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

Abstract

Očelom riešenia je zvýšenie stability a zhospodárnenie přípravy chladiacej vody na chladenie reakčnej časti výroby pentaerytritolu. Uvedený účel sa dosiahne spósobom jej přípravy v paroprúdej chladiacej stanici s ejektormi, do ktorých sa provádza hnacia para o tlaku 0,38 až 0,45 MPa. Paroprúda chladiaca stanica přitom pozostáva z výparníka a zmiešavacieho kondenzátora so šiestimi ejektormi, v ktorých je poměr dlžky divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru 11,5 až 14,8 a dalších štyroch ejektorov, v ktorých je tento poměr v smere sfcúpania tlaku postupné 7,4 až 8,0, 5,8 až 6,6, 3,7 až 4,3 a 1,2 až 1,8.

Description

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

Pentaerytritol, dóležitý chemický medziprodukt používaný hlavně na výrobu nátěrových hmót, sa vyrába reakciou formaldehydu s acetaldehydom vo vodnom prostředí hydroxidu vápenatého alebo sodného najčastejšie pri teplotách 28 až 50 °C. V reakcii vznikajúce teplo je žiadúce intenzívně odvádzať, v opačnom případe vznikajú vo zvýŠenej miere vediajšie nežiadúce látky. V krajnom případe móže teplota v dósledku autokatalytického účinku vznikajúcich medziproduktov stúpnuť až na viac ako 55 až 60 °C, čo so sebou nesie značné ekonomické straty v dósledku zníženej selektivity a horšej spracovatelnosti reakčných roztokov v separačnej časti výrobně.

Reakčnú časť. výrobně tvoří zvyčajne kaskáda dvoch až ósmich reaktorov s externými chladičmi. V nich cirkulujúci reakčný roztok sa chladí chladiacim médiom, najčastejšie chladiacou vodou. Očinnosť chladenia přitom do značnej miery závisí od teploty chladiacej vody. Bežne používaná cirkulačná chladiaca voda s teplotou okolo 25 °C je na tento účel málo vhodná. Lepších výsledkov sa dosiahne používáním chladicej vody o nižších teplotách, napr. 5 až 15 °C, aj ked jej příprava si vyžiada dodatočné náklady. Sú známe rožne spósoby přípravy chladiacej vody o teplotách 5 až 15 °C založených na vypařovaní chladivá, například s obehom parným, sorpčným alebo prúdovým.

Vo vačšine prípadov sa najmenšie náklady dosiahnu pri používaní prúdového oběhu v ejektorových chladiacich zariadeniach na chladenie vody s vodnou parou ako hnacou látkou. Základnou časťou týchto zariadení je ejektor pozostávajúci z prívodného kanála hnacej páry, Lavalovej dýzy, prívodného kanála a dýzy hnaného prostredia, zmiešavacej komory a difúzora. Aby bolo možno odvádzanie tepla pri hospodárnom rozdiele teplót, používá sa váčšinou viacnásobné radenie ejektorov vedla seba.

Na dosiahnutie požadovaného vákua v systéme výparník - kondenzátor sa používajú viacstupňové odvzdušňovacie ejektorové vývevy s medzistupňovou kondenzáciou. Takto zapojená sústava ejektorov tvoří paroprúdu chladiacu stanicu, ódo ktorej sa ako hnacie médium používá vodná para o tlaku 0,5 až 1,2 MPa. Pre správnu činnosť paroprúdej chladicej stanice sú dóležité hydraulické poměry v ejektore, hlavně v Lavalovej dýze.

Nevýhodou ejektrových chladiacich zariadení je velmi úžka pracovná oblasť. Změna niektorých parametrov, například tlaku hnacej páry, móže spósobiť jav nazývaný tzv. zvrátený prúd. V takomto případe chladiaca jednotka nepracuje, naopak, chladiacu vodu otepluje.

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

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

Nedostatky vyššie uvedených postupov odstráňuje spósob přípravy chladiacej vody na chladenie reakčnej časti výroby pentaerytritolu v paroprúdej chladiacej stanici s ejektormi podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že do ejektorov sa privádza hnacia para o tlaku 0,38 až 0,45 MPa.

Příprava chladiacej vody podlá tohto spósobu sa uskutočňuje v paroprúdej chladiacej stanici podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, ze pozostáva z výparníka a zmiešovacieho kondenzátora so šiestimi ejektormi a štvorstupftového zariadenia so štyrmi ejektormi a vloženými medzikondenzátormi, pričom v prvých šiestich ejektoroch umiestnených vo výparniku a zmiešovacom kondenzátor© je poměr dlžky divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru 11,5 až 14,8 a v dalších štyroch ejektoroch je tento poměr v smere stúpania tlaku postupné 7,4 až 8,0, 5,8 až 6,6, 3,7 až 4,3 a 1,2 aŽ 1,8,

Vynález sa zakladá na zisteňí, že na používanie hnacej páry o tlakoch 0,38 až 0,45 MPa je účelné používat vhodné poměry divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru v jednotlivých ejektoroch chladiacej stanice. Zaistia sa tak potřebné hydraulické poměry v dýzach, a tým aj stabilná a hospodárná činnost chladiacej stanice a jej požadovaný výkon.

Výhodou spósobu přípravy chladiacej vody podlá vynálezu je zníženie citlivosti činnosti paroprúdej chladiacej stanice na výkyvy tlaku páry v parovodoch. Výsledkem je stabilnejšia prevádzka, čo umožní zvýšiť fond pracovnej doby výrobně pentaerytritolu.

Ďalšou výhodou je zamedzenie strát formaldehydu a acetaldehydu a dalších surovin v dósledku zníženia poruchovosti chladiacej stanice, a tým aj chladiaceho systému kaskády reaktorov. V konečnom dósledku to znamená zníženie výrobných nákladov.

Využívanie postupu podlá vynálezu umožní znížiť tlak páry v prívodných parovodoch.

V dósledkov toho sa znížia celkové tepelné straty do okolia, čo je dalšia závažná výhoda postupu podlá vynálezu.

Výhody postupu sú ilustrované v následujúcich príkladoch s odkazom na přiložené výkresy kde na obr. 1 je znázorněná I.avalová dýza a na obr. 2 schématické usporiadanie zariadenia.

Příklad 1 (porovnávací)

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

Schématické znázornenie zapojenia paroprúdej chladiacej stanice je na obr. 1. Vo výparníku 2 ^a zmiešovacom kondenzátore 2 J^e umiestnených šesť ejektorov (I-VI). Poměr divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru je u jednotlivých ejektorov nasledovný:

I. ejektor 16,02

II. ejektor 17,47

III. ejektor 17,99

IV. ejektor 18,09

V. ejektor 17,62

VI. ejektor 16,79

Tlak 3,7 až 5,3 kPa v zmiešovacom kondenzátore 2 sa udržiava štvornásobnou paroprúdou ejektorovou vývevou s vloženými medzikondenzátormi 2 ^a^ j>· Poměr divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru v jednotlivých stupňoch v smere stúpania tlaku je nasledovný:

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

Do všetkých desiatich ejektorov sa privádza hnacia para a o tlaku 0,55 MPa. Na vrch výparníka 1 sa privádza 240 rn^/h oteplenej chladiacej vody b o teplote 15 °C zo štyroch chladičov reakčnej časti výrobně pentaerytritolu. Prechodom oteplenej vody cez výparník sa jej časť odpaří, čím sa zvysná časť vody c ochladí na teplotu 10 °C a vedie sa na chladenie reaktorov výroby pentaerytritolu.

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

Oteplená cirkulačně voda e s teplotou 35 °C sa odvádza na chladenie do chladiacej veže. Z posledného X. ejektora sa odvádza malé množstvo páry 2·

Příklad 2

Paroprúda chladiaca stanica s desiatimi ejektormi má rovnaké usporiadanie ako v porov-

návacom příklade -**obr. 2. Poměr divergentných'častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru je u šiestich umiestnených v systéme výparník 1 - zmiešavací kondenzátor 2 nasledovný
I.	ejektor	12,69
II.	ejektor	13,84
III.	ejektor	14,22
IV.	ejektor	14,31
v.	ejektor	12,62
VI.	ejektor	12,21
Tlak	v zmiešovacom kondenzátore 2 sa udržiava štvornásobnou ejektorovou vývevou s na-

sledujúcimi pomermi divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru:

VII.	ejektor	(1.	stupeň)	7,70
VIII.	ejektor	(2.	stupeň)	6,23
IX.	ejektor	(3.	stupeň)	3,96
X.	ejektor	(4.	stupeň)	1,48
Do ejektorov sa	privádzanou	hnacou parou a o tlaku 0,4 MPa vytvoří vo výpraníku 1

tlak 1,1 kPa v dósledku čoho sa 240 m^/h chladiacej vody b ochladí z 15 na 10 °C. Ochladená voda c sa vedie na chladenie štyroch cirkulačných chladičov kaskády reaktorov vo výrobní pentaerytritolu.

Rovnako ako v porovnávacom příklade sa na vrch zmiešavacieho kondenzátora 2 privádza cirkulačná chladiaca voda d na odvod kondenzačného tepla. Po přechode kondenzátorom sa oteplí a vedie sa ako prúd e do chladicích věží.

Oproti porovnávaciemu příkladu sa pri takomto spósobe přípravy chladiacej vody zvýši spolahlivosť prevádzky. Fond pracovnej doby v dósledku zníženia porúch sa zvýši o 32 až 48 hodin, čo umožní 2výšenie výrobnosti prevádzky o 0,4 až 0,6 %. Súčasne sa tým obmedzí vznik róznych přechodových stavov v reakčnej častí výrobně, ktoré v konečnom dósledku vedú k stratám na drahých surovinách.

Zlepší, sa tak ich spotrebná norma oproti po-rovnávaciemu příkladu o 0,5 %. Závažným účinkom postupu podlá vynálezu je súvisiace zníženie strát energie v prívodných parovodoch. Pri poklese tlaku páry v nich z 0,55 MPa na 0,4 MPa sa ušetří 3,6 GJ na 1 tonu vyrobeného pentaerytritolu.

Claims (5)

1. Spósob přípravy chladiacej vody na chladenie reakčnej časti výroby pentaerytritolu v paroprúdej chladiacej stanici s ejektormi vyznačujúci sa tým, že do ejektorov sa privádza hnacía para o tlaku 0,38 až 0,45.MPa.

2. Paroprúda chladiaca stanica na uskutočňovanie sposobu podlá bodu 1, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z výparníka (1) a zmiešavacieho kondenzátora (2) so šiestimi ejektormi a vloženými medzikondenzátormi, (

3,

4, 5), pričom v prvých šiestich ejektoroch (I, II, III, IV, V, VI) umiestnených vo výparníku (1) a zmiešavacom kondenzátore (2) je poměr dlžky divergentných častí Lavalových dýz k ich kritickému priemeru 11,5 až 14,8 a v dalších štyroch ejektoroch (VII, VIII, IX, X) je tento poměr v smere stúpania tlaku postupné 7,4 až 8,0,

5,8 až 6,6, 3,7 až 4,3 a 1,2 až 1,8.