CC BY
32
сокого содержания воды в парах трет-бутанола. Скорость испарения жидкой фазы из маленьких гранул дифенила и нафталина, имеющих большую удельную поверхность, в сопоставимых условиях выше, чем у трет-бутанола, а эффективность очистки от летучих органических примесей с С0 = 4 - 5 масс. %, близка к значениям, полученным для этого спирта при тех же С0. Поскольку на практике содержание примесей в питающем расплаве обычно ниже этой величины, то скорость и эффективность очистки могут быть еще выше.
Таким образом, проведенные исследования показали возможность быстрого и эффективного удаления ряда примесей из органических веществ непосредственно на стадии их отверждения (грануляции). Предложен возможный вариант организации полунепрерывного совмещенного процесса очистки. На лабораторной модельной установке изучено влияние природы основного вещества и примесей, рабочих условий (температуры и давления) на кинетику кристаллизации и форму получаемых гранул, скорость и эффективность удаления летучих примесей. Показано, что в совмещенном процессе (в отличие от дистилляции) могут удаляться не только более, но и менее летучие по отношению к основному компоненту примеси.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 06-03-32963).
Список литературы
1. David A., Berry D. A., Ng Ka M. Synthesis of Crystallization-Distillation Separation Process //AIChE Journal. 1997. V 43. No 7. P 1751.
2. Cheng C.-Y., Cheng S.-W. US Patents No. 4128893, 1980; No. 4650507, 1987.
3. Myasnikov S.K., Uteshinsky A.D., Kulov N.N. Distillation Sweating under Vacuum - a Novel Combined Separation Process // Recents Progress En Genie des Procedes, V. 13, No. 68. P. 1. Societe Frangaise de Genie des Procedes, France, 1999.
4. Мясников С.К., Утешинский А.Д., Кулов Н.Н. Очистка гранул от летучих примесей в совмещенном процессе дистилляционного плавления // Теор. основы хим. технол. 2001. Т. 35. № 5. C. 457.
5. Gierke S., Ulrich J., Chianese A., Bruinsma O.S.L, Verdoes D., Kulov N. N., Myasnikov S. K., Uteshinsky A. D. et al. The Granupure process. New technology for energy efficient separation of melts by combination of granulation and wash column purification. Final Pub-lishable Report, The European Commission Joule III Programme, 1999.
УДК 51-74:66.067.38
А.В. Цветнов, А.М. Трушин, Е.А. Дмитриев
Российский химико-технологический университет, им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия.
СИСТЕМА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ В ГИБРИДНОМ МИКРОФИЛЬТРАЦИОННО - ДЕСОРБЦИОННОМ АППАРАТЕ
The system of additional clearing of technological liquids in hybrid microfiltration -desorption device is offered. The system of additional cleaning allows to achieve higher degree desorption on an output from the device, and also an opportunity of carrying out of process at greater productivities under condition of achievement of the same degree of clearing concerning the dissolved moisture and gases.
Предложена система дополнительной очистки технологических жидкостей в гибридном микро-фильтрационно - десорбционном аппарате. Система доочистки позволяет добиться более высокой степени десорбции на выходе из аппарата, а также возможности проведения процесса при больших произво-
дительностях при условии достижения такой же степени очистки относительно растворенной влаги и газов.
В современном мире существует некая взаимосвязь между технологиями различных отраслей промышленности: усовершенствование одних технологий влечет за собой необходимость усовершенствования других. Так, развитие оборудования и технологий, использующих различные виды технологических жидкостей (трансформаторные, индустриальные, компрессорные, турбинные масла, различные виды топлив и др.) повышает требования к применению последних. Это обстоятельство явилось причиной необходимости совершенствования совмещенного микрофильтрационно - десорбцион-ного аппарата [1], используемого для очистки технологических жидкостей от механических микропримесей, высокомолекулярных загрязнений, растворенной воды и газов.
В данной работе предлагается система дополнительной очистки для совмещенного микрофильтрационно - десорбционного процесса, которая позволяет достигать более высокой степени десорбции низкомолекулярных компонентов.
Для этого в мембранном модуле, включающем в себя пучок круглых керамических мембран с внутренним селективным слоем, последние соединяются с непористыми трубками равного диаметра. Подаваемая на очищение жидкость циркулирует в трубном пространстве мембран и, фильтруясь через их активную поверхность, попадает в вакуу-мированное межтрубное пространство. Очищенная от механических микропримесей и эмульсионной фазы жидкость стекает по наружной поверхности мембраны в виде пленки, подвергаясь десорбции, что позволяет удалить растворенную воду и газы. Далее пленка жидкости стекает на непроницаемую поверхность системы дополнительной очистки, где десорбция проходит при течении пленки постоянной толщины. При этом уменьшается неравномерность времен пребывания частиц жидкости в аппарате.
Поле концентраций низкомолекулярных компонентов в пленке жидкости определяется из решения уравнения конвективной диффузии с одной вертикальной компонентой скорости (Ж2) при неоднородных граничных условиях:
дс д2с
где 2 -вертикальная координата, отсчитываемая от начала поверхности доочистки, м; у- поперечная координата с началом на внешней поверхности пленки, м. Выражение для поперечной составляющей скорости имеет следующий вид:
W„ = Pg8
2/
2Z'
v ,
= W max (l - Y2) (2)
ш -Pg^2 v У
где: Wzmax----; Y = —
2,/и 8
Запишем уравнение (1) в безразмерной форме:
дс д Lc
(л Tz2\ ос О с
(l -Y )-- =—- (3)
V ' dFo' dY2
77 ' ZD
где: Fo =--
W 8
z max
Граничные условия уравнения (3) :
с = 0 при Y = 0 (z > 0) (4)
— = 0 при Y = l (z > 0) (5) dY
с = fY) при z =0 (1 > Y > 0) (6)
Функция_ДТ) является решением задачи десорбции в пленке переменной толщины для конечной длины мембраны.
Решение уравнения (3) с неоднородными граничными условиями (4-6) можно рассматривать как частный случай более общей задачи [2]:
5 (7) ^ = А
dt dY
Для рассматриваемого нами случая:
") f
- Q (Y )T + cp(Y, t)
T = c; t = Fo';p(Y) = 1; Q(Y) = 0; ^(Y, t) = 0; S(Y) = 1 - Y.
c =
J G(Y ,4, Fo') • S (4) • f (№
(7)
где:
G(Y ,4, FO) = £ exp(-^ 2 Fo')H (4)Hk (Y)
k=1
H„
(8)
||Hj2 =J S (Y) Hk 2(Y )dX
(9)
где: И^Т) и || И; || -собственные значения, собственные функции и квадрат нормы функции задачи Штурма - Лиувиля для дифференциального уравнения:
HYY"+А2 • S(Y) • H = 0
(10)
Произведя замену s = X-Y 2, u = H- e s / 2, получим вырожденное гипергеометрическое
уравнение:
us" + • us - 1(1 -А) • u = 0
Общее решение уравнения (11) имеет вид:
f 1 1 ^ Т(1
(11)
u = c Ф
v 4х 2 ,
+ c2^ 2Ф
3 КЗ ---a,—;S
4 4 2
1 ^ d(d + 1)...(d + k -1)-£k где: Ф (d, /3,s) = 1 + £—---—-----вырожденная гипергеометрическая
k=1 в(в + 1) . . (в + к -1) • к!
функция.
Учитывая граничные условия (4-6) получим:
Hk(Y) = Y • exp2А2)ф(|-1 А,f;4Y2 Собственные значения Ак находятся из трансцендентного уравнения [3]:
Ч 4 - 4аИ 3 - 4 А)=0
Окончательное решение уравнения (3) имеет вид [3]:
да
c = £Ak • exp (-А2Fo')• Hk(Y)
k=1
Коэффициенты Ak вычисляются по формулам [4]:
(12)
(13)
i
J (1 - Y2) • f (Y) • Hk (Y )dY
Ak = ^
1
J (1 - Y2) • Hk 2(Y) dY
(14)
Средняя концентрация в потоке, выходящем из аппарата, рассчитывается по следующей формуле:
3
'с -(1 - у2)ау
С», = ^--(15)
-2 -
J (1
(1 - Y 2) dY 0
Приведенное математическое описание системы дополнительной очистки, при совместном решении с математической моделью совмещенного микрофильтрационно -десорбционного процесса, позволяет выбирать режим, в котором рассматриваемый процесс необходимо проводить. Выбор режима зависит от целей: если необходимо производить очистку от механических примесей и эмульсионной воды, то процесс можно проводить при достаточно больших производительностях- 100-250 кг/(м ч), если же требуется высокая степень очистки от растворенной воды и газов, то процесс проводят при 25-100 кг/(м ч).
Работа выполнена в РХТУ им. Д.И. Менделеева при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект №06-03-32963а)
Список литературы
1. Дмитриев Е.А. Способ регенерации трансформаторного масла и устройство для его осуществления./ Дмитриев Е.А., Трушин А.М., Зимин И.В., Кабанов О.В., Прохорова Т.В.- Патент РФ №2071972 // Б.И. 1997. №2.
2. А.Д. Полянин Справочник по точным решениям уравнений тепло - и массоперено-са/ А.Д. Полянин, А.В. Вязьмин, А.И. Журов, Д. А. Казенин М.: Факториал, 1998. 367 с.
3. А.М. Кутепов Химическая гидродинамика: справочное пособие/А.М. Кутепов, А.Д. Полянин, З.Д. Запрянов, А.В. Вязьмин, Д. А. Казенин.- М.: Квантум, 1996. 336 с.
4. Rotem Z. Exact solution for diffusion to flow down an incline/ Rotem Z., Neilson, J. E. // Can. J. Chem. Eng. 1969. Vol. 47. P. 341-346.
УДК 542.941.4
И.Н. Татаринова, А.В. Беспалов, А.И. Козлов, В.Н. Грунский Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИАМИНОБЕНЗАНИЛИДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЛОЧНЫХ ВЫСОКОПОРИСТЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
The new technology of reception triaminebensanilid by recovery trinitrobensanilid with use of block high- porous cellular catalyst is developed. It is shown, that use of the stationary catalyst possesses a number of advantages before use powder- like one, namely the technology of reception becomes simpler, is prevented destructions of the catalyst, purer end- products turns out.
Разработана новая технология получения триаминобензанилида восстановлением тринитробен-занилида с использованием блочного высокопористого ячеистого катализатора. Показано, что использование стационарного катализатора обладает рядом преимуществ перед использованием порошкообразного, а именно упрощается технология получения, предотвращается разрушение катализатора, получается более чистый целевой продукт.
2',4',4- триаминобензанилид (ТАБА) широко используется при синтезе высокопрочных волокон, при производстве красителей и других органических соединений.[1].
