Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 84

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

Таблица VI.3.

Основные

габаритные

и присоединительные

 

 

 

 

 

размеры

(в мм) вентилей (см.

рис.

VI.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

ь

 

Ч>

 

(число

ny

L

D

D1

D2

d

rfP

 

-H

 

отвер­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стий во

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фланце)

6

60

70

42

10

16

M14×l,5

 

15

260

150

 

3

10

85

95

60

18

18

M24×2

 

20

314

150

 

3

15

95

105

68

28

18

M33×2

 

20

323

150

 

3

25

ПО

115

80

37

18

M42×2

 

25

385

300

 

4

32

120

135

95

43

22

М48Х2

 

30

385

400

 

4

 

 

 

 

на

при

полностью

открытом

затворе. Вентиль

устанавливается

трубопроводе в любом рабочем положении.

Материал основных деталей вентиля: корпус, фонарь-—сталь;

шток, шпиндель — сталь 2X13; сальник — аустенитный чугун; ру­

коятка — сталь; резьбовая втулка — бронза; набивка — прорези­

ненный пропитанный асбест. Основные габаритные и присоедини­ тельные размеры вентилей приведены в табл. VI.3.

Причины образования шлама и его удаление

Пожарная опасность алюминийорганических соединений повы­

шается при наличии в них производственного шлама, содержаще­ го в основном непрореагировавший алюминий. Шлам затрудняет дозировку раствора при подаче его в систему, забивает замерные устройства, импульсные линии, трубопроводы, арматуру и т. п.

Чистка этих узлов всегда связана с повышенной опасностью. Образование шлама при синтезе алюминийалкилов зависит от

качества исходных продуктов и соблюдения технологического

режима.

Главным фактором, вызывающим образование шлама, являет­

ся качество алюминия. Известно, что для ускорения процесса син­

теза алюминийорганических соединений в алюминий добавляется титан. Титан в данном случае является катализатором процесса и непосредственно в реакции с углеводородами не вступает. Содер­

жание в алюминии 0,05% титана практически достаточно для обеспечения необходимой скорости реакции и степени превраще­

ния алюминия в алюминийалкилы. Между тем некоторые сорта алюминиевого порошка содержат до 4% титана, который практи­

чески остается в растворах алюминийалкилов в виде шлама. Та­ ким образом, применяя алюминий с минимальным содержанием

титана, представляется возможным значительно снизить содержа­

ние шлама в растворах алюминийорганических соединений. Образование шлама зависит также от гранулометрического со­

става алюминия. В лабораторных условиях доказано, что фракция

алюминиевого порошка 100—150 мкм практически не участвует в

324


реакции с углеводородами и целиком остается в шламе. Таким

образом, чтобы исключить возможность образования шлама из-

за фракционного состава следует применять алюминиевый поро­

шок с минимальным содержанием фракции порядка 100—150 мкм.

Степень превращения алюминия в алюминийалкилы зависит

от условия хранения металла. При хранении алюминия на воз­

духе свыше трех месяцев степень превращения алюминия в три-

изобутилалюминий равна 83,3%, т. е. 16,7% алюминия уходит в

шлам.

Количество шлама возрастает также при наличии влаги в ком­ понентах, применяемых для синтеза алюминийалкилов. При нали­

чии влаги в виде побочного продукта получается гидроокись алю­

миния, которая осаждается в виде шлама.

Особенно много шлама образуется при нарушении заданного

соотношения алюминия и углеводорода. Практически весь избы­ ток алюминия переходит в шлам. Нарушения соотношения ком­

понентов можно избежать при условии оснащения технологиче­

ской схемы надежными автоматическими замерными устройства­

ми и при контроле уровня реагирующих веществ в аппаратах.

Практически даже при строгом выполнении заданного техно­

логического режима происходит образование некоторого количе­ ства шлама в растворах алюминийалкилов.

Удаление шлама из концентрированных растворов алюминий-

органических соединений весьма ответственная операция. В про­

изводственных условиях шлам удаляют одним из следующих ме­ тодов: отстоем, центрифугированием и фильтрацией.

Схема отделения шлама от триизобутилалюминия методом от­ стоя показана на рис. VI.7. Триизобутилалюминий поступает в

один из отстойников 1.

Часто в качестве отстойника применяют полимеризатор объ­ емом 16,0 м3, изготовленный из нержавеющей стали. Аппарат,

рассчитанный на давление 10 кгс/см2, снабжен якорной мешал­ кой с числом оборотов 32 в минуту. В верхний люк аппарата вмонтированы 4 сифона, расположенные на разной высоте. Сифо­

ны предназначены для определения качества отстоя триизобутил­ алюминия путем периодического отбора через них пробы про­

дукта. Замер уровня в отстойнике осуществляется прибором типа

ИУВЦ. Однако вследствие обрастания поплавка шламом надеж­ ность замера недостаточна. Поэтому дополнительно контроль уровня в отстойниках осуществляется еще и посредством сифонов.

Давление в аппаратах замеряют манометром. Аппарат оснащен

предохранительным клапаном, стравливание среды из него осу­

ществляется на3.масляный затвор

4

через

каплеотбойник

2.

Руч­

ное стравливание

осуществляется

 

на

масляный затвор

5

через

каплеотбойник

Масляные затворы

4

и

5

находятся под азотной

подушкой с давлением 300 мм рт. ст.

 

 

 

 

 

 

В работе постоянно находятся два отстойника: в одном проис­

ходит накопление

триизобутилалюминия,

а в другом — отстой.

325


Третий отстойник является резервным и подключается в работу

во время чистки одного из отстойников.

Для обеспечения хорошего отстоя ТИБА от шлама необходи­ мо, чтобы температура хранения продукта была выше температу­

ры его застывания. Разность этих температур в значительной мере определяет время отстоя ТИБА от шлама. В теплое время года хороший отстой происходит практически уже за двое суток.

На одном из заводов имели место случаи, когда из-за понижения

Дзот

Загрязненныйтолуол

Шлам на сжигание

Рис. VI.7. Принципиальная технологическая схема отделения шлама от триизобутилалюминия методом отстоя:

/ — отстойник; 2, 3 — каплеотбойники; 4, 5 — масляные затворы.

температуры в помещении отстойников до O0C отстой ТИБА от шлама резко ухудшался даже несмотря на увеличение времени отстоя до 5—8 суток. При применении метода отстоя ТИБА от шлама в производственных условиях установлено, что опти­

мальный съем шлама составляет около 30% (1,3 вес. % до отстоя

шлама и 0,9 вес.% после отстоя).

Периодически, не реже чем 1 раз в полгода, производится ос­

вобождение отстойника от шлама. Для этого отстойник запол­ няется веретенным маслом в количестве 4—5 м3. После перемеши­

вания суспензия шлама в масле передавливается азотом под дав­

лением 2,5 кгс/см2 в печь для сжигания. Указанную операцию повторяют 2—3 раза, затем аппарат промывают толуолом, после чего он может быть подключен в работу. В том случае, если от­

стойник находился в работе более указанного выше срока, опера­

ция освобождения отстойника от шлама значительно усложняет­

ся. Шлам спекается в монолитную массу и для того, чтобы он

326

стал подвижным, отстойник заполняют веретенным маслом и ос­

тавляют на 2—3 дня до того момента, пока не появляется воз­ можность включения в работу мешалки. Операция замасливания

шлама при этом повторяется чаще, чем при нормальных условиях освобождения отстойника от шлама.

Принципиальная технологическая схема осветления триизобу-

тилалюминия методом центрифугирования показана на рис. VI.8.

'Линии дыхательного азота

На сжигание

Рис. VI.8. Принципиальная технологическая схема осветления триизобутилалюминия методом центрифугирования:

/ — центрифуга; 2 — емкость осветленного продукта; 3 — емкость для исходного продукта; 4 — мерник для исходного продукта; 5 — емкость для промывной суспензии; 6 — емкость для

 

промывного растворителя;

7 — емкость для

растворителя.

ТИБА собирается в емкость1

3. Из нее продукт через мерник 4

поступает в

ротор центрифуги

и начинается операция «заполне­

ние». C окончанием операции «заполнение»

начинается операция

«осветление» и затем включается операция

«отсос

осветленной

жидкости».

Продолжительность

всех трех

операций

регулируется

с помощью

реле времени. В дальнейшем

операции

повторяются

в том же порядке до тех пор, пока не сработает автомат, вклю­ чающий операцию «среза» осадка. Осветленный триизобутилалю-

миний собирается в емкость 2, откуда следует на стадию приго­ товления раствора. Во время проведения операции «среза» осад­

ка из емкости 7 на промывку центрифуги подается растворитель.

Промывная суспензия собирается в емкости 5, откуда далее мо­ жет быть направлена либо на сжигание, либо на повторное цен­

трифугирование с целью извлечения ТИБА.

327


В работе постоянно находятся две центрифуги, третья нахо­ дится в резерве. Центрифуга ВР-АОГ-800У периодического дейст­

вия, автоматическая, горизонтальная, отстойная с ножевым сре­

зом осадкаДлина. Нижеротораприводится, мм.......................................................

ее техническая характеристика400 :

Диаметр ротора, мм.......................................................

 

800

Высота борта ротора, мм.............................................

 

100

Полный объем ротора, л.............................................

 

88

Рабочий объем ротора, л.............................................

 

80

Число оборотов ротора, об/мин..............................

1500

Фактор разделения

 

1000

максимальный .......................................................

 

минимальный............................................................

 

750

Производительность центрифуги, кг/ч....................

300

Рабочее давление в полостиротора, кгс/см2 . .

0,2

Рабочее давление в гидравлической системе авто­

6

матики, кгс/см2............................................................

 

Вес центрифуги, кгс..................................................

 

2750

Электродвигатель привода центрифуги — встроенный экрани­ рованный с масляным заполнением полости статора, техническая

характеристика которого приведена ниже:

Мощность, кВт.................................................................

 

15

 

Напряжение,

В.....................................................................

 

380

 

Частота сети,

Гц..................................................................

 

50

ис­

Число оборотов, об/мин................................................

 

1500

Электродвигатель гидравлической системы

автоматики — в

полнении ВЗГЧисло; имеетоборотовследующую, об/мин................................................

техническую

характеристику1500

:

Мощность, кВт......................................................................

 

0,6

 

Напряжение,

В.....................................................................

 

380

 

Частота сети,

Гц..................................................................

 

50

 

Государственным научно-исследовательским институтом химии

и технологии элементоорганических соединений

разработан

на­

порный способ фильтрации концентрированных

растворов

три-

изобутилалюминия (рис. VI.9).

 

 

Фугат после центрифугирования фильтруется в намывном

фильтре 2. Для намыва фильтрующего слоя используется суспен­

зия кизельгура в

растворителе.

Суспензия кизельгура

готовится

в аппарате

1,

куда загружается порошок кизельгура из

бункера

3.

Аппарат

1

продувается азотом, после чего в него заливается рас­

четное количество

растворителя

из мерника

4.

После тщательно1­

го перемешивания

загруженных

компонентов

получается одно­

родная суспензия,

которая погружным насосом из аппарата

 

подается на намыв фильтрующего слоя в фильтр 2. Кизельгур,

оседая на металлической сетке фильтра, создает фильтрующий слой, а осветленный растворитель возвращается в аппарат 1, где

он повторно используется для приготовления суспензии. По окон­

чании намыва фильтрующего слоя производится его уплотнение путем подачи чистого растворителя. После достижения опреде­ ленной плотности фильтрующего слоя в фильтр 2 подается фугат

328


(раствор концентрированного триизобутилалюминия после цен­ трифугирования или отстоя). Фильтрат триизобутилалюминия по­

ступает в сборник 5.

По окончании фильтрации производится вытеснение шлама из

фильтра 2 подачей из аппарата 1 растворителя, а затем реге­ нерация фильтра обратным током чистого растворителя из емко­

сти 6.

РастВоритем _

Рис. VI.9. Технологическая

схема напорного способа фильтрации концентриро­

1 — аппарат для

ванных растворов ТИБА:

4 — мерник; 5 — сборник

приготовления

суспензии; 2 — фильтр;

3 — бункер;

для фильтрата;

6 — емкость для

чистого растворителя;

7 — аппарат,

оборудованный рубаш­

кой; 8 — конденсатор.

Промывная фракция растворителя при перемешивании пере­ давливается из фильтра 2 в аппарат 7, оборудованный рубашкой,

часть растворителя отгоняется из аппарата, и пары его конден­

сируются в конденсаторе 8. Получающийся при этом конденсат

стекает в емкость 6 для повторного использования.

Остаток разжиженного шлама из аппарата выдавливается в

промежуточный сборник (на рисунке не показан) на сжигание.

Описанный способ фильтрации обеспечивает высокую степень

очистки триизобутилалюминия от шлама и относительно безопас­

ные условия эксплуатации.

К недостаткам этого способа следует отнести громоздкость

технологической схемы. В схеме три фильтра: в одном фильтре

проводится фильтрация, в другом — намыв фильтрующего слоя, третий является резервным.

22-659

329