книги из ГПНТБ / Рудакова Н.Я. Производство парафина

Барабанный вакуум-фильтр типа Б-50 (рис. 15) представляет собой стальной сварной барабан наружным диаметром Зли дли­ ной 5,4 м. Барабан вращается в герметически закрытом кожухе, внутрь которого вводится инертный газ.

Кожух фильтра состоит из корпуса и крышки. Нижняя часть корпуса служит корытом для фильтрации.

Наружная поверхность барабана разделена продольными реб­ рами на 30 ячеек. В каждой ячейке имеются два ряда отверстий (диаметром1//), по 9 отверстий в каждом ряду. Отверстия распо­ ложены в шахматном порядке. От каждого отверстия внутрь барабана идут трубки, которые соединяются в общий коллектор. Таких коллекторов имеется 30. У коллектора один конец заглу­ шен, а другой ввальцован в решетку, вращающуюся вместе с ба­ рабаном фильтра. К решетке примыкает неподвижная распреде­ лительная головка золотникового типа. Головка разделена мости­ ками на 5 полостей-зон: нижнего, среднего и верхнего вакуума, подсушки и отдувки газом.

При вращении барабана отверстия головки с ввальцованными в нее коллекторами попеременно проходят эти зоны. Фильтрат из зон нижнего, среднего и верхнего вакуума отсасывается по гибким шлангам в емкость.

Барабан полый. Он соединяется с атмосферой трубой, служащей для контроля пропуска коллектора или тру­ бок.

По наружной поверхности барабана натянута фильтроваль­ ная ткань, основанием для которой служат две металлические сетки: нижняя с отверстиями в 4,5 мм и верхняя с отверстиями в 0,9 мм.

Фильтровальную ткань укрепляют на поверхности барабана бериллиевой проволокой, которую наматывают на барабан специ­ альным приспособлением с шагом намотки 36 мм. У краев бара­ бана витки проволоки укладывают чаще, чтобы ткань плотна прилегала к барабану.

Барабан вращается от взрывобезопасного электродвигателя через вариатор и червячный редуктор. Оптимальную скорость вращения барабана подбирают опытным путем. Вращение шнека передается от индивидуального электродвигателя с редукто­ ром.

Растворитель для промывки лепешки поступает на поверхность барабана через 2 трубы с отверстиями по всей длине и через 5 труб, на которых установлены форсунки. Трубы расположены над барабаном.

В верхней крышке фильтра находится 16 смотровых стекол. Внизу вакуум-фильтра имеется отверстие для вывода гача в мер­ ник.

Фильтр работает непрерывно. Фильтрат отводят в предназ­ наченную для этого емкость по специальной линии.

62

63»

Фильтр заполняют до нормального уровня, а затем включают в работу регулятор уровня и клапан. При вращении фильтра открывают зону нижнего вакуума и наблюдают за образованием лепешки на стороне барабана, идущей вверх8

При появлении лепешки на ткани фильтра открывают зону среднего вакуума и регулируют его так, чтобы лепешка не спол­ зала с ткани. В дальнейшем следят За появлением лепешки на стороне барабана, идущей вниз, и в это время медленно откры­ вают зону верхнего вакуума.

Когда барабан полностью покроется лепешкой, скорость вра­ щения фильтра и вакуума регулируют таким образом, чтобы толщина лепешки парафина не превышала 2—4 см. Затем регу­ лируют подачу инертного газа на отдувку лепешки и на питание фильтра. Включают подачу растворителя в шнек.

Подлежащая фильтрованию смесь из кристаллизатора непре­ рывно поступает в корпус фильтра через расположенные снизу штуцеры. Фильтрат, пройдя через фильтр по внутренней системе труб к распределительной головке, отводится через нее наружу. Парафин задерживается на ткани барабана. Для более полного отделения масла лепешку парафина промывают растворителем. Промытая и просушенная лепешка отдувается инертным газом, снимается с поверхности ножом и отводится шнеком в закрытый бункер. Весь процесс работы вакуум-фильтра регулируется авто­ матически.

При работе исправный фильтр почти не требует вмешатель­ ства обслуживающего персонала. Обслуживание фильтра состоит в наблюдении за контрольно-измерительными приборами, смаз­ кой, работой ножа. Проверяют также натяжение намотанной на барабан проволоки, причем в первые две недели работы прове­ ряют два, а затем один раз в неделю.

При ослаблении натяжения проволоки во время работы ее подтягивают при выключенном фильтре.

В процессе работы на фильтровальной ткани постепенно скоп­ ляются кристаллы парафина, в результате чего снижается про­ изводительность фильтра. В этом случае его нужно промыть растворителем, нагретым до 50° один раз в смену.

При промывке барабан вращается. Спускной клапан корпуса фильтра открыт. Горячий растворитель проходит через разбрызги-. вающие или оросительные трубы. Циркуляция инертного газа внутри корпуса фильтра во время промывки не прекращается.

Смотровые стекла промывают одновременно с тканью фильтра. Горячий растворитель подается в промывные трубы, расположен­ ные под крышей фильтра и заканчивающиеся соплами против смотровых стекол.

Во время ремонта и смены фильтровальной ткани фильтр оста­ навливают.

Для остановки фильтра надлежит: промыть его горячим рас­ творителем; закрыть трубопровод для подачи суспензии в кор-

64

пус фильтра; когда лепешка на фильтре станет очень тонкой, выключить оросительные и разбрызгивающие трубы; выключить трубопроводы, соединяющие распределительную головку со сбор­ никами фильтрата; открыть спускной клапан корпуса и опорож­ нить фильтр; провернуть барабан на один оборот и выключить привод фильтра, затем привод шнека; отключить подачу инерт­ ного газа в корпус фильтра и к распределительной головке; остановить вакуум-компрессоры; снять крышку и фильтроваль­ ную ткань.

После чистки и ремонта фильтра его снова обтягивают филь­ тровальной тканью, т. е. ткань накладывают на барабан, разгла­ живают, чтобы не было складок, и закрепляют в канавках (швы ткани делают внахлестку и плотно зачеканивают в канав­ ках).

После укладки ткань при помощи специального приспособле­ ния обвивают бериллиевой проволокой. Для навивки можно при­ менять только целую проволоку. Сращивание отдельных отрез­ ков проволоки крайне нежелательно.

Расчет фильтрпресса

Производительность фильтрпрессов определяется поверхно­ стью фильтрования и давлением. Количество фильтрата пропор­ ционально разности давлений по обеим сторонам фильтрующей поверхности.

При расчете за величину сопротивления фильтрующего слоя принимают среднюю за весь период. Продолжительность периода фильтрования определяется концентрацией твердых углеводо­ родов в парафинистом дистилляте. При расчете задаются темпе­ ратурой фильтрации, отбором гача и содержанием в нем пара­ фина. Содержание парафина в гаче принимают на основании экспериментальных данных. При расчете учитывают характе­ ристику выбранного пресса.

Вкачестве примера ниже приведен расчет фильтрпрессного отделения для холодного процесса фильтрования (при темпера­ туре —4°). Содержание парафина в смеси 25%.

Впроцессе фильтрации запроектировано получить 46,2% гача первой ступени с содержанием парафина 48,2% и 53,8% фильтрата первой ступени с содержанием парафина 5,13%.

Для оборудования фильтрационного отделения приняты фильтрпрессы марки 12ТКК-500 III со следующими основными данными:

Расчет времени фильтрации

Для расчета можно принять следующие данные. Давление Р. Максимальное рабочее давление фильтр­

существующей, го и гг можно принять на основании практических данных, а именно:

Г2 = 25 кг!дм2 и го = 1700 кг/кг.

66

Для определения времени фильтрации следует определить константу фильтрации (К) и начальное сопротивление системы

тогда

1 = Я 9? 1П6 (95002 + 2 • 9500 ■ 3680) = 20 мин.

о,^и * 1Uu

Расчет количества фильтрпрессов

Цикл работы фильтрпресса состоит из времени заполнения пресса, времени фильтрации, времени, необходимого на разборку

иочистку пресса. Допустим, что:

»на разборку и очистку (по данным Грозненско­

где 0,82 — удельный вес гача.

Необходимое количество прессов можно получить делением заданной по балансу производительности по гачу на 65.

. При выборе других конструкций фильтрпрессов расчет произ­ водят аналогичным образом.

Потение

После фильтрпрессования в гаче остается до 25—30% масла. Задачей процесса потения является возможно более полное

удаление масла из гача, полученного в результате фильтрпрессо­ вания.

Процесс потения основан на способности масла при опреде­ ленном температурном режиме высачиваться и стекать по капил­ лярам, образуемым кристаллами парафина. Этот процесс иссле­ дован крайне недостаточно. Он не нашел должного освещения и в литературе, несмотря на то, что обеспечивает одно из основ­ ных требований к качеству парафина — содержание масла до 0,3-0,2%.

этой температуры будет только увеличивать цикл потения, не принося никакой пользы.

Недостаточное охлаждение гача приводит к тому, что в первый момент выделяется большое количество отека. В результате наблюдаются уменьшение выхода парафина и ухудшение его. качества.

В процессе потения большое значение имеют как темпера­ тура, так и скорость охлаждения и нагревания. Температуру следует поднимать с такой скоростью, чтобы в каждый данный отрезок времени отек успевал вытекать из гача. Практикой уста­ новлено, что скорость подъема температуры должна быть не более 1° в час.

При повышенном содержании парафина в гаче допустима скорость подъема температуры 2° в час.

Обычно температура в камере потения несколько выше ко­

цессе потения подчиняется закону Пуазейля для истечения жид­ кости через капилляры:

л Рг4

П ~ ~81V~ '

где ц — абсолютная вязкость в кРсе^м2;

6Э

V = К

Следовательно, скорость выделения масла не зависит от тол­ щины слоя гача. Этот вывод говорит о целесообразности увели­ чения толщины слоя гача на тарелках, что доказано практикой работы заводов.

При этом необходимо иметь достаточную поверхность нагрева, чтобы обеспечить равномерный прогрев всей массы гача, что является важнейшим фактором в процессе потения.

Толщина слоя гача в камерах Грозненского завода 40 см, в камерах дрогобычских заводов — 16 см.

Камеры потения

В заводской практике применяются камеры потения несколь­ ких типов: тарельчатые, цилиндровые п др.

Тарельчатые камеры применяются на Грозненском и Втором дрогобычском заводах, цилиндровые — на Первом дрогобычском. На Новокуйбышевском заводе процесс потения отсутствует.

Тарельчатые камеры. Камеры представляют собой хорошо изолированные помещения, внутри которых установлены друг над другом на стойках неглубокие железные тарелки прямоуголь­ ного сечения (рис. 16).

На Грозненском заводе таредки камер потения клепаные или сварные, размером 3 X 12 м, глубиной от 25 до 45 см (на краях). Каждая тарелка разделена на 4 секции. Нижняя часть тарелки для улучшения стока отека устроена в виде обращенной вниз пирамиды, из вершины которой отек по сливным трубам спуска­ ется в общий стояк. В каждой тарелке имеется решетка из лег­ кого углового железа. На решетку укладывают сетку из оцин­ кованной проволоки с отверстиями 3x3 мм. Над сеткой распо­ ложены змеевики; под сеткой — паровой маточник.

Каждая секция оборудована стояками для залива тарелок водой и гачем и стояками для спуска отеков и парафина.

Полезный залив сырьем грозненских камер доходит до 40 т. Работа тарельчатой камеры потения на Грозненском заводе. Перед заполнением камеры сырьем тарелки заливают водой немного выше уровня сетки, после чего

расположенные на сетке, сырье охлаждается на 4—5° ниже тем-

70