gn="justify"> Рисунок 1 - Технологічна схема отримання акрилонітрилу
Рідкі аміак і пропіленову фракцію випаровують в апаратах 1 і 2 за допомогою суміші етиленгліколю (ЕГ) з водою; суміш при цьому охолоджується до низьких температур, а її холод утилізується (у тому числі для конденсації синильної кислоти). Газоподібні аміак, пропіленова фракція і повітря в раніше розглянутих співвідношеннях надходять в реактор 3 з псевдозрідженим шаром каталізатора. Реактор охолоджується киплячим водним конденсатом. За рахунок реакційного тепла генерується пар високого тиску, який служить для приводу повітряного турбокомпресора, а виходить з компресора «м'ятий» пар використовується на стадії поділу продуктів. Гарячі гази по виході з реактора проходять котел-утилізатор 4 , де генерується пар середнього тиску. Частково охолоджені реакційні гази насамперед очищають від аміаку в абсорбере 5 за допомогою циркулюючого розчину сульфату амонію, що містить сірчану кислоту. Відпрацьований в абсорбере розчин сульфату амонію випарюють і кристалізують, отримуючи 400 кг (NH 4) 2 SO 4 на 1 т акрилонітрилу. Далі з газу в абсорбере 6 водою поглинають акрилонитрил, синильну кислоту і ацетонітрил, а відхідний газ, залежно від складу, скидають в атмосферу або допалюють в печі з отриманням пара.
Водний розчин продуктів з низу абсорбера 6 підігрівають в теплообміннику 8 зворотному водою і подають в отпарную колону 9 з кип'ятильником і дефлегматором, де від води відганяють синильну кислоту, акрилонітрил та ацетонітрил. Воду через теплообмінник 8 і холодильник 7 повертають в абсорбер 6 , а суміш продуктів направляють на розділення.
Зазвичай із суміші в першу чергу відганяють найбільш летючу синильну кислоту в ректифікаційної колоні 10 з кип'ятильником і дефлегматором при невеликому вакуумі (щоб уникнути попадання високотоксичної HCN в атмосферу ). З кубової рідини в колоні 11 з водою в якості третього компоненту відганяють більш летючу азеотропную суміш акрилонітрилу, залишаючи в кубі водний розчин ацетонітрилу з домішкою менш летючих сполук (ціангідріни формальдегіду і ацетальдегід??, Що утворилися з цих альдегідів і HCN). З розчину потім виділяють ацетонітрил (на схемі не показано). Дистилят поділяють в сепараторі 12 на водний і органічний шари, повертаючи воду в колону 11 .
Водний акрилонитрил піддають азеотропной осушування в колоні 13 , забезпеченою кип'ятильником, дефлегматором і сепаратором 14 , де розділяються водний і акрилонітрильних шари. Перший повертають в колону 11 , тому він містить розчинений акрилонитрил, а другий служить зрошенням колони 13. Сухий акрилонитрил збирають в кубі колони 13 і після остаточної ректифікації в колоні < i align="justify"> 15 отримують у вигляді дистиляту потрібної чистоти. На стадії поділу продуктів щоб уникнути полімеризації акрилонітрилу до суміші додають інгібітори.
У стаціонарному шарі каталізатора процес ведуть в реакторах трубчастого типу, в яких каталізатор перебуває в трубах, а міжтрубний простір заповнений високотемпературним теплоносієм - нітрит-нітратної сумішшю. Стаціонарний шар каталізатора повинен бути дуже міцним і термостійким, здатним пропрацювати кілька тисяч годин без помітного пилення, щоб запобігти зростанню опору потоку газу в трубках.
При синтезі акрилонітрилу виділяється велика кількість тепла. Тому, щоб уникнути сильних перегрівів, діаметр трубки реактора не повинен перевищувати 32 мм. У зв'язку з цим при використанні реактора трубчастого типу досягти великої потужності одиничного апарату не вдається.
У реакторах з псевдозрідженим шаром каталізатора цей недолік усувається. Виділяється в процесі синтезу тепло відводиться за рахунок випаровування води в змійовиках, розташованих у зоні реакції. Основним недоліком реакторів цього типу є стирання каталізатора і винесення дрібних частинок його потоком газу, що призводить до втрати дорогих молібденових і вісмутових солей і погіршення економічних показників процесу.
Широке застосування отримали реактори з киплячим шаром каталізатора, в яких можна забезпечити изотермичности процесу і найбільш раціональний відведення теплоти.
Поряд з основною, сильно екзотермічності реакцією (? Н=- 515 кДж/моль), відбувається утворення HCN, ацетонітрилу (CH 3 CN), CO і CО 2. Дл...
