close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5944

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5944
(13) C1
(19)
7
(51) C 01B 3/50,
(12)
C 07C 5/32, 35/08,
49/403
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ОЧИСТКИ РЕАКЦИОННОГО ВОДОРОДА
(21) Номер заявки: a 20010423
(22) 2001.05.07
(46) 2004.03.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Гродно Азот" (BY)
(72) Авторы: Юрша Иосиф Антонович; Демидчик Анатолий Артемович; Иванов
Геннадий Борисович; Лакомкин Александр Андреевич; Гуринов Павел Кузьмич; Евсей Александр Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Гродно Азот" (BY)
(57)
1. Способ очистки реакционного водорода, полученного при дегидрировании циклогексанола в паровой фазе на катализаторе, для его использования в процессе гидрирования бензола на катализаторе, включающий ступенчатую очистку реакционного водорода
от органических примесей, отличающийся тем, что перед последней ступенью очистки
водород компримируют, а последнюю ступень очистки осуществляют путем охлаждения
компримированного водорода до температуры 3-15 °С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение компримированного водорода
осуществляют в рекуперативном холодильнике-конденсаторе хладагентом, в качестве которого используют захоложенную воду или аммиак.
BY 5944 C1
(56)
Производство капролактама. - М.: Химия, 1997. - С. 116-117.
RU 2160698 C1, 2000.
RU 2160700 C1, 2000.
RU 2063927 C1, 1996.
Гельперин И.И. и др. Жидкий водород. - М.: Химия, 1980. - С. 72-78.
Вопросы получения водорода. Обзорная информация. Вып. 6. Серия 20. Масложировая промышленность. - М.: АгроНИИТЭИПП, 1991. - С. 15-20.
BY 5944 C1
Изобретение относится к процессам химической технологии и может быть использовано
в производстве капролактама для очистки реакционного водорода от органических примесей,
выдаваемого из процесса дегидрирования циклогексанола в процесс гидрирования бензола.
В качестве прототипа изобретения выбран способ очистки реакционного водорода,
полученного при дегидрировании циклогексанола в паровой фазе, для его использования
в процессе гидрирования бензола на катализаторе, включающий ступенчатую очистку реакционного водорода от органических примесей [1].
Недостатком известного способа являются значительные энергоресурсозатраты. Так как
процесс очистки реакционного водорода на второй ступени - адсорбционный, с использованием в качестве адсорбента активированного угля, то энергозатраты процесса очистки обусловлены потреблением "острого" пара на регенерацию адсорбента. При проведении процесса
регенерации адсорбента паром образуется значительное количество конденсата, загрязненного органическими примесями. Так как содержание органики незначительное, то использование такого конденсата в производстве экономически нецелесообразно, а сброс в окружающую
среду - недопустим. Поэтому дополнительное энергопотребление затрачивается на обезвреживание сточного конденсата огневым методом. Затраты ресурсов процесса очистки реакционного водорода обусловлены потреблением газообразного азота на осушку адсорбента после
завершения процесса регенерации адсорбента "острым" паром.
Задачи, решаемые изобретением: снижение энерго-ресурсопотребления и повышение
чистоты реакционного водорода, выдаваемого в процессе гидрирования бензола.
Технические результаты, достигаемые с использованием изобретения: исключается потребление "острого" пара, газообразного азота, исключается образование загрязненного сточного конденсата и увеличивается срок службы катализатора процесса гидрирования бензола.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе очистки реакционного водорода, полученного при дегидрировании циклогексанола в паровой фазе, для его
использования в процессе гидрирования бензола на катализаторе, включающий ступенчатую очистку реакционного водорода от органических примесей, согласно изобретению, перед последней ступенью очистки водород компримируют, а последнюю ступень очистки
осуществляют путем охлаждения компримированного водорода до 3-15 °С. Охлаждение
компримированного водорода осуществляют в рекуперативном холодильнике-конденсаторе
хладагентом, в качестве которого используют захоложенную воду или аммиак.
Влияние отличительных признаков на решение задач изобретения заключается в следующем. Так как очистку реакционного водорода от органических примесей осуществляют в
последней ступени за счет глубокого охлаждения газа, это позволяет исключить систему адсорбционной очистки и, следовательно, исключить энергоресурсозатраты и образующийся
сточный конденсат, обусловленные ее работой. Так как охлаждают компримированный реакционный водород, то этим обеспечивается максимальное давление газа в системе очистки.
Так как в последней ступени очистки реакционного водорода используют захоложенную воду (или аммиак), это обеспечивает низкую температуру компримированного реакционного
водорода в ступени очистки. Максимальное давление реакционного водорода при минимальной его температуре обеспечивает низкое содержание органических примесей в газопаровой
фазе по условию газо-парожидкостного термодинамического равновесия. Использование рекуперативного холодильника-конденсатора предотвращает смешение реакционного водорода
с хладагентом, что обеспечивает работоспособность изобретения. Нижнее значение температуры охлаждения реакционного водорода (3 °С) ограничено температурой замерзания (кристаллизации) органики. Верхнее значение температуры охлаждения реакционного водорода
(15 °С) обусловлено условием отсутствия циклогексанола в реакционном водороде, выдаваемом в процесс гидрирования бензола (т.е. выше этой температуры циклогексанол присутствует в газопаровой фазе из-за неполной его конденсации). Отсутствие циклогексанола
обусловливает продление службы катализатора процесса гидрирования бензола.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
2
BY 5944 C1
Схема для реализации способа содержит реактор дегидрирования циклогексанола 1,
охладитель 2 реакционного водорода, сепаратор 3, компрессор 4, рекуперативный холодильник-конденсатор 5, сепаратор 6, реактор гидрирования бензола 7. Реактор 1 выполнен в виде аппарата с неподвижным слоем катализатора. Охладитель 2 выполнен в виде
рекуперативного испарителя, использующего в качестве хладагента жидкий аммиак. Сепаратор 3 может быть выполнен в виде емкостного аппарата (полого или с насадкой).
Компрессор 4 представляет собой цилиндропоршневой агрегат с тремя ступенями компрессии и межступенчатым охлаждением. Одним из регламентированных условий безопасной эксплуатации компрессора является обеспечение температуры газа во всех
элементах компрессора выше температуры "точки росы", что обеспечивается заданным
режимом охлаждения компрессора. Это исключает наступление процесса конденсации
органических примесей и, следовательно, предупреждает возникновение гидравлических ударов. Холодильник-конденсатор 5 может быть выполнен в виде кожухотрубного
теплообменника или "труба в трубе". В качестве хладагента используется захоложенная
вода (или аммиак) и подается в межтрубное пространство холодильника-конденсатора 5.
Сепаратор 6 может быть выполнен в виде емкостного аппарата (полого или с насадкой).
Реактор 7 выполнен в виде аппарата с неподвижным насадочным слоем катализатора.
Чистота реакционного водорода, выдаваемого в реактор гидрирования бензола 7, влияет
на срок службы катализатора гидрирования и регламентируется по содержанию органических примесей: "циклогексанон + циклогексанол" - не более 0,025 % (об.).
Пример реализации способа для максимального начального содержания органических
примесей. Реакционный водород из реактора 1 дегидрирования циклогексанола в количестве
1200 нм3/ч с температурой 40 °С и давлением ~1 ата поступает в охладитель 2, где происходит его охлаждение до температуры (5 ÷ 10) °C за счет холода испаряющегося аммиака. При
этом конденсируется незначительная часть органических примесей (первая ступень очистки)
и отделяется от реакционного водорода в сепараторе 3. Реакционный водород, частично очищенный от органических примесей, поступает в компрессор 4, компримируется последовательно в трех ступенях и выходит из него под давлением ~20 ата и температурой 25 °С.
Компримированный реакционный водород поступает в рекуперативный холодильникконденсатор 5, где охлаждается до (3 + 15) °С в режиме противотока захоложенной водой
(или аммиаком), поступающей в холодильник-конденсатор 5 с температурой (3 + 12) °С. При
этом происходит конденсация органических примесей из реакционного водорода (вторая
ступень очистки) по условию термодинамического газо-парожидкостного равновесия. Так
как в холодильнике-конденсаторе 5 реакционный водород находится под самым высоким
давлением и при пониженной температуре, это обеспечивает низкое содержание органических примесей в газопаровой фазе (т.е. в потоке реакционного водорода) по условию газопарожидкостного термодинамического равновесия. Реакционный водород, очищенный от органических примесей, с содержанием компонентов "циклогексанон + циклогексанол"
(табл. 1) существенно ниже регламентируемых значений (0,025 % об.) направляется в реактор
гидрирования бензола 7 для получения циклогексана.
Таблица 1
Состав РВ, %
(об.)
Водород
Циклогексен
Циклогексанон
Циклогексанол
Температура РВ после холодильника-конденсатора поз. 6, °С
3
5
10
15
99,797
99,777
99,726
99,674
0,202
0,221
0,272
0,321
0,001
0,001
0,002
0,004
3
BY 5944 C1
Изменение состава реакционного водорода по элементам схемы приведено в сопоставлении с прототипом в табл. 2. При этом температура компримированного реакционного водорода после компрессора составляла в обеих схемах 25 °С.
Таблица 2
Состав реакционного
водорода (РВ) в схемах
1. По прототипу:
-водород
-циклогексен
-циклогексанон
-циклогексанол
2. По изобретению:
-водород
-циклогексен
-циклогексанон
-циклогексанол
Изменение состава РВ на выходе из агрегатов, % (об.)
Реактор
Адсорбер
Компрессор
Конденсатор
поз. 1
поз. 5
поз. 6
99,314
0,442
0,20
0,044
99,596
0,392
0,011
0,001
99,596
0,392
0,011
0,001
-
99,314
0,442
0,20
0,044
-
99,548
0,423
0,024
0,005
99,675
0,321
0,004
0,000
Примечание: знак "-" показывает отсутствие этого элемента в схеме.
Из результатов сопоставительной таблицы 2 видно, что чистота реакционного водорода, выдаваемого в процесс гидрирования бензола, существенно выше в схеме по изобретению. Изобретение обеспечивает также отсутствие циклогексанола в реакционном
водороде, что способствует продлению срока службы катализатора в реакторе гидрирования бензола. Использование изобретения обеспечивает снижение потребления тепла на
0,2 Гкал/т капролактама и газообразного азота - на 0,02 тыс. м3/т капролактама.
Источники информации:
1. Производство капролактама. - М.: Химия, 1977. - С. 116-117.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
143 Кб
Теги
by5944, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа