Способ обезжиривания изделий в хлорорганических растворителях

 

Изобретение относится к области химической обработки изделий, в частности к жидкостной обработке изделий в органических растворителях, например, в четыреххлористом углероде. Способ обезжиривания изделий в хлорорганических растворителях включает погружение изделий в растворитель, помещенный в ванну U-образной формы через одно колено и извлечение - через другое колено, причем каждое колено имеет жидкостной затвор - слой воды. 1 ил.

Изобретение относится к жидкостной обработке изделий в хлорорганических растворителях, в частности к промывке в четыреххлористом углероде.

Известны способы обезжиривания изделий в хлорорганических растворителях с последующей регенерацией растворителя путем их перегонки [1] Однако высокая летучесть и токсичность растворителей приводит к значительным его потерям и большому загрязнению окружающего воздуха.

Известны универсальные агрегаты для мойки изделий хлорированными растворителями с дальнейшей их регенерацией [2] Указанные агрегаты изготавливают закрытого типа. Вокруг мест загрузки и выгрузки для улавливания паров растворителя устанавливают шторы, крышки, заслонки, водяные охладители или бортовые отсосы с рекуперативными контурами [3, 4] Недостатками этих агрегатов и установок являются большая сложность и громоздкость оборудования.

Известен способ очистки деталей [5] включающий погружение и извлечение деталей в растворитель через водяной затвор. В процессе мойки деталей растворитель герметично закрыт и попадание его паров в атмосферу невозможно. Однако дальнейшие операции по замене растворителя неизбежно связаны с разгерметизацией и утечкой паров растворителя. Кроме того, при последующей загрузке новой партии деталей они контактируют с водой, через которую, к сожалению, выгружаются отмытые детали, что может привести к их загрязнению.

Известен агрегат для обезжиривания изделий в органических растворителях [5] выбранный в качестве прототипа, содержащий герметичную камеру с воротами, водоохладителями для конденсации паров растворителя, регенеративный контур, адсорбер. Недостаток известного агрегата заключается в достаточно большой сложности. Водоохлаждаемые створки не обеспечивают эффективной конденсации паров растворителя, а их адсорбция из герметичной камеры не гарантирует полностью улавливание из очищаемого воздуха.

Цель изобретения повышение качества очистки, улучшение условий труда, снижение потерь растворителя в окружающую среду, упрощение оборудования и расширение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в заявленном способе обезжиривания изделия погружаются в ванну с растворителем через слой воды, а извлекаются из ванны и растворителя через другой слой воды, что обеспечивается наличием в ванне перегородки. Взаимная растворимость воды и четыреххлористого углерода минимальна: ЧХУ в воде 0,08 г/100 г, вода в ЧХУ 0,008 г/100 г при t -20^oC, а плотность ЧХУ 1,6 г/см³ [6] Поэтому вода будет находиться над растворителем и не допускать его испарения.

Указанный способ реализуется в ванне обезжиривания с центральной перегородкой, образующей жидкостной затвор из растворителя. Наличие слоя воды в каждом колене затвора препятствует испарению растворителя в атмосферу. Процесс обезжиривания деталей заключается в погружении их в одно колено и извлечении через другое колено жидкостного затвора.

По окончании мойки изделий отработанный растворитель с водой направляют на регенерацию в испаритель. Поскольку четыреххлористый углерод с водой при перегонке образует азеотропную смесь, то испарение их совместное идет с содержанием воды 4,1% Исходя из этого соотношения необходимо в ванне обезжиривания иметь растворитель с водой аналогичного состава. Конденсация азеотропной смеси происходит в холодильнике. Конденсат сливается в сборную емкость, где идет разделение фаз, воды и растворителя. При этом слив конденсата из холодильника производится на дно сборной емкости. Это позволяет иметь всегда иметь слой воды над слоем растворителя, что также, как и ванне обезжиривания, предотвращает испарение и попадание его в атмосферу.

Таким образом наличие слоя воды над растворителем предотвращает его потери в ванне обезжиривания. Далее, наличие этой же воды в растворителе при его перегонке приводит к образованию азеотропной смеси, которая к тому же имеет температуру кипения 66^oC, что ниже температуры кипения четыреххлористого углерода (T_к -76^oC). И, наконец, слив конденсата в донную часть сборной емкости, где происходит разделение растворителя и воды, причем вода находится сверху растворителя и также препятствует испарению растворителя. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипами позволяет установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений, отличающих заявляемые изобретения от прототипов, не было выявлено, поэтому они обеспечивают заявляемым техническим решениям соответствие критерию "существенные отличия".

Примеры осуществления способа.

На чертеже представлена установка для мойки изделий и регенерации растворителя, на которой реализован заявляемый способ.

Установка содержит ванну 1 с перегородкой 2, образующей жидкостной затвор из растворителя, испаритель 3 с обогревом, водяной холодильник 4, сборную емкость 5, трубопровод 6, соединяющий испаритель со сборной емкостью через холодильник.

Установка работает следующим образом: В ванну 1 заливается растворитель (четыреххлористый углерод) до образования жидкостного затвора, выше нижнего края перегородки 2. Потом по обе стороны перегородки заливается вода. Поскольку плотность растворителя (P_чху= 1,6) больше, чем у воды, и они взаимно не растворяются, то слой воды будет находиться сверху и препятствовать испарению растворителя. Далее подвергаемые обезжириванию изделия погружаются через слой воды в растворитель через одно колено жидкостного затвора, а выгружаются через жидкостной слой растворитель-вода из другого колена.

Таким образом, грязные изделия контактируют с водой только в левом колене, а чистые изделия контактируют уже с другой водой, только в правом колене жидкостного затвора, что повышает качество очистки изделий и имеет преимущество с прототипом (А.С. N 1245615).

После загрязнения растворителя его сливают в испаритель, включают обогрев и перегоняют в виде азеотропной смеси с водой. Пары азеотропной смеси по трубе 6 поступают в холодильник 4, конденсат сливается в сборную емкость 5, в ее донную часть, где происходит разделение фаз (растворителя и воды), последняя образует над растворителем слой воды, препятствующий его испарению.

Далее растворитель с водой из сборной емкости вновь сливается в ванну обезжиривания, в которой вода снова играет роль защитного слоя от испарения растворителя.

Оптимальное количество циркулирующей в процессе воды определяется исходя из соотношения азеотропной смеси, в частности, с четыреххлористым углеродом 4,1% При избытке воды перегонка растворителя будет происходить в два этапа, сначала возгоняется азеотропная смесь при T=66^oC, а потом избыточная вода при T=100^oC.

При недостатке воды перегонка растворителя также будет происходить в два этапа, сначала возгоняется азеотропная смесь при T=66^oC, а потом четыреххлористый углерод при T=76^oC. В том или другом случае перегонка будет происходить с последующим возрастанием температуры. В то же время перегонка азеотропной смеси происходит при минимальной температуре 66^oC.

После окончания перегонки и охлаждения испарителя в нем будет образовываться вакуум, в связи с чем растворитель из сборной емкости будет по трубопроводу подниматься вверх. Для того, чтобы растворитель не попал обратно в испаритель посредством сифона, трубопровод 6 образует барометрический затвор с учетом плотности и парциального давления паров растворителя при нормальных условиях.

Кроме того, как показали производственные испытания, сам процесс перегонки идет под вакуумом за счет столба конденсата.

Использование заявленного способа обезжиривания, регенерации и устройства для его осуществления позволяет повысить качество очистки, улучшить условия труда, снизить потери растворителя в окружающую среду и упростить оборудование.

Формула изобретения

Способ обезжиривания изделий в хлорорганических растворителях, включающий погружение изделий в растворитель, помещенный в ванну U-образной формы, и их извлечение через жидкостной затвор слой воды, отличающийся тем, что погружение изделий осуществляют через одно, а извлечение через другое колено U-образной ванны, причем каждое колено имеет жидкостной затвор.

РИСУНКИ

Рисунок 1