Главная -> Словарь

Механического перемешивания

Аппаратурное оформление процесса производства смазок в значительной степени определяется реологическими свойствами смазок и промежуточных продуктов. Для таких смазок, как литол-24, и для мыльных смазок отмечается резкое увеличение вязкости в процессе термо-механического диспергирования и ее зависимость от скорости деформирования. Поэтому к конструкции перемешивающего устройства реактора, в котором совмещаются стадии омыления, обезвоживания, получения и выдержки расплава, а также предварительного охлаждения, предъявляют сложные требования. Скребково-лопастные мешалки с переменным числом оборотов позволяют на каждой стадии менять режим перемешивания. Высокая эффективность этих перемешивающих устройств и гибкое регулирование интенсивности перемешивания сокращают длительность процесса", повышают качество смазок и воспроизводимость свойств отдельных партий.

Установка включает следующие основные секции: подготовки сырья и приготовления мыльной основы; термо-механического диспергирования загустителя в дисперсионной среде; охлаждения расплава; отделочных операций . Технологическая схема установки представлена на рис. XI-5.

Большинство мыльных смазок после термо-механического диспергирования загустителя и вьта-ривания воды в реакторах 7 и 11 охлаждается в скребковом холодильнике 13. Растворы или суспензии добавок в зависимости от их назначения, состава и свойств подаются дозировочным насосом 2 или при циркуляции расплава в реактор 7 и 11, или на стадии охлаждения в холодильник 13. Полученная смазка подвергается гомогенизации, фильтрованию и деаэрированию на установке 15. После контроля реологических свойств смазка проходит все последующие стадии .

масляной реакционной смеси; выпаривания воды и термо-механического диспергирования загустителя в масле; охлаждения и кристаллизации расплава; отделочных операций. Технологическая схема установки с применением современного оборудования и устройств для контроля качества полупродуктов и готовой смазки на потоке приведена на рис. XI-6.

Установка состоит из следующих основных секций: приготовления воздушно-сухого мыла; приготовления суспензии загустителя в дисперсионной среде, термо-механического диспергирования загустителя с образованием однородного расплава и его охлаждения, отделочные операции. Технологиче-

Процессы получения большинства смазок состоят из следующих основных стадий: производства загустителя, термомеханического диспергирования загустителя в жидкой основе, охлаждения образовавшегося расплава и его гомогенизации. В зависимости от типа изготавливаемой смазки некоторые стадии могут быть исключены или совмещены.

Можно условно выделить следующие стадии механического диспергирования:

Механическое .диспергирование. При механическом диспергировании применяют специальные"измельчающие машины -дисперга--торн: дробилки, жернова, шаровые и коллоидные мельницы и т.д, работающие по принципу удара, трения или вибрации. Для получения систем с высокой степенью дисперсности и снижения затрат энергии в процессах механического диспергирования используют поверхностно-активные вещества или электролиты, понижающие упругость и прочность твердого тала , Способы механического диспергирования применяют при получении цементов, при приготовлении буровых растворов и смазочннх материалов. Процессы механического диспергирования непрерывно протекают в природе. "" ~~

Так, например, осадочные породы представляют собой результат диспергирования твердых пород под влиянием механических факторов и химического воздействия воды и двуокиси углерода, а также под влиянием биологических факторов. Важным фактором механического диспергирования твердых тел в природе является расширение воды при замерзании. Проникая в трещины и поры

Аппаратурное оформление процесса производства смазок в значительной степени определяется реологическими свойствами смазок и промежуточных продуктов. Для таких смазок, как литол-24, и для мыльных смазок отмечается резкое увеличение вязкости в процессе термо-механического диспергирования и ее зависимость от скорости деформирования. Поэтому к конструкции перемешивающего устройства реактора, в котором совмещаются стадии омыления, обезвоживания, получения и выдержки расплава, а также предварительного охлаждения, предъявляют сложные требования. Скреб ково-лопастные мешалки с переменным числом оборотов позволяют на каждой стадии менять режим перемешивания. Высокая эффективность этих перемешивающих устройств и гибкое регулирование интенсивности перемешивания сокращают длительность процесса, повышают качество смазок и воспроизводимость свойств отдельных партий.

Установка включает следующие основные секции: подготовки сырья и приготовления мыльной основы; термо-механического диспергирования загустителя в дисперсионной среде; охлаждения расплава; отделочных операций . Технологическая схема установки представлена на рис. XI-5.

В промышленности применяется также непрерывный противоточ-яый процесс хлорирования . При этом процессе хлорируемый кога-эин проходит через 9 освинцованных 'реакторов хлорирования, в которых водяным охлаждением поддерживают температуру 90—100°. Свежий когаз'ии поступает в головной реактор, где взаимодействует с газом, состоящим почти исключительно из хлористого водорода. Механического перемешивания при этом «е требуется. В последнем реакторе 'продукт вступает во взаимодействие с практически чистым хлором.

адсорбента помещены в жидкую смесь. В этот момент начинается адсорбция тех молекул компонента 1, которые соприкасаются с частицами адсорбента, в результате возникает градиент концентрации во внешней жидкости или и жидкой пленке, прилегающей к поверхности частиц. Затем возникает движение молекул компонента 1 из массы внешней жидкости к поверхности частиц. Молекулы компонента 1 в порах частиц перемещаются далее вглубь, в область более низкой концентрации. Обычно можно считать, что при образовании смеси компонентов объем не изменяется, поэтому равный объем молекул компонента 2 должен одновременно вытесниться наружу из пор частиц и из жидкой пленки, окружающей частицы. Ввиду того, что структура адсорбента не допускает механического перемешивания, т.е. конвекции жидкости в порах частицы, пзрепос вещества может идти только путем диффузии.

На зарубежных заводах широко распространены установки ал-килнрования с фтористоводородным катализатором. Фтористоводородная кислота по сравнению с серной более активна и благодаря высокой летучести легче регенерируется. Достоинством катализатора является также низкая плотность . Это облегчает образование эмульсии с углеводородной фазой в реакторе и позволя-.т даже отказаться от механического перемешивания. Несмотря на довольно сложную систему регенерации катализатора, схема алкилирования с фтористоводородным катализатором выгодно отличается от сернокислотной низким расходом кислоты, не превышающим 1 кг на 1 т алкилата. Недостатком процесса является токсичность катализатора, что требует соблюдения самых строгих мер предосторожности при эксплуатации установок.

В промышленных процессах синтеза спирта механическое перемешивание в условиях гидролиза, г. е. в условиях, благоприятных для коррозии материала мешалок , не целесообразно, поэтому дальнейшие исследования проводились с целью замены механического перемешивания другим методом. Кроме того, зная благоприятное влияние дифференциации порций кислоты и воды при гидролизе, можно было бы ожидать, что дифференциация отгонки спирта также окажется полезной. Цель ее заключается в создании условий минимального времени пребывания гидроли.чацяониой смеси в высокотемпературных зонах.

3. Стадиясмешениякомпонентовидиспер-гирования загустителя осуществляется в варочных аппаратах при повышенных температурах — на 15— 20 °С выше температуры плавления загустителя. При этом твердая фаза растворяется в жидкой основе с образованием истинных или коллоидных растворов. Процесс термического диспергирования ускоряет перемешивание. Диспергирование неорганических загустителей в масле происходит в основном за счет интенсивного механического перемешивания при температуре 40— 60 °С.

В дальнейшем процесс был усовершенствован применением в качестве катализатора раствора 3 — 8% A1CU в растворе треххло-ристой сурьмы с добавлением к сырью 5% масс. НС1. Температура плавления чистой SbCl3 равна 73 °С и в условиях изомеризации катализатор является жидкостью с плотностью и вязкостью, примерно вдвое большими, чем у воды. Это позволяет осуществить хороший контакт катализатора с углеводородной фазой при использовании механического перемешивания. При применении этого катализатора снижаются потери А1С13 в результате снижения давления его насыщенных паров. Чтобы облегчить нахождение сырья в жидкой фазе, процесс проводят под давлением ~ 2 МПа , а для подавления образования побочных продуктов поддерживают парциальное давление водорода ~1 МПа ; в некоторых случаях к сырью добавляют 0,3—0,5% бензола.

Большое распространение гетерогенных процессов обусловило широкое использование в реакторах специальных приемов и средств для улучшения массообмена между фазами: высокие линейные скорости газа , барботажные устройства, различного рода насадки и тарелки, устройства для механического перемешивания реакционной среды и т. д.

Реакторы с виброкипящим слоем чаще всего представляют собой трубки или емкости, при необходимости подвижно соединенные с другими частями установки. Катализатор приводится в пульсирующее состояние электромагнитным или механическим вибратором, работающим с частотою порядка 50 Гц. Газ через реактор пропускается непрерывно. Вследствие адсорб-ционно-десорбционного и механического перемешивания концентрация реагирующих компонентов одинакова во всей реакционной зоне, и такие реакторы могут рассматриваться как безградиентные. Скорости реакций для них рассчитываются по формуле .

Комплекс р/г d2/\i называют модифицированным критерием Рей-польдса, соответствующим случаю механического перемешивания в жидкой среде, и обозначают ReM. Как следует из , этот комплекс является не только мерой отношения сил инерции к силам вязкости, но и учитывает нестационарность потока.

Прежде чем перейти к описанию отдельных вискозиметров, коснемся устройства обогревающих бань для капиллярных вискозиметров. Баня должна быть сконструирована так, чтобы колебания температуры не превышали ^0,03°, так как при больших колебаниях трудно достигнуть точных и сходящихся показаний. Поэтому не следует применять для обогрева капиллярных вискозиметров бани, подогреваемые горелками и снабженные кольцевыми ручными мешалками. Для последних можно рекомендовать бани емкостью не менее 4—5 л,' снабженные электронагревательными приборами, приспособлениями для механического перемешивания и термометром, позволяющим отмечать сотые доли градуса. Необходима автоматическая регулировка температуры, так как в данном случае регулировка реостатом слишком груба.

Косвенные методы применяют для измерения стабильности эмульсий, образованных путем механического перемешивания топлива с водой. Ниже перечислены некоторые из этих методов :