Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
В колонне 20 изопрен очищается от ацетиленовых углеводородов и фурана методом азеотропной ректификации с добавлением изопентана, образующего азеотроп с легкокипящими углеводородами. Обогрев колонны 20 осуществляется горячей водой через кипятильник 21. Из верха колонны 20 отводится легкая фракция, которая конденсируется в конденсаторе 22; конденсат охлаждается в теплообменнике 23 и поступает в емкость 25. Несконденсировавшиеся газы из конденсатора 22 поступают в конденсатор 24. Из емкости 25 часть конденсата возвращается в колонну в виде флегмы, а остальное количество откачивается на склад. Отбор изопрена осуществляется в паровой фазе с 3-й тарелки колонны 20. Изопрен поступает в конденсатор 28, собирается в емкость 29 и отправляется либо на очистку раствором диизобутилалюминийкалия, либо на склад (если нет необходимости в дальнейшей очистке). Кубовая жидкость колонны 20 — изопрен, димеры изопрена — после охлаждения отправляется на склад.
ПРОИЗВОДСТВО ИЗОБУТИЛЕНА
В промышленности синтетического каучука изобутилен используется .как мономер для производства бутилкаучука и полиизобути-лена, а также для производства изопрена методом конденсации изобутилена с формальдегидом.
Изобутилен (СН3)2С=СН2 при нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с неприятным запахом, Изобутилен нерастворим в воде; растворяется в этиловом спирте и диэтиловом эфире. Вступает во все реакции, характерные для олефинов; легко полимеризуется в присутствии кислых агентов. Взрывоопасен. Пределы взрывоопасных концентраций с воздухом 1,7—9,0% (об.). При вдыхании оказывает наркотическое действие.
Основным источником получения изобутилена являются газы нефтедобычи и нефтепереработки, содержащие изобутан и изобутилен. Изобутилен может быть получен дегидрированием изобутана.
В настоящее время все большее значение приобретают процессы извлечения изобутилена из пиролизных фракций C4. Промышленное выделение изобутилена из фракции C4 осуществляется либо с помощью серной кислоты, либо жидкофазной гидратацией на ионообменных смолах.
ПОЛУЧЕНИЕ ИЗОБУТИЛЕНА ДЕГИДРИРОВАНИЕМ ИЗОБУТАНА Дегидрирование изобутана
Дегидрирование изобутана в изобутилен протекает по реакции:
СН3ч CH3V
ХСН—СН„ ^=± хС=СНг+H2
CH»/ CH9/
Параллельно Протекают следующие побочные реакции. Дегидрирование бутана в бутены:
CH3 -CH2-CH = CH2
CH3
CH2- CH2- CH3 <=±
CH3-CH = CH-CH3
Изомеризация: сн.
сн/
CH3 CH
сн—сн.
4C=CH2
CH3—CH2—CH2 — CH3
CH3-CH2-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH3
Крекинг с образованием легкокипящих углеводородов (CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8), тяжелокипящих углеводородов (C5 и выше) и кокса.
Технологический процесс дегидрирования изобутана в изобутилен (рис. 27) осуществляется следующим образом. Сырье — изобутано-вая фракция — через сепаратор 1 поступает в испаритель 2, где испаряется при температуре 45 0C и давлении 0,59 МПа. Отсепариро-ванные пары сырья перегреваются до 60 0C в перегревателе 3, до 15O0C в змеевике реактора 5 за счет теплоты контактного газа и до 550 0C в печи 4 за счет теплоты сгорания топливного газа. Из печи перегретые пары изобутилена поступают в нижнюю часть реактора 5 под распределительную решетку.
Рис. 27. Схема дегидрирования изобутана в изобутилен;
1, 18 — сепараторы; 2 — испаритель; 3 — перегреватель; 4 — трубчатая печь; 5 — реактор; 6 — регенератор; 7, 13 — котлы-утилизаторы; 8 — электрофильтр; 9, 14 — скрубберы; 10, 15 — холодильники; //, 12, 16,' 17 — насосы.
/ — сырье; 11 — топливный газ; /// — воздух; IV — азот; V — свежий катализатор; VI — отработанный катализатор; VII — природный газ; VIII — водяной пар; IX — катализа-торная пыль; X — дымовые газы; XI — контактный газ; XIl — вода на очистку; XIlI — свежая вода.
Дегидрирование изобутана проводится при 540—590 йС в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора К-5, циркулирующего в системе реактор—регенератор. Реакция дегидрирования эндотермическая. Теплота для реакции подводится с регенерированным горячим катализатором. Регенерированный катализатор вводится в реактор над верхней секционирующей решеткой, отработанный катализатор отводится из нИза реактора.
Контактный газ для снижения температуры и обрыва крекинга углеводородов отдает теплоту в змеевике реактора 5, затем очищается от катализаторной пыли-в двухступенчатых циклонах, расположенных в верхней части реактора и направляется на охлаждение в котел-утилизатор 13. Из котла-утилизатора контактный газ с температурой 300 0C поступает в скруббер 14, где охлаждается до 40 0C и окончательно освобождается от катализаторной пыли. Скруббер 14 разделен глухой тарелкой на две части. Нижняя часть скруббера орошается циркуляционной водой с температурой 70—90 °С без предварительного охлаждения, подаваемой насосом 17. Циркуляция воды в верхней части скруббера осуществляется насосом 16 через холодильник 15, где вода охлаждается с 60 до 35 °С. В нижней части скруббера накапливается катализаторная пыль, поэтому часть воды постоянно выводится на очистку. Из скруббера контактный газ с температурой 40 0C поступает в сепаратор 18, где отделяется от воды, и далее направляется не выделение изобутан-изобутиленовой фракции.
