Устройство для карбонатного омыления

Устройство для карбонатного омыления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 11 D 13/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ «» «»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3632448/13 (22) 09.08;83 (46) 23.11.92. Бюл. N«43 (72) А.Н. Моргунов, Ю.Д. Панаев, В.П, Бутенев, К.М, Матушкин, Ф.Ф. Кулабухов, Н.Ф. Сорокин и А.M. Купин (56) Авторское свидетельство СССР

N«560903, кл. С 11 Р 13/02, 1975.

Товбин И.M. Справочник по маслова- ренному производству, M., Пищепромиздат,.1974, с. 295-298. (54Х57) УСТРОИСТВО ДЛЯ KAP6QHATHQГО ОМЫЛ ЕНИЯ окисленного парафина или жирных кислот, содержащее смеситель, коаксиально установленный в цилиндре, расположенный под ним цилиндрический омылитель с обогреваемой рубашкой, раэИзобретение относится к устройствам, применяемым в мыловаренной и нефтехимической промышленности, вчастности для получения солей синтетических жирных кислот (СЖК) на стадии омыления окисленного парафина (оксидата) раствором карбоната натрия.

В промышленности соли жирных кислот получают в два этапа. Сначала нейтрализуют на 80-90 свободные жирные кислоты с помощью 20-30 -ного раствора карбоната натрия, а затем доомыляют остаток свободных и основную часть связанных кислот с помощью 30-40/-ного раствора гидронсида натрия при 90-1020С в течение 1 — 2 ч; при этом расход раствора карбоната натрйя обычно соответствует замене примерно

50 гидроксида натрия по эквиваленту.... Ж,, 1144367 А1 мещенные в смесителе и омылителе пере- . мешивающие приспособления и патрубки для ввода реагентов и вывода конечного продукта, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса, повышения качества конечного продукта и упрощения конструкции, между цилиндром и смесителем на выходе из последнего укреплен завихритель для пленочного распределения реакционной массы, смеситель и омылитель установлены аксиально,и в верхней части омылителя по его оси смонтирована конусообразная тарелка, обращенная меньшим основанием вверх, при этом нижние части цилиндра и смесителя имеют форму усеченного конуса и конус цилиндра расположен в омылителе непосредственно над конусообразой тарелкой.

° аЭ

Известно устройство для варки. мыла, а содержащее инжекцианный смеситель, вертикальный цилиндрический сепаратор с укрепленным внутри отбойником, отводящим патрубком и приспособлением для подвода реагентов и установленный под сепаратором омылитель с нагревателем и отбортов- 4 кой в верхней части, расположенной в сепараторе.

Известное устройство имеет довольно сложную конструкция.

Известно также устройство для карбонатного омыления, содержащее смеситель, коаксиально установленный в цилиндре, расположенный под ним цилиндрический омылитель с обогреваемой рубашкой, размещенные в смесителе и омылителе перемешивающие приспособлен я и патрубки

1144367 ся

35

55 для ввода реагентов и вывода конечного продукта.

Работа этого устройства осуществляется следующим образом.

Раствор карбоната натрия и оксидат поступают в смеситель. где при 90-1.02 С реагенты перемешиваются лопастями турбинной мешалки. После этого реакционная масса поступает в наружный цилиндр смесителя, откуда самотеком поступает в первый горизонтальный цилиндр, где должны происходить нейтрализация оставшихся жирных кислот и разрушение пены. Для перемещения мыла вдоль цилиндра служит ленточная спираль. Для отвода углекислого газа установлен газосборник, на котором имеются штуцера для отвода углекислого газа, манометры, указатели уровня пены.

Для завершения реакции служит второй цилиндр, который располагается параллельно первому и аналогичен по конструкции. После второго цилиндра карбонатная масса подается на щелочное доомыление, Недостатками этого устройства являютдлительность процесса (до 1 — 2 ч); невысокая глубина процесса (не вйше

50-550 ); наличие вращающихся частей в разных плоскостях, приводимых в движение цепными передачами, вызывающими повышенные шум и вибрацию; недостаточно полная отдувка СО2, невозможность регулировки качества на выходе из аппарата.

Целью изобретения является интенсификация процесса, повышение качества конечного продукта и упрощение конструкции

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для карбонатного омыления окисленного парафина или жирных кислот, содержащем смеситель, коаксиально установленный в цилиндре, расположенный под ним цилиндрический омылитель с обогреваемой рубашкой, размещенные в смесителе и омылителе перемешивэющие приспособления и патрубки для ввода реагентов и вывода конечного продукта, согласно изобретению, между цилиндром и смесителем на выходе из последнего укреплен завихритель для пленочного распределения реакционной массы, смеситель и омылитель установлены аксиально и в верхней части омылителя по его оси смонтирована конусообразная тарелка, обращенная. меньшим основанием вверх; при этом нижние части цилиндра и смесителя имеют форму усеченного конуса и конус цилиндра расположен в

25 омылителе непосредственно над конусообрэзой тарелкой.

Сочетание вертикально расположенных цилиндрических смесителя с механической мешалкой, внешнего цилиндра и омылителя с пленочным элементом способствует полному удалению выделяющегося СО2 из зоны реакции, что приводит к сокращению побочных продуктов в виде карбоната и бикарбоната натрия в конечном продукте.

На чертеже схематично изображено устройство для карбонатного омыления, продольный разрез.

Устройство содержит аксиально расположенные смеситель 1 и омылитель 2. Смеситель установлен в цилиндре 3 и снабжен турбинной мешалкой 4, патрубком 5 для слива и штуцерами 6 и 7 для ввода реагентов. Между цилиндром 3 и смесителем 1 нэ выходе последнего укреплен спиралевидный завихритель 8, Смеситель и цилиндр в нижней части имеют форму усеченного конуса. В верхней части омылителя 2 по его оси смонтирована конусообразная тарелка

9, обращенная меньшим основанием вверх, а конус цилиндра 3 расположен в омылителе непосредственно . над конусообразной тарелкой 9. Омылитель 2 имеет паровую рубашку 10 со штуцерами 11 и 12 для входа и выхода пара и перемешивающее приспо- собление 13 со штуцером 14 для подачи пара или воздуха. Омылитель также имеет патрубок 15 для слива продукта, патрубок 16 для,отвода отработанного пара или воздуха и штуцер 17 для подачи реагента.

Устройство работает следующим образом, Исходные реагенты — оксидат с температурой 110-125ОС и раствор карбоната натрия с температурой 80-100 С через штуцеры 6 и 7 непрерывно подаются в нижнюю часть смесителя 1, где подвергаются интенсивному смешению турбинной мешалкой. В результате перемешивания происходит быстрое взаимодействие свободных кислот оксидата с карбонатом натрия, в результате чего на объем оксидата выделяется примерно 18 объемов СО2, что вызывает повышение давления в смесителе до 3-6 атм. Реакционная масса из смесителя 1 под давлением попадает на. распределительное устройство завихрителя 8, проходит по его каналам и, приобретая ускорение, на выходе из завихрителя растекается пленкой под воздействием центробежных сил по внутренней поверхности цилиндра 3. Под действием тяжести пленка стекает вниз и освобождается от

1144367

Прототип (он же базовый образец) Показатель верх нем среднем нижнем

53

72

50

180

1800

900

15

90 растворенного СО>, Далее реакционная масса при пленочном течении попадает на конусообразную часть цилиндра 3, на которую подается вторая порция раствора карбоната натрия через штуцер 17 для более тонкой регулировки качества омыленного оксидата. Центробежное пленочное течение карбонатной массы по внутренней стенке цилиндра предотвращает пенообразование и выброс массы из устройства. После этого реакционная масса с новой порцией раствора карбоната с конусообразной части цилиндра 3 попадает на конусообразную тарелку 9 омылителя 2, где также обрабатывается при пленочном режиме течения массы для более полного удаления

"C0z. После тарелки 9 карбонатная масса сливается в омылитель 2, в котором поддерживается постоянный уровень заполненности с помощью гидрозатвора. В омылителе происходит перемешивание продуктов и их усреднение по качественным показателям с помощью перемешивающего приспособления 13, в которое через штуцер 14 подается острый пар или воздух. Отработанный пар или воздух в смеси с десорбированным COz отводится через боковой патрубок 16 на утилизацию.

В устройстве предусмотрена подача раствора карбоната натрия в два этапа. На первом этапе через штуцер 6 подается от 45 до 607,,а на втором через штуцер 17 — от 15 до 25; карбоната натрия от общего количества щелочных реаген-.ов, необходимых для омыления. Это делается с целью снижения

Количество карбоната натрия, 7; на I этапе омыления на Il этапе омыления

Общее количество карбоната натрия на омыление оксидата, от числа омыления

Продолжительность, с

I этапа, (смешение и разделение)

II этапа (омыление в омылителе)

Общая продолжительность карбонатного омыления, мин вязкости карбонатной массы, а также для более полной отдувки СО из карбонатной массы. Это, наряду с тангенциальным вводом реагентов через завихритель 8 и штуцер

5 17 в цилиндр 3 позволяет. предотвратить выброс реакционной массы из цилиндра 3 и омылителя 2 и тонко регулировать глубину процесса омыления. Показатели работы устройства приведены в таблице, 10 Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с базовым обеспечивает следующие преимущества: сокращение времени омыления за счет более интенсивного отделения СО2 в плен15 ке; увеличение глубины омыления за счет более высокой интенсивности отдувки СО и рассредоточенной подачи карбоната на. трия;

20 улучшение качества конечного продукта за счет более интенсивного массообмена; удешевление процесса омыления за счет применения только дешевого карбоната натрия;

25 упрощение конструкции за счет отсутствия движущихся частей в разных плоскостях . вертикальной установки; сокращение расхода нержавеющей стали за счет интенсификации процесса и

30 сокращения обьема реакционного про- странства.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения устройства на одном заводе 5060 тыс,руб./год, в масштабе отрасли — 0,6—

35 0,8 млн.руб./год.

Показатели работы заявляемого устройства и и ежимах и показателях

1144367

Прототип (он же базовый образец) Показатель нижнем среднем верхнем

50

73

2,5

5,5

33.

39

Следы

0,25

0,10

0,20

0,5

1,2

0,6

0,8

82

80

77

Глубина омыления, от числа омыления

Качество карбонатной массы

Кислотное число, мг КОН/r

Эфирное число, мг K0H/r

Содержание карбоната натрия, мас.

Содержание бикарбоната натрия, мас.

Вязкость массы сПз

Твердая органическая часть в мыле, мас., Продолжительность таблицы

Показатели работы заявляемого устройства и и режимах и показателях