Способ очистки жидкостей и устройство для его осуществления

Способ очистки жидкостей и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается получения особо чистых веществ, представляющих собой жидкие органические реактивы, применяемые в химической, электронной и электротехнической промышленности. Целью изобретения является расширение технологических возможностей при получении особо чистых реактивов. Это достигается тем, что в колонну подают в циклическом режиме инертный газ, создающий в полости колонны циклически меняющееся давление, содержащее импульсы с крутым передним и пологим задним фронтам и при этом команду на подачу импульса давления формируют в зависимости от величины перепада давления в колонне, а команду на отбор дистиллята синхронизируют с моментом окончания команды на формирование короткого импульса давления. При этом устройство для реализации способа содержит реактификационную колонну 1 с обогреваемым кубом 2, укрепляющей секцией 3, холодильником 4 и дефлегматором 5, шесть линий материальных потоков 6 - 11, отсечной клапан 12, установленный на линии подачи флегмы, блок управления 13, линию 14 подачи инертного газа, при отсечных клапана 16 - 17, установленных соответственно на линии 14 подачи инертного газа, вакуумной линии 7 и линии 9 отбора дистиллята, дифференциальный манометр 18, первый датчик которого установлен в паровом пространстве куба 2, а второй - на линии выхода паров из шлама колонны 6, причем клапаны 15, 16 и клапаны 12, 17 подключены попарно к взаимно инвертированным управляющим сигнальным выходам блока управления 13, соединенного информационным входом с выходом дифференциального манометра 18. 2 с.п.ф. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 BO D300

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4419347/23-26 (22) 24.03.88 (46) 23.06.90. Бюл. Р 23 (71)Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых веществ "ИРЕА" (72) В.Н).Красавин, Я.Е.Виленский, .Г.А.Андрианов, А.А.Ефремов, Г.З.Блюм и Г.А.Егоренко (53) 66-012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1022366, кл. В 01 D 3/00, 1980 °

Беме Г.Б. Оптимальные циклические режимы в процессах разделения:

Дис. на соиск. учен. степени канд-та техн. наук. М.: МИХМ, 1975, с. 125, рис. 219. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается получения особо чистых веществ, представляющих собой жидкие органические реактивы,.применяемые в химической, электронной и электротехнической промьппленности. Целью изобретения явля„„Я0„„1572669 А 1

2 ,ется расширение технологических sos-. можностей при получении особо чистых реактивов. Это достигается тем, что в колонну подают в циклическом режиме инертный газ, создающий в полости колонны циклически меняющееся давление, содержащее импульсы с крутым передним и пологим задним фронтами, при этом команду на подачу импульса давления формируют в зависимости от величины перепада давления в колонне, а команду на отбор дистиллята синхронизируют с моментом окончания команды на формирование короткого импульса давления. При этом устройство для реализации способа содержит ректификационную колонну 1 с обогреваемым 8 кубом 2, укрепляющей секцией 3, холо- уу дильником 4 и дефлегматором 5, шесть линий материальных потоков 6-1 1, от- С сечной клапан 12, установленный на линии подачи флегмы, блок управления

13, линию 14 подачи инертного газа,. три отсечных клапана 15-17, установленные соответственно на линии 14 подачи инертного газа, вакуумной линии

1572669

7 и линии 9 отбора дистиллята, дифференциальный манометр 18, первый датчик которого установлен в паровом пространстве куба 2,, а второй — на линии выхода паров из шлема колонны

6, причем клапаны 15, 16 и клапаны

ИзобрЕтение относится к области прлучения особо чистых веществ, представляющих собой жидкие органические реактивы, применяемые в химической, электронной и электротехнической про- 15 мышленности.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей при получении особо чистых жидких 2О реактивов.

На фиг. 1 представлена схема устройства для очистки жидкостей; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие работу устройства. 25

Устройство для очистки жидкостей содержит ректификационную колонну 1

r. обогреваемым кубом 2, укрепляющей секцией 3, холодильником 4 и дефлегматором 5, шесть линий 6-11 матери- у) альных потоков, отсечной клапан 12, установленный на линии 8 подачи флегмы и блок 13 управления системой отсечных клапанов.

Кроме того, устройство содержит линию 14 подачи инертного газа, три отсечных клапана 15 — 17, установленные соответственно на линии 14 подачи инертного газа, вакуумной линии 7 и линии 9 отбора дистиллята, дифференциальный манометр 18, первый датчик 19 которого установлен в паровом пространстве куба 2, а второй — на линии Ь выхбда паров из шлема колонны. 45

При этом клапаны 16, 15 и клапаны

12, 17 подключены попарно к взаимно инвертированным управляющим сигналам блока 13 управления, соединенного информационным входом свыходом дифференциального манометра 18. Причем сигнал на отбор дистиллята синхронизирован с окончанием сигнала на открытие клапана 15, установленного на линии 14 подачи инертного газа..

Устройство для очистки жидкостей работает следующим образом. . После вывода колонны на рабочий режим проводят пуск системы цикличес12, 17 подключены попарно к взаимно инвертированным управляющим сигнальным выходам блока управления 13, соединенного информанионным входом с выходом дифференциального манометра

18 . 2 с.п.h-лы, 2 ил. кого переключения отсечных клапанов

12 — t5 — 17, Ьсуществляемого с помощью блока 13 управления(программируемого микроконтроллера), команды на выходе которого формируются в зависимости от выходного сигнала дифференциального манометра 18, который измеряет перепад давлений в укрепляющей секции 3 колонны, Управляющие импульсы П и U < {фиг.2) поступают соответственно на пару клапанов 15 и 16, работающих в нормаль" ном закрытом режиме. Поскольку сигналы Ц, и U являются взаж но инвертированными, а длительность сигнала U, существенно меньше, чем длительность сигнала U,í колонну 1 поступает в циклическом режиме инертный гаэ, создающий и полости колонны 1 циклически меняющееся давление Р

Так как диаметр условного прохода клапана 15 существенно превышает диаметр условного прохода клапана 16, импульсы давления Р, имеют крутой передний и пологий задний фронты.

При повышении давления в системе кипения жидкости в колонне 1 прекращается и при этом паровая фаза очищается от аэрозольных частиц за счет испарения капель, имеющих диаметр. меньше критического для данных термодинамических условий, и конденсационного укрупнения и последующего осаждения тяжелых частиц. Выбор величины давления, превышающего нормальное течение процесса, определяется из сооб ражений разрушения устойчивого состояния двухфазной системы пар — туман.

Относительно плавное понижение давления необходймо для надежного разрушения двухфазной системы, а также для предотвращения взрывного дроб ления крупных капель при резком понижении давления в колонне 1. Понижение давления в системе наступает с момента окончания подачи управляющего сигнала на открытие клапана 15 (U ) и начала поцачи сигнала на от20

40

5 157266

KpbtTHe K r H 16 (U ) . Когда давление в кубе колонны сравнивается с давлением, при котором жидкость начинает кипеть, вновь начинается интенсивное образование паровой фазы. При этом измеряемый перепад давления ЛР, упавший практически до нуля за.время нахождения клапана 15 в открытом состоянии, вновь начнет возрастать. 10

Поскольку перепад давлений в колонне 1 при заданном ее сопротивлении однозначно определяет скорость потока пара, которая,в свою очередь, определяет интенсивность каплеуноса, то, ограничив сверху перепад давлений, добиваются ограничения и даже полного исключения явления каплеуноса.

С помощью микроконтроллера 13 задают оптимальную величину 8 P orо раничивающую перепад давлений ь колонне i, при достижении которой происходит автоматическое переключение клапанов 15 и 16, после чего повто" ряется рабочий цикл колонны.

Управляющие импульсы П и Б (фиг. 2) поступают соответствейно на пару нормально закрытых клапанов 12 и 17 ° При этом сигнал U> (на отбор дистиллята) синхронизован с окончанием сигнала U, (на открытие линии подачи инертного газа). Такая синхронизация связана с необходимостью предотвращения прорыва газовой фазы из линии 7 в линию 9 отбора, .осуществления отбора в наиболее благоприятные моменты, когда колонна не работает в режиме разгонки дистиллята.

Путем изменения отношения длительностей сигналов U> и П 4осуществляется регулировка флегмового числа колонны 1, оптимальное значение которого может быть рассчитано и задано программируемым микроконтроллером

13.

Формула из об ретения

1. Способ очистки жидкостей путем ректиАикации с использованием циклических режимов управления потоками жидкости и пара, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей при получении особо чистых веществ, циклический режим обеспечивают путем подачи импульсов давления инертного газа с крутым передним и пологим задним фронтами, при этом импульс давления подают по достижении в колонне перепада давления заданной величины, а отбор дистиллята осуществляют синхронно с подачей инертного газа.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее ректиАикационную колонну с обогреваемым кубом, холодильником и дефлегматором, линии подачи и отвода исходного сырья, флегмы с установленным на ней отсечным клапаном, управляющий вход которого соедине. r с первым выходом блока управления клапанами, а также линий вакуума, отбора дистиллята и вь хода паров из шлема колонны, которая через холодильник соединена с входом деАлегматора и линией вакуума, а выход деАлегматора соединен с линиями подачи Алегмы и отвода дистиллята, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в

его состав введены линия подачи инертного газа, отсечные клапаны, установленные в линиях подачи инертного газа, вакуумной и отбора дистиллята соответственно дифйеренциальный манометр, входы которого соединены соответственно с паровым пространством куба и линией выхода паров из шлема колонны, при этом управляющие .входы клапанов на линиях вакуума, подачи флегмы и линии отбора дистиллята подсоединены попарно к взаимно инвертированным управляющим выходам блока управления, информационный вход которого соединен с выходом дифференци" ального манометра, 1572669

Составитель А.Прусковцов

Редактор А.Шандор Техред Л.Серд окова

Корректор,С.Шевкун

Заказ 1604 Тираж 559 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101