також шляхом генерації вторинного водяної пари в котлах-утилізаторах. Відносно низький температурний потенціал тепла (250-3000С) призводить до громіздкої системи теплообміну і теплоиспользующих апаратів.
Однак інтенсивна циркуляція реакційної газової суміші, кратність якої (при виході етанолу около5%) досягає 20, і порівняно невисока теплота реакції дозволяє вельми просто реалізувати процес в адіабатичному реакторі колонного типу. Виділяється теплота реакції підвищує температуру реагуючого газового потоку лише на 15-200С, що припустимо.
Незважаючи на досить малу летючість фосфорної кислоти, унос її у вигляді пари при такій значній рециркуляції реакційної газової суміші і високій температурі досягає 0,4-0,5кг/год з 1м3 каталізатора, що може викликати корозію апаратури і обмежує тривалість нормальної роботи каталізатора до 500-600 годин. У зв'язку з цим була розроблена технологія безперервної подачі вільної фосфорної кислоти в реакційну газову суміш на вході в реактор, нейтралізації її лугом на виході з реактора і регенерація з отриманих при нейтралізації солей. Це дозволило збільшити тривалість роботи каталізатора до 1500 годин, помітно скоротити витрату фосфорної кислоти і значно зменшити корозію устаткування. Такий процес можна проводити в сталевій апаратурі.
З наведеної фізико-хімічної характеристики процесу можна вивести основні положення, які були прийняті при розробці існуючої технологічної схеми.
Необхідно побудувати схему за принципом багаторазової циркуляції реакційної газової суміші через реактор з відведенням цільового продукту - етанолу - конденсацією;
В якості вихідного продукту слід застосовувати чистий етилен з мінімальним вмістом інертних домішок, які накопичуються в реакційній суміші і частково відводяться з рециркулирующим газовою сумішшю у вигляді «отдувкі»;
Підвищення тиску процесу обмежена через небезпеку конденсації води, яка знижує активність каталізатора;
Процес необхідно проводити при еквімолярних або близькому до нього співвідношенні етилен/водяний пар;
Необхідно найбільш повно регенерувати тепло, расходуемое на отримання водяної пари;
Можливе застосування адіабатичного реактора найпростішої конструкції;
Доцільно підживлювати надходить в реактор реакційну газову суміш свіжої фосфорною кислотою, необхідна нейтралізація парів кислоти на виході з реактора, включаючи регенерацію її з випали солей.
6. Опис технологічної схеми процесу виробництва етилового спирту
Технологічні схеми синтезу етанолу розрізняються способами отримання водяної пари і системами утилізації тепла. У найбільш досконалих схемах водяна пара для синтезу отримують шляхом рецикла води після відділення етанолу та використанням парового конденсату.
. 1 Структурна схема процесу
Свіжий і оборотний етилен стискається в компресорах (1), (2) до 8,0 Мпа, змішується з водяною парою, що надходять зазвичай з ТЕЦ, підігрівається в теплообміннику (4) теплом отходящей з реактора суміші і перегрівається в трубчастої печі (3) до 275 ° С, після чого подається в реактор-гідратор (5). Перед входом в реактор в потік «вбризгівается» фосфорна кислота для підживлення каталізатора, що продовжує термін його служби (реакційна газова суміш змішується з подається фосфорною кислотою при температурі 280-3000С).
Реактор являє собою порожню колону висотою 10 м і діаметром 1,5 м, що працює в режимі ідеального витіснення. Для виключення впливу корозії від фосфорної кислоти він викладений листами червоної міді.
Реакційні гази містять пари унесенной фосфорної кислоти, яка нейтралізується гідроксидом натрію, а утворюються солі виділяються в солеотделітеле (6). Відтік фосфорної кислоти становить 0,4 - 0,5 т/год з 1 м3 каталізатора.
Теплота відхідних реакційних газів регенерується в теплообміннику (4) для нагріву вхідної суміші. У холодильнику (7) відбувається конденсація продуктів реакції, а в сепараторі (8) поділяються рідкі та газові потоки. Вода, як менш летючий компонент, конденсується з більшою повнотою. Тому для додаткового виділення спирту проводиться його відмивання водою в абсорбере (9). Непрореагіровавшій газ, що містить 90 - 92% етилену, рециркулируют компресором (2), а частина його скидають, щоб уникнути накопичення домішок в системі.
віддувкою становить приблизно 20% від введеного етилену і направляється на установку газоразделенія для виділення етилену.
Водний конденсат після сепаратора (8) і рідина з абсорбера (9) Дросселирующий, в результаті чого виділяються розчинені гази, відокремлювані в сепар...
