Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
Колонны 5/ и 5г работают как одна колонна: пары из верха колонны 5г поступают в нижнюю часть колонны 5/, а кубовая жидкость из куба колонны 5Х насосом 7 перекачивается в верхнюю часть колонны 5г- Колонна снабжена кипятильником 6, обогреваемым паром с давлением 1,37 МПа. Пары из верха колонны 5/ конденсируются в дефлегматоре 8. Несконденсировавшиеся газы направляются в рассольный конденсатор 9. Конденсат — изопентановая фракция — стекает в сборник 10, из которого часть его подается в колонну
9 *-
WW
12 ^ 13 15
/Є V-. viii*
—Э—
18-
0
77
Рис. 22. Схема получения изопентан-изоамиленовой фракции акс-іракігвной ректификацией с ДМФА:
сепаратор;
испарители; 3 — перегреватель; 5
5 о
колонны экстрактивной
ректификации; 6, 19 — кипятильники; 7, 11, 13, 16, 17, 22 — насосы; 8, 20 — дефлегматоры; 9 — конденсатор; 10, 21 — сборники; 12, 15 — холодильники; 14 — емкость; 18 — десорб-ционная колонна.
/ — изопентан-изоамиленовая фракция; // — изоамиленовая фракция; /// — изопентан; IV — углеводороды на отпарку; V — огдувки на компримирование; VI — свежий ДМФА; VII — изоамилен-изопреновая фракция; VIII — ДМФА на регенерацию.
в виде флегмы, а остальное количество возвращается на первую стадию дегидрирования.
Насыщенный изоамиленами растворитель из куба колонны 5% насосом 16 подается в десорбционную колонну 18, предназначенную для выделения изоамилен-изопреновой фракции из насыщенного ДМФА. Колонна обогревается паром через выносной кипятильник 19. Изоамилен-изопреновая фракция отбирается из верха колонны 18 и конденсируется в дефлегматоре 20. Конденсат стекает в сборник 21, откуда часть изоамилен-изопреновой фракции возвращается в колонну в виде флегмы, а остальное количество направляется на склад.
Десорбированный растворитель из куба колонны 18 после испарителя 2 охлаждается в холодильнике 15 и собирается в емкость 14. Из емкости 14 охлажденный ДМФА подается вновь на экстрактивную ректификацию; 3% от общего количества циркулирующего растворителя отводится на регенерацию; свежий растворитель для подпитки подается в емкость 14.
Режим работы колонн установки экстрактивной ректификации
Колонна 5 Колонна IS
Температура верха, °С Температура низа, °С Давление в кубе, МПа Число тарелок Флегмовое число
50-55 135—140 0,27—0,29 55
40—45 155—160 0,13—0,14 55 2
Составы продуктов, получаемых при разделении изопентан-изоамиленовой фракции, % (масс.)
Изопентановая фракция
Изопентан 92—95
Изоамилены 2—4
Пентан 2,5—3,0
Амилены 1,0
Углеводороды C4 0,2
Изоамилен-изопренозая фракция
Изоамилены
Изопрен
Пиперилен
Изопентан
Пентан
Амилены
80 10—12 1,5—2,0 0,5—2,0
2,5
6,0
Дегидрирование изоамиленов в изопрен
Дегидрирование изоамиленов в изопрен является равновесной реакцией. Все три изоамилена, полученные в результате дегидрирования изопентана, образуют изопрен: CH3
CH2=CH-CH -CH3 CH3
I
CH2=C—CH2—CH3 CH3
CH3—CH=C—CH3
CH3
I
CH2=C—CH=CH2 -р- H2
Тепловой эффект этой реакции зависит от структуры исходного изоамилена. Ниже указан тепловой эффект для каждого изомера, кДж/моль:
2-іЧетилбутен-І —131
2-Метилбутен-2 —137,6
З-Метилбутен-1 —123,4
В расчете на 1 кг изоамиленов это составляет 1800 кДж. Кроме основной реакции дегидрирования протекают побочные процессы.
Разложение изоамиленов и изопрена с образованием углеводородов C1—C4, C6, CO2 и кокса.
Изомеризация изоамиленов в амилены, причем образовавшиеся нормальные углеводороды дегидрируются в пиперилен, который частично дегидроциклизуется в циклопентадиен:
CHo=CH—CH9—CH9—CHq 1
?=і СН„=СН-СН=СН-СН3-4-H2 CH3-CH-CH-CH2-CH3 J 3 2
CH2=CH-CH = CH-CH3 —>
-H2
Процесс дегидрирования изоамиленов в изопрен осуществляется на стационарном слое хром-кальций-никельфосфатного катализатора ИМ-2204 или ИМ-2206 при 600—650 °С с чередующимися циклами контактирования и регенерации катализатора. Длительность одного цикла составляет 30 мин:
Дегидрирование 15 мин Регенерация 11 мин
Продувка паром 2 мин Продувка паром 2 мин
Установка для дегидрирования изоамиленов состоит из двух однотипных реакторов: один реактор находится на дегидрировании, другой — на регенерации, Технологическая схема процесса дегидрирования представлена- на рис. 23.
Сырье — свежая и возвратная изоамиленовые фракции — через сепаратор 1 поступает в испаритель 2. Испарение сырья происходит при температуре 95 0C и давлении 0,50 МПа. Пары изоамиленовой фракции после сепаратора перегреваются до 105 0C в перегревателе 3 и направляются в печь 4, где перегреваются до 450—500 °С. Во избежание термического разложения изоамиленов перегревать их выше 500 0C не рекомендуется. Поэтому в случае завышения температуры предусматривается подпитка амиленов водяным паром с температурой 158 °С.
Реакция дегидрирования изоамиленов протекает в присутствии водяного пара. Водяной пар с температурой 700—750 0C смешивается с парами сырья перед входом в реактор 5. Для предупреждения вторичных реакций термичес'кого разложения в трубопроводах после реактора температура контактного газа на выходе из катализаторного слоя снижается до 530 °С путем впрыскивания парового конденсата. Каждый реактор снабжен котлом-утилизатором 6, где контактный газ охлаждается до 250 0C После этого контактный газ поступает в скруббер 7, разделенный глухой тарелкой на две секции. В нижней
