ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Хемосорбция из "Справочник нефтехимика. Т.1" Эффективность разделения смесей методом жидкостной экстракции резко возрастает, когда извлекаемое вещество, в отличие от других компонентов исходной смеси, проявляет склонность к химическому взаимодействию с экстрагентом. В таких случаях весьма высокая четкость разделения на практике достигается в одну-две ступени, при минимальном соотношении растворитёль/ сырье. Однако образующиеся соединения должны быть непрочными и уже прв весьма слабом воздействии (нагревание, разбавление) количественно разлагаться на исходные компоненты. На этом принципе основаны процессы разделения в системе жидкость—жидкость, получившие название хемосорбции. Раствор тель, селективно реагирующий с извлекаемым компонентом исходной смеси с образованием легко разрушающихся комплексов, называется хемосорбевтоК. По аппаратурному и технологическому оформлению процессы хемосорбции весьма близки к экстракционным процессам. [c.297] Элементы хемосорбшгн входили в один из первых промышленных методов экстракции — очистку смазочных масел с помощью жидкого 50, (процесс Эделеану ), поскольку 50а имеет явную склонность к химическому взаимодействию с извлекаемыми ароматическими углеводородами. Позднее появились многочисленные предложения по применению ЗОа для хемосорбциоииого выделения диеновых углеводородов С4 и С5 иэ соответствующих смесей. [c.297] В промышленности ряда стран большое распространение получил метод выделения изобутилена из С -фракций хемосорбцией крепкими водными растворами серной кислоты. [c.297] Как изобутилсерная кислота, так и ТМК я(1ляются сравнительно непрочными соединениями, и при нагревании обе приведенные реакции протекают справа налево, с выделением изобутилена. Образование ТМК успешно осуществляется также с помощью ионообменных смол, а дегидратация, кроме того, и на кислых гетерогенных катализаторах. [c.298] Вклад этих реакций, тепловой эффект которых —1100 кДж/кг, зависит от условий суммарного превращения и резко возрастает при повышении температуры и концентрации НаЗО (выше 50—55%). [c.298] Ввиду наличия в молекуле изобутилена активного третичного углеродного атома скорость взаимодействия изобутилена с серной кислотой и степень превращения существенно превышают соответствующие показатели для других родственных олефинов. Так, скорость поглощения изобутилена на два порядка выше, чем пропилена. В табл. 5.15 даны значения селективности поглощения изобутилена серной кислотой различной концентрации [Сн,50 в% (масс.)] по отношению к а- и Р-бутиленам при 25 С. [c.298] Как следует из табл. 5.15, селективность поглощения изобутилена по отношению к бутиленам нормального строения достигает 200—400, причем при повышении концентрации кислоты 60% эта величина падает. [c.298] Концентрация применяемой серной кислоты предопределяет и особенности технологии извлечения изобутилена. Наибольшее распространение получила технология фирмы Standard Oil Development, разработанная в конце 1930 гг. и основанная на применении кислоты с концентрацией 60— 35% (масс.). Технологическая схема выделения изобутилена из С4-фракций 60—65%-ной серной кислотой изображена на рис. 5.14. Извлечение изобутилена осуществляется в две ступени смеситель—отстойник по противоточной схеме. [c.298] Насыщенный хемосорбент (нижняя фаза из Е-1) вначале поступает на колонну-дегазатор К-2, где выделяются физически растворенные углеводороды С4, которые возвращаются в процесс. Стабилизированный поток направляется на колонну-регенератор К-3. В нижнюю часть этой колонны подается острый дар, играющий одновременно роль теплоносителя и разбавителя. В колонне К-3 происходит гидролиз изобутилсерной кислоты и дегидратация ТМК. Из нижней части колонны выходит 45— )%-ная кислота, которая подвергается упарке под атмосферным давлением или под вакуумом в концентраторе К-4 (содержание кислоты доводится до начального— 60— 65%). Выходящие с верха колонны пары, содержащие кроме изобутилена воду, ТМК, олигомеры и унесенную кислоту, промываются горячим водным раствором щелочи в скруббере К-5 и частично конденсируются в теплообменнике Т-3, откуда конденсат поступает в отстойник Е-3. Жидкая фаза из Е-3, представляющая собой водный раствор ТМК с примесью олигомеров, направляется на колонну выделения ТМК (на схеме не показана), откуда ТМК возвращается в регенератор К-3. Пары изобутилена из емкости -5 проходят дополнительную водную отмывку в скруббере и поступают во всасывающий коллектор компрессора Н-3. Сжиженный продукт подвергается осушке и ректификации, после чего используется по назначению. На практике извлечение изобутилена проводится как в две, так и в три ступени. Вместо насосов-смесителей Н-1 и Н-2 могут применяться реакторы с мешалками, в том числе типа Вишневского, а также смесители инжекционного типа. Существенную сложность представляет узел концентрирования серной кислоты, аппаратура которого изготавливается нз тантала, графита, свинца или хастеллоя (в % (масс.) N1 — 85 Л — И Си — 4]. Остальное оборудование практически полностью изготовляется из обычной углеродистой стали. [c.299] Описанная схема может применяться также для очистки бути лен-ди вини ль-ных смесей от примесей изобутилена, который в этом случае обычно полностью превращают в полимеры. [c.300] К недостаткам процесса относится более низкая скорость извлечения изобутилена и более высокая коррозионная агрессивность рабочих сред. Большая часть аппаратуры изготавливается из легированных сталей, а для аппаратуры, работающей в среде ненасыщенной кислоты, применяют монельметалл и графит. [c.300] В целом капитальные затраты на реализацию этого метода на 10—15% ниже, чем в процессе с 65%-ной кислотой. [c.300] Достоинством процесса является высокая избирательность и высокое качество продукта. Полученный изобутилен имеет концентрацию 99,93% (масс.), выход диизобутилена составляет около 1%. К недостаткам метода следует отнести сравнительно низкую скорость основной реакции и высокую коррозионную активность среды. [c.300] Из данных табл. 5.16 следует, что ввиду сравнительно низкой селективности взаимодействия серной кислоты с изоамиленами для обеспечения высокого качества извлеченного продукта приходится идти на снижение глубины извлечения изоамилевов. [c.302] Недостатком всех модификаций сернокислотного извлечения является наличие кислых водных стоков. [c.302] Другой характерный пример применения метода хемосорбции — процесс извлечения дивинила из смеси углеводородов С4 растворами солей некоторых металлов. [c.302] Вернуться к основной статье