Производство капролактама - Бадриан А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Крупные однородные кристаллы собираются в нижней части кристаллизационного объема и в виде суспензии, содержащей около 20% твердой фазы, откачиваются насосом 9 в сгустители 19 и 22. Здесь происходит дальнейшее уплотнение суспензии до содержания твердой фазы 50—60%, после чего она яоступа[ет на центрифуги 20 и 23. Маточный раствор после центрифуг собирается в сборниках 21 и 24, откуда возвращается в испаритель-кристаллизатор 8 и 14. Кристаллы сульфата аммония с влажностью около 2% из центрифуг транспортером 25 подаются в сушилку 26.
I Соковый пар с давлением 0,1 МПа, образующейся в испарительном объеме испарителя-кристаллизатора 8, поступает в сепаратор 7. Нижняя часть сепаратора имеет специальный каплеотбойный слой, после которого брызги раствора возвращаются в цикл. Для улавливания свободного аммиака, уносимого из раствора соковым паром, над нижним каплеотбойным слоем разбрызгивается циркулирующая слабая серная кислоту («1 г/л). Соковый пар с давлением 0,1 МПа после испарителя-кристаллизатора 8 используется для обогрева испарителя 1 и подогревателя 11.
В системе, аналогичной описанной, но работающей в вакууме с остаточным давлением 20 кПа, упаривание и кристаллизация раствора сульфата аммония осуществляются со стадии нейтрализации. Соковый пар из испарителя-кристаллизатора 14 с температурой около G0°C конденсируется в конденсаторе 15. Конденсат сокового пара через барометрический сборник 17 сбрасывается в канализацию.
Сушка кристаллов сульфата аммония проводится в сушилке 26 с кипящим слоем. Горячий воздух подается воздуходувкой 28 через калорифер 27. Отработанный воздух из сушилки 26 воздуходувкой 30 подается на промывной скруббер 29, после которого он с температурой 45—50 °С и с содержанием пылевидного (NH4)2S04 не более 10 мг/м3 выбрасывается в атмосферу. Скруббер орошается конденсатом сокового пара.
Описанная схема позволяет получать сульфат аммония, в котором содержимся свыше 70% кристаллов размером более 1 мм. Недостатком схемы является необходимость вывода части маточных
15—1808
213
растворов из цикла кристаллизации раствора стадии оксимирования, что требует установки дополнительной аппаратуры. Расход энергетических средств на 1 т сульфата аммония равен: 26— 30 кВт-ч электроэнергии, 56 м3 воды и 2,27—2,47 МД'ж водяного пара.
Для отделения кристаллов соли от маточных растворов обычно используют непрерывно действующие автоматические центрифуги фильтрующего типа, иногда в паре с отстойными центрифугами. Влажность соли, в зависимости от величины кристаллов, нагрузки по суспензии и других факторов колеблется в пределах 1—5%.
Влажный сульфат аммония легко уплотняется («слеживается») при хранении, что затрудняет его дальнейшее использование. Поэтому после центрифуг соль подвергают дополнительной сушке в барабанных сушилках или в сушилках с кипящим слоем. Помимо остаточной влажности на «слеживаемость» продукта влияет величина кристаллов, наличие в продукте свободной серной кислоты и некоторых других примесей. Некоторые органические примеси, например производные метакрилового ряда, приводят к уменьшению «слеживаемости» сульфатов. При хранении высушенных солей «слеживаемости» удается избежать, если влажность воздуха не превышает гигроскопической точки.
Высокая гигроскопическая точка сульфата аммония (81,0 при 20 °С) является одной из причин, по которым его предпочитают другим видам азотных удобрений в странах с жарким и влажным климатом.
Термическое обезвреживание отходов •'
Помимо растворов сульфата аммония на разных стадиях производства капролактама образуется значительное количество отходов, содержащих органические продукты. Источником их образования являются побочные реакции, а также термическая деструкция и полимеризация целевых веществ в процессе разделения и очистки полупродуктов.
Обычно отходы представляют собой многокомпонентные смеси, разделение которых на индивидуальные вещества связано с технологическими трудностями и часто оказывается экономически нецелесообразным. Приведем упрощенный состав наиболее характерных отходов в производстве капролактама по окислительной схеме (в %):
Циклогексеновая фракция
Циклогексен . Циклогексанон
До 70 До 30
Спиртовая фракция
Циклогексанон Циклогексанол Спирты . .
До 25 До 10 До 65
214
Масло X
Циклогексаиол.................... До 50
Циклогексиловые эфиры дикарбоновых кислот и прочие органические продукты . До 57
Водно-щелочной сток цеха окисления циклогексана
Циклогексанон . ...................
Циклогексаиол . . "................
Едкий натр...........................
Натриевые соли моно- и дикарбоновых кис
лот................................
Вода . . ................... .
Водно-кислый сток цеха окисления циклогексана
Циклогексанон ........
Циклогексаиол .......................
Моно- и дикарбоновые кислоты
Смолы ...............................
Вода.................................
Кубовые остатки дистилляции капролактама
Капролактам........................
Олишмеры капролактама ....
Натриевые соли органических кислот Продукты конденсации (осмол) .
