Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
Температура верха, 0C Температура низа, °С Давление, кПа
60—72 80—85 28—48 20—40 62—74 98-104 32- 55 20—40 26,7 53,3 40 80
Состав акрилонитрила-ректификата, % (масс.)
Акрилонитрил, не менее 98,5
Синильная кислота, не более 0,002
Дивинилацетилен, не более 0,015
Ацетальдегид, не более 0,01
Вода, не более 0,5—1,5
Метилвинилкетон, не более 0,2 Железо (растворимое), не бо- 0,00002 лее
Аммиак, не более 0,01
ПОЛУЧЕНИЕ АКРИЛОНИТРИЛА ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ АММОНОЛИЗОМ ПРОПИЛЕНА
Акрилонитрил получается окислением пропилена на фосформо-либдате висмута в присутствии аммиака:
CH2=CH-CH3+NH3+1,5O2 —у CH2=CH-CN+ 3H2O
Этот процесс известен под названием окислительного аммонолиза пропилена. Процесс сопровождается следующими побочными реакциями.
Получение ацетонитрила:
2C3H6+ 3NH3+ 3O2 —> 3CH3-CN+ 6H2O
Получение синильной кислоты:
C3H6 + 3NH3 + 3O2 —> 3HCN+ 6H2O Окисление пропилена до диоксида и оксида углерода:
. C3H6 + 4,5O2 —> 3CO2+ 3H2O C3H6+ 3O2 —> 3CO+ 3H2O Сгорание аммиака:
2NH3+ 1,5O2 —> N2+ 3H2O Образование ацетона и пропионитрила:
C3H6 + 0,5O2 —> H2C—CH-CH3 —у CH3-C-CH3 <=±
//^ +NH3
ч-± CH3-CH2-C7 —> CH3-CH2-CN + H2O 4H
Как основная, так и побочные реакции сильно экзотермичны. Тепловой эффект составляет около 16 740 кДж на 1 кг полученного акрилонитрила. Теплота реакции отводится кипящей водой с температурой 229 °С при давлении 2,64 МПа.
Синтез акрилонитрила из пропилена и аммиака осуществляется в присутствии воздуха в кипящем слое катализатора.
Технологический процесс получения акрилонитрила включает следующие стадии: дозировка и смешение в требуемых соотношениях исходных продуктов, контактирование смеси в реакторе с кипящим слоем катализатора, нейтрализация контактных газов и отмывка газов от кислоты водой, абсорбция нитрилов из контактного газа водой, десорбция акрилонитрила-сырца, ректификация акрилонитрила, выделение и очистка побочных продуктов.
Жидкий пропилен и аммиак испаряются в испарителях // и 12 за счет теплоты циркулирующего абсорбента и в газообразном состоянии поступают в нижнюю часть реактора 1 (рис. 51). Сюда же подается воздух. Реакционные газы из реактора проходят теплообменник 2, где нагревают воздух, поступающий в реактор и теплообменник 3, в котором нагревается вода. Вода поступает в реактор для отвода теплоты реакции и в колонну 4. Колонна 4 имеет две
Рис. Si. Схема получения акрилоннтрила окислительным аммоиолизо№ пропилена;
/ — реактор. 2, 3, 14 — теплообменники; 4 — скруббер; 5, 6, 10, 38 — холодильники; 7, 8, 13, 19, 27, 32, 37, 42 — насосы; 9 — абсорбер; 11 — пропиленовый испаритель; 12 — аммиачный испаритель; 15 — колонна экстрактивной ректификации; 16, 24, 29, 34 — кипятильники; 17, 21, 25, 30, 35, 40 — конденсаторы; 18, 22, 26, 31, 36, 41 — емкости; 20, 23, 28, 33, 39 — ректификационные колонны.
/ — пропилен; // — аммиак; III — воздух; IV — вода; V — серная кислота; VI — отдувки СО, CO2, N2 в атмосферу; VII — водяной пар; VIII — дистиллят колонны 20 на выделение ацетонитри-ла; IX — отдувки на абсорбцию циановодорода; X — кубовая жидкость колонны 23 на выделение синильной кислоты; XI — акрилонитрил; XlI — к линии вакуума; XIII — кубовая жидкость колонны 39 на сжигание.
секции насадки: в нижней секдии происходит охлаждение реакционных газов с 260—230 до 40 °С, отделение катализатора -и нейтрализация непрореагировавшего аммиака серной кислотой. В верхней секции насадки реакционные газы отмываются водой от сульфита аммония и серной кислоты и охлаждаются до 33 °С. Во избежание вспенивания в колонну подается антивспениватель, для предотвращения коррозии — ингибитор коррозии.
Несконденсировавшийся газ из колонны 4 направляется в абсорбер 9. Органические продукты в абсорбере поглощаются водой, а непоглощенные газы (оксид и диоксид углерода, азот) выбрасываются в атмосферу. Вода в абсорбер 9 поступает из куба колонны 20, пройдя теплообменник 14. Кубовая жидкость абсорбера (акрилонитрил, синильная кислота, ацетонитрил и др.) направляется в колонну экстрактивной ректификации 15 для отделения акрилоннтрила от ацетонитрила. В качестве экстра-гента используется вода. Кубовая жидкость колонны 15 поступает в колонну 20, предназначенную для выделения ацетонитрила-сырца. Пары из верха колонны 15 конденсируются в конденсаторе 17. Конденсат собирается в емкость 18, где разде-
ляется на водный и масляный слои. Для более полного извлечения органических продуктов водный слой из емкости 18 снова возвращается в колонну 15, а органическая фаза направляется в колонну 23 для выделения акрилонитрила.
В колонне 23 происходит отделение акрилонитрила от синильной кислоты. Акрилонитрил-сырец из колонны 23 направляется на азеотропную осушку в колонну 28, а затем для отделения высококипя-'щих примесей в колонну 33. Акрилонитрил-ректификат отбирается с 44-й тарелки, конденсируется и отправляется на склад. Кубовая жидкость колонны 33 для более полного извлечения акрилонитрила поступает в колонну 39. Кубовая жидкость колонны 39, содержащая большое количество пропионитрила, отправляется на сжигание. Кроме того, получается синильная кислота с чистотой 99,6% (масс.) и ацетоннтрил с чистотой 99 % (масс).
