close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14101

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.02.28
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 14101
(13) C1
(19)
C 07D 201/00
УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВ СУЛЬФАТА
АММОНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ КАПРОЛАКТАМА
(21) Номер заявки: a 20071568
(22) 2007.12.18
(43) 2009.08.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Гродно Азот" (BY)
(72) Авторы: Радевич Александр Михайлович; Иванов Геннадий Борисович; Гуринов Павел Кузьмич;
Лакомкин Александр Андреевич;
Паштепа Николай Павлович (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Гродно Азот" (BY)
(56) Производство капролактама / Под ред.
В.И.Овчинникова и др. - М.: Химия,
1977. - С. 154-163.
RU 2154059 C2, 2000.
RU 2035453 C1, 1995.
GB 1581788 A, 1980.
BY 14101 C1 2011.02.28
(57)
1. Установка для переработки растворов сульфата аммония в производстве капролактама, содержащая осушитель оксима, к которому подключены линия подачи влажного оксима, линия ввода насыщенного раствора сульфата аммония и линия вывода осушенного
оксима в растворе сульфата аммония, подключенная к жидкофазному сепаратору, в нижней зоне которого установлена линия вывода раствора сульфата аммония и подключена к
системе для получения насыщенного раствора сульфата аммония; реактор перегруппировки, соединенный линией осушенного оксима с жидкофазным сепаратором и линией
вывода перегруппированного продукта, отличающаяся тем, что в качестве системы для
получения насыщенного раствора сульфата аммония использован реактор нейтрализации,
BY 14101 C1 2011.02.28
который связан линией вывода нейтрализованного продукта с сепаратором нейтрализованного продукта, подключенным к линии вывода насыщенного раствора сульфата аммония, а линия вывода насыщенного раствора сульфата аммония подключена к линии ввода
насыщенного раствора сульфата аммония в осушитель оксима, на которой установлен подогреватель, подключенный к линии греющего теплоносителя, снабженной регулирующим клапаном, причем в реактор нейтрализации введены линия водного раствора
капролактама с линией подачи обессоленной воды и линия подачи аммиака.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве подогревателя использован
рекуперативный кожухотрубчатый теплообменник с трубным и межтрубным пространством, при этом линия греющего теплоносителя подключена к трубному пространству
теплообменника.
Изобретение относится к установкам химической технологии и может быть использовано для переработки технологических растворов сульфата аммония в химической и
нефтехимической промышленности, например, на стадиях осушки оксима, нейтрализации
перегруппированного продукта и выпарки в производстве капролактама.
В качестве прототипа изобретения выбрана установка для переработки растворов
сульфата аммония в производстве капролактама, содержащая осушитель оксима, к которому подключены линия подачи влажного оксима, линия ввода насыщенного раствора
сульфата аммония и линия вывода осушенного оксима в растворе сульфата аммония, подключенная к жидкофазному сепаратору, в нижней части которого установлена линия вывода раствора сульфата аммония и подключена к системе для получения насыщенного
раствора сульфата аммония, реактор перегруппировки, соединенный линией осушенного
оксима с жидкофазным сепаратором и линией вывода перегруппированного продукта [1].
Недостатком известного устройства является недостаточная экономичность. Причина
этого состоит в следующем. В качестве аппарата для получения насыщенного раствора
сульфата аммония, подаваемого в осушитель оксима, из слабоконцентрированного раствора сульфата аммония после реактора оксимирования второй ступени используется выпарной аппарат, потребляющий дорогостоящий пар в значительном количестве (около
4 т/ч). При этом в реактор нейтрализации подается значительное количество дорогостоящей обессоленной воды, необходимой для разбавления сульфата аммония, полученного в
результате реакции перегруппированного продукта с аммиаком, до концентрации насыщенного раствора, чтобы предотвратить его кристаллизацию в технологической системе.
Это обуславливает высокий расход обессоленной воды. Таким образом, недостаточная
экономичность установки происходит за счет потребления значительного количества пара
и обессоленной воды.
Задача, решаемая изобретением, - повышение экономичности установки для переработки растворов сульфата аммония в производстве капролактама за счет снижения потребления пара и обессоленной воды.
Поставленная задача решается в установке для переработки растворов сульфата аммония в производстве капролактама, содержащей осушитель оксима, к которому подключены линия подачи влажного оксима, линия ввода насыщенного раствора сульфата аммония
и линия вывода осушенного оксима в растворе сульфата аммония, подключенная к жидкофазному сепаратору, в нижней части которого установлена линия вывода раствора
сульфата аммония и подключена к системе для получения насыщенного раствора сульфата аммония, реактор перегруппировки, соединенный линией осушенного оксима с жидкофазным сепаратором и линией вывода перегруппированного продукта, в которой,
согласно изобретению, в качестве системы для получения насыщенного раствора сульфата аммония использован реактор нейтрализации, который связан линией вывода нейтрализованного продукта с сепаратором нейтрализованного продукта, подключенным к
2
BY 14101 C1 2011.02.28
линии вывода насыщенного раствора сульфата аммония, а линия вывода насыщенного
раствора сульфата аммония подключена к линии ввода насыщенного раствора сульфата
аммония в осушитель оксима, на которой установлен подогреватель, подключенный к линии греющего теплоносителя, снабженной регулирующим клапаном, причем в реактор
нейтрализации введены линия водного раствора капролактама с линией подачи обессоленной воды и линия подачи аммиака. В качестве подогревателя использован рекуперативный кожухотрубчатый теплообменник с трубным и межтрубным пространством, при
этом линия греющего теплоносителя подключена к трубному пространству теплообменника.
Существенность отличий в изобретении заключается в следующем.
В прототипе процесс получения насыщенного раствора сульфата аммония, возвращаемого в процесс осушки осксима, осуществляется в выпарной установке. При этом насыщенный
раствор сульфата аммония также образуется и в реакторе нейтрализации. При этом при получении насыщенного раствора сульфата аммония в выпарном аппарате имеет место удаление
воды из раствора (расходуется дорогостоящее тепло), а в реакторе нейтрализации имеет место разбавление сульфата аммония (расходуется дорогостоящая обессоленная вода), образующегося в результате реакции перегруппированного продукта с аммиаком.
В изобретении в качестве системы для получения насыщенного раствора сульфата аммония использован единственный аппарат - реактор нейтрализации совместно с сепаратором
нейтрализованного продукта, линия насыщенного раствора которого дополнительно подключена к осушителю оксима. Такое решение имеет два технологических эффекта. Во-первых,
исключаются выпарной аппарат и потребляемое им дорогостоящее тепло (пар), которое имело
место в прототипе. Во-вторых, снижается расход дорогостоящей обессоленной воды в реактор
нейтрализации для получения выходного раствора сульфата аммония заданной концентрации,
т.к. обессоленная вода в значительной мере заменяется водой из раствора сульфата аммония,
поступающего из жидкофазного сепаратора. Исключение потребления тепла для получения
насыщенного раствора сульфата аммония является новым эффектом, отсутствующим в прототипе, который в комплексе со снижением потребления обессоленной воды существенно повышает экономичность изобретения и обеспечивает решение поставленной задачи.
На линии насыщенного раствора сульфата аммония установлен подогреватель, подключенный к линии греющего теплоносителя. Такое решение обеспечивает подогрев
насыщенного раствора сульфата аммония и, следовательно, заданный температурный режим в осушителе оксима. Это обеспечивает заданное качество осушенного оксима и работоспособность изобретения.
В качестве подогревателя использован рекуперативный кожухотрубчатый теплообменник с трубным и межтрубным пространством, при этом линия греющего теплоносителя подключена к трубному пространству теплообменника. Такое решение обеспечивает
возможность использования загрязненных греющих теплоносителей, что повышает экономичность и эксплуатационную надежность изобретения.
Сущность изобретения поясняется схемой установки для переработки растворов
сульфата аммония в производстве капролактама.
Установка для переработки растворов сульфата аммония в производстве капролактама
содержит осушитель оксима 1, выполненный в виде емкостного аппарата с мешалкой, к
которому подключены линия подачи влажного оксима 2, линия ввода насыщенного раствора сульфата аммония 3 и линия вывода осушенного оксима в растворе сульфата аммония 4, подключенная к жидкофазному сепаратору 5. В нижнюю зону жидкофазного
сепаратора 5 врезана линия вывода раствора сульфата аммония 6 и подключена к системе
для получения насыщенного раствора сульфата аммония - реактору нейтрализации 7. Линия вывода нейтрализованного продукта 8 из реактора нейтрализации 7 подключена к сепаратору 9 нейтрализованного продукта, к которому в его нижней зоне подключена линия
насыщенного раствора сульфата аммония 10. К линии 10 подключена линия 3, на которой
3
BY 14101 C1 2011.02.28
установлен подогреватель 11, выполненный в виде в виде рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника, содержащего трубное и межтрубное пространство. Линия 3 подсоединена к межтрубному пространству. Трубное пространство подогревателя 11
подключено к линии греющего теплоносителя 12, снабженной регулирующим клапаном
13. В качестве греющего теплоносителя использована горячая вода. Линия осушенного
оксима 14 врезана в верхнюю зону жидкофазного сепаратора 5 и подключена к реактору
перегруппировки 15. Из реактора перегруппировки 15 линия вывода перегруппированного
продукта 16 соединена с реактором нейтрализации 7. Линия водного раствора капролактама 17 подключена к реактору нейтрализации 7. К линии 17 подключена линия подачи
обессоленной воды 18. К реактору нейтрализации подключена линия ввода аммиака 19.
Установка для переработки растворов сульфата аммония в производстве капролактама
работает следующим образом. Влажный оксим с содержанием влаги около 7 % (мас.) поступает по линии 2 в осушитель 1, где происходит его контактирование с насыщенным раствором сульфата аммония, поступающим в осушитель 1 по линии 3. В результате процесса
массообмена происходит переход влаги из оксима в раствор сульфата аммония - осушка оксима до величины остаточного содержания влаги 4 ÷ 5 % (мас.). Осушенный оксим и раствор
сульфата аммония поступают по линии 4 в жидкофазный сепаратор 5, где происходит гравитационное разделение смеси. При этом оксим, как более легкая фаза, собирается в верхней
зоне сепаратора 5, а раствор сульфата аммония, как более тяжелая фаза, - в нижней зоне сепаратора 5. Осушенный оксим по линии 14 подается в реактор перегруппировки 15, работающий в изотермических условиях, где в среде олеума происходит перегруппировка (синтез)
оксима в капролактам. Из реактора перегруппировки 15 перегруппированный продукт по линии 16 поступает в реактор нейтрализации 7. В реактор нейтрализации 7 также подается раствор сульфата аммония из жидкофазного сепаратора 5 по линии 6 с концентрацией
25 % (мас.), а также водный раствор капролактама по линии 17. Регулирование получения
насыщенного раствора сульфата аммония осуществляется расходом обессоленной воды, поступающей в систему по линии 18. Нейтрализованный продукт выходит из реактора нейтрализации 7 и поступает по линии 8 в сепаратор нейтрализованного продукта 9, где происходит
отделение органической фазы (лактамное масло) от насыщенного раствора сульфата аммония. Из нижней зоны сепаратора 9 насыщенный раствор сульфата аммония с концентрацией
38 ÷ 42 % (мас.) и температурой около 40 °C выходит по линии 10 и выдается потребителю,
например, для получения кристаллического продукта. Часть насыщенного раствора из линии
10 отводится в линию 3 и поступает в подогреватель 11, где нагревается до 80 °C, и далее поступает в осушитель оксима 1. Нагрев насыщенного раствора сульфата аммония до требуемой температуры осуществляется автоматической подачей в подогреватель 13 горячей воды с
температурой ~90 °C по линии 12 с использованием регулирующего клапана 13.
Промышленные испытания изобретения в производстве капролактама мощностью
55 тыс. тонн капролактама в год показали, что использование изобретения позволяет исключить из его состава выпарную установку, которая использовалась в прототипе в качестве системы для получения насыщенного раствора сульфата аммония. Это снизило потребление
греющего пара давлением 6 атм на 4 т/ч, а обессоленной воды на 8 м3/ч, при этом сохранены
показатели качества продукции и полупродуктов, а также обеспечены эксплуатационная
надежность и технологическая эффективность действующего оборудования.
Источники информации:
1. Производство капролактама / Под ред. В.И. Овчинникова, В.Р. Ручинского. - М.:
Химия, 1977. - С. 154-163 .
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
94 Кб
Теги
by14101, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа