Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена - Дымент О.H.
Скачать (прямая ссылка):
Расход сырья, материалов и энергетических средств на 1 т этиленгликоля и выход побочных продуктов составляли:
По данным [93]
По данным [98]
Окись эти.ієна, кг . . . Охлаждающая вода, мэ . Пар высокого давления, т Пар низкого давлення, т Электроэнергия, кВч . . Сжатый воздух, мэ . . .
Азот, мэ .......
Диэтиленгликоль, кг . . Триэтиленгликоль, кг
869
320
0,6
0,3
63
14
12
105
25
860 240 4,5 * 0,15 20
* Пар среднего давления.
По схеме получения этиленгликоля Dow Chemical of Canada [991 окись этилена и вода в соотношении 1 : 8 смешиваются под давлением, и смесь подогревается до 100 °С. За счет теплоты реакции температура в гндрататоре повышается до 165—185 СС. Первый выпарной аппарат трехкорпусной выпарной установки работает при 0,98 МПа (10 кгс/см2), а третий — при 9.8 кПа (0,1 кгс/см2).
Этиленгликоль высокой степени чистоты, предназначенный для производства синтетического волокна, выделяется в колонне высотой 24,4 м. Верхняя часть колонны выполнена из высоколегированной стали, чтобы исключить попадание железа в этиленгликоль. С целью получения продукта с малым количеством примесей и выкипающего в узких пределах, этиленгликоль отбирается с одной из верхних тарелок ректификационной колонны (а не сверху).
Описанная технологическая схема получения этиленгликоля (Anorgana. Германия) в принципе сохранилась до сих пор, однако в нее внесены существенные изменения и улучшения по аппаратурному оформлению процесса. Значительно повысилась и мощность установок: в пастоящее время единичная мощность агрегата для получения этиленгликоля составляет 100 тыс. т (и более) в год. На современных установках аппаратура, как правило, изготовляется из высоколегированной стали, что не только резко увеличивает межремонтные пробеги аппаратов, но и обеспечивает получение продуктов более высокого качества. Окись этилена с водой смешивается непосредственно в трубопроводе.
В связи с тем что в аппаратах типа идеального перемешивания селективность процесса гидратации ниже, чем в аппаратах идеального вытеснения, наблюдается тенденция проводить гидратацию в трубчатых аппаратах с большим числом последовательно соединенных секций. Для уменьшения уноса этиленгликоля с вторичным паром на выпарных аппаратах устанавливают колонны с небольшим числом ректификационных тарелок, а для снижения расхода пара на выпаривание на ряде установок число корпусов увеличено до четырех.
Для повышения качества и снижения возможности разложения
гликолей при их выделении применяют пленочные и роторные аппараты, а также принудительную циркуляцию кубовой жидкости. Это позволяет понизить температуру кипения и время пребывания гликолей в испарителях и кипятильниках, улучшить коэффициент теплопередачи.
В связи с тем что к качеству этиленгликоля, который потребляется для производства полиэфирных волокон и пленок, предъявляются весьма высокие требования, разработан ряд мер с целью повышения качества этиленгликоля (особенно этиленгликоля, который получается в виде разбавленного водного раствора при выделении окиси этилена из контактных газов). Количество этого этиленгликоля может быть весьма значительным — до 20% от получаемой окиси этилена.
Этиленгликоль, полученный как побочный продукт при производстве окиси этилена, может содержать такие примеси, как альдегиды, ацетали, сложные эфиры, перекиси, полимерные продукты и др. Некоторые из них придают продукту неприятный запах и окраску при нагревании этиленгликоля. Такой этиленгликоль можно использовать для получения антифриза, в качестве теплоносителя, для осушки газов, однако его нельзя применять в производстве синтетических волокон и пленок, так как содержащиеся в нем примеси усложняют процесс получения полиэфиров и ухудшают качество товарных продуктов — волокон и пленок.
Для очистки этиленгликоля, а также других гликолей от нежелательных примесей предложены различные методы: дистилляция водных растворов, обработка щелочью, кислотой, активированным углем, отбеливающими глинами или ионообменными смолами, гидрирование и т. п. Согласно [100], разбавленный 20%) водный раствор этиленгликоля, который получается как побочный продукт в производстве окиси этилена, концентрируется до 85%, подщелачивается 45%-ным раствором NaOH до рН 13 (с целью превращения некоторых веществ в нелетучие) и подается в колонну предварительной дистилляции. Здесь при остаточном давлении 6,7— 12,0 кПа (50—90 мм рт. ст.) и температуре в кубе колонны 130— 160 JC отгоняется 98% раствора, а полимеры и другие нелетучие примеси выводятся с низа колонны.
Дистиллят колонны поступает в колонну обезвоживания для отгонки воды и летучих примесей при остаточном давлении 13,3— 17,3 кГ1а (100—130 мм рт. ст.), а безводные гликоли из куба колонны передаются на следующую колонну. В этой колонне выделяется чистый этиленгликоль при остаточном давлении 2,7 кПа (20 мм рт. ст.), а кубовые остатки направляются на выделение ди-и триэтиленгликоля. Полученный этиленгликоль выкипает при 197,0-197,4 °С, содержит '0,03-0,04% воды, 0,0008% уксусной кислоты и не имеет неприятного запаха. Цвет его по Pt-Co шкале <5, причем он мало меняется при кипячении с добавкой соляной кислоты, и по всем показателям полученный продукт отвечает требованиям производства полиэтилентерефталата.
