Окись этилена - Зимаков П.В.
Скачать (прямая ссылка):
Схема установки фирмы Japan Catalytic Chemical (Япония)30 отличается от схемы фирмы Scientific Design тем, что реакторы и первой, и второй ступеней работают с рециркуляцией реакционных газов для достижения максимального выхода окиси этилена из этилена и с системой ректификации (рис. 45). Водный раствор окиси этилена из нижней части абсорбера 4 поступает в ректификационную колонну 5. В этой колонне отгоняется концентрированная окись этилена, а дистиллят поступает в верх отпарной колонны 6, где отгоняются легкие газы — CO2, O2 и др. Окись этилена из колонны 6 направляется на дальнейшую переработку.
Важным отличием является также расположение циркуляционного компрессора в технологической схеме. В схеме фирмы Scientific Design этот компрессор расположен после основного контактного аппарата, поэтому абсорбция проводится при максимальном давлении, т. е. в наиболее выгодных условиях. В схеме фирмы Japan Catalytic Chemical циркуляционный компрессор расположен перед контактным аппаратом, что позволяет проводить процесс контактирования при максимальном давлении в системе. Имеются данные30, что в процессе фирмы Japan Catalytic Chemical окисление этилена протекает под давлением 20—30 am,
23fr
поэтому несмотря на потерю напора в реакторе и теплоооменнике процесс абсорбции проводится также при достаточно высоком давлении.
Отходящие газы
Воздух
Этилен
Отходящие газы
JL
Опись этилена
П.1.,1 Г yL-Дизг. 9 Вода г- Ю е-11 гт
l_
7,71 иле H-
гликоль
Триэтилен-"гликоль
Рис. 45. Схема30 процесса производства окиси этилена и этиленгликолей
фирмы Japan Catalytic Chemical (Япония): /—основной реактор; 2— основной абсорбер; 3—дополнительный реактор; 4— дополнительный абсорбер; о— ректификационная колонна; 6—отпарная колонка; 7—гидрататор для производства гликолей; 8— испаритель; 9—колонна для отделения воды; 10— эти-ленгликолевая колонна; //—колонна отгонки дизтплі нгликоля.
СО,
Этилен
Водяной пар ~1
Отходящие газы ¦
I
Окись этилена
Зтилен-гликоль
Ди-и три-этиленгликоль
Рис. 46. Схема27''0 процесса производства окиси этилена и этиленгликолей фирмы Shell Development (США):
/—котел-утилнзатор; 2— реактор; 3—колонна отдувки двуокиси углерода; 4—абсорбер двуокиси углерода; 5—абсорбер окиси этнлент; б—колонна для оттрки окисн этилена; 7- колоннд для отгонки легких компонентов; 5-колоина для ректификации окиси этилена; 9—гидрататор для производства гликолей; 10—колонна для отгонки воды; //—колонна для ректификщин гликолей.
В схеме фирмы Shell Development (США)27' 30 предусматривается одновременное получение окиси этилена и этиленгликоля (рис. 46). Для окисления этилена используется не воздух, а
кислород, концентрация которого должна быть не ниже 95%. При этом применяют специальный серебряный катализатор на носителе, который отличается длительным сроком службы и высокой избирательностью. Промышленные установки в течение шести лет работают на первоначально загруженном катализаторе без заметных изменений гидравлического сопротивления, активности или избирательности катализатора.
Компоненты подаются в контактный аппарат, в отличие от предыдущих схем, сверху вниз, а компримирование реакционных
газов производится после извлечения из них окиси этилена водой. От циркулирующего газа перед возвращением его в реактор отбирают небольшой поток для удаления избытка двуокиси углерода промывкой соответствующим поглотителем, после чего он снова смешивается с основной массой газа. Двуокись углерода отгоняется из поглотителя и выбрасывается в атмосферу или используется.
Условия проведения процесса. Процесс окисления этилена в неподвижном слое катализатора обычно проводится в трубчатом аппарате, причем через трубки, заполненные катализатором, пропускается реакционная газовая смесь, а выделяющееся тепло снимается теплоносителем, находящимся в межтрубном пространстве. В первые годы разработки процесса, когда катализатор еще не формовали, а применяли в виде порошка, нанесенного на стенки реактора, контактные трубки имели «щелевую» форму2". Были предложены также реакторы с концентрически расположенными трубками; в таких реакторах катализатор загружали в кольцевое пространство между трубками.
В настоящее время в промышленности применяются трубчатые контактные аппараты с диаметром трубок141 от 12 до 50 мм, но наиболее часто123 - ш> 155> 162> 277d рекомендуется применять трубки диаметром 24 мм. Длина трубок зависит от высоты слоя катализатора, которая изменяется от 3 до 7,5 ж123' ш> 165' 1в2- 277а. На рис. 47 схематически показан контактный аппарат для окисле-
Рис. 47. Трубчатый контактный аппарат для окисления этилена:
/—патрубок для вывода теплоносителя; 2-взрывные мембр.шы; ^—патрубок для ввода газа; 4— реакционные трубки; 5—патрубок Для ввода теплоносителя в межтрубное пространство; 6—патру-бск для вывода газа.
ния этилена276. Реакционный газ поступает в верх аппарата и, пройдя по трубкам через слой катализатора, выводится снизу. Для съема выделяющегося при реакции тепла в межтрубное пространство через специальное распределительное кольцо подают теплоноситель — масло, устойчивое при температуре 250—300 °С. Масло выводится из верхней части межтрубного пространства реактора и, отдав свое тепло в котле-утилизаторе, возвращается в нижнюю часть межтрубного пространства. В нижней и верхней крышках реактора расположены взрывные мембраны 2 для предохранения аппарата от разрушения в случае взрыва.
