Окись этилена - Зимаков П.В.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 50. Схема процесса производства окиси этилена (фирма Atlantic Refining):
/—компрессоры; 2—основной реактор; 3- холодильники; 4—основной абсорбер; 5—дополнительный реактор; 6—дополнительный абсорбер; 7—холодильник (водяной или с хладоагентом); 5—котел-утилизатор с теплоносителем; 9—десорб-ционная колонна; 10— парциальный конденсатор; //—первая ректификационная колонна; 12—холодильник с хладоагентом; /,?—вторая ректификационная колонна; /¦/—емкость для товарной окиси этилена.
с неподвижным катализатором, малое гидравлическое сопротивление подаваемому на контактирование газу и, следовательно, меньший расход электроэнергии, возможность создания контактных аппаратов высокой производительности.
На рис. 50 изображена схема27 фирмы Atlantic Refining (США), не получившая пока еще промышленного осуществления. Сырьем для процесса служит этилен чистотой выше 95%; товарным продуктом является окись этилена чистотой 99,5%.
Этилен и воздух смешиваются с рециркулирующим газом и проходят через реактор 2, трубы которого заполнены серебряным катализатором, находящимся в псевдоожиженном состоянии. Для охлаждения реакционных газов используется даутерм, который пропускают через внутренние змеевики реактора. Выходящие из
реактора 2 газы проходят фильтр, где отделяется увлеченный катализатор, и холодильник 3 и поступают в основной абсорбер 4, где окись этилена извлекается, как обычно, водой. Газы, отделенные от окиси этилена, разделяются на два потока; один возвращается в первый реактор, а другой после добавления к нему небольшого количества воздуха поступает во второй реактор 5 такой же конструкции, как и первый. Отходящие из него газы после охлаждения поступают в абсорбер 6 для дополнительного извлечения окиси этилена. Второй реактор работает без рециркуляции газового потока. Процесс окисления этилена протекает при температуре от 205 до 315 °С и избыточном давлении 7— 10,5 am. Окись этилена и другие газы десорбируются острым паром в колонне 9, а абсорбент рециркулирует в абсорберы.
Смесь окиси этилена, воды и двуокиси углерода проходит парциальный конденсатор 10, где отделяется вода, которая возвращается в колонну 9. Несконденсировавшиеся пары поступают в первую ректификационную колонну //, нижний продукт которой направляется в десорбциониую колонну 9 в качестве орошения. Верхний продукт колонны 11 частично конденсируется; конденсат возвращается в колонну, а несконденсированные газы проходят скруббер (на рисунке не показан) для выделения из них окиси этилена. Окись этилена и двуокись углерода выходят из колонны // боковым потоком и поступают во вторую ректификационную колонну 13 для окончательной отгонки двуокиси углерода, которая возвращается в первую ректификационную колонну //. Нижний продукт — окись этилена — проходит холодильник 12 и поступает в емкость 14, где хранится в атмосфере инертного газа. Выход окиси этилена составляет 55—65%, считая на израсходованный этилен. Превращение этилена в окись этилена в первом реакторе составляет 35—40%, а во втором — 20—25%.
Для проведения процесса окисления этилена в псевдоожижен-ном слое катализатора предложен108 реактор с циркуляцией катализатора для отвода тепла. Аппарат с циркулирующим катализатором состоит из двух частей, заполненных катализатором. Нижняя часть с коническим днищем является каталитической зоной, верхняя часть — охлаждающей. В обеих зонах катализатор поддерживается в псевдоожиженном состоянии.
Существуют два варианта контактного аппарата. По первому варианту (рис. 51,а) охлаждающая зона отделяется от реакционной перегородками или решеткой; циркуляция катализатора осуществляется через трубку, верхняя часть которой находится на границе псевдоожиженного слоя катализатора, а нижняя соединена с другой трубкой, по которой поступает этилен. Последний увлекает за собой частицы катализатора и возвращает его в реакционную зону. По второму варианту охлаждающая и реакционная зоны псевдоожиженного катализатора в реакторе разделяются горловиной (рис. 51,6).
*
Рис. 51. Реактор окисления этилена в псевдоожиженном слое катализатора108:
а—первый вариант: /—труба для ввода этилена; 2—вентиль для регулировки скорости движения катализатора; 3—трубка для ввода продувочного газа; 4—трубі для транспортирования охлажденного катализатора; 5—сопла дая рівномериого распределения хладоагента; 6— уровень псевдоожиженного слоя катализатора; 7—верхняя часть реактора—отбойник; 8—труба для вывода реакционного газа; 9—пористый фильтр; /0—трубка для вывода хладоагента; //—охлаждающая зона с псевдоожиженныч катализатором; 12—трубчатый охладитель; 13—трубки для ввода хладоагента; 14—решетка; /5—реакционная зона с псевдоожиженным катализатором; 16 -распределитель;
/7—трубка для подачи кислорода; б-второйвариант: /—труба для ввода этилена; 2—вентиль дія регулировки скорости движения катализатора; 3—трубка для ввода продувочного газа: 4—труба для транспортирования охлажденного катализатора; 5- пылеотделнтель; 6—труба для вывода реакционного газа; 7—труб) для ввода реакционного газа в пылеотдеаитель; 8— верхняя часть реактора—отбойник: 9— уровень псевдоожиженного слоя катализатора; /0—выходная трубка из змеевика; //—змеевик; 12—охлаждающая зона с псевдоожиженным катализатором; 13— трубка для ввода хладоагента в змеевик; /4—трубка для ввода хладоагента; /5—сопло для равномерного распределения хладоагента; /6—горловина; 17—реакционная зона с псевдоожиженным катализатором; 18—труба для транспортирования катализатора в холодильник 20; 19—трубка для вывода хладоагента; 20— холодильник; 21—распределитель; 22—трубчатый теплообменник; 23—трубка для ввода хладоагента; 24- трубка для ввода продувочного газа; 25—труба для транспортирования катализатора;
