Промислове виробництво адипінової кислоти методом доокисление азотною кислотою продуктів повітряного окислення циклогексану включає наступні стадії:
• доокисление азотною кислотою органічної сировини;
• виділення з реакційних розчинів адипінової кислоти та її очищення;
• регенерація азотної кислоти з реакційних розчинів та отримання плаву нижчих дикарбонових кислот (ДНК);
• абсорбція окислів азоту з реакційних газів з метою виділення азотної кислоти та санітарної очистки вихлопних газів.
На Рис. 6 наводиться схема основних стадій виробництва.
В В
Рис. 6. Принципова схема відділення доокисление: 1-збірник органічної сировини; 2 - збірка парового конденсату, 3 - збірка азотної кислоти; 4 - реактор першого ступеня; 5 - сепаратор першого ступеня; 6 - реактор другого ступеня; 7 - підігрівач реакційного розчину; 8 - підігрівач повітря; 9 - сепаратор другого ступеня; 10 - колона отдувки реакційних газів; 11 - сепаратор-пастка.
Для проведення безперервного процесу доокисление у великих промислових установках необхідно звернути увагу на деякі особливості його здійснення. Найбільший вихід адипінової кислоти при доокисление отримують в тому випадку, коли співвідношення кількостей азотної кислоти (у розрахунку на 100%-ву) і органічної сировини становить 6-7 моль НN0 3 на 1 моль органічної сировини.
Збільшення кількості подається азотної кислоти призводить до деякого, зниження виходу адипінової кислоти і, що особливо важливо для великотоннажного промислового виробництва, створює значні труднощі при виділенні адипінової кислоти з реакційних розчинів і при регенерації азотної кислоти.
Зменшення кількості подається азотної кислоти також призводить до зниження виходу адипінової кислоти, але до вже значнішого, так як при цьому різко збільшується вихід побічних продуктів.
Припинення подачі азотної кислоти при триває подачі органічної сировини може призвести до різкого підвищенню температури і тиску в реакторі. Тому для забезпечення безпечного і стабільного проведення безперервного процесу доокисление слід строго підтримувати необхідне співвідношення азотної кислоти і органічного сировини в реакторі першого ступеня.
Блокування сировинних насосів повинна гарантувати негайне припинення подачі органічної сировини при раптовому припиненні подачі азотної кислоти. При монтажі та експлуатації обладнання необхідно враховувати, що з реакційних розчинів, отриманих при доокисление азотною кислотою продуктів повітряного окислення циклогексану, можуть кристалізуватися дикарбонові кислоти. Тому слід уникати прокладки довгих трубопроводів для транспортування цих розчинів. У комунікаціях повинні бути виключені застійні зони і по можливості зменшено число колін на трубопроводах. Особливу увагу слід приділяти обігріву та ізоляції комунікацій і імпульсних ліній контрольно-вимірювальних приладів.
Нижче наводиться технологічна схема виділення адипінової кислоти і регенерації азотної кислоти (Рис.7).
В
Рис. 7. Технологічна схема виділення адипінової кислоти і регенерація азотної кислоти: 1-збірник реакційних розчинів доокисление; 2 - вакуум-кристалізатор першого виділення; 3,11,16,17,21 - конденсатори; 4,24 - декантатор; 5,27 - центрифуги; 6 - розчинник; 7 - вакуум-фільтр, 8 - вугільний фільтр, 9 - катіонітного колона; 10 - фільтр очищення від катіоніту; 12 - вакуум-кристалізатор перекристалізації; 13-кристалізатор додаткового виділення адипінової кислоти; 14,28,29, 30,31 - Збірники; 15,23 - випарніапарати; 18 - колона ректифікації; 19,20,22 - Випарна станція; 25 - циклон; 26 - мокрий скрубер; 32 - сушарка з киплячим шаром.
В В
Рис.8. Матеріальний баланс процесу виділення адипінової кислоти
Необхідність регенерації азотної кислоти випливає з таких міркувань:
• для отримання адипінової кислоти з максимальним виходом при доокисление циклогексанолу та інших продуктів повітряного окислення циклогексану необхідно подавати в реактор першого ступеня в 3-3,5 рази більше азотної кислоти, ніж потрібно за стехіометрії. Без регенерації витрата азотної кислоти на одиницю готової продукції в 3-4 рази вище, ніж необхідно, що негативно позначається на економічних показниках процесу;
• у разі відсутності регенерації в процесі виробництва адипінової кислоти виникає велика кількість кислих стічних вод, знешкодження і знищення яких пов'язане з великими технічними труднощами;
• в маткових розчинах, що утворюються у виробництві адипінової кислоти, містяться залишки адипінової кислоти, глутарова і бурштинова кислоти, а також застосовуються в якості каталізатора солі міді і ванадію. Ці сполуки бажано ути лизировать, що неможливо без попереднього видалення азотної кислоти.
Для повного видалення азотної кислоти методом її відгону з водяною парою, щоразу після досягнення концентрації, відповідної азеотроп...
