125612 (717617), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Зворотний гідроліз вінілацетату з утворенням оцтової кислоти й ацетальдегіду протікає по реакції:
Н2О + СН2=СНОСОСН3 → СН3СНО + СН3СООН
Утворення кротонового альдегіду:
СН3СНО → СН3СН=СНСНО + Н2О
Утворення й розкладення етілідендіацетату:
СН3СООН + СН2=СНОСОСН3 → СН3СН=(ОСОСН3)2
СН3СН=(ОСОСН3)2 → (СН3СО)2О + СН3СНО
(СН3СО)2О → СН3СОСН3 + СО 2
(СН3 СО)2О + Н2О → 2СН3СООН
Розкладення оцтової кислоти на ацетон, воду й діоксид вуглецю:
2СН3СООН → СН3СОСН3 + Н2О + СО 2
Ацетилування ацетальдегіду:
СН3СООН + СН3СНО → СН2=СНОСОСН3 + Н2О
Утворення бензолу:
t°
3
актив. уголь
С2Н2 → С6Н6Розкладення ацетилену:
t°
3С2Н2 → СН4 + 5С + Н2 + Q
Утворення на каталізаторі смолоподібних продуктів відбувається за рахунок полімеризації ацетальдегіду і кротонового альдегіду, а також полімерів ацетилену і його гомологів з утворенням купренів.
Купрени (продукт конденсації молекул ацетилену) - жовта аморфна речовина, що не змочується водою й не розчиняється у звичайних розчинниках.
Купренизації ацетилену сприяє присутність міді, а також контакт ацетилену з нагрітими металевими поверхнями.
Вирішальним фактором в утворенні купренів є збільшення часу перебування у парогазовій суміші (ПГС) у зоні контактування.
Протіканню побічних реакцій сприяє підвищена вологість, місцеві перегріви каталізатора при невірному веденні технологічного процесу або пропуски води в теплообмінних апаратах.
Забруднення вінілацетату-сирцю домішками збільшується при недостатній чистоті змішаної оцтової кислоти і піролізного ацетилену. [6]
2. Технологічна характеристика процесу
2.1 Основні фізико - хімічні властивості сировини, допоміжних матеріалів, готової продукції
Вінілацетат - безбарвна, прозора рідина з різким ефірним заходом.
| Молекулярна формула | СН3СОOСН=СН2 | |
| Структурна формула | ||
| Молекулярна маса | 86 | |
| Щільність | кг/м3 | 934 |
Температура | | |
| кипіння | оС | 72,7 |
| плавлення | оС | мінус 92,8 |
| Теплота | ||
| горіння | кДж/моль | 2065,7 |
| полімеризації | кДж/моль | 89,3 |
| Розчинність у воді | % | 2,4 |
Ацетилен при нормальних умовах являє собою безбарвний газ з слабким ефірним заходом, що має наступні фізичні характеристики:
| Молекулярна формула | С2Н2 | ||||
| Структурна формула | |||||
| Молекулярна маса | 26 | ||||
| Щільність | кг/м3 | 1,175 | |||
Температура | | | | ||
кипіння | оС | мінус 83,8 | | ||
| плавлення | оС | мінус 81 | |||
| Критична | |||||
| температура | оС | 35,6 | |||
| тиск | МПа | 6,16 | |||
| кгс/см2 | 61,6 | ||||
| Теплотворна здатність | ккал/м3 | 13387 | |||
| кДж/ м3 | 52200 | ||||
Оцтова кислота - безбарвна рідина з різким заходом оцту, добре розчинна у воді.
| Молекулярна формула | СН3СООН | |
| Структурна формула | ||
| Молекулярна маса | 60 | |
| Щільність | кг/м3 | 1049 |
Температура | | |
| кипіння | оС | 118 |
| плавлення | оС | 16,6 |
Вінілацетат-сирець фізико-хімічні властивості визначаються наявністю в ньому не менш 40% вінілацетату й не більше 60% оцтової кислоти.
Ацетальдегід - безбарвна, прозора рідина з різко вираженим заходом прілих яблук. Ацетальдегід необмежено розчинний у воді.
| Молекулярна формула | СН3—СНО | |
| Структурна формула | ||
| Молекулярна маса | 44 | |
| Щільність | кг/м3 | 783 |
Температура | | |
| кипіння | оС | 20,8 |
| плавлення | оС | мінус 124 |
Кротоновий альдегід -рідина із сильним і різким заходом.
| Молекулярна формула | СН3-СН=СН―СНО | |
| Структурна формула | ||
| Молекулярна маса | 70 | |
| Щільність | кг/м3 | 848 |
Температура | | |
| кипіння | оС | 102,2 |
| плавлення | оС | мінус 69 |
Ацетон - безбарвна, прозора рідина з характерним заходом. Змішується з водою й органічними розчинниками в будь-яких співвідношеннях.
| Молекулярна формула | СН3―СО―СН3 | |
| Структурна формула | ||
| Молекулярна маса | 58 | |
| Щільність | кг/м3 | 790 |
Температура | | |
| кипіння | оС | 56,2 |
| плавлення | оС | мінус 95 |
Карбамід при нормальних умовах
| Молекулярна формула | Н2N―CО―NН2 | |
| Структурна формула | ||
| Молекулярна маса | 48 |
Газоподібний азот - інертний газ без кольорів, запаху й смаку.
| Молекулярна формула | N2 | |
| Структурна формула | ||
| Молекулярна маса | 28 | |
| Щільність | кг/м3 | 1,25 |
Температура | | |
| кипіння | оС | мінус 195 |
| плавлення | оС | мінус 210 |
Розсол - водяний розчин хлористого кальцію з добавкою біхромату натрію.
| Щільність | кг/м3 | не менш 1240 |
Температура | оС | від мінус 10 до мінус 18 |
| РН середовища | від 8 до 10 |
Кубовий залишок випарників.
Фізико-хімічні властивості обумовлені наявністю не менш 40% оцтової кислоти й не більше 60% полівінілацетату, смол неграничних вуглеводнів, гідрохінону, води.
Фракція кротонового альдегіду з 16 тарілки колони (КЛ1).
Фізико-хімічні властивості обумовлені наявністю від 5% до 15% кротонового альдегіду розчиненого в оцтовій кислоті. [6]
2.2 Опис технологічної схеми
Ректифікація вінілацетату-сирцю
Процес ректифікації вінілацетату-сирцю здійснюється на двох агрегатах ректифікації - ректифікаційних колонах КЛ1і КЛ2. Регенерація оцтової кислоти здійснюється випарюванням оцтової кислоти у випарниках. Виділення вінілацетату з ацетальдегідної фракції здійснюється на одній ректифікаційній колоні загальної для двох агрегатів ректифікації.
Вінілацетат-сирець зі стадії синтезу надходить у збірник ЗБ 1. Подих збірника ЗБ1 здійснюється через зворотний холодильник, гідрозатвор.
Затворною рідиною в гідрозатворі служить вінілацетат-сирець, що подається насосами Н1.
Вінілацетат-сирець зі збірника ЗБ1 насосом Н1 через холодильник ХК1 і холодильник-конденсатор ХР1 без зупинок подається як харчування в ректифікаційну колону КЛ1. Колона КЛ1 обігрівається паром, що подається в кип'ятильники КП1 і КП2. У колоні КЛ1 відбувається відгін вінілацетату від висококиплячих компонентів. Температура в кубовій частині колони підтримується в межах 122-130 0С, тиск не більше 0,06МПа.
Висококиплячі компоненти з куба колони КЛ1 відбираються у випарник.
Парогазова суміш із верхньої частини колони КЛ1 конденсується в дефлегматорі ДФ1 і холодильнику ХК2. Продукти конденсації зливаються у збірник ЗБ2. Гази, що не сконденсувалися, і пари, з холодильника ХК 2 скидаються через гідрозатвор і ОПК на смолоскипову установку цеху ацетилену.
Частина дистиляту зі збірника ЗБ2 подається у верхню частину колони КЛ1 як флегма, інша частина дистиляту подається як харчування на ректифікаційну колону КЛ2 і для готування розчину інгібітору в розчинники. Збірник дистиляту ЗБ2 повідомлений з відстійником Е1, де відбувається розшарування вінілацетату й водного шару. Водний шар періодично скидається в каналізацію промислових брудних стоків.
Для запобігання полімеризації вінілацетату в колоні КЛ1, з розчинників гідрохінону насосом подається інгібітор-розчин гідрохінону.
Для зв'язування кротонового альдегіду й інших неграничних вуглеводнів на 6-у тарілку колони КЛ1, насосом з розчинника карбаміду, подається розчин карбаміду в оцтовій кислоті. Утворені при цьому смолоподібні продукти виводяться з куба колони у випарники. Крім того, фракція кротонового альдегіду відбирається з 16-ої тарілки колони КЛ1 у дренажний приймач і в суміші з кубовим залишком випарників відправляється для спалювання на установку термічного знешкоджування рідких відходів.
Парогазова суміш, що містить пари вінілацетату з домішками ацетальдегіду й ацетону, з верхньої частини колони КЛ2 конденсується в дефлегматорі ДФ2 і холодильнику ХК3.
Продукти конденсації зливаються в збірник ЗБ3. Гази, що не сконденсувалися, і пари (ацетилен з домішками ацетальдегіду, ацетону й вінілацетату) з холодильника ХК3 скидаються через гідрозатвор і ОПК на смолоскипову установку цеху ацетилену.
Частина дистиляту зі збірників дистиляту ЗБ2 насосом подається як флегма у верхню частину колони КЛ2. Інша частина дистиляту колони КЛ2, з метою виходу із системи ректифікації ацетальдегіду й ацетону, зі збірника флегми ЗБ3 відбирається в збірник.
Для запобігання полімеризації вінілацетату в колоні КЛ2 у збірник дистиляту СБ 2 з розчинників гідрохінону насосом подається інгібітор - розчин гідрохінону.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
