Производство капролактама - Бадриан А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Медный катализатор для форконтакта должен содержать высокодисперсную активную медь, причем количество металла должно быть достаточным, чтобы обеспечить высокую сероемкость контакта. Как следует из приведенных данных [6, 10], среди медных катализаторов наибольшей сероемкостью обладает медь на карбонате магния. Активность и сероемкость медных катализаторов даны ниже:
Катализатор Поверх-иость ме- Актив- Сероемкость по тиофено-
ДИ, М2/Г ность * вой сере, мг/г
Медь на диатомите . » . . . 6 10,6 1,06
Хромит меди * 16,7 2,05
Медь на ZnO ..... 8 5,5 1,30
Медь на А1203 — 7,0 0,80
Медь на окислах Mg, Сг . . . 30 52,0 8,80
Медь на MgCCb . 60% Си 43 69 11,00
75% Си 70 102,0 16,00
* Степень конверсии ацетона (%) и*а 1 г катализатора при 70 °С, объемной скорости ацетона б ч-1 и водорода 1-104 ч-1.
Для приготовления медь-магниевого катализатора его осаждают при определенном pH, сливая одновременно растворы нитратов меди и Магния с раствором соды [27]. Промытый и высушенный осадок прокаливают, после чего катализатор дробят и таб-летируют.
Катализатор (таблетки черного цвета размером 5X5 мм с насыпной плотностью 1,3—1,6 г/мл) содержит не менее 50% Си и 8—10% MgO. Сероемкость катализатора достигает 1,0—1,2% от его массы по тиофеновой сере и свыше 6% по сероуглеродной сере, что соответствует сероемкости никелевых контактов.
Технология процесса гидрирования бензола
Проблема получения циклогексана высокой степени чистоты технически решается гидрированием бензола в жидкой или паровой фазе. В последнее время в зарубежной практике отдают пред-
25
почтение жидкофазному процессу. Его преимущества заключаются в возможности создания агрегатов большой единичной мощности, проведении процесса с максимальным превращением бензола и исключением изомеризации циклогексана в метилциклопентан.
Однако энергетически жидкофазное гидрирование не имеет заметных преимуществ перед .парофазным, особенно если последнее осуществлять в трубчатых реакторах с одновременным получением энергетического пара. Кроме того, при реализации жидкофазного процесса возникают затруднения, связанные с использованием суспендированного катализатора.
Вследствие этого ряд крупнейших зарубежных фирм (DSM, BASF, Du Pont) применяют метод парофазного гидрирования бензола. В отечественной промышленности распространен исключительно парофазный процесс, причем внедрено несколько схем, различающихся условиями процесса и аппаратурным оформлением. В качестве сырья используют нефтехимический или коксохимический бензол.
Нефтехимический бензол выделяют из нефтяных фракций 62— 105 °С на установках платформинга. Продукты платформинга разделяют экстрактивной дистилляцией и ректификацией; получающийся при этом бензол содержит около 0,2% примесей, в том чис: ле до 0,06% я-гептана, 0,06% толуола и метилциклогексана и .0,0001 % общей серы.
Коксохимический бензол содержит значительно больше серы, особенно тиофеновой, поэтому на коксохимических предприятиях предусматривают специальную гидроочистку бензола гидрированием сернистых соединений до сероводорода и последующим отпариванием H2S и щелочной промывкой. После очистки в бензоле содержится 0,0002% тиофеновой серы и 0,0001 % сероуглеродной, а также 0,05—0,09% w-гептана и 0,06—0,12% метилциклогексана.
Примеси углеводородов в бензоле не влияют на процесс гидрирования, но, попадая в циклогексан, они могут в конечном счете ухудшить качество капролактама.
Очистка бензола ректификацией оказывается не эффективной в связи с образованием неблагоприятных по составу азеотропных смесей (например, 99,3% бензол и 0,7% н-гептан). На практике примеси высококипящих углеводородов выделяют не из бензола, а из циклогексана «а ректификационной колонне, работающей при атмосферном давлении. Кубовая жидкость колонны, так называемая «гептановая фракция», выводится на сжигание.
Водород, используемый для гидрирования бензола, содержит некоторое количество инертных компонентов (азот, метан и дру: гие), причем концентрация водорода в газе зависит от качества исходного природного газа и метода очистки водорода и составляет обычно 90 и 97% (об.). В водороде регламентируется содержание окиси и двуокиси углерода — не более 0,002% (об.) каждой, аммиака — до 0,0002% (об.) и общей серы — до 2 мг/м3.
В промышленности установки гидрирования бензола обеспечи-
26
ваются водородом, как правило, за счет использования водородсо-держащего газа с агрегатов синтеза аммиака. Вновь строящиеся заводы аммиака базируются на крупных агрегатах мощностью 1360 т/сут и более с усовершенствованной энерготехнологической схемой, для которых отбор водородсодержащего газа возможен в. виде азотоводородной смеси с содержанием 75% Н2 без нарушения энергетического баланса.
Применение в синтезе циклогексана азотоводороднойг смеси заманчиво, так как стоимость этого газа примерно вдвое ниже стоимости чистого водорода, получаемого на небольших установках. Однако с увеличением содержания инертного компонента возрастает расход водорода вследствие потерь с отдувочными газами. Поэтому использование 75%-ного водородсодержащего газа целесообразно в системах, работающих без циркуляции газа, о чем будет сказано ниже.
