Вариант 4
.pdfВариант 4
Произвлодство ацетальдегида жидкофазной гидратацией ацетилена
Первая фаза производства
Ацетальдегид СН3СОН - бесцветная, легколетучая жидкость с резким своеобразным запахом;
температура кипения 20,8°С, плотность 780 кг/м3. Смешивается с водой, спиртом, уксусной кислотой и многими другими органическими жидкостями. Ацетальдегид является одним из основных крупнотоннажных полупродуктов для синтеза уксусной кислоты, уксусного ангидрида, бутадиена, пентаэритрита и других органических веществ. ацетальдегид СН3СОН - бесцветная, легколетучая жидкость с резким своеобразным запахом; температура кипения 20,8°С, плотность
780 кг/м3. Смешивается с водой, спиртом, уксусной кислотой и многими другими органическими жидкостями. Ацетальдегид является одним из основных крупнотоннажных полупродуктов для синтеза уксусной кислоты, уксусного ангидрида, бутадиена, пентаэритрита и других органических веществ. Производство ацетальдегида жидкофазной гидратацией ацетилена осуществляется по следующей упрощенной схеме.
Газлифтный реактор 4 с центральной циркуляционной трубой через штуцер вверху корпуса загружается подогретой до 80°С регенерированной контактной кислотой, поступающей из сборника 5 через штуцер в коническом днище самотеком. Контактная кислота представляет собой разбавленную серную кислоту, в которую добавлены ртуть и железо, образующие с кислотой соли.
В реактор 4, заполненный контактной кислотой на 0.75 от полной вместимости, подают ацетилен и пары воды. Ацетилен после очистки от катализаторных ядов в смеси с возвратным ацетиленом (из емкости 11) сжимается компрессором 1 до давления (0,14…0,15)Мпа и транспортируется в газлифтный реактор 4 через буферную емкость 2и гидрозатвор.
Газ нагнетается компрессором 1 в буферную емкость 2 через штуцер в крышке и отводится из нее через штуцер в средней части корпуса в гидрозатвор реактора. Гидрозатвор представляет собой ᵔ-образный трубопровод, верхняя часть которого располагается выше уровня жидкости в реакторе 4. Между гидрозатвором и емкостью 2 на трубопроводе установлен обратный клапан 3.Непосредственно перед входом ацетилена в реактор 4 в трубопровод вводят поток водяного пара.Парогазовая смесь через специальное сопло поступает в циркуляционную трубу реактора через штуцер в днище. Барботирующие в кислоте пузырьки ацетилена, заполняющие часть объема циркуляционной трубы, порождают циркуляцию жидкости за счет разности плотности среды в трубе и кольцевом пространстве реактора 4. При взаимодействии фаз в реакторе протекает реакция гидратации ацетилена. Покидающий циркуляционную трубу газ содержит 60% ацетальдегида. Реакция гидратации отражается следующим уравнением:
(НgSO)4
НС≡СН + Н20 → СНзСОН +33,8 ккал.
Небольшая часть ацетальдегида успевает при этом окислиться до уксусной кислоты. Теплота реакции расходуется на испарение воды из раствора. Поступающий в реактор 4 водяной пар, компенсирует расход воды на гидратацию и испарение.
Для восполнения потерь ртути непосредственно в реактор 4 через штуцер вверху корпуса загружается свежая металлическая и регенерированная из осадка ртуть.
Отработанный раствор кислоты из реактора 4 через, штуцер в нижней части корпуса стекает в промежуточный сборник 6. Входной штуцер промежуточного сборника располагается на его крышке. По мере заполнения сборника 6 кислота извлекается из него через штуцер в коническом днище и насосом 7 подается на регенерацию. Отбираемый из реактора 4 на регенерацию раствор непрерывно заменяется регенерированной кислотой, как это отражено в начале описания процесса.
Парогазовая смесь, состоящая из паров ацетальдегида, газообразных продуктов побочных реакций, непрореагировавших ацетилена и паров воды, из реактора 4 через штуцер в крышке уходит в трубы первого из двух последовательно установленных холодильников 8.1 и 8.2 через штуцер в нижней крышке под нижней трубной решеткой.
Трубы холодильника 8.1 охлаждаются водой, направляемой в межтрубное пространство через штуцер в корпусе над нижней трубной решеткой. Отвод воды из межтрубного пространства осуществляется через штуцер в корпусе под верхней трубной решеткой. Конденсат (раствор уксусной кислоты в воде) из холодильника 8.1 через штуцер в нижней крышке возвращается самотеком в газлифтный реактор 4 через штуцер в средней части корпуса.
Не сконденсировавшиеся в холодильнике 8.1 пары и газы через штуцер в крышке направляют в трубы холодильника 8.2. Движение потоков в этом аппарате осуществлено аналогично тому, как это организовано в аппарате 8.1. В трубах холодильника 8.2 конденсируются ацетальдегид и пары воды. Водный раствор ацетилальдегида из аппарата 8.2 стекает в горизонтальный сборник ацетальдегида-сырца 9 через штуцер в корпусе. Не сконденсировавшиеся в холодильнике 8.2 пары и газы поступают в тарельчатый абсорбер 10 через штуцер в нижней части корпуса.
Газообразные продукты (ацетальдегид, ацетилен и др.) в абсорбере 10 промывают холодной водой, которую подают через штуцер вверху корпуса. Встречным потоком воды, стекающей по тарелкам абсорбера, ацетилен отмывается от ацетальдегида. Жидкий ацетальдегид (10%-ный водный раствор) из абсорбера 10 через штуцер в днище стекает в сборник ацетальдегида-сырца 9 через второй штуцер в корпусе. Газообразный ацетилен из абсорбера 10 через штуцер в крышке направляется в барботер гидрозатвора, выполненного в виде емкости 11, заполненной водой, через штуцер вверху корпуса. Ацетилен в гидрозатворе 11, барботируя через воду, скапливается в верхней части аппарата.
Основной поток промытого водой ацетилена из гидрозатвора 11 через штуцер в крышке возвращается в цикл к компрессору 1. Меньшая часть этого потока выводится из цикла во избежание накопления в оборотном газе инертных примесей (азота, кислорода, углекислого газа) и направляется на регенерацию или используется для производства трихлорэтана, сажи и других продуктов.
Процесс регенерации ацетилена заключается в промывке его водой под давлением. Газ из гидрозатвора 11 через штуцер в крышке отсасывают газодувкой 12, сжимают до давления 0,14...0,15 Мпа и нагнетают в буферную емкость 13 через штуцер вверху корпуса. Из емкости 13 через штуцер в плоской крышке газовая смесь поступает в насадочный абсорбер 14. Входной штуцер аппарата расположен в нижней части корпуса под колосниковой решеткой. Орошение колонны 0,1...0,2%-нам раствором NaOH из сборника 16. 1 насосом 15 подают через штуцер в верхней части корпуса над слоем насадки. Стекающий по насадке раствор едкого натра, взаимодействуя с поднимающимися по колонне 14 газами, насыщается ацетиленом и отводится из колонны14 через штуцер в днище в промежуточный сборник 16.2, поступая в него через штуцер в корпусе. По необходимости его направляют на переработку.
Газ, неабсорбированный в колонне 14, отводят на промывку и сбрасывают в атмосферу.
А л ь б о м
условных изображений технологического оборудования
2007
|
Ёмкости и фильтры |
|||
а |
б |
в |
|
г |
д |
е |
|
ж |
з |
и |
к |
|
л |
м |
а-ёмкость вертикальная; б-ёмкость с рубашкой; в-ёмкость |
||||
горизонтальная (сборники, приёмники, ёмкости промежуточные, |
||||
буферные и разделительные, бакинапорные, отстойники); г-мерник; |
||||
д-гидрозатвор с барботёром; е-бункер; ж-сепаратор низкого |
||||
давления; з,и-сепараторы высокого давления; к-фильтр коксовый; |
||||
л-фильтр вакуумный (нутч-фильтр); м-фильтрпресс. |
|
Аппараты теплообменные |
||
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
а-аппарат типа "труба в трубе" односекционный; б-аппарат типа |
|||
"труба в трубе"двухсекционный; в,г-теплообменник со змеевиком |
|||
(холодильники, конденсаторы); д-аппарат теплообменный с |
|||
дросселированием потока (испаритель); е-аппарат теплообменный |
|||
кожухотрубный (холодильники, конденсаторы, дефлегматоры, |
|||
кипятильники); ж-куб перегонный с дефлегматором; |
|
||
з-аппарат выпарной. |
|
|
|
Аппараты колонные |
|
|
а |
б |
|
в |
г |
д |
е |
ж |
а,б,в-насадочные, г,д,е,ж-тарельчатые, |
|
||
а,г-абсорбционные (абсорберы), д-десорбционные (десорберы), |
|||
в,д,е,ж-ректификационные |
|
|
|
Реакторы и печи |
|
|
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
а-реактор газлифтный; б-реактор газлифтный с рубашкой; |
|||
в-аппарат контактный с испарителем; г-аппарат контактный; |
|||
д-реактор с пропеллерной мешалкой; е-реактор с рамной |
|||
(якорной) мешалкой; ж-реактор со змеевиком; |
|
||
з-печь технологическая |
|
|
Центрифуга |
|
Насосы и трубопроводная арматура |
|
Насос |
Фильтр-влагоотделитель |
Насос центробежный |
Конденсатоотводчик |
|
|
Насос шестеренный |
Окно смотровое |
|
|
Насос водоструйный |
Воронка |
|
|
Насос пароструйный |
Воздухозаборник |
Компрессор |
Клапан дроссельный |
Газодувка (вентилятор) |
Клапан редукционный |
|
|
Вакуум-насос |
Клапан обратный |
|
|
Фильтр |
|
Влаго (масло)отделитель |
|