Производство капролактама - Бадриан А.С.
Скачать (прямая ссылка):
6—1808
81
поршневых вакуум-насосов. Для поддержания постоянного вакуума в колоннах на вакуумных линиях устанавливаются автоматические клапаны, регулирующие подсос воздуха 6 зависимости от показаний вакуумметра. Конденсат после эжекторов собирается в барометрическом сборнике и возвращается в реактор омыления. Он содержит незначительные количества'Циклогексанона.
Температура верха .колонны для отгонки циклогексанона-сыр-ца составляет 68—75 °С в зависимости от установленного вакуума и содержания циклогексанона, а колонны для отгонжи циклогек-санона-ректификата 62—65 °С. Флегмовые числа на обеих колоннах равны 3,5—5,0. При снижении нагрузок рекомендуется не изменять количество флегмы, а 'продолжать работу при увеличенных флегмовых числах. В дальнейшем при установлении нормальной нагрузки колонну можно без особых затруднений вывести на режим с отбором требуемого количества дистиллята. Подача пара в испаритель производится автоматически по температуре в кубе либо по температуре выбранной тарелки в колонне (6—8-я для первой колонны и 52—55-я для второй).
Кубовый продукт второй колонны используется обычно в качестве абсорбента на стадии окисления циклогексана. Он может быть передан и в реактор омыления. Возврат его на колонну для отгонки циклогексанона-сырца, как это предусматривалось в первых схемах, нежелателен.
Качество циклогексанона-ректификата контролируется газохроматографическим анализом. Кроме того, определяется перманга-натное число, которое указывает на присутствие в продукте окисляемых примесей, в первую очередь эфиров. Для циклогексанона-ректификата, удовлетворяющего требованиям получения капролактама высокого качества, перманганатное число должно составлять не менее 10 тыс. сек.
Статистической обработкой данных промышленного производства получены высокие коэффициенты парной корреляции между перманганатным числом циклогексанона и его эфирным числом |(—0,72), а также между эфирным числом и содержанием в циклогексаноне циклогексенона (+0,82) [18].
Перманганатное число циклогексанона можно повысить, используя следующий технологический прием. В куб одной из колонн выделения спиртовой фракции подают небольшое количество водного раствора щелочи (предпочтительно раствор КОН, обладающий лучшей растворимостью в циклогексаноне). В условиях более высоких температур, нежели на стадии омыления, летучие сложные эфиры, способные попасть при ректификации в циклогексанон, расщепляются. Однако этим приемом следует пользоваться только в случае необходимости и применять его осторожно. Повышенная подача щелочи может привести к выпадению ее на греющих поверхностях испарителя, а также к усиленной альдольной конденсации циклогексанона.
Помимо эфиров среди примесей, способных загрязнять циклогексанон, особо выделим циклогексенон и «-гептанон. Циклогек-сенон, или циклогексен-2-он-1, {ложет образовываться в качестве побочного продукта в процессе дегидрирования [19]. Как установлено [20], вместе с циклогексаноном и циклогексанолом он
82
образует тройную азеотропную смесь, разделение которой в существующих ректификационных системах невозможно.
Некоторого эффекта можно достичь описанным выше введением небольшого количества "водного раствора щелочи в куб одной из колонн для отгонки спиртовой фракции. Предполагают, что в этих условиях циклогексенон вступает в реакцию альдольной конденсации, и, как показывает практика, удается избежать попадания циклогексенона в циклогексанон. Однако следует отметить, что появление циклогексенона, как правило, свойственно для фенольного метода производства капролактама, в котором процесс дегидрирования циклогексанола на цинк-железном катализаторе осуществляется при температуре выше 400 °С.
Гептанон-2 является специфической примесью для циклогексанона окислительного метода. Его относительная летучесть с цикло-гексаноном близка к единице и не изменяется при варьировании давления. Причина его появления — присутствие в циклогексане, получаемом гидрированием бензола, «-гептана, который окисляется до гептанона-2. В случае появления «-гептана в циклогексане необходимо включать в работу предусмотренную в схеме ректификационную колонну для его отгонки.
Для получения циклогексанола применяются колонны с колпачковыми и клапанными тарелками, а также колонны с плоско-параллельной насадкой. Процесс проводят при абсолютном давлении в верху колонны 4—6 кПа. Если в тарельчатой колонне температура в кубе составляет 160—170 °С, то в колонне с плоскопараллельной насадкой при 140 °С обеспечивается содержание в кубовом остатке циклогексанола 1—3%. Системы вакуума и подачи пара в колоннах для 'выделения циклогексанола выполняются так же, как и в колоннах для выделения циклогексанона.
В работе [18] предлагается вводить щелочь в колонну получения циклогексанола по линии подачи флегмы в мольном соотношении 1 :7000. В результате содержание в циклогексаноле летучих эфиров снижается примерно на 30%, что сопровождается возрастанием содержания низших, в том числе алифатических спиртов, очевидно, за счет гидролиза сложных эфиров. Высказывается мнение, что такая операция приводит к снижению количества 2-циклогексилиденциклогексанона на стадии дегидрирования.