Delist.ru

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ И ПРИНЦИПЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПАРОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ (09.01.2008)

Автор: Колганов Иван Михайлович

создание высокоэффективных массообменных контактных абсорбционных устройств, использующих принцип концевых эффектов барботажа и устройства; экспериментальное изучение гидродинамических и массообменных характеристик абсорбционных контактных устройств, состоящих из пакета ситчатых тарелок и пакетной гофрированной насадки типа «Зульцер»;

разработка методики расчета гидродинамических характеристик и эффективности массоотдачи в абсорбционных аппаратах с контактными устройствами из пакета ситчатых тарелок и пакетной гофрированной насадки, разработка методики расчета её геометрии;

разработка схемы регенерации насыщенного абсорбента при совмещении процессов тепло- и массопереноса в одном аппарате, с теплообменником, встроенным в барботажный слой ступени контакта; получение зависимостей для расчета основных гидродинамических тепло- и массообменных характеристик ступени контакта фаз регенератора, позволяющих упростить инженерные расчеты данного процесса;

разработка процесса разделения углеводородных смесей водными растворами муравьиной кислоты; изучение влияния на процесс различных факторов, выделение и идентификация продуктов реакции; исследование кинетики реакций взаимодействия третичных амиленов с безводной и водной муравьиной кислотой;

разработка метода расчета высоты реактора, исходя из данных кинетики реакций и фазовых равновесий.

Разработка технологических и аппаратурных основ очистки

газо-паровоздушных смесей от органических растворителей

методом абсорбции

В главе представлены схемы экспериментальных установок, приведены методики эксперимента и результаты проведенных исследований регулярных насадок, состоящих из пакета ситчатых тарелок и пакета модифицированной гофрированной насадки. Экспериментальные исследования абсорбции паров органических веществ из газовой смеси проводились на специально созданной абсорбционной установке с пятью ситчатыми тарелками. В абсорбере имелись устройства для отбора газовой и жидкой проб с каждой тарелки.

Опыты проводились с паровоздушными смесями, содержащими компоненты различных органических растворителей. Растворители могут представлять индивидуальное вещество или смесь веществ. Наиболее сложны для последующего разделения многокомпонентные растворители (таблица 1).

Таблица 1

Технические растворители, разбавители

Наименование Состав, % масс.

Разбавитель РКБ-1 Ксилол 50, бутанол 50

Разбавитель РКБ-2 Бутанол 95, ксилол 5

Разжижитель Р-5 Бутилацетат 30, ацетон 30, ксилол 40

Разбавитель РДВ Бутилацетат или амилацетат 18, этилацетат 9, ацетон 3, бутанол 10, этанол 10, толуол 50

Растворитель №647 Бутилацетат или амилацетат 29,8, этилацетат 21,2, бутанол 7,7, толуол или пиробензол 41,3

Растворитель №648 Бутилацетат 50, этанол 10, бутанол 20, толуол 20

Растворитель №649 Этилцеллозольв 30, бутанол 20, ксилол 50

Растворитель №651 Уайт-спирит 90, бутанол 10

Растворитель Р-4 Бутилацетат 12, ацетон 26, толуол 62

Растворитель РС-1 Бутилацетат 30, толуол 60, ксилол 10

Растворитель РС-2 Уайт-спирит 70, ксилол 30

Растворитель Р-7 Этанол 50, циклогексанон 50

Растворитель Р-60 Смесь этанола и этилцеллозольва

Разбавитель Р-197 Смесь летучих органических растворителей и ароматических углеводородов

Уайт-спирит Парафиновые углеводороды 82, олефины 15, ароматические углеводороды не более 1,6

Растворитель НП – А (шелсол – А) Толуол, ксилол, этилтолуол, псевдокумол

Бензин автомобильный (каталитического крекинга) Парафиновые углеводороды С4 – С5 20,1 – 31,1,

С6–С8 42,4 – 44,1, нафтены 2,4 – 2.5, ароматические углеводороды 26,3 – 33,5

Растворитель полимерных материалов Тетрагидрофуран 30, метилэтилкетон 15, дихлорэтан 10, бутанол 3, циклогексанон 42

Растворитель Циклогексанон 20, ксилол 40, толуол 40

В качестве абсорбентов для улавливания органических растворителей могут применяться низкокипящие органические абсорбенты (чаще всего наиболее высококипящий компонент органического растворителя - НОА) или высококипящие органические абсорбенты (ВОА), абсорбенты имеют свои достоинства и недостатки.

В работе были проведены экспериментальные исследования с целью оценки поглотительной способности различных абсорбентов. Все опыты проводились при следующих условиях: скорость газа в свободном сечении аппарата составляла 0,5–1,5 м/с, плотность орошения до 10 м3/м2?ч, температура в абсорбере составляла ? 20 (С, давление атмосферное. Выбранные параметры абсорбционного процесса при проведении исследований на лабораторной установке соответствуют параметрам, обычно применяемым в промышленной практике. Состав парогазовой смеси на входе в абсорбер во всех опытах был практически постоянным. Варьируя скоростью газа, плотностью орошения и живым сечением тарелки процесс абсорбции проводили так, что провал жидкости на тарелках во всех опытах отсутствовал. Состав парогазовой смеси на входе в абсорбер и результаты проведенных экспериментальных исследований поглотительной способности абсорбентов для растворителя полимерных материалов (см. состав в таблице 1) приведены в таблице 2. Кроме НОА и ВОА в таблице 2 приведены результаты по использованию наиболее распространенного абсорбента – воды.

Таким образом, экспериментальные исследования по подбору абсорбента показали, что лучшие результаты у высококипящего органического абсорбента, представляющего собой топливо дизельное А – 0,2(0,4) ГОСТ 305–82, модифицированное бутилбензолом. Высококипящий органический абсорбент является наиболее рациональным для извлечения органических веществ из газовой смеси; он обладает достаточной поглотительной способностью по улавливаемым компонентам, практически не поглощает пары воды, что является принципиальным, так как при последующей регенерации насыщенного улавливаемыми компонентами абсорбента не создается азеотропных смесей, которые практически не позволяют выделение к повторному использованию индивидуальных компонентов.

Таблица 2

Экспериментальные данные, полученные при очистке газовой смеси

различными абсорбентами

Наименование

загрузка...