Фор17 Производство бутилцеллозольва Схема автоматизации стадии синтеза

Технологическая схема описывает непрерывный процесс получения моно-н-бутилового эфира этиленгликоля (бутилцеллозольва) путем взаимодействия н-бутанола с оксидом этилена.

I. Узел смешения и нагрева (Смеситель)
Подача реагентов: Свежий или возвратный н-бутанол подается в смеситель через теплообменник предварительного подогрева. Оксид этилена (ЭО) поступает из испарителя под давлением.
Дозирование: Расход оксида этилена строго контролируется массовым расходомером и регулируется клапаном на линии подачи. Подача ЭО завязана на расход бутанола для соблюдения стехиометрического соотношения.
Безопасность: Поскольку смесь паров спирта и газообразного ЭО взрывоопасна, пространство смесителя постоянно продувается инертным газом (азотом). При падении давления азота подача реагентов блокируется отсечными клапанами.
Цель: Создание гомогенной жидкой смеси шихты перед входом в реактор, исключающее образование «горячих точек» чистого газа при контакте с катализатором.
II. Узел химического превращения (Реактор)
Аппарат представляет собой трубчатый или колонный реактор со стационарным слоем твердого кислотного катализатора (например, сульфокатионит типа Amberlyst).
Процесс: Шихта проходит через слой катализатора сверху вниз (или радиально). Происходит реакция присоединения:
С4H9OH + C2H4O = HOCH2CH2OC4H9
?Теплообмен: Реакция сильно экзотермична. Между слоями катализатора (в многослойных реакторах) или в выносном теплообменнике происходит съем тепла циркулирующей водой. Температура поддерживается регулятором 120–150?C. Превышение температуры ведет к деградации катализатора и осмолению продукта.
Давление: Поддерживается на уровне, обеспечивающем нахождение компонентов в жидкой фазе (1,5–2,5 МПа), что предотвращает вскипание и увеличивает скорость реакции.
III. Узел разделения продуктов (Сепаратор / Декантатор)
Выходящая из реактора смесь («сырец») содержит целевой продукт, непрореагировавший спирт, воду и небольшое количество тяжелых примесей.
Охлаждение: Перед разделением смесь охлаждается в теплообменнике до температуры ниже точки кипения, но выше температуры расслоения.
Гравитационное разделение: Смесь поступает в сепаратор-отстойник (декантер). Из-за разности плотностей образуются два слоя:
Верхний слой (органический): Бутилцеллозольв, остатки бутанола и тяжелые полимеры.
Нижний слой (водный): Вода, растворенный бутанол и побочные продукты гидратации ЭО.
Регулирование уровня: Межфазный регулятор уровня управляет клапаном вывода водной фазы снизу. Верхний слой переливается через боковой порог (переливной карман) самотеком.
Вывод: Органический слой направляется на стадию нейтрализации (промывки от остатков кислоты) и последующей ректификации для выделения товарного продукта.

Чертеж состоит из смесителя, реактора и сепаратора к каждому аппарату приводится прибор контроля технологических параметров. Внизу чертежа имеется сводная таблица автоматизации с указанием и обозначением всех приборов и параметров контроля указанных на технологической схеме