ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

НепрерьГвнодействующий четырехколонный спирторектификационный аппарат

В ЦНИЛХИ Скворцовым [26] разработана схема непрерывнодей - ствующего аппарата (НДА) для переработки укрепленного мети­лового спирта.

Путем частичного изменения конструкции и режима работы четырехколонного аппарата на Ашинском комбинате было освоено производство метанола I сорта.

Схема измененного четырехколонного НДА представлена на рис. 96. Укрепленный метиловый спирт крепостью 95—98% Объемных поступает с ПДА в бак 1, из него стекает в баки-сироп -

Ники 2 или 3, в которых его рассиропливают водой (конденсатом из межтрубного пространства первого корпуса трехкорпусного вакуум-аппарата) до 20—23% и спускают в насос 5, который по­дает его обратно в этот же бак. Перемешивание таким способом продолжается в течение одного часа, отстаивание занимает 8—12 часов. Масла, всплывшие наверх, спускают отдельно, а рас­сиропленный метанол подают насосом 4 в напорный бак 6. Отсюда он через бачок постоянного уровня 7, смеситель 8 и измеритель скорости 9 поступает на верхнюю тарелку исчерпывающей ацето - нистой колонны 10. Пары из этой колонны идут в ректификацион­ную ацетонистую колонну И и проходят в ней снизу вверх. В верх этой колонны через штуцер 12 вводят горячую воду для разруше­ния азеотропных смесей — метанол — ацетон — метилацетат. Тем­пература вверху ацетонистой ректификационной колонны равна 70°.

Пары ацетонистой фракции поступают в дефлегматор 13. Часть конденсата из сепаратора 13а стекает в верх ацетонистой ректификационной колонны 11, как флегма (число флегмы от 1 до 2), а другая часть, через холодильник 14 и фонарь 15 — в бак ацетонистой фракции.

Из низа ацетонистой ректификационной колонны 11 пары ке­тоновой фракции идут в конденсатор 16; образовавшийся конден­сат спускают в бак ацетонистой фракции.

Флегма и вода, введенная в верх ацетонистой колонны, сте­кают из низа ее по сифону на верхнюю тарелку ацетонистой ис­черпывающей колонны 10; сюда же поступает конденсат головной фракции из конденсатора метанольной ректификационной ко­лонны 18.

В низ ацетонистой исчерпывающей колонны вводится греющий острый водяной пар. Отсюда при температуре 85° стекают в верх метанольной исчерпывающей колонны 17: остаток от отгонки аце­тонистой и кетоновой фракции (метанол с примесями), вода, вве­денная в верх ацетонистой ректификационной колонны и конден­сат греющего острого водяного пара.

В низ исчерпывающей метанольной колонны 17 вводят грею­щий острый водяной пар. Отсюда при температуре 102° идет в ка­нализацию отбросная вода (поступившая ив ацетонистой исчер­пывающей колонны), конденсат греющего острого водяного пара, поступившего в метанольную исчерпывающую колонну, вода с со­держанием NaoSO* и продуктов действия H2S04 и NaOH на при­меси метанола (возможно, избыток NaOH), поступившая из рек­тификационной метанольной колонны по сифону.

Пары метанола с примесями из верха метанольной исчерпы­вающей колонны 17 идут в нижнюю часть метанольной ректифи­кационной колонны 18; в верх колонны подают через штуцер 19 Нз бака 24 концентрированную серную кислоту (0,2—0,3 кг в час), а в низ ее, через штуцер 20, из бака 25 — раствор едкого натра. Серная кислота дает с аминами и пиридиновыми основаниями нелетучие соли; едкий натр нейтрализует избыток серной кислоты и осмоляет альдегиды.

Из низа метанольной ректификационной колонны 18 при тем­пературе 75° отводят пары аллиловой фракции в конденсатор 21; конденсат стекает в бак аллиловой фракции.

Из верха метанольной ректификационной колонны пары мета­нола и головной фракции идут при температуре 64° в дефлегма­тор 22; здесь конденсируется товарный метанол I сорта. Из сепа­ратора 22а после дефлегматора часть метанола как флегма (флегмовое число 3—4) стекает на верхнюю тарелку метанольной ректификационной колонны 18, остальная часть метанола сте­кает через холодильник 14 и фонарь 15 в баки 26 и 27 товарного метанола I сорта, а пары головной фракции уходят из сепаратора после дефлегматора is конденсатор 23. Конденсат головной фрак­ции из сепаратора 23а после конденсатора стекает в верх ацето - нистой исчерпывающей колонны 10.

Температурный режим аппарата приведен в табл. 9С>, а техни­ческие показатели — в табл. 97.

Таблица 9<>

Новая схема переработки жижки на спиртовые продукты

Эта схема разработана и внедрена в производство ЦНИЛХИ

Обесспиртовывание жижки. Установка для обесспиртовыиа - чия жижки (рис. 97) работает следующим образом. Жижка из

> С. О. с к Is О р ц и в 1; Д1. П. J А С, о л о г с к и :I. Рациональный спо­соб получения и переработки метанола-сырца. Сборник трудов ЦНИЛХИ выи, 11. Гослесбумизда г, 1952, стр. (Я—73.

Таблица 97

Технические показатели четырехколонного аппарата непрерывного

Действия

До изменения

Сырой материал

Укрепленный метиловый спирт

Содержание ацетона в % по весу..........................

Крепость до рассироплнвания в % (объем­ных)

Крепость после рассироплнвания в % объемных

Продукты

Товарный метанол:

Сорт.... Удельный вес

Содержание кетонов в % . . . .

Бромное число....................................

Выход в % из 100%-иого сырца Ацетонистая фракция выход в % . . Аллиловая фракция выход в %. . .

Химикат

Расход в кг/т товарного метанола.

Серная кислота..............................................

Едкий натр................................................... .

Греющий пар

I

Расход I,I Товарного метанола.................................... :

Ретортного цеха поступает в бак /. Отсюда насосом 2 ее подают в бак-регулятор напора 3, из которого ее избыток стекает в при­емник 4. Из приемника 4 жижка стекает в низ теплообменника 5. откуда с температурой 60° поступает через измеритель скорости 6 На 15-ю тарелку обесспиртовывающей колонны 7. Через гребенку у нижней части колонны уходят в конденсатор 8 пары фурфурола, фенолов и смоляных масел, которые в смеси с водяным паром кипят при температуре около 95—100°. Из конденсатора 8 кон- ленсат и пары поступают в флорентину 9. Пары идут в допол­нительный конденсатор 10, а конденсат из флорентины 9 и из до­полнительного конденсатора поступает в флорентину 11. Из не^ фурфурольные масла стекают в бак для них, а водный слой, содер-

Жащий спирт, уходит в низ колонны 7. Из верха нижней части ко­лонны спиртовые (аллиловые) масла стекают в холодильник 12, Из него — в флорентину; отсюда слой масел идет в бак для ма­сел, а водный слой, содержащий спирт, в низ колонны. Удаление фурфурольных и средних спиртовых масел из колонны предот­вращает ее засмоление.

Из низа колонны 7 обесспиртованная жижка поступает в труб­ное пространство каландрии 13 (в межтрубное пространство ее ьводигся греющий водяной пар); пары этой жижки возвращаются в низ колонны, а обесспиртованная жижка, содержащая не бо­лее 0,2% спирта, проходит, охлаждаясь, через теплообменник 5 И уходит в бак для нее.

В нижней части колонны (с 15 тарелками) происходит обес - спиртовывание жижки, а в верхней части (с 10 тарелками) — укрепление паров спиртовых продуктов. Эти пары из верха ко­лонны идут в дефлегматор 14. Из него флегма (число ее равно 0.5) стекает на верхнюю тарелку колонны, а пары поступают в конденсатор 15 и в нем полностью конденсируются. Конденсат — метанол-сырец, частью присоединяется к флегме, но главная Масса его стекает в мерник 16; отсюда он идет в сиропник 17 для разбавления водой. Крепость метанола-сырца 60% (объемных), кислотность — от 0,2 до 0,3 %.

Из сиропника масла спускают в бак для них, а рассироплен­ный метанол-сырец идет в НДА-1.

Пары легколетучих веществ из бака 3, мерника метанола - сырца 16, из сборников НДА-1 и НДА-П отводят в конденсатор - абсорбер 18, работающий с применением острого водяного пара. Жидкость стекает отсюда в сиропник метанола-сырца. Это устра­няет потерю легколетучих веществ.

Переработка метилового спирта сырца на НДА-1. Рассироп­ленный до 18—20% (объемных) метиловый спирт-сырец после отстаивания в течение 24 часов (после перемешивания) и удале­Ния всплывных масел подают на НДА-1 для переработки на тех­нический метанол.

Спирт-сырец не напорного бака 1 (рис. 98) через теплообмен­ник 2 и измеритель скорости 3 идет на 20-ю тарелку ацетонистой колонны 4. Нижняя часть этой колонны (20 тарелок) исчерпывает главную фракцию АЭ, а верхняя часть колонны (10 тарелок) рек­тифицирует ее. На верхнюю тарелку верхней части колонны по­ступает горячая вода, имеющая температуру 70°. Пары головной фракции (растворителя-сырца АЭ) идут из верха колонны в де­флегматор 7 и здесь частично конденсируются. Коеденсат и пары разделяются в разделителе после дефлегматора; конденсат сте­кает как флегма, на верхнюю тарелку колонны, а пары уходят в конденсатор 6 и здесь полностью конденсируются. Конденсат (головная фракция—растворитель АЭ) стекает в мерник 5, а из него идет на дальнейшую переработку в НДА-Ш. Этот раство­ритель-сырец АЭ имеет всплываемость не ниже 70%, содержит метанола не более 20% и крепость его 85—90%' (объемных). В случае надобности растворитель-сырец можно спустить вместе с флегмой в колонну.

Остаточные высшие кетоны и масла уходят в виде паров из верха нижней части ацетонистой колонны в конденсатор 8. Кон­денсат стекает в флорентину 9, из которой водноспиртовый слой идет в сиропник метанола-сырца, а слой кетоновых масел — в об­щий сборник всплывных масел.

В самый низ ацетонистой колонны 4 вводят острый водяной пар. Его конденсат, вода, введенная в верх ацетонистой колонны, и остаток от разгонки рассиропленного спирта-сырца стекают на!5-ю тарелку метанольной колонны 10.

Из верха метанольной колонны пары технического метанола уходят в дефлегматор 14. Из разделителя после дефлегматора конденсат спускают, как флегму, в верх метанольной колонны; пары поступают в конденсатор 15. Из разделителя (воздушника) после конденсатора конденсат (технический метанол) идет в мерник 16, но в случае надобности его можно спустить в верх метанольной колонны. Он содержит кетонов (в пепссчете на аце­тон) не более 0,8% и эфиров до 0,15%.

Лары спир/ниОых продукт/об

Из верха нижней части метанольной колонны уходят в конден­сатор 13 пары аллиловой фракции. Конденсат стекает в бак алли­ловой ф1ракцни. Из пиза метанольной колонны пары отводят во второй змеевик конденсатора 13. Часть конденсата берут для про­верки полноты исчерпания метанола, а остальную часть спускают
з канализацию. Со средних тарелок нижней части метанольной колонны пары фурфурольных масел (дающих 70%-ный концен­трат) идут в конденсатор 11. Конденсат из него стекает в флорен­тину 12, откуда спиртоводный слой спускают в низ метанольной колонны, а фурфурольные масла идут в сборник.

В низ метанольной колонны вводят греющий острый водяной пар. Отсюда отбросная (лютерная) вода, содержащая не более 0,05% метанола, уходит через теплообменник 2 в канализацию.

Можно пары технического метанола с разбавлением его до 20% конденсатом водяного пара или водопроводной водой (без конденсации и отстаивания) пустить на дальнейшую очистку в ИДА-П, если поставить инжектор-смеситель и пробник смеси с питающей тарелки колонны в НДА-П.

Очистка технического метанола на НДА-П. Установка НДА-П перерабатывает технический метанол на товарный метанол пер­Вого сорта.

Технический метанол, полученный на НДА-I (в мернике 16, Рис. 99) подают в бак 1 и рассиропливают до 20% (объемных). При хорошем качестве технического метанола можно обойтись без Рассиропливания и отстаивания. При переработке обычного укреп­ленного метанола, с содержанием от 5 до 8% кетонов, его необ­ходимо рассиропить водой до 18—20% (объемных) и после пере­мешивания оставить на отстаивание не менее чем на 12 часов. Раствор укрепленного метанола стекает через теплообменник 2 И измеритель скорости 3 на 15-ю тарелку ацетонистой колонны 4, Имея температуру в 60°. Нижняя часть ацетонистой колонны (15 тарелок) исчерпывающая, верхняя (20 тарелок) —ректифика­ционная. На самую верхнюю тарелку ацетонистой колонны посту­пает горячая вода, так что здесь температура равна 70°. При малом флегмовом числе пары ацетонистой фракции уходят в де­флегматор 5. Из его разделителя конденсат стекает на верхнюю тарелку ацетонистой колонны, а пары идут в конденсатор 6. Кон­денсат (ацетониетая фракция) может быть в случае надобности гозвращен с флегмой в ацетонистую колонну, но обычно он идет п мерник 7. Эта ацетониетая фракция имеет крепость 50% (по геплыванию с раствором щелочи) и небольшое содержание мета­нола.

С верхних тарелок нижней части ацетонистой колонны 4 кето­новую фракцию отбирают в конденсатор 8.

В низ ацетонистой колонны вводят греющий острый водяной пар. Его конленсат (вода), введенный в верх ацетонистой ко­лонны, и остаток от отгонки ацетонисгой и кетоновой фракции Hi раствора технического метанола стекают на 15-ю тарелку мета­нольной колонны 9, нижняя часть которой (15 тарелок) —исчер­пывающая, а верхняя (30 тарелок) - ректификационная. В низ этой колонны подают греющий острый водяной пар. Отсюда от­бросная вода, содержащая не более 0,05% метанола, уходит через теплообменник 2 в канализацию. Для проб на полноту исчерпа-

Я абсорбер - конденсат

Редине метанольной колонны из бака И подают 8%-ный раствор щелочи (2—3 кг 100%-ного едкого натра на 1 т метанола). Для связывания аминов, аммиака и разрушения непредельных соеди­нений на верх колонны из бака 12 подают по каплям крепкую сер­ную кислоту.

Пары метанола и головной фракции уходят из верха мета­нольной колонны в дефлегматор 13. В нем температура такова, что конденсируется лишь метанол, а пары головной фракции, имеющие более низкую температуру коденсации (кипения), чем метанол, уходят из разделителя после дефлегматора в конденса­тор 14, откуда конденсат головной фракции стекает обратно в верх метанольной колонны, а избыток его идет на 15-ю тарелку7 ацето­нистой колонны.

Конденсат чистого метанола из разделителя после дефлегма­тора частью идет как флегма, в верх метанольной колонны, а глав­ная часть, через холодильник 15, в сборник метанола. Этот мета­нол— товарный, I сорта; крепость его по спиртомеру — от 99,2 до 99,9%, содержание кетонов в нем — от 0,05 до 0,1%, эфи­ров — от 0,00 до 0,15%; он выдерживает пробу с серной кислотой.