Производство ацетона и фенола

1 слайд:

Основным способом производства ацетона и фенола  на сегодняшний день является кумольный метод.

Кумольный метод заключается в окисление ИПБ в ГПИБП с дальнейшим его  разложением на фенол и ацетон.

[pic 1]

Рисунок 1 – Блок-схема производства кумола и ацетона

На слайде представлена блок схема процесса. В результате химических реакций, помимо целевых фенола и ацетона, образуются следующие побочные продукты: ОМ, АМС, АФ, ДМФК и др

Отделение фенола от ацетона ректификацией затруднено из-за химического сродства молекул, также затруднено отделение ИПБ и АМС от фенола из-за малой разницы температур кипения. Для увеличения летучести ацетона, а также для создания положительных азеотропных смесей (ИПБ + вода) и (АМС + вода), способствующих лучшей отгонке ИПБ и АМС от фенола, в линию поступления РМР подается вода для обеспечения содержания влаги в РМР до 14 %масс. (обводнение РМР).

2 слайд

Избыток обводнения РМР (содержание влаги более 14 %масс.) приводит к увеличению содержания воды в кубовой жидкости колонны (фенольной фракции) и увеличению расхода пара в кипятильник, недостаток обводнения РМР может привести к увеличению содержания ИПБ и АМС в фенольной фракции т.к., например АМС образует с фенолом азеотропную смесь, для  разделения которой в качестве агента используют воду, образующую с фенолом новый азеотроп.

[pic 2]

Таблица 1 – Наличие азеотропов в смеси

3 слайд

Разделение происходит в вакуумных колоннах т.к. понижение давления приводит к тому, что кривая равновесия становится более выпуклой и отдаляется от кривой равновесия фаз. Это позволяет уменьшить число тарелок и флегмовое число.

4 слайд

Сложность разделения фенольной фракции заключается в наличии в ее составе азеотропных смесей. Для получения фенола требуемой чистоты применяется схема с использованием процессов обычной и  экстрактивной ректификации. Фенольная фракция поступает в блок колонн К-1 и К-2, в которых отводится тяжелая фенольная смола. Легколетучие примеси, например, АМС и ОМ, от полученного фенола-сырца отделяются методом экстрактивной ректификации в колонне К-3 с применением в качестве разделяющего агента ДЭГ, в колонне К-4 после отделения ДЭГ получают фенол марки «Б». В реакторе с катионитом Р-1 и колонне К-5 происходит доочистка фенола от микропримесей до показателей чистоты марки «А».

Вариант 1:

С целью снижения энергозатрат в системе разделения была предложена замена внутренних контактных устройств  (ВКУ) колонн на более эффективную перекрестноточную насадку (ПНТ).

Вариант 2:

Рассматривается снижение рециклового потока разделяющего агента за счет увеличения эффективности разделения, полученного в результате применения ПТН.

Из таблицы 2 видно, что наиболее значительный эффект при применении ПТН, с точки зрения снижения энергозатрат, наблюдается в колонне отделения фенола от ДЭГ К-4, также достаточно заметно снижение теплоподвода и  в колонну К-3. Суммарный теплоотвод снижен на 21,9%, суммарный теплоподвод снижен на 21,1%. Снижение энергозатрат обусловлено снижением температуры низа за счет более низкого перепада давления на насадке, а также повышением эффективности работ контактных устройств. В варианте 2, благодаря большей эффективности насадок, удалось также добиться снижения расхода рециклового потока на 4 т/ч (14%), что привело не только к дополнительному снижению энергозатрат, но также к снижению затрат на перекачку рециклового потока.