автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.09, диссертация на тему:Вихревой сепаратор для разделения эпихлоргидрина при производстве эпоксидной смолы

и

На правах рукописи

АРСЛАНБИЕВ РАДИФ КАЛЯМДАРОВИЧ

ВИХРЕВОЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЭПИХЛОРГИДРИНА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ

Специальность 05.04.09 - Машины и агрегаты нефтеперерабатывающих и химических производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2000

Работа выполнена на кафедре «Технология нефтяного аппаратостроения» Уфимского государственного нефтяного технического университета

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Бакиев A.B.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Хафизов Ф.Ш. кандидат технических наук Максименко Ю.М.

Ведущее предприятие - ОАО'ЪашНИИнефтемаш" (г.Уфа)

Защита состоится « 10 » марта 2000 г., в 14й часов на заседании диссертационного совета Д. 063.04.09 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете (УГНТУ) по адресу: 450062, Уфа, Космонавтов, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГНТУ.

Автореферат разослан « /О » февраля 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук И.Г. Ибрагимов

4.40, 40,4 А- ixns? Г)

г ■

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Основными направлениями развития народного хозяйства России предусматривается внедрение новых технологических процессов, направленных на улучшение качества химической продукции и снижение потерь при переработке.

Применяемый фазоразделитель для регенерации эпихлоргидрина (ЭХГ) при получении эпоксидной смолы является крупногабаритным, металлоемким, требует значительных энергетических затрат и не обеспечивает предельно допустимую концентрацию эпихлоргидрина.

Анализ имеющихся данных показывает, что наиболее перспективным направлением фазоразделителя является использование вихревых эффектов, создаваемых в поле центробежных сил. В связи с этим, актуальными являются задачи исследования по выявлению, научному обоснованию основных принципов процесса регенерации эпихлоргидрина в поле центробежных сил и создание на этой основе принципиально новой техники при регенерации эпихлоргидрина из сточных вод. Отсутствие теории и экспериментальных исследований процесса регенерации эпихлоргидрина с использованием вихревого эффекта затрудняет внедрение малогабаритных простых по конструкции и высокоэффективных устройств, позволяющих осуществлять более глубокую регенерацию эпихлоргидрина из сточных вод для повторного использования эпихлоргидрина в технологическом процессе.

Настоящая работа выполнена в соответствии с Государственной научно-технической программой Академии наук Республики Башкортостан (АНРБ) "Проблемы машиностроения, конструкционных материалов и технологий" по направлепиюб. 1 "Разработка новейших технологий и материалов для машиностроения и аппаратостроения" на 1996-2000 годы, утвержденной постановлением Кабинета Министров РБ Лз204 от 26.06.96, а также по Федеральной целевой программе "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки" на 1997-2000 годы (ФЦП "Интерфация") по государственному контракту №28 "Создание совместного учебно-научного центра

"Механика многофазных систем в технологиях добычи, транспорта, переработки нефти и газа".

Цель работы. Повышение эффективности фазоразделения в системе эпи-хлоргидрин (ЭХГ) + вода, снижение металлоемкости и энергетических затрат при получении эпоксидной смолы с применением вихревого сепаратора.

Задачи работы. Экспериментальное исследование закономерностей разделения различных фаз в вихревом сепараторе.

Выполнение расчетно-теоретических работ по определению основных параметров и гидродинамических характеристик вихревого сепаратора для регенерации ЭХГ из сточной воды.

На основании полученных теоретических результатов исследований разработка конструкции и изготовление вихревого сепаратора для регенерации ЭХГ из сточных вод, а также проведение опытно промышленных испытаний на действующей установке.

Научная новизна. 1. Разработана технология по фазоразделению системы ЭХГ+вода на основе вихревых эффектов, в технологической схеме в которой параллельно установлен вихревой сепаратор.

2. Установлена закономерность изменения расхода жидкости в вихревом сепараторе в зависимости от диаметра сопла (отверстия разделяющей шайбы). Показано, что при диаметре сопла 50 мм содержание ЭХГ в сточной воде уменьшается 2 раза.

3. Обосновано взаимное расположение конструктивных элементов в пространстве вихревой камеры и определены геометрические размеры вихревого сепаратора для процесса разделения ЭХГ.

Практическая ценность. Разработан и прошел промышленное испытание в ОАО «Уфахимпром» вихревой сепаратор новой конструкции, который позволяет с помощью подбора диаметра сопла установить оптимальный режим технологического процесса, достигнуть максимального эффекта отбора из сточной воды эпихлоргидрина (ЭХГ) с доведением его до 0,85%, вместо 1,5% -1,7% при существующей технологии.

Апробапия рпбот. Основные положения и результаты работы за период 1995-1998 годы докладывались и публиковались на шести отечественных и международных научно-технических конференциях:

- внутривузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Уфа, 1995 г.;

- межвузовская научно-исследовательская конференция "Экономический рост проблемы развития науки, техники и совершенствования производства", г. Стерлитамак, 1996 г.;

- внутривузовская 48-ая научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Уфа, 1997 г.;

- международная научно-техническая конференция "Проблемы нефтегазового комплекса России посвященная 50-летию УГНТУ, г. Уфа, 1998 г.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, _3_ глав и выводов, изложенных на 115 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунков, 1 таблиц и 1 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы, кратко сформулированы цель и основные задачи диссертационной работы.

Первая глава посвящена анализу методов разделения неоднородных жидкостных систем, применяемых в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Эти методы лежат в основе гидромеханических процессов разделения неоднородных систем. Несмотря на общность принципов разделения жидких и газовых неоднородных систем, некоторые методы их разделения, а также применяемое оборудование в ряде случаев имеют специфические особенность.

В химической технологии широко распространены процессы, связанные с разделением жидких и газовых неоднородных систем.

Выбор метода их разделения обуславливается главным образом размерами взвешенных частиц, разностью плотностей дисперсной и сплошной фаз, а также вязкостью фазы.

Также рассмотрены основные методы разделения: осаждение, фильтрование, разделение, центрофугирование, разделение в гидроциклонах, мокрое разделение и физические методы, например, с использованием вихревых эффектов.

Наиболее перспективным, с точки зрения повышения надежности и эффективности процессов разделения, являются способы очистки жидкостей с использованием гидроциклонов. Преимущество циклонного аппарата перед центрифугой заключается в том, что он имеет большую производительность, прост по конструкции, не имеет вращающихся, быстро изнашивающихся узлов и, в связи с этим, более надежен в эксплуатации.

Нами предлагается вихревой сепаратор, разработанный специально для отбора из сточной воды эпихлоргидрина при получении эпоксидной смолы в

цехе 19 ОАО "Уфахимпром".

Во второй главе рассмотрено конструктивное решение вихревого сепаратора и процессы, протекающие в нем. На рис. 1 показана конструкция вихревого сепаратора.

Сепаратор состоит из входной камеры 2, выходной камеры 6, сменной разделяющей шайбы с отверстием (сопла) 7, входного и выходного тангенциальных каналов 1 и 4, канала 3 для отбора ЭХГ из зоны газового вихря жидкостного потока, а также из смотрового стекла 5. Исходная смесь из ЭХГ и сточной воды подается тангенциально через канал 1 во входную камеру 2 и приобретает интенсивное вращательное движение. Так как выход жидкости из камеры 2 возможен только через сопло - то эта жидкость, сохраняя вращательное движение по свертывающейся спирали, переместится к оси аппарата и перейдет в выходную камеру 6.' В выходной камере жидкость вращается по раскручи-

Рис. 1. Конструкция вихревого сепаратора

1,4 - входной и выходной тангенциальный канал; 2 - входная камера; 6 - выходная камера; 3 - осевой канал; 5 - смотровое стекло; 7 - диафрагма (шайба)

Бающейся спирали, перемещается к периферийной стенке и затем выходит из аппарата через канал 4. Отбор эпихлоргидрина и части сточной воды осуществляется через осевой канал 3.

Для улучшения разделяющей способности аппарата и увеличения массовой доли отбираемой легкоиспаряющейся фракции исходную жидкость перед вводом в сепаратор подогревают в теплообменнике. Чем ближе будет температура исходной жидкости к оптимальной температуре разделения, тем эффективнее разделяющая способность аппарата. Так как при повышении температуры снижается вязкость исходных компонентов смеси, это приводит к снижению гидравлического сопротивления аппарата и потерь на трение при прохождении через него жидкости.

При работе вихревого сепаратора, при прохождении через него сложной по составу смеси на прозрачной модели, наблюдались три потока:

- внешний (периферийный), например, прозрачной жидкости - воды, направленной из входной камеры 2, через сопла 7 в выходную камеру б;

- промежуточный, движущийся в том же направлении, что и внешний, например, кольцевого слоя ЭХГ;

- внутренний, направленный в противоположную сторону, часто называемый газовым столбом, содержащий кроме воздухопары легкоиспаряющихся компонентов. Потоки жидкости движутся по логарифмической спирали:

- в входной камере они закручиваются с большего радиуса на меньший;

- в выходной камере раскручиваются с меньшего радиуса на больший.

В любой точке сепаратора скорость движения жидкости может быть разложена на три составляющих:

- тангенциальную (окружную) скорость и,, направленную перпендикулярно радиусу вращения в данной точке на горизонтальной плоскости;

- радиальную скорость и„ направленную по радиусу сепаратора внутрь его к оси вращения;

- осевую скорость ov, направленную под прямым углом к радиусу выходной камеры параллельно оси сепаратора.

В каждой точке сепаратора в плоскости, перпендикулярной его оси,'жидкость и газ (пар) будут иметь скорость движения и, состоящую из тангенциальной (окружной) и радиальной (нормальной) скоростей:

u = Vui+uf, С)

и.

причем tga = — = const. or

Согласно уравнению момента количества движения относительно оси сепаратора:

М = г • и, = const. (2)

Однако из-за трения потока о стенку аппарата и внутреннего трения, обусловленного вязкостью и турбулентностью, указанная зависимость не выполняется. Экспериментальные исследования показывают, что эта зависимость имеет вид:

M=r-u^', (3)

где k = 0...2.

Зависимость тангенциальной скорости от радиуса вращения частицы (кривая 1 при К=1.6) для вихревого аппарата во входной камере приведена на рисунке 2.

Из рисунка видно, что при переменном К=0...2 окружная скорость и, (кривая 2) возрастает при движении частицы от максимального радиуса R, равного внутреннему радиусу сепаратора, до г = гс, равного радиусу сопла, затем уменьшается и становится равной 0 на оси вращения вихря. Резкое понижение окружной скорости происходит при о > ис (г > гс) из-за появления осевой скоро-

сти иу жидкости при переходе ее из входной камеры в выходную. При к=2 уравнение (3) принимает вид (2).

Рис. 2. Распределение окружных скоростей вихревой камеры.

Радиальная скорость определяется из уравнения неразрывности струи:

в С, Си

г 2лг • Н] • р г 2лг-Н,

где в - секундный массовый расход, кг/с; Н| - высота входной камеры, м; р - плотность жидкости, кг/м3;

r G

С1 =-= const;

2лН, • p

G0 - секундный объемный расход, м3/с.

Радиальная скорость отрицательна, т.к. направлена в сторону противоположную координате г.

Из зависимости (4) видно, что иг увеличивается с уменьшением г, причем на оси вращения (при г = 0) иг = 0. Необходимо учесть, что в зоне газового вихря (от г = г„ до г = 0) в выражении (4) плотность жидкости необходимо заменить на плотность газа (пара) рп а расход жидкости G - на расход пара Gr, отбираемого из приосевой зоны.

Если отбор паровой фазы из этой зоны не осуществляют, то во входной камере из-за высокого вакуума в этой зоне происходит испарение легкокипя-щих компонентов жидкости, а в выходной камере - их конденсация.

Наличие газовой зоны обуславливает максимальный расход при достижении определенного диаметра сопла. Дальнейшее увеличение диаметра не вызывает повышение производительности. Зависимость расхода воды от диаметра сопла показано на рисунке 3.

Исследования проведены в аппарате, внутренним диаметром входной камеры D = 2 ■ R = 100 мм, давление на входе в сепаратор р = 2 кг/см3, производительность аппарата G = 3,6 м3/ч, диаметр газовой зоны dB = 27...29 мм, диаметр сопла dc = 60 мм, высота входной камеры Hi = 15 мм, выходной камеры Н2 = 20 мм. Здесь приведены данные для выхода на оптимальный режим работы этого сепаратора.

Распределение давления по радиусу камеры, как показывают наши исследования, имеет вид (рисунок 4).

Рис. 3. Зависимость расхода воды от диаметра сопла

Рис. 4. Распределение статического давления по радиусу вихревой камеры.

Третья глава посвящена технологическому процессу регенерацию ЭХГ на действующей установке с использованием вихревого сепаратора, а также проведению промышленных испытаний.

В настоящее время изготовленный по нашему расчету вихревой сепаратор параллельно вмонтирован на действующей установке получения эпоксидной смолы для разделения эпихлоргидрина (ЭХГ) от сточной воды в цехе №19 ОАО "Уфахимпром".

Опытно-промышленные испытания вихревого сепаратора дали следующие результаты (см. таблицу). Как видно из таблицы, лучшие результаты дал опыт №10 (производительность 3,5 м3/ч, диаметр сопла 50 мм содержание ЭХГ в сточной воде составил 0.85% вместо 1.7%). Зависимость остатка ЭХГ % от расхода и диаметра сопла показана на рисунке 5.

А

Остаток ЭХГ, %

7

0 60

2

6

5

1

3

4

--1-1-!-1-!-1-!-►

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Расход

входе, м3

Рис. 5. Зависимость остатка ЭХГ % от расхода и диаметра сопла.

Результаты анализа отбора эпихлоргидрина при проведении исследования работы вихревого сепаратора

№ Состав продукта Результаты анализов, % Расход, м3/ч Диаметр Шайбы с}с, мм 1, ■°с

вход в сепаратор выход из сепаратора

1 2 -> ■Э 4 6 7 8

1. Вода ЭХГ 94 6 95,2 4,8 2,3 40 98

2. Вода ЭХГ 93,9 6,1' 97,5 2,5 2,5 40 98

3. Вода ЭХГ 93,5 6,5 93,7 6,3 2,8 40 98

4. Вода ЭХГ 94 6 95,8 ' 4,2 2,3 50 100

5. Вода ЭХГ 94 6 97,5 2,5 2 5 50 100

6. Вода ЭХГ 93,5 •6,5 97,8 2,2 2,8 50 . 100

7. Вода ЭХГ 93,5 6,5 98 2 2,9 50 100

8. Вода ЭХГ 93,5 6,5 98,25 1,75 3,1 50 102

9. Вода ЭХГ 93,5 6,5 98,8 1,2 3,2 50 100

10. Вода ЭХГ 93,5 6,5 99,15 0,85 3,5 50 100

11. Вода ЭХГ 93,5 6,5 98,9 1,1 3,6 50 102

12. Вода ЭХГ 93,5 6,5 95,7 4,3 2,3 60 98

13. Вода ЭХГ 93,5 6,5 95,8 4,2 2,5 60 98

14. Вода ЭХГ 93,5 6,5 94,9 5,1 2,8 60 98

15. Вода ЭХГ 93,5 6,5 94,5 5,5 3,0 60 98

Рис. б. Технологическая схема установки для разделения эпихлоргидрина и сточной воды с использованием вихревого сепаратора 1 - сепаратор; 2 - манометр; 3 - пробоотборник; 4 - расходомер

В диссертационной работе дается правило ведения технологического процесса этой установки, а также описание технологической схемы регенерации эпихлоргидрина (ЭХГ) из сточной воды до и после внедрения се-' парационной установки (см. рисунок 6).

Технологический процесс отбора ЭХГ происходит по.следующей последовательности: система вода+ЭХГ с температурой t=95-100 С0 из подогревателя 48 поступает в фазоразделитель 49 или вихревой сепаратор 49а, где происходит разделение (отбор) паров ЭХГ. Пары ЭХГ поступают на охлаждение в теплообменник 50/1,2. Очищенная вода поступает в емкость поз. 68/3.

В данной главе дано технико-экономическое обоснование применения вихревого сепаратора для регенерации ЭХГ на основе выбранного объекта исследования.

При проведении технико-экономического анализа применения вихре-' вого сепаратора был выявлен ряд преимуществ, дающих существенную экономическую выгоду.

Расчета показывают, что годовой экономический эффект от внедрения вихревого сепаратора составляет 551.088 руб.

ВЫВОДЫ

1. Для регенерации эпихлоргидрина (ЭХГ) из сточной воды создан вихревой сепаратор, который состоит из двух камер: входной и выходной, разделенной диафрагмой с отверстием.

2. Впервые осуществлено фазоразделение системы ЭХГ + вода в вихревом аппарате.

3. Установлена закономерность изменения расхода жидкости в вихревом сепараторе в зависимости от диаметра сопла в пределах 40...60мм. Показано, что при диаметре сопла 50 мм содержание ЭХГ в сточной воде уменьшается 2 раза.

4. Выполнено взаимное расположение конструктивных элементов в пространстве вихревой камеры и определены геометрические размеры вихревого сепаратора. При этом предложено использование 2-х тангенциальных входных каналов, обеспечивающих интенсивное вращательное движение потоков по окружности.

5. Разработанная технология с применением вихревого сепаратора внедрена в цехе ЛЫ9 ОАО "Уфахимпром", при этом глубина регенерации ЭХГ достигнута 0.85%, вместо 1.7%, полученный по существующей технологии.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Арсланбиев Р.К., Голубев М.Н., Каримов М.Ш. Исследование взаимной увязки функциональных допусков в соединениях днищ с базовыми деталями нефтехимической аппаратуры. Тезисы докладов. Материалы научно- технической конференции. Уфа, УГНТУ, 1995-264с.

2. Арсланбиев Р.К., Симаков В.А. Вихревой сепаратор для разделения эпихлор-гидрина. Тезисы докладов. Проблемы развития науки, техники и совершенствования производства. Уфа, УГНТУ, 1996-128с.

3. Арсланбиев Р.К. Продление срока службы эмалированной химаппаратуры. Тезисы докладов. Материалы 48-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфа, УГНТУ, 1997-173с.

4. Симаков В.А., Арсланбиев Р.К. Очистка сточных вод нефтегазовых предприятий от нефтепродуктов в вихревом сепараторе. Тезисы докладов. "Проблемы нефтегазового комплекса России", Уфа, УГНТУ, 1998-90с.

5. Симаков В.А., Лучинин И.В., Арсланбиев Р.К. Гидродинамика в вихревом сепараторе. Сборник научных трудов. "Техника на пороге XXI века". Уфа, Гилем, 1999-266С.

6. Бакнев A.B., Арсланбиев Р.К. Вихревой сепаратор для разделения эпихлор-гидрина (ЭХГ). Сборник научных трудов. Обеспечение работоспособности нефтяной аппаратуры и трубопроводов. Салават, УГНТУ, 2000-144с.

7. Бакиев A.B., Симаков В.А., Арсланбиев Р.К. Протекающие процессы и силы действующие в вихревом сепараторе. Сборник научных трудов. Обеспечение работоспособности нефтяной аппаратуры и трубопроводов. Салават, УГНТУ, 2000-144с.

Соискатель

Р.К. Арсланбиев

ВВЕДЕНИЕ.

1. НЕОДНОРОДНЫЕ ЖИДКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ И МЕТОДЫ ИХ РАЗДЕЛЕНИЯ - ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Разделение с использованием вихревых эффектов.

1.1.1. Циклонные элементы.

1.1.2. Вихревой вертикальный кожухотрубный теплообменник для центробежной очистки жидкостей и газов.

1.1.3. Вихревой вертикальный кожух отрубный теплообменник для конденсации и сепарации жидкостей.

1.1.4. Вихревой пародисперсный сепаратор . . ;.

1.1.5. Разделение центрифугированием.

1.1.6. Разделение в жидкостных сепараторах.

1.1.7. Разделение в гидроциклонах.

1.1.8. Аппарат для очистки многокомпонентных систем.

1.2. Разделение осаждением.

1.3. Разделение фильтрованием.

1.4. Мокрое разделение.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА АППАРАТА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЭПИХЛОРГИДРИНА ИЗ СТОЧНОЙ ВОДЫ.

2.1. Интенсификация процессов разделения гетерогенных систем вихревыми воздействиями.

2.2. Обоснование выбора аппарата.

2.3. Выбор материалов для деталей и узлов сепаратора.

2.4. Содержание механического расчета и требования к его выполнению

2.5. Устройство вихревого сепаратора.

2.6. Условие способствующее интенсификации процесса сепарации

2.6.1. Выделение паровой фазы из жидкости.

2.6.2. Скорость испарения жидкости.

2.6.3. Образование зародыша газа (пара)в жидкости.

2.6.4. Процессы протекающие в вихревом сепараторе при частичном испарении в нем жидкости.

2.6.5. Силы действующие в вихревом сепараторе.

2.6.6. Влияние температуры на равновесие пара и жидкости.

2.6.7. Классификация двухкомпонентных смесей жидкостей.

3. РЕГЕНЕРАЦИЯ ЭПИХЛОРГИДРИНА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД НА ДЕЙСТВУЮЩЕЙ УСТАНОВКЕ №19 ОАО «УФАХИМПРОМ».

3.1. Действующая технологическая схема.

3.2. Технологический процесс отделения эпихлоргидрина с применением вихревого сепаратора.

3.2.1. Решение поставленной задачи.

3.2.2. Подготовка установки к работе.

3.2.3. Порядок работы установки с применением вихревого сепаратора

3.2.4. Результаты анализов.

3.2.5. Характеристика эпихлоргидрина.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВИХРЕВОГО СЕПАРАТОРА ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ЭПИХЛОРГИДРИНА

ВЫВОДЫ.

Одной из основных задач, стоящих перед хозяйством и, в частности, перед нефтехимической промышленностью, является интенсификация производства и повышение качества продукции. В связи с этим особое значение приобретают исследования, направленные на разработку эффективных методов интенсификации нефтехимических процессов, а также на создание технико-экономических методов расчета и оптимального выбора нефтехимической аппаратуры, которая должна обеспечить высокую экономическую эффективность производства при высоком качестве продукции.

Повышение качества продукции нефтехимических предприятий неразрывно связано с ускоренной разработкой технологий и доведения до промышленной реализации перспективных конструкций - промышленных аппаратов.

Химико-технологический процесс состоит из процессов подготовки сырья, химического превращения, процессов разделения, фазовых переходов, процессов переноса вещества, тепла импульса и зарядов внутри фаз и между фазами.

Для решения этих проблем во многих областях нефтехимических производств широко используются абсорберы, дистилляторы, ректификаторы, центрифуги и т.д. Это оборудование достаточно сложно в изготовлении имеют большую металлоемкость, а протекающие в нем процессы требуют больших затрат электрической, тепловой и механической энергии.

Применение вихревых сепараторов позволяют проводить химико-технологические процессы с большей эффективностью и создавать компактные аппараты. Причем энергия потока обрабатываемой жидкости бывает достаточной для создании эффективного вихревого режима течения. Учитывая, что в последние годы стоимость энергии резко возрастает, разработка более экономических конструкций и перспективных технологических на принципах кавитационно-вихревого воздействия очень актуальна.

Основной целью диссертационной работы является повышение эффективности фазоразделения в системе эпихлоргидрин + вода, снижение металлоемкости и энергетических затрат при получении эпоксидной смолы с применением вихревого сепаратора.

Цель достигается созданием и внедрением новой конструкции вихревого сепаратора для разделения системы эпихлоргидрин + вода из сточной воды на установке получении эпоксидной смолы.

ВЫВОДЫ

1. Создан вихревой сепаратор который состоит из двух камер входной и выходной разделенной диафрагмой с отверстием, позволяющей регенерировать эпихлоргидрин ЭХГ из сточной воды.

2. Впервые осуществлено фазоразделение системы ЭХГ + вода в вихревом сепараторе.

3. Установлена закономерность изменения расхода жидкости в вихревом сепараторе в зависимости от диаметра сопла в пределах 40. 60 мм.

4. Выполнено взаимное расположение конструктивных элементов в пространстве вихревой камеры и определены геометрические размеры вихревого сепаратора.

5. Разработанная технология с применением вихревого сепаратора внедрена в цехе № 19 ОАО «Уфахимпром», при этом глубина регенерации ЭХГ достигнутую 0,85%, вместо 1,7% полученной по существующей технологии.

1. Романов П.Г., Плюшкин С.А. Жидкостные сепараторы. -Л: Машиностроение, 1976г.-256с.

2. A.C. СССР №1732752. Панов А.К., Ильина Т.Ф., Артамонов H.A. Циклонный элемент. Бюл. №11, 1995г.

3. A.C. СССР №1732752. Малышев A.M., Цукерман Вихревой кожухотрубный теплообменник. Бюл. №11, 1995г.

4. A.C. СССР №1204910. Артамонов H.A., Шатов A.A. Вихревой вертикальный кожухотрубный теплообменник. Бюл. №2, 1986г.

5. A.C. СССР №1231337. Мухутдинов Р.Х., Артамонов H.A., Ильина Т.Ф. Вихревой пародисперсный сепаратор. Бюл. № 18,1986г.

6. Скобло А.И., Трегуба И.А. «Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности», Москва «Химия», 1982-584с.

7. Коваленко В.П., Ильинский A.A. «Основы техники очистки жидкостей от механических загрязнений», Москва «Химия», 1982-272с.

8. Касаткин А.Г. «Основные процессы и аппараты химической технологии» Москва «Химия» 1971-784с.

9. Малиновская Т.А., Кобринский И.А., Кирсанов О.С., Рейнфарт В.В. «Разделение суспензий в химической промышленности» Москва «Химия» 1983-264с.

10. Белоусов А.И. Модель нестационарного течения закрученного потока воздуха в вихревых пневматических формулах. Проектирование и доводка авиационных газотурбинных двигателей. Куйбышев, 1983-124-129с.

11. Белоусов А.И. Исследование влияния геометрической формы коротких вихревых камер на пульсоционные характеристики вытекающих закрученных струй. Куйбышев КУАИ 1988-163-167с.

12. Гистлинг A.M., Баром A.A. Ультразвук в процессах химической технологии. Ленинград, Госхимиздат, 1960-95с.

13. Малышев А.И. Вихревые аппараты, Уфа-УНИ, автореферат, к.т.н. 1995.

14. Вихман Г.Л., Круглов С. А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. Москва, Машиностроение, 1978-328с.

15. Соколов В.А. Новые методы разделения легких углеводородов. Москва, 1961-201с.

16. Романков П.Г., Ноздровский A.C. Разделение тонко дисперсных плохо-фильтрующихся суспензий на центрифугах осадительного типа.-«Химическая промышленность». 1957, №8, 480-487с.

17. Соколов В.И. Современные промышленные центрифуги. Москва, Машиностроение. 1967-523с.

18. Жужиково В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. Москва, Химия, 1971-419с.

19. Соколов В.И. Современные промышленные центрифуги. Москва, Машиностроение, 1967-523с.

20. Белянин П.Н. Центральная очистка рабочих жидкостей авиационных гидросистем. Москва, Машиностроение, 1976-328с.

21. Рыбаков К.В., Коваленко В.П., Турчанинов В.Е. Очистка нефтепродуктов от механических примесей и воды. Москва, ЦНИИТЭнефтехим, 1974-80с.

22. Хабаров О.С. Очистка сточных вод в металлургии. Москва, Металлургия, 1976-224с.

23. Виноградов М.Г., Плюшкин С.А., Романков П.Г. Определение разделяемо-сти дисперсно-неустойчивых систем при их центрифугировании. ЖПХ, 1973, №8, 1729-1734с.

24. Жуков В.Н., Плюшкин С.А., Таганов И.Н. Об управлениях движения двухфазного потока между тарелками сепаратора. «Теоретические основы химической технологии», 1970, №4, вык.2, 293-296с.

25. Иашвили Р.Я., Плюшкин С.А., Романков П.Г. К теории процесса центро-Зежного разделения суспензий в сепараторах ЖПХ, 1966, т.39, №5, 1065-1070с.19

26. Иашвили Р.Я., Плюшкин С.А., Романков П.Г. Новая конструкция сепаратора для разделения тонкодисперсных суспензий. «Химические и нефтяное машиностроение», 1966, №11, 16-17с.

27. Кутенков A.M., Непомнящий Е.А. Центробежная сепарация газожидкостных смесей как случайный процесс. «Теоретические основы химической технологии», 1973, т.7, №6, 892-897с.

28. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Москва, Физматгиз, 1971-676с.

29. Лысковцов И.В. Разделение жидкостей на центробежных аппаратах. Москва, Машиностроение, 1968-143с.

30. Минц Д.М. Теоретические основы технологии очистки воды. Москва, Стройиздат, 1964-156с.

31. Бузников Е.Ф. Циклонные сепараторы в паровых котлах. Москва, Энергия, 1969-153с.

32. Председателя Закирьянов А.З.технолог цеха №19члены комиссии:

33. Арсланбиев Р.К. зав. лабораториейкафедры ТНАУГНТУ

34. Фархетдинов A.C. ведущий инженер1. ХНИЛ "ТЕХНАП", УГНТУ

35. Николаев B.C. механик цеха № 19

36. Симаков В.А. доцент кафедры1. ПТЭ, УГНТУ

37. Составила настоящий акт на промышленное испытание вихревого сепа-атора параллельно вмонтированного на технологической установке регенера-ии ЭХГ из сточных вод в цехе №19 ОАО "Уфахимпром".1. Цель испытаний

38. Осуществление регенерации ЭХГ из сточной воды с помощью малогабаритного вихревого сепаратора на действующей технологической установке.и на осевом канале вихревого сепаратора.

39. Определение оптимального режима работы вихревого сепаратора.

40. Анализ полученных результатов.2. Предмет испытания:

41. Вихревой сепаратор, параллельно вмонтированный на действующей технологической установке регенерации ЭХГ из сточных вод, снабженный приборами замера расхода, давления, температуры.3. Результаты испытаний

42. Наилучший результат получен при режиме:- расход сточной воды 3,5 м3/ч- диаметр отверстия (сопла) диафрагме 6. = 50 мм- температура сточной воды I = 100°С

43. Результаты анализов, полученных при режиме, перечисленном в п.3.1 доказывают, что содержание ЭХГ в сточной воде соответствует требованиям санитарных норм, т.е. снизилось с 1,5-1,7% до 0,85%.

44. Полученный ЭХГ при регенерации сточных вод, может быть повторно использован при производстве эпоксидной смолы.

45. По результатам испытаний комиссия предлагает вихревой сепаратор внедрить в производство.

46. Отбор проб из пробоотборников установленных на входе, на выходе1. Подписивз

47. Гссп'.'блнка Башкортос.и:) Открытое Акционерное общество «УФАХИМПРОМ»4500*)« г. Уч'а. ул. Иуто1»< кзя 25 Телефоны: 42-93-30. 42-о5о0

48. Разработанный Арсланбиевым Р.К. вихревой сепаратор для регенерации эпихлоргидрина (ЭХГ) из сточных вод эксплуатируется периодически с августа 1999г в производстве на установке получения эпоксидной смолы в цехе №19 ОАО"Уфахимпром"1. Ф.В.Кайбышев