Вариант 4

Вариант 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