12. ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОКРАСИТЕЛЕЙ НА ТПО "ПИГМЕНТ" Тамбовское производственное объединение "Пигмент" выпускает в широком ассортименте азокрасители. Эти красители производятся по периодической технологии, что сопряжено с низким уровнем автоматизации процессов, нестабильностью качества получаемого продукта. Переход к непрерывному способу производства азокрасителей связан с немалыми трудностями: 1) использование при синтезе красителей совмещенных схем; 2) невозможность проведения экспресс-анализа с целью оптимизации процесса; 3) воздействие на процесс случайных возмущений, приводящее к отклонению от заданных технологических параметров. В Тамбовском Государственном техническом университете на кафедре АХП под руководством академика Кафарова В.В., при участии сотрудников Московского НПО "НИОПиК" и Тамбовского ПО "Пигмент" разработаны новые гибкие автоматизированные установки непрерывного производства азокрасителей. Эта новая технология исключает перечисленные выше недостатки периодического способа производства красителей. Рассмотрим основы непрерывной технологии производства азокрасителей. Известно, что производство азопигментов включает следующие основные стадии: 1) приготовление суспензий (растворов) исходных реагентов; 2) химическое взаимодействие (диазотирование и азосочетание); 3) физико-механические стадии (фильтрование, сушка, измельчение). Для реализации процессов первой и третьей стадий разработана и выпускается промышленностью высокопроизводительная аппаратура, которая в достаточной мере удовлетворяет требованиям непрерывного производства, поэтому разработчиками новой технологии особое внимание было уделено аппаратурному оформлению стадий диазотирования и азосочетания. Рассмотрим принципиальную технологическую схему непрерывного производства азопигментов (рис. 11.1). Рис.11.1. Схема непрерывного производства азопигментов: 1 - активатор; 2, 3 - емкости; 4 - диазотатор; 5 - центрифуга; 6 - растворитель; 7 - насос; 8 - анализатор; 9 - реактор азосочетания. Исходная суспензия амина, проходя активатор 1 и емкости для дополнительной обработки 2 и 3, приобретает свойства, исключающие образование агрегатов и снижение поверхности контакта фаз. Это обстоятельство и турбулентный режим в диазотаторе 4 позволяет увеличить скорость диазотирования примерно в 20 раз. Обработанная суспензия амина из аппарата 3 подается насосом в нижнюю часть диазотатора 4. Диазотатор представляет собой колонный аппарат, состоящий из пяти царг. Каждая царга имеет свою рубашку для поддержания необходимого режима (см. рис. 11.2). Рис. 11.2. Схема диазотатора: 1- корпус царги; 2 - рубашка; 3 - перегородка; 4 - переточный канал; 5 - мешалка; 6 - штуцер входа реагентов; 7 - штуцер вывода продуктов. Приготовленный в аппарате 6 нитрит натрия подается распределенно по нижним трем царгам диазотатора 4, таким образом, чтобы в каждой царге и на выходе из реактора концентрация азотистой кислоты находилась в пределах 0,2-0,5 г/л. Секционирование теплообменной рубашки, позволяет поддерживать убывающий профиль температуры по высоте аппарата: 15-100 °С на его входе и 5-30 °С на выходе. Это обеспечивает хорошее растворение амина в нижних царгах и замедляет разложение диазосоединений в верхних. Из диазотатора продукты реакции поступают в центрифугу 5, где происходит отделение частиц амина от жидкого диазосоединения. Контроль процесса диазотирования осуществляется с помощью анализатора 8. Из центрифуги 5 диазосоединение направляется в реактор азосочетания 9, так же распределенно по царгам. Реактор 9 представляет собой колонный аппарат, состоящий из двух царг, в которые так же распределенно подается нейтрализующий агент (кальцинированная сода). Азосоставляющая подается в нижнюю часть аппарата. Реактор снабжен мешалкой и рубашкой для теплообмена. Полученный в реакторе краситель в виде суспензии направляется на дальнейшую обработку: фильтрацию, сушку, размол. Следует отметить, что секционирование реактора 9 и диазотатора 4 позволяет в случае необходимости или экономической целесообразности отключение царг. Рассмотрим схему и принцип действия диазотатора. Аппарат состоит из пяти тарелок-царг, выполненных из титана. Каждая царга имеет рубашку 2 и отделена от соседней перегородкой 3. В перегородке имеются переточные каналы 4. Диазотатор снабжен многоярусной мешалкой 5, частота вращения которой равна 500 об/мин. Царги снабжены штуцерами ввода и вывода реагентов и продуктов реакции. Наличие перегородок и мешалки создает пленочный режим движения реакционной массы. Такая конструкция аппаратов позволяет использовать их в так называемых совмещенных схемах. В промышленности полу продуктов преобладают многоассортиментные периодические производства, которые организованы по принципу совмещения технологических схем. Для них характерны частые смены ассортимента продукции, наработка на одной технологической схеме множества продуктов, а также то, что большинство продуктов являются сырьем для наработки другой продукции. Все это требует оперативного управления работой оборудования, это обеспечит выполнение плана, максимальной загрузки оборудования при минимальных энергозатратах. |
||||||||||||||||||||
|