Способ и установка для выделения органических веществ из содержащей их газовой смеси
Номер патента: 4384
Опубликовано: 29.04.2004
Авторы: Шмитц Йозеф, Принц Петер, Штробель Райнер, Шуммер Гунтер, Штуве Арнд
Формула / Реферат
1. Способ выделения одного или нескольких органических веществ из содержащей их газовой смеси, которую подвергают быстрому охлаждению в колонне, отличающийся тем, что быстрое охлаждение газовой смеси проводят в верхней части колонны, а в нижней части колонны подвергают отгонке охлаждающую жидкость смеси.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что быстрое охлаждение подаваемой в колонну газовой смеси проводят путем непосредственного воздействия на нее потока охлаждающей жидкости, которую затем подвергают отгонке с выделением из нее растворенных в ней компонентов газовой смеси путем непосредственного воздействия на нее инертным газом.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в колонну подают газовую смесь, полученную в процессе синтеза акрилонитрила или метакрилонитрила.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что химически активные газы, полученные при синтезе акрилонитрила, содержат акрилонитрил, пропилен, аммиак, кислород, азот, HCN, CO2, CO, ацетонитрил, акролеин, акриловую кислоту, ацетон, фумаронитрил, никотинонитрил, оксазол, уксусную кислоту, воду, более высокие нитрилы, альдегиды и кетоны.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для быстрого охлаждения газовой смеси на один кубический метр химически активного газа используют 0,5-8 кг, предпочтительно 0,7-5 кг, наиболее предпочтительно 0,8-2 кг, в частности 1-2 кг охлаждающей жидкости.
6. Способ по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что на один моль пропилена/изобутена, используемого при синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила, используют 0,1-5 моль, предпочтительно 0,5-3 моль, в частности 0,75-1,5 моль инертного газа.
7. Способ по любому из пп.2-6, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют газ, отходящий из абсорбера, используемого при синтезе акрилонитрила.
8. Колонна для осуществления способа по любому из пп.1-7, в которой осуществляется быстрое охлаждение газовой смеси и отгонка из охлаждающей жидкости, отличающаяся наличием а) верхней секции быстрого охлаждения и нижней секции отгонки, б) подводящего устройства, предназначенного для подачи в колонну потока химически активного газа под секцией быстрого охлаждения и над этой секцией подводящей магистрали, предназначенной для подачи в колонну охлаждающей жидкости, в) расположенного над секцией быстрого охлаждения распределителя жидкости, через который в колонну подается охлаждающая жидкость, г) магистрали для подачи отгоняющего газа, расположенной ниже секции отгонки либо над нижней частью колонны, либо в пределах высоты нижней части колонны, д) магистрали с перекачивающим насосом, соединяющей нижнюю часть колонны с распределителем жидкости, е) подводящей магистрали, по которой в нижнюю часть колонны подается свежая охлаждающая жидкость, и ж) отводящей магистрали, по которой из верхней части колонны отводится поток обработанного в ней газа.
9. Колонна по п.8, отличающаяся тем, что дополнительно содержит отводящую магистраль, по которой из нижней части колонны выводится часть собирающейся в ней охлаждающей жидкости.
Текст
1 Настоящее изобретение относится к способу выделения одного или нескольких органических веществ из содержащей их газовой смеси, которую подвергают быстрому (резкому) охлаждению, а также к установке для осуществления этого способа. При проведении многих химических процессов получают химически активный газ, в котором содержится целевой продукт, а также другие вещества, включая не прореагировавшие исходные материалы и нежелательные побочные продукты. При получении химически активных газов выделяется значительное количество тепла, и поэтому полученные в итоге химически активные газы обычно имеют очень высокую температуру. При промышленном получении химически активных газов их обычно охлаждают в различных теплообменниках. В этом отношении необходимо обратить внимание на наличие принципиальной разницы между"прямым" и "косвенным" теплообменом. При прямом теплообмене поток газа вступает в непосредственный контакт с нагревающей или охлаждающей средой (теплоносителем или хладоносителем). Одним из характерных примеров такого прямого охлаждения является быстрое охлаждение пиролизных газов путем распыления масла непосредственно в потоке газа. Быстрое охлаждение используется и для охлаждения горячих химически активных газов, образующихся при промышленном получении акрилонитрила или метакрилонитрила в процессе фирмы "Сохайо" (Sohio). Процесс фирмы "Сохайо" предусматривает проведение реакции взаимодействия пропилена или изобутена, кислорода и аммиака в одну стадию в псевдоожиженном слое с использованием висмут-молибденового катализатора. Процесс синтеза сопровождается выделением большого количества тепла, и поэтому выходящие из акрилонитриловых или метакрилонитриловых реакторов химически активные газы имеют очень большую температуру. При быстром охлаждении горячий химически активный газ вступает в непосредственное взаимодействие с жидким хладоносителем, обычно водой. При этом из химически активного газа при его быстром охлаждении в предназначенной для этого колонне вымывается небольшое количество органических газов. В настоящее время известно достаточно много конструкций различных аппаратов, предназначенных для быстрого охлаждения газа. В таких аппаратах охлаждаемый химически активный газ и охлаждающая жидкость либо движутся параллельно друг другу, либо в противотоке навстречу друг другу. Выделение акрилонитрила или метакрилонитрила из химически активных газов и прежде всего увеличение их выхода является при их промышленном получении исключительно важной проблемой. 2 В патенте US 4720556 описан способ синтеза акрилонитрила, в соответствии с которым к полученным в процессе синтеза химически активным газам до их попадания в колонну быстрого охлаждения добавляют гидроксиламин и фенилендиамин, что позволяет избежать нежелательной полимеризации акрилонитрила при быстром охлаждении газов в колонне и повысить выход акрилонитрила. В патенте US 5703268 описан синтез акрилонитрила или метакрилонитрила, при котором образовавшиеся в процессе синтеза химически активные газы сначала быстро охлаждают водой и затем полученный поток охлажденного газа, в котором содержится акрилонитрил или метакрилонитрил, пропускают через абсорбционную колонну, в которой акрилонитрил или метакрилонитрил вступают в противотоке в непосредственное взаимодействие с водой и абсорбируются ею. Для выделения акрилонитрила или метакрилонитрила из их водного раствора этот раствор пропускают через первую дистилляционную колонну (рекуперационную колонну) и отбираемый из ее нижней части кубовый продукт затем пропускают через вторую дистилляционную колонну (отгонную колонну). Отличительной особенностью описанного в патенте US 5703268 способа является повышение пропускной способности установки за счет определенного повышения давления в двух дистилляционных колоннах. В патенте US 4234510 описан способ получения акрилонитрила или метакрилонитрила,при осуществлении которого химически активный газ, охлажденный сначала в колонне быстрого охлаждения, подают в колонну с охлаждающими элементами, в которых до подачи газа в абсорбционную колонну происходит конденсация определенного количества акрилонитрила или метакрилонитрила. В патенте US 3936360 предложен способ, в соответствии с которым кубовый продукт, полученный в последней дистилляционной колонне, перекачивают в колонну быстрого охлаждения, в которой его используют в качестве, по крайней мере, части охлаждающей жидкости. Всем рассмотренным выше аппаратам для быстрого охлаждения горячих химически активных газов присущ один общий для них всех недостаток. В нижней части таких аппаратов для быстрого охлаждения с непрерывно прокачиваемой через них охлаждающей жидкостью обычно имеется занимающая некоторый объем зона, расположенная ниже зоны, в которой происходит перемешивание химически активного газа с охлаждающей жидкостью. Принимая во внимание фактическую производительность перекачивающего охлаждающую жидкость насоса, количество собирающейся в этой нижней зоне охлаждающей жидкости оказывается достаточно большим. В результате этого, время, в течение которого охлаждающая жидкость нахо 3 дится в нижней зоне аппарата для быстрого охлаждения и в идущей к насосу магистрали, также оказывается слишком продолжительным, что является очень существенным недостатком известных аппаратов быстрого охлаждения, поскольку при этом растворенные в охлаждающей жидкости вещества начинают вступать в нежелательное взаимодействие друг с другом. При синтезе акрилонитрила в процессе быстрого охлаждения химически активных газов некоторое количество содержащихся в них полученного в результате синтеза акрилонитрила и аммиака в определенном соотношении растворяется в охлаждающей жидкости. Акрилонитрил и аммиак, растворяющиеся в охлаждающей жидкости, затем вступают во взаимодействие друг с другом с образованием нежелательных побочных продуктов, например продуктов гидролиза акрилонитрила и олигомеров акрилонитрила, иногда с аммиаком, которые можно описать следующей упрощенной структурной формулой [-NH2-CH2CH2(CN)-]x. В результате такого взаимодействия теряется до 3% от полученного до этого акрилонитрила. В патенте US 3876508 описан синтез акрилонитрила, при осуществлении которого полученные в результате синтеза химически активные газы пропускают через аппарат для быстрого охлаждения, в котором в качестве охлаждающей жидкости используется водный раствор неорганической (минеральной) кислоты. При этом аммиак, растворенный в охлаждающей жидкости, сразу же нейтрализуется с образованием соответствующей аммониевой соли и поэтому не вступает в сопровождающееся образованием нежелательных побочных продуктов взаимодействие с растворенным в охлаждающей жидкости акрилонитрилом. При этом, однако, охлаждающая жидкость требует определенной обработки, связанной, во-первых, с выделением из нее аммониевой соли, а во-вторых,с рекуперацией приблизительно 3% растворенного в ней акрилонитрила. Для этого охлаждающую жидкость прогоняют через дистилляционную или отгонную колонну, в которой для успешной дистилляции или отгонки, абсолютно необходимо добавлением в колонну кислоты поддерживать рН охлаждающей жидкости на уровне, не превышающем 5, предпочтительно не превышающем 3. Только таким способом удается избежать возникновения в охлаждающей жидкости нежелательных дальнейших реакций или реакций полимеризации остающегося растворенным в ней акрилонитрила. Совершенно очевидно, что такой способ требует достаточно сложной с точки зрения необходимого для его проведения оборудования технологической реализации. Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ, который можно было бы осуществлять на достаточно простой по конст 004384 4 рукции установке рекуперации и выделения органических веществ, в частности акрилонитрила или метакрилонитрила, с высоким выходом этих веществ из химически активных газов,в которых эти вещества, в частности акрилонитрил или метакрилонитрил, содержатся. В изобретении соответственно предлагается способ выделения одного или нескольких органических веществ из содержащей их газовой смеси, которая подвергается быстрому охлаждению в колонне, отличающийся тем, что быстрое охлаждение проводят в верхней части колонны, а в нижней части колонны подвергают отгонке охлаждающую жидкость. В предлагаемом в настоящем изобретении способе подаваемую в колонну для быстрого охлаждения газовую смесь быстро охлаждают в верхней части колонны в процессе ее непосредственного и глубокого взаимодействия с потоком охлаждающей жидкости. В результате подаваемая в колонну газовая смесь быстро охлаждается. Охлаждающую жидкость затем подвергают отгонке в нижней части колонны, воздействуя на нее инертным газом. В результате растворенные в охлаждающей жидкости органические вещества выделяются (отгоняются) из нее и уносятся в потоке инертного газа. Предлагаемый в изобретении способ относится предпочтительно к выделению органических веществ из газовой смеси, полученной при синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила. В изобретении предлагается также колонна для осуществления предлагаемого в изобретении способа, в которой происходит быстрое охлаждение газовой смеси и отгонка из охлаждающей жидкости растворенных в ней компонентов и которая отличается наличием а) верхней секции быстрого охлаждения и нижней секции отгонки, б) подводящего устройства, предназначенного для подачи в колонну потока химически активного газа под секцией быстрого охлаждения и над этой секцией подводящей магистрали, предназначенной для подачи в колонну охлаждающей жидкости, в) расположенного над секцией быстрого охлаждения распределителя жидкости, через который в колонну подается охлаждающая жидкость, г) магистрали для подачи отгоняющего газа, расположенной ниже секции отгонки либо над нижней частью колонны, либо в пределах высоты нижней части колонны, д) магистрали с перекачивающим насосом, соединяющей нижнюю часть колонны с распределителем жидкости, е) необязательно отводящей магистрали, по которой из нижней части колонны выводится часть собирающейся в ней охлаждающей жидкости, ж) подводящей магистрали, по которой в нижнюю часть колонны по высоте подается свежая охлаждающая жидкость, и з) отводящей магистрали, по которой из верхней части колонны отводится поток обработанного в ней газа. 5 На прилагаемом чертеже в качестве примера показан вариант выполнения предлагаемой в изобретении установки, на которой осуществляется предлагаемый в изобретении способ. Предлагаемая в настоящем изобретении установка представляет собой по существу колонну (1). а) Колонна состоит из верхней секции (2) быстрого охлаждения и нижней секции (3) отгонки. б) Поток охлаждаемого газа подается в колонну по подводящей магистрали (4) под секцией (2) быстрого охлаждения. Над подводящей магистралью (4), по которой в колонну подается поток газа, расположена подводящая магистраль(5), по которой в колонну подается охлаждающая жидкость. В выполненной таким образом предлагаемой в изобретении колонне секция быстрого охлаждения представляет собой ту часть колонны, которая расположена между подводящей магистралью (4), по которой в колонну подается поток химически активного газа, и расположенной над ней подводящей магистралью (5), по которой в колонну подается охлаждающая жидкость. в) Охлаждающая жидкость подается в противотоке в поток охлаждаемого газа через распределитель (6) жидкости. В секции быстрого охлаждения колонны над распределителем (6) жидкости целесообразно разместить осадитель(7) капель. Наличие такого осадителя обеспечивает возможность осаждения капель охлаждающей жидкости, уносимых потоком газа. В зависимости от свойств газа и охлаждающей жидкости в качестве осадителя капель можно использовать отражающий осадитель, сепарирующую диафрагму или набор тонких пластинок либо осадитель с проволочной сеткой любого типа(например стальной ватой). Еще один осадитель капель можно установить вне колонны в отводящей газ магистрали, хотя в принципе от использования осадителя капель можно отказаться или же использовать осадитель, установленный вне колонны в отводящей газ магистрали. Поступающая в колонну охлаждающая жидкость равномерно распределяется по всему поперечному сечению колонны распределителем (6),выполненным предпочтительно в виде одного или нескольких распылительных сопел. Капли жидкости опускаются вниз в потоке поднимающегося вверх газа и, нагреваясь до температуры кипения, частично испаряются. Испарение капель охлаждающей жидкости сопровождается отбором соответствующего количества тепла от газа и его охлаждением. Одновременно с этим охлаждающая жидкость обогащается в определенной степени содержащимися в потоке газа компонентами. Содержащая компоненты газа охлаждающая жидкость сливается в секцию (3) отгонки. При необходимости в секции быстрого охлаждения можно разместить ситчатые тарелки или насадки. 6 г) Ниже секции отгонки расположена подводящая магистраль (8), по которой в колонну поступает отгоняющий газ. Отгоняющий (десорбирующий) газ можно подавать в колонну над ее нижней частью (9), как показано на фигуре, или непосредственно в жидкую фазу, собирающуюся на дне колонны. Отгоняющий газ поднимается вверх через секцию отгонки навстречу стекающей вниз охлаждающей жидкости. Проходящий через охлаждающую жидкость поток отгоняющего газа отбирает из нее растворенные в ней компоненты химически активного газа и выводится из колонны вместе с охлажденным химически активным газом. В зависимости от свойств охлаждающей жидкости в секции отгонки можно использовать неупорядоченную или упорядоченную насадку или разделяющие тарелки любого типа. Охлаждающая жидкость собирается в нижней части (9) колонны, которая используется в качестве емкости, из которой она откачивается насосом. д) Нижняя часть колонны соединена магистралью (11), в которой установлен насос, с распределителем (6) охлаждающей жидкости. По этой магистрали основная часть охлаждающей жидкости откачивается из нижней части колонны и через распределитель жидкости вновь возвращается в колонну. е) Для предотвращения постепенного увеличения количества остающихся в колонне полимерных компонентов и примесей небольшую часть охлаждающей жидкости можно отбирать из колонны по магистрали (12). ж) Жидкость, отбираемая из контура охлаждения по магистрали (12), и жидкость, испаряющаяся в секции быстрого охлаждения, подаются обратно в нижнюю часть колонны в виде свежей охлаждающей жидкости по подводящей магистрали (10). з) Верхняя часть колонны соединена с отводящей магистралью (13), по которой из колонны отбирается поток охлажденного в ней химически активного газа. Предлагаемые в настоящем изобретении способ и установка предназначены предпочтительно для обработки химически активных газов, получаемых при синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила. Предлагаемый в изобретении способ и соответствующая колонна, в первую очередь,предназначены для обработки и охлаждения химически активных газов, образующихся при синтезе акрилонитрила. Химически активные газы, образующиеся при синтезе акрилонитрила, содержат, вопервых, получаемый в качестве конечного продукта акрилонитрил и, во-вторых, непрореагировавшие исходные материалы, в частности пропилен, аммиак, кислород и азот, а также некоторое количество HCN, СО 2, СО, ацетонитрила, акролеина, акриловой кислоты, ацетона и возможно фумаронитрил, никотинонитрил, ок 7 сазол, уксусную кислоту, воду, более высокие нитрилы, альдегиды и кетоны. В химически активном газе могут также содержаться в небольших количествах и другие неизвестные органические вещества. Типичный состав химически активного газа, получаемого при синтезе акрилонитрила, указан в приведенной ниже таблице. об.% свыше 50 от 1 до 50 менее 1 следы Химически активные газы, образующиеся при синтезе метакрилонитрила, имеют аналогичный состав и содержат, во-первых, получаемый в качестве конечного продукта метакрилонитрил и, во-вторых, непрореагировавшие исходные материалы, т.е. изобутен, аммиак, кислород и азот, а также некоторое количествоHCN, СО 2, СО, пропионитрила, метакролеина,метакриловой кислоты, воды, более высоких нитрилов, альдегидов и кетонов, а также - в зависимости от исходного сырья - изобутан и другие С 4 углеводороды. Как описано в патенте US 4720566, к химически активным газам, получаемым при синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила,можно добавлять различные ингибиторы полимеризации, такие как гидроксиламины или фенилендиамин. Синтез акрилонитрила или метакрилонитрила осуществляется способом, хорошо известным специалистам в данной области. Необходимую информацию по синтезу акрилонитрила можно найти, например, в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, т. A1, 5-е изд., стр. 177-184, изд-во VCH-Verlagsgesellschaft, FRGWeinheim, 1985 или у K. Weissemel, H. J. Аrре,"Industrielle organische Chemie", 5-е изд., стр. 332-341, изд-во Wiley-VCH, FRG-Weinheim,1998. Синтез метакрилонитрила описан у К.Chemie", 5-е изд., стр. 312, изд-во Wiley-VCH,FRG-Weinheim, 1998, а также, например, в GBA-1238347. В качестве охлаждающей жидкости обычно используют воду. При этом на 1 м 3 химически активного газа для его быстрого охлаждения расходуется около 0,5-8 кг, предпочтительно 0,7-5 и наиболее предпочтительно 0,8-2 кг, в частности 1-2 кг охлаждающей жидкости, из которых во время быстрого охлаждения испаряется около 10-15%. Нижний предел определяется энергетическим балансом, т.е. необходимостью перекачивать насосом обратно в колонну,по крайней мере, то количество охлаждающей жидкости, которое превращается в пар, плюс 8 некоторое количество охлаждающей жидкости,которая собирается в нижней части колонны, а также необходимостью возврата в систему в качестве свежей охлаждающей жидкости того ее количества, которое превращается в пар во время быстрого охлаждения газа. Верхний предел определяется пропускной (по жидкости) способностью колонны или ее гидравлическими характеристиками. Температура в верхней части состоящей из секции быстрого охлаждения и секции отгонки колонны определяется термодинамическими характеристиками системы, т.е. температурой кипения охлаждающей жидкости при рабочем давлении. Температура отгоняющего газа или температура охлаждающей жидкости в секции отгонки влияют на эффективность выделения из охлаждающей жидкости содержащихся в газовой смеси органических веществ и поэтому должна учитываться при разработке конструкции колонны. Температура охлаждающей жидкости, которая подается в секцию быстрого охлаждения по магистрали (5), обычно составляет 70-100 С. Температура охлаждающей жидкости на входе в колонну зависит от температуры химически активного газа, давления в колонне, расхода и потерь тепла в контуре охлаждающей воды. Химически активный газ, который поступает в колонну по магистрали (4), имеет температуру 200-300 С, предпочтительно 210-280 С и наиболее предпочтительно 225-250 С. В качестве отгоняющего газа обычно используют инертный газ, предпочтительно азот. Определенный эффект дает использование для этой цели отходящего из абсорбера газа, образовавшегося при синтезе акрилонитрила в процессе абсорбции. Количество инертного газа, используемого для отгонки из охлаждающей жидкости растворенных в ней компонентов инертного газа, зависит от количества пропилена или изобутилена,участвующего в синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила. Обычно на 1 моль пропилена или изобутена используют от 0,1 до 5 моль,предпочтительно от 0,5 до 3 моль, в частности от 0,75 до 1,5 моль инертного газа. В пересчете на суммарное количество химически активных газов (т.е. газообразного аммиака, пропилена и воздуха, используемых при синтезе акрилонитрила) указанные количества инертного газа соответствуют 1-60 об.%, предпочтительно 6-36 об.%, в частности 12-18 об.%. Отгоняющий газ подается в предлагаемую в изобретении колонну из подводящей магистрали ниже секции отгонки. При этом этот газ можно подавать в колонну не только в зону,расположенную над нижней частью колонны,но и непосредственно в собирающуюся в нижней части колонны жидкость. Предпочтительно,однако, чтобы место, в котором в колонну подают отгоняющий газ, было расположено выше 9 уровня собирающейся в нижней части колонны жидкости на расстояние, равное 1-2 диаметрам поперечного сечения колонны, и одновременно ниже первых тарелок секции отгонки на такое же расстояние. Температура отгоняющего газа обычно лежит в пределах от 0 до 100 С. Размеры секции отгонки должны обеспечивать выделение из охлаждающей жидкости по существу всех содержащихся в ней компонентов химически активного газа. Размер, т.е. высота, предлагаемой в изобретении колонны и отношение длины секции отгонки к длине секции быстрого охлаждения определяется из расчета необходимого количества теоретических тарелок. Диаметр колонны определяется по результатам гидравлического расчета с учетом расхода протекающей через колонну охлаждающей жидкости и проходящего через нее потока отгоняющего газа. Количество охлаждающей жидкости, которая откачивается из нижней части колонны по отводящей магистрали (12), выбирается с тем расчетом, чтобы количество образовавшегося в результате испарения осадка, в котором содержатся в основном полимерные компоненты,побочные продукты и соли, составляло 5-50 мас.%, предпочтительно 10-35 мас.% и наиболее предпочтительно 20-25 мас.% в пересчете на вес жидкости, собирающейся в нижней части колонны. В предлагаемой в настоящем изобретении колонне реализована синергетическая комбинация двух технологических процессов - процесса быстрого охлаждения (охлаждение потока горячего газа при его смешивании с жидкостью) и процесса отгонки (выделения из жидкости в процессе ее смешивания с потоком газа растворенных в ней компонентов). По существу такую колонну можно назвать отгоночным аппаратом с быстрым охлаждением. Отгонка компонентов газа из используемой до этого для его быстрого охлаждения охлаждающей жидкости осуществляется таким образом, что в охлаждающей жидкости, собирающейся в нижней части колонны,не содержится растворенных в ней до этого во время быстрого охлаждения летучих компонентов, в частности акрилонитрила. Тем самым по сравнению с обычными аппаратами для быстрого охлаждения газа существенно сокращается время нахождения в охлаждающей жидкости растворенных в ней компонентов газа. За счет этого можно, в частности, избежать возникновения нежелательной реакции вторичного взаимодействия акрилонитрила с аммиаком и уменьшить потери акрилонитрила до 1%, обеспечив одновременно полную идентичность между составом обработанного (охлажденного) в колонне газа и составом подаваемого в нее химически активного газа. 10 Пример. 1. Синтез акрилонитрила. В экспериментальный реактор диаметром 3,4 см и длиной 100 см (рабочий объем 1,4 л) загружали 550 г катализатора, состоящего из смеси оксидов Bi/Mo и обычно используемого при получении акрилонитрила, и нагревали до температуры 400-450 С. После этого в реактор снизу подавали при нормальных условиях воздух в количестве 150 л/ч вместе с обычным пропиленом в количестве 16 л/ч и аммиаком в количестве около 20 л/ч. 2. Быстрое охлаждение и отгонка. Выполненный в соответствии с изобретением аппарат для быстрого охлаждения и отгонки, который был установлен за экспериментальным реактором синтеза акрилонитрила,имел диаметр 3,2 см и длину 72 см. Объем заполненной насадкой секции быстрого охлаждения был равен 0,2 л, а объем заполненной насадкой секции отгонки был равен 0,185 л. Химически активные газы, которые на выходе из верхней части реактора синтеза акрилонитрила имели температуру 250 С, подавали при этой температуре в аппарат для быстрого охлаждения и отгонки. Температура в секции быстрого охлаждения колонны составляла около 73 С, а в секции отгонки 75-76 С. Температура в нижней части секции отгонки была равна приблизительно 76 С. Количество инертного газа (азота), подаваемого в аппарат ниже секции отгонки, варьировалось в пределах от 0,1 до 5,0 моль на моль пропилена. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ выделения одного или нескольких органических веществ из содержащей их газовой смеси, которую подвергают быстрому охлаждению в колонне, отличающийся тем, что быстрое охлаждение газовой смеси проводят в верхней части колонны, а в нижней части колонны подвергают отгонке охлаждающую жидкость смеси. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что быстрое охлаждение подаваемой в колонну газовой смеси проводят путем непосредственного воздействия на нее потока охлаждающей жидкости, которую затем подвергают отгонке с выделением из нее растворенных в ней компонентов газовой смеси путем непосредственного воздействия на нее инертным газом. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем,что в колонну подают газовую смесь, полученную в процессе синтеза акрилонитрила или метакрилонитрила. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что химически активные газы, полученные при синтезе акрилонитрила, содержат акрилонитрил,пропилен, аммиак, кислород, азот, HCN, СО 2,СО, ацетонитрил, акролеин, акриловую кислоту,ацетон, фумаронитрил, никотинонитрил, окса 11 зол, уксусную кислоту, воду, более высокие нитрилы, альдегиды и кетоны. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для быстрого охлаждения газовой смеси на один кубический метр химически активного газа используют 0,5-8 кг, предпочтительно 0,7-5 кг, наиболее предпочтительно 0,8-2 кг, в частности 1-2 кг охлаждающей жидкости. 6. Способ по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что на один моль пропилена/изобутена, используемого при синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила, используют 0,1-5 моль, предпочтительно 0,5-3 моль, в частности 0,75-1,5 моль инертного газа. 7. Способ по любому из пп.2-6, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют газ, отходящий из абсорбера, используемого при синтезе акрилонитрила. 8. Колонна для осуществления способа по любому из пп.1-7, в которой осуществляется быстрое охлаждение газовой смеси и отгонка из охлаждающей жидкости, отличающаяся наличием а) верхней секции быстрого охлаждения и нижней секции отгонки, б) подводящего устройства, предназначенного для подачи в колонну потока химически активного газа под секцией быстрого охлаждения и над этой секцией подводящей магистрали, предназначенной для подачи в колонну охлаждающей жидкости, в) расположенного над секцией быстрого охлаждения распределителя жидкости, через который в колонну подается охлаждающая жидкость, г) магистрали для подачи отгоняющего газа, расположенной ниже секции отгонки либо над нижней частью колонны, либо в пределах высоты нижней части колонны, д) магистрали с перекачивающим насосом, соединяющей нижнюю 12 часть колонны с распределителем жидкости, е) подводящей магистрали, по которой в нижнюю часть колонны подается свежая охлаждающая жидкость, и ж) отводящей магистрали, по которой из верхней части колонны отводится поток обработанного в ней газа. 9. Колонна по п.8, отличающаяся тем, что дополнительно содержит отводящую магистраль, по которой из нижней части колонны выводится часть собирающейся в ней охлаждающей жидкости.
МПК / Метки
МПК: F28C 3/08, C07B 63/00, C07C 255/08, B01D 5/00
Метки: способ, веществ, смеси, газовой, органических, содержащей, выделения, установка
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/7-4384-sposob-i-ustanovka-dlya-vydeleniya-organicheskih-veshhestv-iz-soderzhashhejj-ih-gazovojj-smesi.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и установка для выделения органических веществ из содержащей их газовой смеси</a>