Установки регенерации | Регенерация растворителя

Регенерация растворителя

Утилизация отработанного растворителя как отхода обходится дорого и наносит ущерб окружающей среде. Замена на свежий растворитель — постоянная статья расходов в бюджете предприятия. Регенерация растворителей позволяет замкнуть цикл: очищенный растворитель возвращается в производство, а в отходы выводится лишь небольшой по объёму кубовый остаток, подлежащий утилизации. Качественно спроектированная и изготовленная установка регенерации растворителей способна вернуть в производство до 98% отработанного растворителя.

Основной метод регенерации растворителей — дистилляция или ректификация. Загрязненный растворитель нагревается, летучая часть испаряется, конденсируется и возвращается в производство, а нелетучий остаток выводится на утилизацию. Для термочувствительных растворителей применяется вакуумная дистилляция, снижающая температуру кипения и предотвращающая разложение. Для разделения смесей растворителей — ректификация на тарельчатых или насадочных колоннах.

Установки регенерации растворителей широко применяются в лакокрасочной, химической, фармацевтической и полиграфической отраслях. В лакокрасочном производстве в них накапливаются растворенные смолы, пигменты и добавки. В процессах экстракции — извлеченные масла и жиры. В обезжиривании — смытые с поверхностей масла и смазки. В фармацевтическом синтезе — остатки продуктов реакции. В полиграфии — краски и лаки. Для предприятий, использующих растворители в значительных объемах, установка регенерации растворителя является стратегическим оборудованием: она напрямую влияет на себестоимость продукции, экологическую безопасность производства и независимость от поставщиков.

Оборудование для регенерации растворителей

01.

Перегонный куб (испаритель)

В кубе загрязненный растворитель нагревается до температуры кипения.Конструкция куба обеспечивает эффективный теплообмен и удобство очистки от накапливающегося кубового остатка. Для вязких и термочувствительных растворителей применяются плёночные испарители

02.

Ректификационная колонна

Для процессов, требующих высокой чистоты продукта или разделения смеси растворителей применяется ректификационная колонна с контактными устройствами, тип которых определяется требуемой эффективностью разделения, допустимым гидравлическим сопротивлением и склонностью среды к загрязнению.

03.

Конденсатор

Для конденсации паров растворителя применяются кожухотрубные конденсаторы. Для низкокипящих растворителей характерно последовательное охлаждение: сначала конденсация в основном конденсаторе, затем доохлаждение несконденсированных паров в дополнительном холодильнике.

04.

Сепаратор (фазоразделитель)

Для отделения воды от конденсата при регенерации растворителей, образующих азеотроп с водой или содержащих воду в исходном сырье применяются сепараторы.

05.

Сборники

Для приема и хранения продуктов до их отправки в производство или на утилизацию применяются емкости-сборники регенерированного продукта и кубового остатка.

06.

Вакуумная система

Для процессов, проводимых при пониженном давлении применяется вакуумная система, которая . включает вакуумный насос и конденсатор-ловушку для улавливания остаточных паров растворителя перед вакуумным насосом.

07.

Дополнительное оборудование

Система трубопроводов, ЗРА, насосов для транспортировки жидкостей, а также система контрольно-измерительных приборов и автоматики.

Расчёт и проектирование установки регенерации растворителя

Проектирование установки регенерации растворителей начинается с анализа отработанного продукта. В лаборатории определяется состав растворителя и загрязнений, температура кипения, наличие воды, склонность к образованию азеотропов, термостабильность компонентов, коррозионная активность при температуре дистилляции, вязкость и содержание твердых примесей.

На основе лабораторных данных выполняется технологический расчёт. Определяется материальный баланс: сколько регенерированного продукта, кубового остатка и потерь будет образовываться из единицы сырья. Рассчитывается тепловой баланс: требуемая мощность нагрева, тепловая нагрузка конденсатора, расход охлаждающей воды.Для ректификационных схем выполняется расчёт числа теоретических тарелок или высоты насадочного слоя, флегмового числа, профиля температур и концентраций по колонне. Расчёт установки регенерации растворителя ведётся с использованием термодинамических моделей и специализированного программного обеспечения.

По результатам технологического расчета определяются тип и размеры основного оборудования: геометрия перегонного куба, диаметр и высота колонны, поверхность теплообмена конденсатора. Выбираются конструкционные материалы с учетом коррозионной активности среды при температуре процесса. Разрабатывается технологическая схема установки с расстановкой оборудования, определением диаметров трубопроводов, подбором насосов, арматуры и КИПиА.

Типы растворителей подлежащих регенерации

Регенерации подлежит практически любой органический растворитель при условии, что загрязнения имеют температуру кипения, отличающуюся от температуры кипения самого растворителя. Наиболее часто регенерируются следующие группы растворителей:

01.

Алифатические углеводороды

уайт-спирит, гексан, гептан, нефрас, применяемые в обезжиривании, экстракции, лакокрасочной и резинотехнической промышленности. Загрязняются маслами, жирами, смолами, легко отделяемыми дистилляцией.

02.

Ароматические углеводороды

толуол, ксилол, сольвент, применяемые в лакокрасочной, химической и фармацевтической отраслях. Регенерация толуола и ксилола является распространенной задачей на предприятиях, выпускающих краски, лаки и эмали.

03.

Спирты

изопропиловый, бутиловый, этиловый, метиловый, применяемые в фармацевтике, электронной промышленности, лакокрасочном производстве. Многие спирты образуют азеотропы с водой и другими компонентами, что требует более сложной схемы регенерации.

04.

Кетоны

ацетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, применяемые как растворяющие и обезжиривающие агенты. Ацетон легко регенерируется дистилляцией, но требует соблюдения мер взрывобезопасности.

05.

Эфиры и гликолевые эфиры

этилацетат, бутилацетат, метоксипропанол, применяемые в лакокрасочной и полиграфической промышленности. Некоторые сложные эфиры склонны к гидролизу при нагреве в присутствии воды, что необходимо учитывать при проектировании установки.

06.

Хлорсодержащие растворители

перхлорэтилен, трихлорэтилен, метиленхлорид, применяемые в химической чистке, обезжиривании, экстракции. Регенерация этих растворителей требует особого подхода из-за коррозионной активности при повышенных температурах.

07.

Смесевые растворители

многокомпонентные смеси типа Р-4, Р-5, Р-6, Р-12, 646, 647. Их регенерация сложнее, так как требуется не только отделить загрязнения, но и сохранить соотношение компонентов в восстановленном продукте. Для этого применяется ректификация.

Оставьте заявку

И специалист свяжется с вами в ближайшее время

У нас часто спрашивают

Остались вопросы? Возможно есть ответ тут

С чего начинается проект установки для регенерации растворителей?

Проект начинается с лабораторного анализа отработанного растворителя заказчика. Мы определяем компонентный состав, температуру кипения, содержание воды, наличие азеотропов, термостабильность, вязкость, содержание твёрдых примесей и коррозионную активность. Эти данные являются исходными для технологического расчёта. Без них невозможно правильно выбрать схему регенерации, тип оборудования и конструкционные материалы. Если заказчик не располагает лабораторными данными, мы проводим анализ в своей лаборатории.

Чем простая дистилляция отличается от ректификации применительно к регенерации растворителей?

Простая дистилляция применяется, когда загрязнения имеют температуру кипения значительно выше, чем у растворителя, и не образуют с ним азеотропов. Процесс идёт в перегонном кубе: растворитель испаряется, конденсируется и собирается в приёмнике, загрязнения остаются в кубе. Это наиболее простое и экономичное решение.

Ректификация применяется, когда требуется высокая чистота продукта или когда растворитель представляет собой смесь компонентов с близкими температурами кипения. Процесс идёт в ректификационной колонне с контактными устройствами — тарелками или насадкой, где пар многократно контактирует с жидкостью. Ректификация позволяет разделить смесь на индивидуальные компоненты или получить растворитель с чистотой девяносто девять процентов и выше.

Выбор между дистилляцией и ректификацией делается на стадии технологического расчёта на основе анализа отработанного растворителя.

Как обеспечивается взрыво- и пожаробезопасность установки регенерации растворителей?

Растворители — легковоспламеняющиеся жидкости, их пары образуют взрывоопасные смеси с воздухом. Безопасность закладывается на стадии проектирования. Предусматриваются:

герметизация оборудования, исключающая выход паров в рабочую зону;
азотная защита парового пространства аппаратов и сборников;
контроль загазованности с автоматической сигнализацией и включением аварийной вентиляции;
взрывозащищённое исполнение электрооборудования;
заземление и защита от статического электричества;
система аварийного охлаждения и прекращения подачи тепла при выходе параметров за допустимые границы;
системы пожаротушения.

Кроме того, технологическая схема исключает контакт горячего растворителя с воздухом при выгрузке и хранении.

Какая степень автоматизации установки регенерации возможна?

Обычно мы предлагаем полную автоматизацию установки, включая контроль температуры в кубе и на верху колонны, давления, уровня, расхода, а также аварийные сигнализацию и блокировки. Автоматическое ведение периодических процессов проводится по заданной программе: нагрев, вывод на режим, дистилляция, отбор фракций, окончание цикла и охлаждение. Система управления может быть интегрирована в существующую АСУ ТП предприятия. Архивирование параметров и формирование отчётов по каждой партии — часть расширенной комплектации.

Какие факторы влияют на стоимость и сроки?

Стоимость и сроки зависят от производительности установки, состава растворителя, выбранной схемы регенерации (простая дистилляция или ректификация), необходимости вакуумной системы, требований к чистоте продукта, степени автоматизации и конструкционных материалов. Относительно простая установка периодического действия для одного растворителя при атмосферном давлении может быть поставлена быстрее. Сложная ректификационная установка с вакуумом и автоматическим управлением потребует больше времени. Точные цифры определяются после анализа исходных данных и согласования состава работ.

Установки для регенерации растворителей в промышленности

Лакокрасочное производство
наиболее крупная область применения установок для регенерации растворителей. При выпуске красок, лаков, эмалей, грунтовок, шпатлёвок используются значительные объёмы растворителей для доведения продукта до рабочей вязкости и промывки оборудования. Регенерируются уайт-спирит, ксилол, толуол, сольвент, ацетон, бутилацетат, смесевые растворители.
Фармацевтическая промышленность
использует дорогостоящие растворители высокой чистоты. Регенерация изопропилового спирта, ацетона, этилацетата, толуола, метиленхлорида позволяет существенно снизить себестоимость продукции. Установки для регенерации растворителей в фармацевтике проектируются с повышенными требованиями к чистоте продукта и документированию процесса.
Полиграфическая промышленность
применяет растворители для смывки печатных форм и оборудования. Регенерируются ацетон, этилацетат, изопропиловый спирт, смесевые растворители. Загрязнениями выступают растворенные краски и лаки.
Химическая промышленность
использует растворители в процессах синтеза и экстракции. Регенерируются гексан, гептан, толуол, ксилол, спирты, кетоны. Состав загрязнений определяется конкретным процессом и может быть весьма сложным.