaporators in series along the solution and steam, with vertical pipes and a film flow of solution, as well as two crystallizers, each of which is equipped with a circulation circuit with a pump and a steam separator connected by a pipeline to the end condenser, and the end capacitor of the second along the solution and the crystallizer pair is equipped with a device for removing non-condensable gases, the solution first volume of the additional mold 1.5-2.5 times the volume of the first solution and in the course of the mold pair, and during the last couple of solution and the evaporator outlet piping connected to the vapor heating chamber both crystallizers. 6. Выпарная установка по п.5, отличающаяся тем, что на дополнительном трубопроводе вторичного пара установлено устройство для регулирования потока.6. The evaporation plant according to claim 5, characterized in that a device for regulating the flow is installed on an additional secondary steam pipeline. 7. Выпарная установка по п.5, отличающаяся тем, что первый кристаллизатор снабжен вынесенным гидроциклоном, подводящий патрубок которого соединен с нагнетательной камерой циркуляционного насоса, песковый патрубок - с всасывающей камерой насоса, а патрубок осветленного раствора - с патрубком вывода упаренного раствора.7. The evaporation plant according to claim 5, characterized in that the first crystallizer is provided with an external hydrocyclone, the inlet pipe of which is connected to the discharge chamber of the circulation pump, the sand pipe is connected to the suction chamber of the pump, and the pipe of the clarified solution is connected to the outlet of the evaporated solution. 8. Выпарная установка по п.5, отличающаяся тем, что концевой конденсатор дополнительного кристаллизатора соединен с концевым конденсатором первого по ходу раствора и пара кристаллизатора.8. The evaporation plant according to claim 5, characterized in that the end condenser of the additional crystallizer is connected to the end condenser of the first crystallizer and vapor along the solution.
RU2005124426/04A 2005-08-01 2005-08-01 Method of processing the mixture of pentaerythrite formate mother liquors and evaporation plant for realization of this method RU2304012C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124426/04A RU2304012C2 (en) 2005-08-01 2005-08-01 Method of processing the mixture of pentaerythrite formate mother liquors and evaporation plant for realization of this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124426/04A RU2304012C2 (en) 2005-08-01 2005-08-01 Method of processing the mixture of pentaerythrite formate mother liquors and evaporation plant for realization of this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005124426A RU2005124426A (en) 2007-02-10
RU2304012C2 true RU2304012C2 (en) 2007-08-10

Family

ID=37862208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005124426/04A RU2304012C2 (en) 2005-08-01 2005-08-01 Method of processing the mixture of pentaerythrite formate mother liquors and evaporation plant for realization of this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2304012C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104524806A (en) * 2015-01-06 2015-04-22 江苏凯茂石化科技有限公司 Urotropin complete continuous crystallization production technology and equipment
CN104548637A (en) * 2015-01-05 2015-04-29 温州泰康蒸发器有限公司 Novel energy-saving three-effect crystallizing evaporator
RU2558577C1 (en) * 2014-08-05 2015-08-10 Акционерное общество "Полиэкс" ( АО "Полиэкс") Method of processing technical pentaerythrite-formiate mother liquor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАСАТКИН А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971, с.391-392. *
Технологический регламент №15 производства пентаэритрита Губахинского ОАО «Метафракс», 20.05.1994. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558577C1 (en) * 2014-08-05 2015-08-10 Акционерное общество "Полиэкс" ( АО "Полиэкс") Method of processing technical pentaerythrite-formiate mother liquor
CN104548637A (en) * 2015-01-05 2015-04-29 温州泰康蒸发器有限公司 Novel energy-saving three-effect crystallizing evaporator
CN104524806A (en) * 2015-01-06 2015-04-22 江苏凯茂石化科技有限公司 Urotropin complete continuous crystallization production technology and equipment
CN104524806B (en) * 2015-01-06 2016-08-24 江苏凯茂石化科技有限公司 A kind of hexamethylenamine complete continuous crystallisation production technology and equipments

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005124426A (en) 2007-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103159194B (en) Continuous crystallization process for monopotassium phosphate
US7056356B2 (en) Process for producing crystals
CN104692415B (en) A kind of evaporative crystallisation process when producing potassium nitrate to ammonium chloride
CN109173329B (en) Device for evaporative crystallization
JP6139904B2 (en) Method for producing coarse ammonium sulfate product by crystallization, and apparatus for carrying out this production method
RU2010140444A (en) METHOD FOR PRODUCING HIGH PURITY MELAMINE FROM UREA
CN108358220B (en) Method and device for producing baking soda
RU2304012C2 (en) Method of processing the mixture of pentaerythrite formate mother liquors and evaporation plant for realization of this method
WO2020019542A1 (en) Vertical vacuum crystallizing apparatus
CN108837550B (en) Xylitol vacuum continuous crystallization method and system
US3137544A (en) Crystallizing apparatus and method of operating the same
RU51346U1 (en) EVAPORATION PLANT FOR PROCESSING A MIXTURE OF UTERINE PENTAERITRITO-FORMATE SOLUTIONS
CN1090982C (en) Continuous stirring vacuum sodium sulfate crystallization technology
US3956457A (en) Preparation of sodium carbonate monohydrate
US3362457A (en) Apparatus and method for concentrating solutions
CN1757599A (en) Method for producing ammonium sulfate
CN112919506B (en) Device and method for continuously producing lithium chloride from salt lake lithium-rich brine
CN213865800U (en) High enriched brine evaporation crystallization device
CN104524806A (en) Urotropin complete continuous crystallization production technology and equipment
CN201906482U (en) Vacuum crystallizing device
RU2389685C2 (en) Method of controlling ammonium sulphate synthesis process
RU2255046C1 (en) Method for preparing copper sulfate
CN215756474U (en) Device for continuously producing lithium chloride from lithium-rich brine in salt lake
RU2747674C1 (en) Method for producing copper sulfate
RU2753014C1 (en) Method for synthesising crystalline ammonium sulphate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100802