Производство капролактама - Бадриан А.С.
Скачать (прямая ссылка):
На первой колонне выделяется дистиллят, содержащий, помимо спиртов, до 30—50% циклогексанона и циклогексанола. Полученный таким образом дистиллят разгоняют на следующей колонне. При ректификации на первой колонне добиваются отсутствия спиртов в кубовом продукте, а на второй — и минимального содержания в дистилляте циклогексанона (практически можно довести до нескольких процентов). Кубовый продукт второй колонны содержит некоторое количество спиртов и его присоединяют к питанию предыдущей колонны. Спиртовую фракцию, получаемую на второй колонне, направляют на сжигание, так как выделение из нее индивидуальных продуктов связано со значительными капитальными и энергетическими затратами.
79
Обе колонны работают при высоких флегмовых числах, равных 40—60. Температура верха первой колонны ~145°С, а второй 115—125 °С. В случае предварительного отделения масла X температура куба в каждой колонне поддерживается равной 168— 170 °С, а в присутствии в смеси масла X на 4—5°С выше. Колонны имеют каждая по 60—65 колпачковых или клапанных тарелок. Подача пара в испарители регулируется автоматически по температуре в кубе.
ВксиВат,
BoSa'YK Вакуум-насосу
Цикл агенса-нон-ректи-щкат
НВакццм- g0^g' насосу
Циклогексанол-ректисртат
Пар-
И Вакуум-насосу
Циклогексанол на омыление
5_
X
Масло
Рис. 123. Схема ректификации омыленного оксидата:
1 — колонна для отгонки циклогексана; 2— холодильники-конденсаторы; 3 — испарители; 4, 5 — колонны для отгонки спиртовой фракции; 6 — колонна для отгонки цнклогексанона-сыр-ца; 7—колонна для отгоики циклогексанона-ректнфнката; в —колонна для отгонкн цикло-гексанола; 9—роторно-пленочион нспарнтель.
Работа колонн в значительной степени зависит от температуры флегмы: при холодной флегме, особенно на первой колонне, разделение ухудшается за счет сдвига концентрации спиртов в нижнюю часть колонны. Недопустимо также попадание в колонны воды: разделение ухудшается из-за образования азеотропных смесей. Для вывода попавшей воды в сборнике дистиллята первой колонны обычно устанавливается разделительная перегородка.
В том случае, когда продукты дегидрирования подают непосредственно в «спиртовые» колонны, возможно ухудшение режима работы колонн из-за повышенного содержания в питании цикло-гексена и циклогексана. При этом снижается температура верха, распределение спиртов по тарелкам колонны сдвигается в направлении нижних тарелок и становится вероятным их повышенное со-
80
держание в кубовом продукте. В связи с этим в некоторых схемах предусматривается дополнительная колонна для отделения цикло-гексена и циклогексана из продуктов дегидрирования.
К аналогичным последствиям приводит попадание в питание первой «спиртовой» колонны циклогексана' из-за нарушений технологического режима на стадии его окончательной отгонки. При таких нарушениях кубовый продукт колонн ни в коем случае нельзя передавать на последующую стадию получения циклогексанона, так как циклогексанон неизбежно будет содержать повышенное количество спиртов.
Получение циклогексанона осуществляется в две ступени: на
первой выделяется циклогексанон-сырец с содержанием кетона 70—90%, на второй циклогексанон-ректификат, содержащий не менее 99,9% кетона.
Кубовый продукт первой колонны содержит примерно 1 % циклогексанона, остальное циклогексанол и масло X (если последнее не удалено на предыдущих стадиях). Он передается в колонну, где получают циклогексанол-ректификат, направляемый на стадию дегидрирования.
Относительная летучесть циклогексанона и циклогексанола возрастает с увеличением вакуума. Прямой расчет эффективности колонн, разделяющих циклогексанон и циклогексанол, по равновесным данным может привести к ошибкам. Во-первых, использование для расчета изобарических кривых не соответствует действительной картине процесса. Вследствие того, что колонна имеет довольно большое гидрарлическое сопротивление, абсолютное давление вверху, равное 4—6,5 кПа, возрастает к низу колонны до 26—33 кПа. В работе [6] предложен полуэмпирический метод расчета, учитывающий влияние перепада давления на действительную эффективность. Он был использован и для расчета колонн разделения циклогексанона и циклогексанола.
Во-вторых, для получения дистиллята с предельно малым содержанием тяжелокипящего продукта (циклогексанола в дистилляте содержится обычно 2—4-10_2%) следует учитывать характер кривой равновесия пар — жидкость при х—>1 (х—мольная доля циклогексанона). В работе же [7] отмечается, что при х—*1 в изобарических условиях относительная летучесть циклогексанона и циклогексанола значительно снижается.
И наконец, в-третьих, следует учитывать неизбежные колебания в производственных условиях давления греющего пара, в результате которых возможно ухудшение разделения в колоннах. Поэтому двухколонную схему получения циклогексанона следует признать наиболее рациональной.
Каждая колонна имеет 65 колпачковых тарелок. Вследствие того, что абсолютное давление меняется по высоте, они изготавливаются из царг различного диаметра, с увеличением диаметра снизу Вверх. Вакуум создается трехступенчатым паровым эжектором с конденсаторами поверхностного типа. Возможно применение
