ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технологическое оформление процесса из "Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза" В промышленности чаще всего применяется трубчатый реактор. Объемная скорость паров в нем составляет 300-400 час . Однако может применяться и реактор с псевдоожиженным слоем катализатора. [c.473] Основной недостаток такого реактора — значительное истирание катализатора, а следовательно, и потери носителя. Кроме того, наблюдается сильный унос ацетата цинка, подпитка которого затруднена. В связи с этим, в случае использования дорогостоящего и механически непрочного активированного угля, следует использовать реактор со стационарным слоем катализатора. Если же применяется механически прочный носитель, а вместо ацетата цинка менее летучий ацетат кадмия, то использование реактора с псевдоожиженным слоем катализатора вполне оправдано. Поскольку присутствие воды в исходных ацетилене и уксусной кислоте приводит к увеличению выхода побочных продуктов и к более интенсивному протеканию гидролиза винилацетата, исходные реагенты должны быть предварительно осушены. В частности, ацетилен может содержать влаги не более 0,000835 кг на 1 кг ацетилена. [c.473] Ввиду высокой экзотермичности реакции винилирования необходимо отводить из реактора тепло. С этой целью в межтрубное пространство (реактор со стационарным слоем катализатора) подается либо высококипящий теплоноситель, например бифенильная смесь, который охлаждается в выносном холодильнике, либо водный конденсат. Последний вариант прост не требуется выносной холодильник, генерируется водяной пар, который может быть использован в производстве. В реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора имеется встроенный теплообменник, в трубки которого подается либо высококипящий теплоноситель, либо водный конденсат. [c.474] На основании экономических показателей предпочтение следует отдать второму варианту. В данном случае при охлаждении абсорбента коэффициент теплопередачи выше, чем при ступенчатой конденсации. Охлаждение же абсорбента необходимо, так как при абсорбции выделяется тепло, что затрудняет абсорбцию и усиливает десорбцию. В качестве абсорбента целесообразнее применять конденсат, так как в этом случае винилацетат не будет загрязняться побочными продуктами и разбавляться уксусной кислотой (при сильном разбавлении затрудняется выделение винилацетата). [c.474] В винилацетате могут присутствовать следующие примеси уксусная кислота, вода, ацетальдегид, кротоновый альдегид и ацетон. Было установлено, что 0,005 % кротонового альдегида замедляет полимеризацию винилацетата примерно на 15%, а 0,2% — на 40%. По другим данным, при содержании кротонового альдегида 1,3-10 моль на 100 г винилацетата полимеризация полностью прекращается. Уксусная кислота и вода (до концентрации 5 %) не оказывают влияния на полимеризацию, а ацетальдегид и ацетон влияют очень слабо. Кротоновый альдегид в условиях получения винилацетата полимеризуется, дезактивируя катализатор. Кроме того, ацетальдегид в кислой среде может частично превращаться в паральдегид с температурой кипения 124°С (сам ацетальдегид кипит при 20,8 °С). [c.475] Все это нужно учитывать при создании технологии выделения винилацетата и регенерации непрореагировавшей уксусной кислоты. Необходимо также принять во внимание термополимеризацию винилацетата. Поэтому, несмотря на добавки ингибитора (гидрохинона с кислородом), следует прежде всего вывести винилацетат из зоны высоких температур, т, е. отделить его от уксусной кислоты и примесей, имеющих высокую температуру кипения. В связи с этим более предпочтительным оказался второй вариант разделения реакционной смеси. [c.475] Реакторный газ выводится из нижней части реактора 5 через теплообменник 3 и водяной холодильник 7, который играет роль котла-утилизатора, и направляется (под небольшим избыточным давлением) на очистку и конденсацию. Улавливание катализаторной пыли происходит в трубе Вентури 5с расширителем Ри в сепараторе 10. При помощи винилацетата-сьфца, циркулирующего в аппаратах 8—10, осуществляется коагуляция частичек катализаторной пыли и их отделение в сепараторе Ют парогазовой смеси. Осадок катализаторной пыли выводится из нижней части сепаратора 10 и направляется на регенерацию. Конденсат из сепаратора 10 насосом вновь направляется в трубу Вентури 8. Сырец по мере загрязнения направляется на очистку, а вместо него подается свежий. [c.477] Парогазовая смесь далее поступает в нижнюю часть скруббера 11, который орошается охлажденным винилацетатом-сырцом. Из верхней части скруббера выводится обедненная конденсирующимися компонентами газовая смесь, а конденсат винилацетата-сырца собирается в сборнике 12. Часть винилацетата-сырца насосом 13 направляется в холодильник 14, где охлаждается водой до 30-35 °С. Охлажденный винилацетат-сырец делится на две части одна направляется на орошение скруббера, а другая поступает в холодильник 15, где охлаждается рассолом до температуры ТС. Этот винилацетат-сырец тоже делится на две части одна из них направляется на орошение в скруббер, а вторая охлаждается в холодильнике 16 рассолом до температуры -6°С и направляется в самую верхнюю часть скруббера на орошение. [c.477] Часть 2. Технология крупнотоннажных произволств. .. [c.478] Винилацетат-сырец из емкости 12 направляется в ректификационную колонну 17 ддя отделения винилацетата вместе с легколетучими компонентами. Колонна работает при флегмовом числе Л =2-3. Дистиллят колонны 17 поступает в ректификационную колонну 19 через промежуточную емкость 18 для отделения легколетучих компонентов (ацетальдегида, ацетона, метилацетата, гетероазеотропа винилацетата с водой) от винилацетата. Эта колонна работает при флегмовом числе К 50. Для отделения винилацетата от полимеров и ингибитора может быть использован дистилляционный куб 20, работающий при пониженном давлении (ингибитор подается во все колонны, где присутствует винилацетат, причем, как правило, во флегмовый поток). Кубовый продукт колонны 77посту-пает в ректификационную колонну 21 для отделения кротоновой фракции от уксусной кислоты. При флегмовом числе 7 = 100 в дистиллят отгоняется фракция, содержащая =80 % уксусной кислоты и =20% кротонового альдегида. В ректификационной колонне 22 отгоняют уксусную кислоту от этилидендиацетата, полимеров и ингибитора. Через аппараты 23,7—- уксусная кислота рециркулирует в реактор 5, предварительно смешиваясь со свежей уксусной кислотой. Технология обеспечивает чистоту винилацетата не менее 99,9 %. [c.478] Модернизированная технологическая схема представлена на рис. 14.3, при этом функции испарителя 1 и колонны 22 (рис. 14.1) выполняет колонна 1. В этом случае смесь паров уксусной кислоты и ацетилена отводится из верхней части колонны 1 и направляется по прежней схеме через сепаратор 2, теплообменник 3, перегреватель 4 в реактор 5 и т. д. Тепло, расходуемое в колонне 1 на подогрев и испарение кислоты, подводится через кипятильник. Поскольку поток свежей кислоты используется здесь в виде флегмы, надобность в дефлегматоре отпадает и этим обеспечивается определенная экономия тепла и холода. Кроме того, исключается трубчатый испаритель, для изготовления которого используются дорогостоящие материалы. [c.479] Кроме того, отделение примесей кротонового альдегида от уксусной кислоты (колонна 22, рис. 14.1) легче проводить в присутствии воды, так как кротоновый альдегид будет отгоняться в виде его гетероазеотропа с водой, имеющего температуру кипения 84,0 °С, тогда как температура кипения чистого альдегида составляет 102,2 °С. Разность температур кипения значительно увеличивается (на 18,2 °С). [c.479] если учесть все замечания, то процесс получения винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты можно рассматривать как одностадийный процесс с достаточно простым технологическим оформлением. [c.479] О для отвода тепла необходимо встраивать теплообменные устройства, тогда как в жидкофазных процессах тепло отводится, главным образом, за счет испарения продуктов реакции или исходных реагентов. [c.481] Перечисленные преимущества и недостатки характерны для других аналогичных газофазных процессов. [c.481] Производство винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты представляет сложную химико-технологическую систему (СХТС). Полная количественная оценка поведения системы может быть получена расчетным путем при наличии математического описания работы всех отдельных элементов (аппаратов или комплексов) и условий их взаимодействия. [c.481] Производство винилацетата является типичным примером СХТС, в которой проходят последовательно следующие основные технологические операции подготовка исходного сырья, химическое превращение сырья в реакторах со стационарным или псевдоожиженным слоем катализатора, конденсация продуктов реакции и разделение конденсата. При этом возможны многочисленные рециклы сырья и промежуточных продуктов. [c.482] Разработка и оптимизация таких СХТС может быть проведена на основе системного подхода. [c.482] Моделирование суммарной СХТС осуществляют, рассматривая отдельные процессы, для которых предложены математические модели. [c.482] Подготовка реакционной смеси. В рассматриваемой технологии узел подготовки реакционной смеси состоит из последовательно соединенных элементов смешения газовых и жидких потоков, ком-примирования ацетилена, испарения уксусной кислоты, перегрева исходной реакционной смеси до температуры реакции. [c.482] Вернуться к основной статье