ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Предлагаемая установка для получения нитроэфиров поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема установки, на фиг.2 детально показана в разрезе конструкция струйного смесителя, совмещенного с регулирующим клапаном спирта.

Предложенная конструкция установки содержит аппарат для нитрования 8, средства для подачи 3, 4 нитруемого спирта и нитросмеси из расходных емкостей 1, 2, средства управления 5, 7 потоками жидкостей, оборудование для охлаждения нитроэмульсии 23, ее разбавления 11 водой, повторного охлаждения и разделения 12 кислого нитроэфира от отработанной кислоты. Аппарат для нитрования представляет собой совмещенную с клапаном 6 регулирования расхода спирта конструкцию в виде струйного смесителя 8, состоящего из полого цилиндрического корпуса 18 с охлаждающей рубашкой 23 и с патрубками для ввода нитросмеси и вывода нитроэмульсии 19, 24 и крышки 20 с центральным отверстием 28 для размещения передвигаемого поступательно вдоль оси крышки полого штока 16, регулирующего расход пневмоклапана, и с боковыми отверстиями 21 для поступления нитруемого спирта в полость штока 16 пневомоклапана 6. Отверстия 24 на боковых стенках штока 16 располагаются по поднимающейся вверх винтовой линии. Шток 16 по всей высоте расположения отверстий герметично обжимается фторопластовым уплотнением 26, имеющим форму направленных в разные стороны конусов и сжимаемым между корпусом и крышкой смесителя. Шток 16 при передвижении вниз вводится нижним концом непосредственно в зону, омываемую потоком нитросмеси.

Установка работает следующим образом.

Спирт и охлажденная нитросмесь из расходных емкостей 1 и 2 насосами 3 и 4 подаются в струйный смеситель 8. Клапан 7 на линии спирта служит для переключения потока спирта на возврат в расходный бак, а клапан 5 на линии нитросмеси регулирует расход нитросмеси на требуемом уровне. Нитросмесь, входящая через тангенциальный патрубок 19 внутрь корпуса 18 смесителя, движется закрученным турбулентным потоком вниз по камере смесителя. Выполняющий функцию регулирующего клапана полый конец 25 штока 16 пневмоклапана, расположенный в крышке 20, в начале процесса нитрования находится в крайнем верхнем положении, когда отверстия 21 перекрыты фторопластовым уплотнением 26. Трубопровод спирта до смесителя, входной патрубок 17 и полость штока заполнены спиртом, который находится под давлением, создаваемым насосом 3. При открытии пневмоклапана полый шток передвигается вниз и по мере выхода его из фторопластового вкладыша в зону, омываемую нитросмесью, происходит поочередное открытие отверстий 21, через которую спирт сразу же под требуемым давлением в виде тонких струй впрыскивается в нитросмесь. При этом скорость движения штока не влияет на качество смешения спирта с нитросмесью. Образующаяся нитроэмульсия охлаждается через рубашку 23, затем в трубопроводе 9 проходит через предохранительный элемент 10, разбавляется водой в инжекторе 11, охлаждается в холодильнике 12 и разделяется на две фазы (кислый нитроэфир и отработанная кислота) в центрифуге 13.

Использование в качестве нитратора струйного смесителя, в конструкцию крышки которого введен элемент регулирующего клапана, полый шток с отверстиями для впрыскивания нитруемого спирта в нитросмесь, улучшило эксплуатационные возможности установки, обеспечив надежное дробление спирта на мелкие капли и быстрое распределение по объему нитросмеси как в начале процесса подачи спирта в смеситель при открытии регулирующего пневмоклапана, так и в ходе процесса при любом расходе спирта (от нуля до оптимального заданного регламентом значения).

Представленная конструкция была опробована на промышленной установке по получению ЦГН. Использовался струйный смеситель с диаметром смесительной камеры 16 мм, диаметром полого штока пневмоклапана 6 мм, имеющего 8 боковых отверстий диаметром по 0,8 мм каждый, полный ход штока 10 мм. Устойчивая работа установки обеспечивалась при любой скорости открытия пневмоклапана и изменении расхода циклогексанола от нуля до 240 кг/ч. Температура нитроэмульсии на выходе из смесителя устойчиво поддерживалась пневмоклапаном смесителя в пределах 7-14 o С.