close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3774

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3774
(13)
C1
(51)
(12)
7
C 07C 27/12,
C 07C 27/28
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНА
(21) Номер заявки: 970262
(22) 1997.05.19
(46) 2001.03.30
(71) Заявители: Гродненское ПО "Азот"
им. С.О. Притыцкого (BY), Северодонецкое
НИВП "Ректификация-Химтех" (UA)
(72) Авторы: Шепелев Е.Т., Осмоловский В.А. (UA),
Юрша И.А., Иванов Г.Б., Демидчик А.А., Евсей
А.Н. (BY)
(73) Патентообладатели: Гродненское ПО "Азот" им.
С.О.Притыцкого (BY), Северодонецкое НИВП
"Ректификация-Химтех" (UA)
(57)
1. Способ выделения циклогексана из реакционной смеси синтеза циклогексанона и циклогексанола путем ректификации, отличающийся тем, что в процессе ректификации из колонны выводят часть жидкости,
стекающей по высоте исчерпывающей части, концентрируют при 60-105 °С и возвращают недоупаренную
смесь в исчерпывающую часть колонны.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при концентрировании в качестве теплоносителя используют
пары колонны ректификации.
BY 3774 C1
(56)
Труды ГИАП. Т.10. - М.: Госхимиздат, 1959. - С. 374-379.
SU 422717 А, 1974.
US 3946076 А, МПК2 C07C 27/12, 1976.
US 4055600 А, МПК2 C07C 27/12, 1977.
Фиг. 2
BY 3774 C1
Предлагаемое изобретение относится к способу выделения циклогексана из реакционной смеси синтеза
циклогексанона и циклогексанола и может найти применение в химической промышленности для получения
капролактама и адипиновой кислоты.
Известен способ выделения циклогексана путем ректификации под давлением, близким к атмосферному,
в соответствии с которым продукт окисления подают в ректификационную колонну, где выделяют основное
количество циклогексана при температуре 130-135 °С в кубе, доводя его содержание в кубовом продукте до
3-10 % [2], [3], [4].
Недостатком известного способа являются потери циклогексанона под действием высокой температуры в
кубе колонны, а также образование примесей, ухудшающих качественные показатели циклогексанона и конечного продукта - капролактама.
Наиболее близким техническим решением является усовершенствованный способ выделения циклогексана путем ректификации под давлением, близким к атмосферному, где концентрацию остаточного циклогексана в кубе колонны поддерживают в пределах 17-30 мас.% и температура в кубе колонны снижается за
счет этого до 120 °C [1].
Недостатком описанного способа остается высокое тепловое воздействие на выделяемую фракцию продуктов реакции - кубовую жидкость.
В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создать усовершенствованный способ выделения
циклогексана из реакционной смеси синтеза циклогексанона и циклогексанола путем уменьшения термообработки жидкости, содержащей наибольшую концентрацию циклогексанона, что позволит уменьшить потери
циклогексанона, улучшить его качество и повысить качество получаемого из него капролактама.
Поставленная задача решается тем, что в способе выделения циклогексана из реакционной смеси синтеза
циклогексанона и циклогексанола путем ректификации, согласно заявляемому способу, из ректификационной колонны выводят часть жидкости, стекающей по высоте исчерпывающей части, концентрируют ее при
температуре 60-105 °С и возвращают смесь в исчерпывающую часть колонны, причем в качестве теплоносителя для концентрирования используют пары колонны ректификации.
Поиск, проведенный по источникам научно-технической и патентной информации, показал, что совокупность всех существенных признаков заявляемого технического решения не известна, следовательно, заявляемый способ выделения циклогексана соответствует требованиям новизны.
Отличительной особенностью заявляемого способа выделения циклогексана является то, что из ректификационной колонны ниже ввода питания выводят часть жидкости, стекающей по высоте исчерпывающей части,
концентрируют ее при температуре 60-105 °С в отдельном аппарате, а затем недоупаренную смесь возвращают
снова в исчерпывающую часть колонны, достигают уменьшение термообработки циклогексанонсодержащей
фракции при 120 °С в 1,5-7 раз, чем уменьшают потери циклогексанона, образование микропримесей, улучшают качество получаемого капролактама.
В прототипе весь пар, выходящий из исчерпывающей части колонны в укрепляющую часть, создается в
кубе колонны в зоне наибольшей концентрации циклогексанона, при концентрации циклогексана в смеси 2530 % и температуре 120 °С.
В заявляемом способе большая часть этих паров образуется в мягких условиях в отдельном аппарате при
60-105 °С из жидкости, содержащей малую концентрацию циклогексанона, выведенной из исчерпывающей
части колонны, недоупаренную жидкость из этого аппарата возвращают на доупарку назад в колонну ректификации.
Концентрирование жидкости, отобранной из потока стекающей по исчерпывающей части колонны, при
температуре ниже 60 °С связано с необходимостью применения холодного хладоагента в конденсаторах. Для
оборотной воды это возможно только в холодное время года или в северных широтах. В теплые времена года необходимы дополнительные затраты на захолаживание хладоагента.
Концентрирование жидкости при температуре выше 105 °С связано с усложнением схемы регулирования
процесса, усложнением конструкции исчерпывающей части колонны под точкой ввода недоупаренной смеси, появлением влияния термообработки на раствор в отдельном аппарате. При температуре 105 °С на доупарку возвращается сравнительно малое количество жидкости, на величину которой сказывается фактор
колебания количества питания в колонне, точный замер которого затруднен в производственных условиях. В
свою очередь температура и состав этой жидкости сильно зависит от количества. Под усложнением конструкции колонны понимается уменьшение диаметра и усложнение конструкции опоры.
Сопоставленный анализ отличительных существенных признаков заявляемого технического решения с
известным показал, что признак, касающийся вывода жидкости на концентрирование в дополнительную ректификационную колонну или испаритель, использован впервые, следовательно, заявляемый способ соответствует требованиям изобретательского уровня.
Заявляемый способ реализуется в соответствии со схемой, представленной на фиг. 2.
Реакционную смесь 1 в виде парожидкостной смеси вместе с потоком рецикла 2 подают в колонну ректификации 3. Пары из верха колонны поступают в конденсатор 4, несконденсированные газы выводят потоком 5, часть дистиллата 6 возвращается в колонну 3 в виде флегмы, вторую часть дистиллата 7, являющуюся
частью извлекаемого циклогексана, выводят на повторное использование в узел синтеза. Из куба колонны
2
BY 3774 C1
потоком 8 выводят циклогексановую фракцию. Для осуществления процесса концентрирования в исчерпывающей части колонны 3 в испарителе 9 образуются пары 10. В процессе ректификации в укрепляющей части 1а колонны 3 принимают участие пары 11 перегрева питания 1. В колонне 3 выделяют только часть
циклогексана. Для выделения остальной части циклогексана в мягких условиях из исчерпывающей части 1б
колонны, ниже ввода питания отбирают поток 12 и направляют в колонну 13. Пары 14 этой колонны конденсируются в конденсаторе 15. Часть образовавшегося дистиллата 16 возвращают в колонну в качестве флегмы,
вторую часть 17 возвращают в узел синтеза. Недоупаренную смесь из куба колонны 13 выводят потоком 18 в
колонну 3. В испарителе 19 образуется основная часть паров для ведения процесса. Теплоносителем в испарителе 19 может служить пар, выходящий из верха колонны 3. Доказательством осуществления заявляемого
способа выделения циклогексана являются следующие примеры.
Пример 1 (сравнительный).
На фиг. 1 показана схема выделения циклогексана на Гродненском производстве капролактама. Реакционную
смесь циклогексанона после дросселирования в виде парожидкостной смеси 1 и продукты рецикла 2 подают в реакционную колонну 3, работающую под давлением в кубе 1,7 МПа и температуре 120 °С. Пары, выходящие из
верха колонны, конденсируются в конденсаторе 4, несконденсировавшиеся газы выводят из конденсатора
потоком 5. Образовавшийся дистиллат частично возвращают в виде флегмы 6. Основную часть дистиллата 7
направляют в узел синтеза.
Поток паров, выходящих из верха колонны, образуется из полученных в испарителе 9 паров 10 и паров питания 11. Результаты опыта приведены в таблице.
Пример 2.
Способ осуществляют по описанной схеме (фиг. 2). Колонна 13 работает под давлением 0,035 МПа и
температуре 60 °С. Результаты приведены в таблице.
Пример 3.
Способ осуществляется по схеме (фиг. 3). В отличие от предыдущего примера жидкость 12, отбираемую
из потока, стекающего по высоте исчерпывающей части 1б колонны, подают в отдельный испаритель 19. Здесь в
мягких условиях, при температуре 105 °С образуется 110000 кг/ч паров (концентрация циклогексана в жидкости парожидкостной смеси, покидающей испаритель, составляет 80 %). Результаты опыта приведены в
таблице.
Пример 4.
Опыт проводят, как в примере 2. Поток 12 подают в колонну 13, работающую под давлением 0,055 МПа и
температуре в кубе колонны 82 °С. Такая температура обеспечивает испарение циклогексанона без разложения при концентрации циклогексана в жидкости 69 %. Циклогексановую фракцию 17 выводят из этой колонны
в количестве 28268,4 кг/ч. Остальную циклогексановую фракцию 17 извлекают на ректификационной колонне.
Результаты приведены в таблице.
Как видно из таблицы, выделение циклогексана известным способом (пример 1) дает возможность получить 43000 кг/ч паров 11 в мягких условиях из жидкой фазы потока питания 1, состоящей в основном из
циклогексана (94 мас.%), при температуре 97 °С, а 134774 кг/ч паров 10 образуется в жестких условиях из
кубового продукта, содержащего 29,2 % циклогексанона, 32,7 % циклогексанола, 8,1 % натрийсодержащих
органических солей и высококипящих примесей и только 30 % циклогексана при температуре 120 °С, из-за
жестких условий в кубе превращается в другие соединения 0,5 % циклогексанона и образуются примеси,
трудноотделимые от циклогексанона на последующих стадиях. При выделении циклогексана предлагаемым
способом (пример 2) в жестких условиях, при температуре 120 °С из смеси с высокой концентрацией продуктов (таблица, поток 3) образуется 52375,1 кг/ч паров, что в 2,57 раза меньше, чем в прототипе (пример 1)
(134774-52375,1=2,57). В результате количество разложившегося циклогексанона снижается с 0,5 % до
0,2 %, соответственно во столько же раз снижается количество образующихся в кубе колонны примесей. Из
примера 3 видно, что количество паров 10, образующихся в жестких условиях в кубе колонны 3, составляет
19672,0 кг/ч, это меньше, чем в прототипе, в 6,85 раз (134774:19672=6,85). Ожидаемое снижение количества
разложившегося циклогексанона, а соответственно и образование тяжелокипящих примесей в кубе колонны
3 составляет 0,008 мас.%. В примере 4 количество паров 10, создаваемых в испарителе 9 в жестких условиях
ведения процесса, составляет 92702 кг/ч, что в 1,45 раза меньше, чем в прототипе (134774:92702=1,45). Количество теряемого циклогексанона и образующихся примесей снижается с 0,5 до 0,35 %.
3
BY 3774 C1
Сравнительный материальный баланс примеров
Количество компонента в потоке, кг/ч
2 поток
примеры
3
4
1
2
3
4
1
128
128
128
79
79
4,5
2
128
4,5
3
128
4,5
4
128
4,5
124028 124028 124028 124028 794,5 794,5 794,5 794,5 50,4
50,4
50,4
50,4
Компоненты Ед.
потока
изм.
Газы
Вода
Циклогексан
Циклогексанон
Циклогексанол
Эфиры, соли
и др.
ВСЕГО:
кг/ч
-’’-’’-
1 поток
1
128
79
2
128
79
5 поток
-’’1977
1977
1977
1977
67,7
67,7
67,7
67,7
-
-
-
-
1977
1977
1977
1977
78,0
78,0
78,0
78,0
-
-
-
-
940
940
940
940 182,9 182,9 182,9 182,9
-’’-’’-’’-
501
501
501
501
128690 128690 128690 128690
Продолжение таблицы
Компоненты
потока
Газы
Вода
Циклогексан
Циклогексанон
Циклогексанол
Эфиры, соли и др.
ВСЕГО:
6 поток
Ед.
изм.
7 поток
примеры
1
2
3
4
1
2
3
4
кг/ч
-’’29,8
30,0
29,8
30,0
74,5
74,5
74,5
74,5
-’’- 49174,5 26434 49174,5 37865,2 122885,9 66085,6 122885,9 94663,5
-’’80,0
40,0
80,0
61,6
200,0
100,0
200,0
154,0
-’’-’’-’’- 49284,32 26504,0 49284,32 37956,8 123160,4 66260,1 123160,4 94892,0
Продолжение таблицы
Компоненты
потока
Газы
Вода
Циклогексан
Циклогексанон
Циклогексанол
Эфиры,
соли и др.
ВСЕГО:
8 поток
1
-
2
-
3
-
Количество компонента в потоке, кг/ч
10 поток
примеры
4
1
2
3
4
1
-
11 поток
2
-
3
-
4
-
42785
42785
1886,0 1886,0 1886,0 1886,0 123588
48028
18040 85007,8 42785 42785
1835,5 1841,1 1843,3 1838,4
8895
3456,8
1298
6118,3
172
172
172
172
2055,0 2055,0 2055,0 2055,0
2231
890,3
334
1575,9
43
43
43
43
43000
43000
510,2 504,6 502,4 507,3
6286,7 6286,7 6286,7 6286,7 134774 52375,1 19672 92702,0 43000 43000
4
BY 3774 C1
12 поток
Компоненты
потока
Газы
Вода
Циклогексан
Циклогексанон
Циклогексанол
Эфиры,
соли
и др.
ВСЕГО:
1
-
2
-
3
-
-
61783,3
-
14 поток
примеры
2
3
-
1
-
126670
4
30722,
3
-
96547,3
993,2
4048
493,9
-
-
993,2
2784
493,9
-
249,2
64018,9
498,0
134000
123,9
31834
Продолжение таблицы
16 поток
4
-
1
-
2
-
3
-
4
-
-
47971,4
-
39747
-
19753
170,0
-
78,0
-
70,0
-
32,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
96717,3
-
48049,4
-
39817
-
19785
Продолжение таблицы
Компоненты
потока
Газы
Вода
Циклогексан
Циклогексанон
Циклогексанол
Эфиры,
соли и др.
ВСЕГО:
17 поток
Количество компонента в потоке, кг/ч
18 поток
примеры
1
2
3
4
1
-
1
-
2
-
3
-
4
-
-
56800,3
-
28218,4
-
4983
-
2453,7
-
100,0
-
46,0
-
893,2
-
-
-
-
-
-
993,2
-
56900,3
-
28264,4
-
242,2
7118,6
2
-
3
-
4
-
-
82515,4
107470
-
493,9
-
3017,8
1980
-
-
493,9
-
689,8
550
-
-
123,9
3565,4
-
86223,0
110000
-
1. Труды ГИАП. - Т. 10. - М.: Госхимиздат, 1959. - С. 374-379
2. А.с. 422717 А, МПК2 C07C 27/12, 1974.
3. А.с. 3946076 А, МПК2 C07C 27/12, 1976.
4. А.с. 4055600 А, МПК2 C07C 27/12, 1977.
5
20 поток
BY 3774 C1
Фиг. 1
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Фиг. 3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
139 Кб
Теги
by3774, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа