Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Выделение непрореагировавшего циклогексана





Разделение продуктов окисления. Нейтрализация кислот

В процессе жидкофазного окисления циклогексана образуется смесь очень сложного состава. Побочные продукты, содержащиеся в оксидате, можно условно разделить на такие группы: органические кислоты, сложные эфиры, спирты, альдегиды и кетоны, выкипающие при атмосферном давлении между циклогексаном и циклогексаноном, тяжелокипящие примеси, которые выводятся в виде кубовых остатков на стадии ректификационной очистки циклогексанола.

Органические кислоты нейтрализуют водным раствором каустической соды. Затем разделяют на водный слой, содержащий натриевые соли органических кислот и неизрасходованную щелочь, и на нейтрализованный органи-ческий слой продуктов окисления.

Оксидат из реактора окисления циклогексана насосом 1 подается в щелевой смеситель 2 с давлением 1,5 МПа. Сюда же подается водный раствор щелочи – отработанная щелочь со стадии омыления эфиров. Далее обе фазы последовательно проходят через три одинаковые горизонтальные отстойники 3,4 и 5.

Водно-щелочной слой выводится из нижней части отстойников. Все три аппарата снабжены регуляторами уровней раздела фаз. Общее время пребывания оксидата в отстойниках составляет примерно 1 ч, температура в них на несколько градусов ниже температуры в реакторе окисления. Одновременно в отстойниках идет разложение гидроперекиси циклогексила, при этом получается дополнительное количество целевых продуктов. Однако, заметного увеличения выхода циклогексанола и циклогексанона не наблюдается, очевидно, под действием щелочи протекает нежелательная реакция конденсации циклогексанона.

 

Выделение непрореагировавшего циклогексана



 

Оксидат, нейтрализованный при давлении 1,5 МПа, дросселируется и в виде образовавшейся парожидкостной смеси поступает в колонну. Инертные газы, выходящие из конденсатора колонны , направляются в абсорбер, где из них улавливается унесенный циклогексан. Ректификационная колонна работаетпри избыточном давлении примерно 50 кПа, температура в верхней части колонны составляет 83-84оС, в кубе 92-95оС.

Необходимо учесть, что попадание воды в колонну сильно влияет на режим ее работы из-за образования азеотропной смеси с водой. Относительная летучесть последних ниже ,чем у органических компонентов.

Число тарелок в колонне 25. Они могут быть либо ситчатыми, либо клапанными. Флегмовое число в колонне поддерживается равным 0,5.

Содержание циклогексанона и циклогексанола в дистилляте около 0,15 % и редко увеличивается до предельного значения 0,3 %. Кроме того, в нем может содержаться некоторое количество спиртов и монокарбоновых кислот - муравьиной, уксусной, в особенности при нарушении режима на стадии нейтрализации.

Кубовый продукт имеет слабо - кислую реакцию даже в условиях нормальной работы стадии нейтрализации. Очевидно это связано гидролизом сложных эфиров на нагревательных поверхностях испарителя.

Учитывая вышеизложенные обстоятельства, предпочтительно использовать металл для изготовления контактных элементов и корпуса колонны, конденсатора и испарителя из коррозионностойкой или из легированной стали.

 

Выделение спиртовой фракции

После выделения непрореагировавшего циклогексана следует отгонка спиртовой фракции, которую чаще всего проводят на 2-х последовательно работающих колоннах.

На первой колонне получают дистиллят, содержащий наряду со спиртами до 30-50% циклогексанона и циклогексанола. Затем дистиллят разгоняют на следующей. При этом на первой колонне добиваются отсутствия спиртов в кубовом продукте, а на второй колонне – минимального содержания циклогексанона в дистилляте. Кубовый продукт второй колонны содержит некоторое количество спиртов и поэтому его подают на питание первой колонны. Спиртовую фракцию, полученную на второй колонне, направляют на дальнейшую переработку в товарный продукт.

Обе колонны работают при высоких флегмовых числах, равных 40-60. Температура верха первой колонны » 145оС, а второй 115-125оС. Температура кубав случае предварительной отгонки Х-масла в каждой колонне поддерживается 168-170оС,а при наличии Х-масла на 4-5-С выше.

Колонны имеют каждая по 60-65 колпачковых или клапанных тарелок.

На работу колонн оказывает существенное влияние температура флегмы: при холодной флегме разделение ухудшается за счет сдвига концентрации спиртов в нижнюю часть колонны. Недопустимотакже попадание воды в колонну из-за образования азеотропных смесей. Ухудшение работы колонны происходит при повышенном содержании в питании циклогексена и циклогексана.При этом снижается температура верха, распределение спиртов по тарелкам колонны сдвигается в направлении нижних тарелок.

 

Получение циклогексанона

Процесс осуществляется в 2 ступени: на 1-ой выделяется циклогексанон-сырец с содержанием кетона 70-90 %, на 2-ой циклогексанон-ректификат, с концентрацией кетона не менее 99,9 %. Кубовый продукт 1-ой колонны содержит не более 1 % циклогексанона,остальное циклогексанол и х-масло (если оно не удалено на предыдущих стадиях). Далее он передается в колонну отгонки циклогексанона – ректификата, который направляется на стадию дегидрирования.

Каждая колонна имеет 65 колпачковых тарелок. Поскольку абсолютное давление меняется по высоте колонны, изготавливают ее из царг разного диаметра, т.е. с увеличением диаметра снизу вверх.

Вакуум в колоннах создается трехступенчатыми паровыми эжекторами с конденсаторам поверхностного типа или поршневыми вакуум-насосами. Для поддержания постоянного вакуума в колоннах на вакуум линиях устанавливают автоматические клапаны, регулирующие подсос воздуха в зависимости от показаний вакуумметра. Конденсат после эжекторов собирается в барометрическом сборнике и подается в реактор омыления, поскольку содержит циклогексанон.

Температура верха колонны для отгонки циклогексанона-сырца составляет 68-75оС в зависимости от установленного вакуума и содержания циклогексанона, а колонны циклогексанона-ректификата 62-65оС. Флегмовые числа обеих колонн в пределах 3,5-5,0.

Кубовый продукт второй колонны подается на стадию окисления в качестве абсорбента или на реактор омыления.

Циклогексанон является готовой продукцией цеха окисления циклогексана.

Циклогексанон технический выпускается по ГОСТ 24615-81.

Настоящий стандарт распространяется на технический циклогексанон, получаемый из бензола, анилина и фенола.

По физико-химическим показателям циклогексанон должен соответствовать нормам, указанным в таблице:

Наименование Норма

показателя

1 2

 

1. Массовая доля циклогексанона, 99,8

%, не менее

2. Массовая доля примесей, 0,1

%, не более

3. Массовая доля воды, 0,1

%, не более

 

Для производства капролактама к циклогексанону предъявляются повышенные требования:

Наименования показателя Норма

1. Массовая доля циклогексанона не менее 99,845%

2. Массовая доля циклогексанола не более 0,03%

3. Массовая доля эфиров не более 0,01%

4. Массовая доля гептанона+спиртов не более 0,015%

5. Вода не более 0,1%

6. Перманганатный индекс не более 35

7. Оптическая плотность

Циклогексанон – легко воспламеняющаяся маслянистая жидкость с характерным ацетоно-мятным запахом, токсичен.

 

Физико-химические свойства

 

Плотность при 20оС - 948,8 кг/м3

Температура плавления - минус 40,2 оС

Температура кипения - 155,6 оС

Температура вспышки - 40 оС

Плотность паров по воздуху - 3,38

Растворимость циклогексанона в воде при 10оС – 10,5%, при 60оС – 6%.

Вода растворяется в циклогексаноне при 12оС - 5,6%; при 51оС – 6,5%.

Циклогексанон образует с водой азеотропную смесь состава:

вода – 55,3% масс., циклогексанон – 44,7% вес.

Температура кипения азеотропной смеси при атмосферном давлении 97оС.

Жидкофазное окисление циклогексана является широко распространенным способом получения циклогексанона и циклогексанола – основных продуктов в синтезе капролактама.

К примесям циклогексанона, способным в дальнейшем ухудшить качество капролактама, относятся эфиры, циклогексенон, н-гептанон. Циклогексенон образует с анолом и аноном тройную азеотропную смесь и разделение их на существующих колоннах невозможно. Некоторого эффекта снижения его содержания можно путем подачи небольшого количества водного раствора КОН в куб одной из спиртовых колонн.

 

Получение циклогексанола – ректификата

Для этого применяются колонны с колпачковыми или клапанными тарелками, а также колонны с плоскопаралельной насадкой. Процесс проводят при абсолютном давлении в верху колонны 4-6 кПа. В тарельчатой колонне температура составляет 160-170оС, а в колонне с плоскопаралельной насадкой при 140оС обеспечивается содержание в кубовом остатке 1-3% циклогексанола. Системы вакуума и подачи пара в колоннах аналогичны системам колонн выделения циклогексанона. Для снижения содержания летучих эфиров в флегму колонны подают щелочь в мольном соотношении 1: 7000.

Циклогексанол – ректификат отгоняется в виде дистиллята. Этот продукт

направляется частично на установку дегидрирования для получения циклогексанона, а другая часть является товарным продуктом.

Циклогексанол товарный должен соответствовать по качеству требованиям технических условий ТУ 2423-030-00205311-05, наименование показателей и нормы которых представлены в таблице

Таблица

Наименование показателей Норма
Высший сорт Первый сорт
1 Плотность при 250С,г/см3 0,945±0,02 0,945±0,02
2 Массовая доля циклогексанола, %, не менее 95,0 85,0
3 Массовая доля примесей, %, не более, в том числе: циклогексанона,%,не более 5,0   4,0 10,0   9,0
4 Массовая доля воды,%, не более 0,1 0,5

 

Кубовый продукт колонны 8подаетсяв тонкопленочную колонну 9 для отгонки циклогексанола в виде дистиллята, который отправляется на омыление. Кубовый продукт, состоящий из тяжелокипящих примесей, является товарным и должен соответствовать по качеству требованиям и нормам технических условий ТУ 24ЗЗ - 016 - 00205311 – 99, представленным в таблице

 

№№ пп Наименование Показателя Норма Метод Испытания
Внешний вид Однородная жидкость темно-коричневого цвета без видимых механических примесей По п.5.2.
Плотность при 20оС, г/см3, в пределах 0,98-1,02 По п.5.3.
Массовая доля воды, %, не более 1,5 По п.5.4.
Массовая доля летучих соединений, %, не более По ГОСТ 17537-72
Массовая доля щелочи в пересчете на NаОН,%, не более 0,5 По п.5.6.
Цвет по иодометрической шкале факультативно По ГОСТ 19266-79

 









Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.