ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Литература к части из "Производство циклогексанона и адипиновой кислоты окислением циклогексана" Разработанные в ГИАП промышленные схемы разделения продуктов окисления циклогексана являются непрерывными на всех стадиях. Предложены две технологические схемы. По первой схеме все оборудование, начиная со второй ступени стадии омыления, можно изготовить из обычной углеродистой стали вторая же схема требует применения легированных сталей для изготовления колонны отгонки непрореагировавшего циклогексана. Кроме того, вторая схема более компактна. [c.130] На рис. 49 представлена первая схема. После расслаивания смеси продуктов окисления органический слой поступает в сепаратор 1. [c.130] Здесь жидкая фаза отделяется от газовой и жидкость перетекает в омылитель 2 первой ступени для нейтрализации растворенных органических кислот и частичного омыления сложных эфиров водным раствором щелочи. Омыление проводится при интенсивном перемешивании. Продукт из омылителя 2 перетекает в разделительный сосуд 3, где происходит расслаивание. Щелочь, отработанную до остаточного содержания 1—2%, вместе с растворенными солями органических кислот направляют на последующую переработку. Органический слой поступает в омылитель 4 для завершения процесса омыления. Для этого в аппарат 4 добавляют дополнительное количество свежей щелочи. После расслаивания в разделительном сосуде 5 и промывки в промыгателе 6 от остатков растворенной щелочи продукт поступает на окончательное расслаивание в аппарат 7 и далее на ректификацию. [c.132] В ректификационной колонне 8 отгоняют основное количество циклогексана. Дистиллят колонны возвращается на окисление, а кубовый продукт передается в колонну 9, в которой отгоняются остатки циклогексана, содержащего небольшие количества циклогексанона, циклогексанола и легколетучих спиртов. Дистиллят колонны 9 добавляют к питанию колонны 8. Кубовый продукт колонны 9 поступает на вакуумную колонну 10, где в виде дистиллята получается циклогексанон-сырец, содержащий легколетучие примеси (спирты, кетоны и др.). Кубовый продукт колонны 10, представляющий собой смесь циклогексанола и Х-масла, направляют на колонну 13. Дистиллят колонны 10 — циклогексанон-сы-рец — поступает на колонну 11, работающую при атмосферном давлении, из которой в виде дистиллята выделяют при высоком флегмовом числе так называемую спиртовую фракцию. Кубовый продукт колонны 11, представляющий собой циклогексанон, свободный от легколетучих примесей и содержащий 10—15% циклогексанола, передается в вакуумную колонну 12, в которой в виде дистиллята получается циклогексанон-ректификат, пригодный для последующей переработки. Кубовый продукт колонны 12 возвращают на питание колонны 10. В вакуумной колонне 13 получают циклогексанол в виде дистиллята и Х-масло в качестве кубового продукта. [c.132] Возможны также некоторые видоизменения рассмотренных схем. Так, спиртовая фракция может быть выделена не из циклогексанона-сырца, а непосредственно из смеси продуктов окисления после отгонки всего циклогексана. Колонна, в которой выделяют циклогексанол, может быть дополнена роторным испарителем, работающим при более глубоком вакууме, что позволяет осуществлять более полное выделение циклогексанола из Х-масла. [c.134] Отработанная щелочь после омыления и нейтрализации содержит, кроме солей органических кислот, также растворенные циклогексанон (до 1%) и циклогексанол (до 2%). Их можно выделить ректификацией. При этом образуются азеотропные смеси циклогексанон—вода и циклогексанол-вода, которые переходят в дистиллят. Расслаивание этого дистиллята проводить нецелесообразно ввиду малого различия плотностей воды и циклогексанона или циклогексанола. Полученный дистиллят добавляют к смеси, идущей на омыление, и благодаря этому обходятся без специального узла расслаивания. Кубовый отход ректификационной колонны содержит лишь следы циклогексанона и циклогексанола и его можно передавать на биоочистные сооружения. [c.134] Нормальная работа колонны для отгонки циклогексанона и циклогексанола из растворов отработанной щелочи, а также из промывных вод нарушается при попадании в эти продукты циклогексана. Образующаяся при этом азеотропная смесь циклогексана и воды имеет более низкую температуру кипения (69,5° С) но сравнению с азеотропными смесями циклогексанон — вода (97,0° С) и циклогексанол — вода (97,8° С). В присутствии циклогексана наблюдается снижение температуры вверху колонны, вследствие чего полное выделение циклогексанона и циклогексанола не может быть достигнуто. Поэтому попадание циклогексана в отработанную щелочь и в промывные воды совершенно недопустимо. [c.134] Подачу пара целесообразно регулировать при помощи клапана, работающего от датчика, измеряющего температуру в кубе колонны. Повышение температуры выше эмпирически найденного определенного значения вызывает уменьшение подачи пара, а снижение температуры — увеличение подачи пара. Этот метод хорошо зарекомендовал себя для колонн, работающих при атмосферном давлении. [c.134] Для вакуумных колонн необходима непрерывная корректировка прибора по остаточному давлению в колонне (увеличение остаточного давления приводит к повышению температуры, а следовательно, может вызвать нежелательное уменьшение подачи пара). [c.135] Количество воды, подаваемой в дефлегматор, регулируется по температуре воды на выходе из дефлегматора. [c.135] Съем дистиллята регулируется по температуре в заранее выбранной точке по высоте колонны в укрепляющей части. Более совершенной явилась бы система с применением промышленного хроматографа, установленного на линии дистиллята, так как из-за возможных колебаний вакуума температура не всегда однозначно связана с содержанием целевого продукта в дистилляте. [c.135] Отбор кубового продукта регулируют автоматически регулятором уровня в кубе колонны. Для этого целесообразно применять радиационные указатели уровня, в особенности для колонн, на которых выделяют циклогексанол. Широко применяемые в промышленности регуляторы уровня типа РУКЦ на Х-масле, обладающем повышенной вязкостью, работают неудовлетворительно. [c.135] Внедрение ректификационных колонн с плоско-параллельной насадкой позволяет значительно снизить капитальные затраты при строительстве цехов ректификации продуктов окисления циклогексана. Однако этим прогрессивным мероприятием далеко не исчерпываются возможности усовершенствования ректификационной аппаратуры. [c.135] Первоочередными являются две важные задачи. Первая из них связана с общей тенденцией создания в современной промышленности все более крупных агрегатов. С укрупнением аппаратов улучшаются экономические показатели процесса благодаря снижению эксплуатационных расходов, уменьшению трудовых затрат и экономии материалов на единицу выпускаемой продукции. Применительно к ректификации эта задача может быть решена путем создания принципиально новых аппаратов, работающих в наиболее интенсивных режимах. Все известные ректификационные устройства (тарелки или насадки) работают либо в режиме противотока между паром и жидкостью, либо в режиме перекрестного тока. Пределом повышения рабочих скоростей в этих аппаратах является предел захлебывания, при котором гидравлическое сопротивление ректификационной ступени настолько возрастает, что нормальный переток через него жидкости оказывается невозможным. Дальнейшее повышение рабочих нагрузок в ректификационных колоннах возможно при отказе от противотока и переходе на прямоточный режим взаимодействия между паром и жидкостью (общая схема потока пар — жидкость в колонне, разумеется, остается противоточной). В результате такого перехода предел захлебывания перестает быть пределом повышения рабочих нагрузок. Как показали проведенные исследования прямоток на каждой отдельной ступени разделения позволяет в десятки раз повысить рабочие скорости пара в ректификационных колоннах. [c.135] Второй важной задачей является снижение расхода пара в ректификационных колоннах. Известным приемом, получившим распространение в основном в нефтехимической промышленности, является применение схемы с тепловым насосом . Пары, выходящие из верха колонны, используются в качестве теплоносителя для поддержания кипения жидкости в кубе. Для этой цели эти пары сжимают в компрессоре, работающем в адиабатическом режиме (при сжатии температура паров повышается). Величину давления сжатия выбирают так, чтобы создавался необходимый температурный градиент между сжатыми конденсирующимися парами и кипящей в испарителе жидкостью. Такой метод может быть успешно реализован при отгонке основного количества непрореагировавшего циклогексана. Расчеты показывают, что расход тепла на эту стадию может снизиться более чем вдвое. [c.136] Некоторое уменьшение расхода теила (менее значительное, чем в схеме с тепловым насосом ) достигается при дросселировании продуктов окисления после реактора. При таком решении удается обойтись без дорогостоящего адиабатического компрессора. [c.136] Вернуться к основной статье