Диссертация (1090867), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Температура на входе в реактор 300 — 320 'С регулируется подогревом смеси циркуляционн ого газа с хлористым водородом в пусковом поз. Т-3 и рекуперативном поз. Т-2 теплообменниках. Количество реакционного газа на обогрев регулируется байпасом. Температура на входе во П, 1П и 1У слои катализатора регулируется впрыском 10 — 15 'о соляной кислоты. С помощью этого приема в реактор возвращается непрореагировавший хлористый водород, 145 чем достигается полное его использование. Одновременно с НС1 в реактор возвращаются хлориды меди, унесенные с катализатора ~1461, а также пары воды, которые способствуют протеканию реакции ОХМ (см.
главу 6). Температура на выходе из каждого слоя катализатора 400 — 420 "С регулируется подачей кислорода на каждую ступень. Низкая концентрация кислорода уменьшает образование оксидов углерода, а срабатывание кислорода в слое катализатора не дает возможности превышения заданной температуры, которое может уменьшить срок службы катализатора из-за улетучивания хлоридов меди. Давление в реакторе 0,6 — 0,9 МПа было выбрано на основании проведенных экспериментальных исследований, с целью увеличения производительности процесса и соответственно уменьшения габаритов и металлоемкости аппаратов.
Реакционный газ оксихлорирования метана через рекуперативный теплообменник поз. Т-2 поступает в конденсационно-отпарную колонну поз. К-1, в которой происходит одновременно конденсация соляной кислоты из реакционного газа и ее ректификация с целью отгонки реакционной воды. При этом для ректификации используется тепло конденсации воды из реакционного газа и растворения в ней непрореагировавшего хлористого водорода. В кубе колонны поз. К-1 собирается слабая соляная кислота, по концентрации ниже азеотропа, и направляется в рецикл в реактор оксихлорирования метана. В дефлегматоре колонны поз.
Т-5 конденсируется чистая вода, которая после отпарки или отгонки растворенных хлорметанов может использоваться как обессоленная вода, например, для получения пара. Дополнительная конденсация воды из реакционного газа производится в холодильнике поз. Т-б, охлаждаемом оборотной водой. Отмытый от хлористого водорода газ компримируется до давления 3 МПа компрессором поз. Н-1 с целью облегчения удаления из реакционного газа воды обычным охлаждением оборотной водой в теплообменнике поз. Т-7, а затем максимальной конденсации хлористого метила обычным охлаждением рассолом 146 0"С в теплообменнике поз.
Т-8. При этом конденсируется небольшое количество метиленхлорида, который разделяется с водой во флорентине поз. Е-1. Далее реакционный газ охлаждается в теплообменниках поз. Т-9 до температуры минус 35 — 40'С для конденсации основной части хлористого метила (более 80 'Ъ). При этом остатки влаги будут вымораживаться на теплообменной поверхности. Поэтому периодически теплообменники поз.
Т-9 необходимо ставить на оттаивание влаги, и переходить на резервные теплообменники поз. Т-9. Оггаивание можно осуществлять циркуляционным газом, подогретым паром и направляемым далее на оксихлорирование метана. Отделение сконденсированных хлорорганических соединений от воды производится во флорентине поз. Е-2. Реакционный газ подается далее на извлечение остатков хлористого метила с помощью абсорбции захоложенным ЧХУ в абсорбционной колонне поз. К-2. Очищенный от хлористого метила реакционный газ возвращается в рецикл на окислительное хлорирование метана.
Часть реакционного газа сдувается для вывода инертных газов (Х>, СО, С02). Поскольку в сдувке содержится около 70 'Ъ метана, она может использоваться как энергоноситель для получения пара и электроэнергии, применяемых для разделения продуктов процесса, а также воздуха на кислород и азот. ЧХУ из куба колонны поз. К-2 подается в десорбционную колонну поз.
К-З, где из него отгоняется растворенный хлористый метил. Давление в колонне снижено до 0,9 МПа для уменьшения температуры в кубе во избежание осмоления. Регенерированный ЧХУ насосом поз. Н-3 через рекуперативный теплообменник поз. Т-11 и холодильник поз. Т-10 подается на верхнюю тарелку абсорбера поз. К-2. Хлорорганические соединения из флорентинов поз. Е-1 и Е-2 и непрореагировавшие хлорорганические соединения со стадии гидрирования из колонны поз. К-б вместе с десорбированным хлористым метилом из колонны поз. К-3 поступают в колонну поз. К-4 для отгонки растворенных газов. Растворенные 147 газы с верха колонны поз.
К-4 присоединяются к циркуляционному газу, подаваемому на оксихлорирование. Из куба колонны поз, К-4 хлорорганические соединения поступают в колонну поз. К-5, где сверху отбирается хлористый метил и хлористый этил, подаваемые на пиролиз, а снизу, в основном, метиленхлорид, а также хлороформ и другие хлорорганические соединения. Для выделения этих веществ в качестве товарных продуктов требуется громоздкая система разделения и очистки. Кроме этого, сбыт этих продуктов затруднен. Поэтому решено превращать эти побочные продукты с помощью гидрирования в исходное сырье; метан, хлористый водород и хлористый метил и присоединять их к основному потоку реакционного газа пиролиза хлористого метила, поступающего на систему разделения, В качестве тяжелой фракции узла гидрирования выводится хлористый метил и непрореагировавшие хлорорганические соединения, объединяемые с хлористым метилом и хлорорганическими соединениями, полученными оксихлорированием метана.
Выделенный в колонне поз. К-5 хлористый метил вместе с небольшим количеством хлористого этила смешивается с рециклом хлористого метила, выделенным на стадии пиролиза ХМ, нагревается в теплообменниках и подается в реактор каталитического превращения хлористого метила в легкие олефины (на схеме обозначено блоком «Пиролиз метилхлорида»). Процесс проводится в псевдоожиженном слое катализатора пиролиза хлористого метила при давлении 0,3 МПа и температуре 425 'С. Реакционный газ конверсии хлористого метила смешивается с низкокипяшими газами от процесса гидрирования и направляется на стадию разделения продуктов: этилена, пропилена, фракции С~ и С~.
«Легкая» фракция поступает на стадию отделения водорода и метана от этан-этиленовой фракции и хлористого водорода. Метановая фракция, содержащая водород, направляется в рецикл на смешение с природным газом, подаваемом на очистку, после чего используется для получения хлористого метила в реакторе оксихлорирования поз. Р-2. 148 Выделяется готовый этилен, а также фракция хлористого водорода вместе с этапом.
Полного отделения хлористого водорода от этилена не требуется, так как выделенный этилен поступает далее на стадию получения дихлорэтана прямым и окислительным хлорированием этилена. Хлористый водород, содержащий примеси этапа, подается на стадию получения ХМ окислительным хлорированием метана. При выделении товарного пропилена, также выделяется пропановая фракция, которая может использоваться в смеси с бутан-бутиленовой фракцией в качестве сжиженного бытового газа. Фракция С5 может использоваться в качестве жидкого топлива.
— 0,6 — 0,9 МПа Давление Температура на входе в слой катализатора — 300 — 320 'С вЂ” 400 — 420 'С вЂ” 4,2 м Температура на выходе из слоя Диаметр реактора 7.2. Реактор окислителъного хлорирования метана поз. Р-2 Реактор ОХМ представляет собой четырехступенчатый адиабатический аппарат с промежуточным охлаждением реакционного газа впрыском соляной кислоты и вводом кислорода отдельно на каждую ступень (рисунок 54). Вход исходной смеси осуществляется снизу реактора. При подаче сверху поток реакционного газа может способствовать перемещению вниз (стеканию) расплава каталитически активных солей с внешней поверхности катализатора.
При подаче снизу решетка, на которой лежит катализатор, выравнивает поток реакционного газа, смешанный с испаренной соляной кислотой и кислородом, по сечению реактора. Для предотвращения шевеления катализатора сверху его можно придавить керамической решеткой или слоем крупных колец Рашига высотой— 200 мм. 149 На расстоянии - 3 м от выхода из слоя катализатора устанавливается следующий слой катализатора. При этом первая половина каждого слоя катализатора по ходу реакционного газа содержит активирующую добавку хлорида лантана, а вторая половина — нет. Рисунок 54 — Реактор окислительного хлорирования метана при повышенном давлении. На чертеже обозначены штуцеры: Таблица 7.1 — Назначение штуцеров реактора ОХМ Материал реактора сталь 09Г2С, футерованная изнутри. Температура стенки за счег внутренней футеровки должна составлять по условиям коррозии не 150 На всю мощность устанавливается 1 реактор, 7.3.
Материальный баланс процесса получения этилена из природного газа через промежуточный синтез хлористого метила окислительным хлорированием метана Материальный баланс процесса получения этилена мощностью 100 тыс тонн в год и расходные коэффициента сырья и вспомогательных материалов представлены в приложении Б (таблица 1Б).
7.4. Рекомендации по утилизации отходов производства Выб ос ине тныхгпзов Сдувка инертовс газового рецикла процесса оксихлорирования метана образуется в количестве 2030 нм /час или 20 млн нмЪгод — 75,4;4 об. Состав: Метан Окись углерода — 7,4 ',4 об. Двуокись углерода — 7,8 '.4 об. Кислород — 2,0 ',4 об. Водород — 2,9;4 об. — 4,5 ',4 об. Азот Итого 100 ',4 Направляется на установку сжигания для получения пара. Сб ос сточных вод В процессе ОХМ выделяется реакционная вода в количестве 5,1 т!ч или 41 тыс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
