جهاز متكامل لغسل وتجفيف وترشيح حمض التيريفثاليك النقي، أسطواني مخروطي متعدد الوظائف ثلاثة في واحد

حمض التيريفثاليك النقي عبارة عن بلورات بيضاء إبرية الشكل أو مسحوق، يتسامى عند حوالي 300 درجة مئوية، وله نقطة اشتعال تلقائي تبلغ 680 درجة مئوية. يذوب في الإيثانول الساخن، ويذوب جزئيًا في الماء، ولا يذوب في الإيثر وحمض الخليك الجليدي والكلوروفورم. سميته منخفضة، ولكنه قابل للاشتعال.

يشكل غبارها وهواؤها خليطًا متفجرًا بحد انفجار يتراوح من 0.05 جم/لتر إلى 12.5 جم/لتر.

يُعد حمض التيريفثاليك النقي مادة خام أساسية لإنتاج منتجات الألياف الكيميائية، مثل رقائق البوليستر وألياف البوليستر الطويلة والقصيرة، وغيرها من المنتجات الكيميائية الهامة. ويُعتبر حمض التيريفثاليك النقي (PTA) من أهم المواد الخام العضوية، ويُستخدم بشكل رئيسي في إنتاج ألياف البوليستر وأغشية البوليستر وزجاجات البوليستر، ويُستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والصناعات الخفيفة والإلكترونيات والبناء. وترتبط جميع جوانب الاقتصاد الوطني ارتباطًا وثيقًا بمستوى معيشة المواطنين.

في الوقت الحالي، تنقسم المعدات المستخدمة في صناعة حمض التيريفثاليك النقي (PTA) بشكل رئيسي إلى الهياكل التالية:

1. أحدها هو جهاز الترشيح المضغوط، الذي يزيد الضغط على جانب المرشح من المحلول الأم، ويزيد فرق الضغط على جانبي المرشح لتحسين كفاءة الترشيح، وبالتالي إتمام ترشيح حمض التريفثاليك النقي. يتمثل القيد التقني في عدم سلاسة عملية التصريف في الأسطوانة، وصعوبة التحكم في فرق الضغط على جانبي المرشح.

٢. أحدها هو مرشح الأسطوانة الدوارة المضغوطة. تعتمد هذه التقنية على وجود خزانات ضغط متعددة داخل أسطوانة المرشح. في الوقت نفسه، يوجد مقدار معين من الهواء المضغوط في حجرة الضغط، يتم توليده بواسطة صمام التوزيع وفاصل الهواء والماء عبر الغلاف الجوي. وبفعل فرق الضغط، يتم استعادة كعكة الترشيح وماء الغسيل من الخزان. يتمثل القيد التقني لهذا النوع من المرشحات في أن دوران الأسطوانة لتكوين كعكة الترشيح، ثم غسلها، ينتج عنه محتوى مائي عالٍ في كعكة الترشيح وعدم انتظامها.

3. أحدها جهاز تنظيف قماش الترشيح لمرشحات التفريغ ومرشحات الضغط. هذه التقنية هي تقنية تنظيف تقليدية عامة، لكن يعيبها أنه بعد تنظيف قماش الترشيح، لا يمكن ضمان إزالة جميع بقايا الترشيح من كل شبكة، مما يؤثر على كفاءة الترشيح.

استجابةً للمشاكل المذكورة أعلاه، قامت شركة ووشي تشانغ هوا للآلات بتطوير وإنتاج جهاز متكامل لترشيح وغسل وتجفيف حمض التيريفثاليك النقي، وهو عبارة عن جهاز ثلاثي الوظائف متعدد الأسطوانات والمخاريط (رقم براءة الاختراع: ZL201721560677). يتميز هذا الجهاز بهيكل أسطواني مخروطي، حيث زُوّد المخروط السفلي بغلاف تسخين لتسخين أو تبريد المادة. كما يحتوي الجهاز متعدد الوظائف على عمود مجوف وجهاز تقليب لولبي مجوف متغير الزاوية والخطوة لتقليب المادة ورفعها ودفعها للخارج.

يتم تركيب جهاز ترشيح مخروطي ذو بنية معقدة نسبياً في المخروط السفلي، ويتم تركيب جهاز تفريغ سريع الفتح بدون زاوية ميتة مصمم خصيصاً أو صمام كروي للتفريغ الهوائي بدون زاوية ميتة في الجزء السفلي من الجهاز.

في مرحلة التفاعل، تُضاف مواد التفاعل من الأعلى، ويضمن تصميم التحريك الفريد تقليب المواد بالتساوي داخل الجهاز، مع تسخينها أو تبريدها في آنٍ واحد عبر غلاف أسطواني، وغلاف مخروطي، وعمود مجوف، وشفرة حلزونية مجوفة، مما يُتيح تفاعل المواد بشكل كامل داخل الجهاز. في مرحلة الترشيح، يقوم الجهاز بترشيح وتجفيف المواد عن طريق الضغط أو التفريغ، وإضافة سائل الغسيل، بحيث يُعاد تدوير المواد وغسلها تلقائيًا عدة مرات داخل الجهاز، ثم تُكبس لتجفيفها بعد استيفاء متطلبات الغسيل.

في مرحلة التجفيف، تقوم الغلاف الأسطواني والغلاف المخروطي والعمود المجوف والشريط المجوف بتسخين المادة في نفس الوقت وتفريغ الجزء العلوي، وتجفيف المادة في بيئة محكمة الإغلاق بدرجة حرارة منخفضة، ثم يتم إغلاق المادة وتفريغها تلقائيًا بعد التجفيف.

مخطط انسيابي لعملية ترشيح وغسل وتجفيف حمض التيريفثاليك النقي، جهاز متكامل متعدد الوظائف ثلاثي الوظائف على شكل مخروط أسطواني

تُستخدم مادة البارا-زيلين الخام حمض الأسيتيك كمذيب، وتُؤكسد بواسطة الهواء بوجود عامل مساعد إلى حمض التيريفثاليك الخام، ثم تُبلور وتُرشح وتُجفف للحصول على المنتج الخام. يُهدرج حمض التيريفثاليك الخام لإزالة الشوائب، ثم يُبلور. يُفصل حمض التيريفثاليك بالطرد المركزي ويُجفف للحصول على المنتج النهائي. تعتمد طريقة الإنتاج على الحصول على حمض التيريفثاليك الخام عن طريق أكسدة البارا-زيلين، ثم الحصول على حمض التيريفثاليك النقي من خلال الخفق والهدرجة والتكرير والتبلور والتجفيف.

تتميز معدات الترشيح والغسيل والتجفيف المتكاملة لحمض التيريفثاليك النقي، ذات الأسطوانة المخروطية متعددة الوظائف، بالمزايا التالية:

الهيكل قوي، ومساحة الأرضية صغيرة، ووظائف ترشيح حمض التريفثاليك النقي والغسيل والتجفيف متكاملة، مما يتغلب على قيود المرشحات الموجودة في مجال حمض التريفثاليك النقي.

جهاز متكامل ثلاثي الوظائف، يجمع بين ترشيح وغسل وتجفيف حمض التيريفثاليك النقي، يعمل بتقنية الأسطوانة والمخروط، ويُحقق ترشيحًا مستمرًا تحت الضغط لمعلق حمض التيريفثاليك النقي. يُعالج هذا الجهاز عمليات الترشيح والغسل والتجفيف والتفريغ في حجرات منفصلة ذات ضغوط مختلفة، حيث يُمكن استعادة الغاز الجاف الناتج عن الغسل، وكعكة الترشيح، والراشح، والغاز المكثف بشكل منفصل، مما يُلبي احتياجات التطبيقات الصناعية المتعددة. يتميز هذا الجهاز بصغر حجمه، ويجمع بين وظائف الترشيح والغسل والتجفيف والتفريغ، مما يجعله اقتصاديًا وعمليًا، ويتغلب على قيود المرشحات التقليدية، مثل الحجم الكبير أثناء الاستخدام.

1. النظام المغلق: نظام الترشيح والغسيل والتجفيف ثلاثي الوظائف هو نظام مغلق بالكامل. يساهم الإنتاج والتشغيل في هذا النظام المغلق في تجنب تلوث الهواء بالمواد السامة، ويقلل في الوقت نفسه من حوادث التسمم التي قد يتعرض لها العاملون.

2. إعادة التدوير: يتم استعادة المواد والمذيبات بشكل كامل تقريبًا، مما يجنب النفايات الناتجة عن فقدان المواد وتطاير المذيبات، وهو ما يحقق فوائد اقتصادية كبيرة.

3. عملية متكاملة متعددة الوظائف: يتم إنجاز الترشيح والغسيل والتجفيف في نفس الجهاز.

تم تجهيز جدران الوعاء بأغلفة تسخين للسماح بالتجفيف.

4. التشغيل المستمر: تتم عمليتا الترشيح والتجفيف في نظام مستمر، فلا حاجة للتعامل مع كعكة الترشيح الرطبة. ويمكن نقل المنتجات المجففة ميكانيكياً إلى أقسام الوزن والتعبئة والتغليف.

5. توفير القوى العاملة: يمكن لشخص غير متخصص تقنياً، خضع لتدريب بسيط، إتمام العملية. لا تتطلب عمليات الفتح والإغلاق والتغذية والتفريغ التلقائية وجود فنيين للمراقبة.

6. التنظيف الشامل: يتميز جهاز الترشيح والغسيل والتجفيف الثلاثي في ​​واحد بوظائف الرش والتقليب التلقائي، ويمكن تنظيف كعكة الترشيح بالكامل، مما يقلل من كمية مياه الصرف الصحي ويقلل من تكلفة معالجة مياه الصرف الصحي.

7. الإنتاج النظيف: تم تجهيز نظام التجفيف بالمرشح متعدد الوظائف بجهاز تجميع الغبار لجمع الغبار الناتج بعد التجفيف، مما يلبي متطلبات الإنتاج النظيف.