CC BY
127
УДК 547:66.06
Н. Б. Садыков, И. Х. Бикбулатов, А. З. Абдуллин, Л. Р. Асфандиярова, А. А. Исламутдинова
Эффективная технология адсорбционной осушки рециклового винилхлорида
Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамаке 453118, г. Стерлитамак, пр. Октября; тел.: (3473) 24-25-18, факс: 24-24-08
Предлагается технология осушки рециклового винилхлорида на модифицированных влагоемких цеолитах, осуществляемая дополнением адсорбера к действующей технологической схеме.
Ключевые слова: винилхлорид, рецикл, влага, осушка, адсорбция, цеолит, экономика, экология.
Производство хлорорганических продуктов за последние десятилетия заняло одно из ведущих мест в промышленном органическом синтезе, именно в этих производствах реализуется в первую очередь ресурсосберегающие и наукоемкие технологии. Это относится и к технологии получения винилхлорида, используемого на 90% в качестве мономера для пластических масс и частично в производстве различных сополимеров 1.
Так, при производстве винилхлорида в последние годы реализован метод оксихло-рирования этилена, сбалансированный по хлору, взамен метода с использованием в качестве сырья дорогостоящего ацетилена.
Однако и в этом варианте технологии имеется «узкое место» — это наличие влаги в ре-цикловом винилхлориде: вода контактирует с имеющимся в системе хлоридом водорода, образующаяся соляная кислота корродирует материал ректификационной колонны, а в условиях снижения температуры вода образует с углеводородами кристаллогидраты, которые забивают протоки тепло- и массообменных
систем
2, 3
Образованию кристаллогидратов также способствует повышение давления, однако выше определенной критической температуры образование кристаллогидратов происходить не может.
Наличие воды нежелательно также и из-за отстоя и скопления ее в низких частях оборудования и трубопроводов, что ухудшает условия транспорта продуктовых потоков.
Для осушки от влаги газообразных веществ, сжиженных углеводородных газов и жидкого углеводородного сырья используются
охлаждение и отстой воды, абсорбционные и адсорбционные технологии.
Для глубокой осушки газа и жидких углеводородных фракций применяют, как правило, адсорбцию на силикагеле, на оксиде алюминия, на цеолитах.
Эти процессы просты в аппаратурном оформлении, но экономичны только для больших осушаемых газовых потоков. Часто процесс оформляют в две ступени: на первой влажную паро-газовую смесь осушают абсорбентами, а на второй — адсорбентами до точки росы (минус 50 и ниже).
На производстве винилхлорида оксихло-рированием этилена в осушаемом потоке, кроме воды, содержатся углеводороды, диоксид углерода, и примеси других веществ, которые необходимо учитывать при оценке их влияния на процесс адсорбции.
При этом влагоемкость адсорбентов при наличии тяжелых углеводородов в газе значительно ниже 4. Проведенный анализ возможных схем адсорбционной осушки показал, что степень осушки зависит от схемы газоразделения. Так, в случае конденсационных схем, осуществляемых при температурах до —100 оС без выделения метано-водородной фракции, температура осушки должна соответствовать точке росы (—60 ■ —70 оС).
На современных крупных осушительных установках используют одноступенчатые схемы осушки на эффективных адсорбентах. Так, осушка на цеолитах типа 4А достигается до приемлемой степени их насыщения (до 10% по массе) 5.
Углеводороды не оказывают на цеолиты отравляющего действия, однако повсеместному использованию препятствует их дороговизна, а также расходы на доводку до рабочего состояния в зависимости от характера осушаемой системы.
На некоторых установках влажный поток осушают обычно в двухслойном адсорбере: первый (по ходу потока) слой представляет собой оксид алюминия, а второй — цеолиты.
Дата поступления 30.03.06
Влажный винилхлорид в К-601
Н-601 АБ
Рис. 1. Схема осушки и нейтрализации рециклового винилхлорида
I — винилхлорид на осушку; II — осушенный винилхлорид; III — дренаж влаги; IV — сброс абгазов; V — азот
Рис. 2. Конструкция осушителя
I — винилхлорид на осушку; II — осушенный винилхлорид; III — дренаж влаги; IV — сброс абгазов; V — ввод азота; 1 — корпус осушителя; 2 — съемные крышка и днище; 3 — штуцер подвода и отвода влажного и осушенного винилхлорида соответственно; 4 — штуцер отвода влаги; 5 — тарелки провального типа; 6 — вентиль; 7 — манометр; 8 — адсорбент; 9 — пробоотборник; 10 — распределительная решетка
Часто схема осушки предусматривает применение двух или трех адсорберов, один из которых всегда находится на регенерации. Удлинив цикл регенерации (за счет более мягкого нагрева адсорбента), можно избежать отложения на адсорбенте смолистых продуктов. В некоторых схемах с целью «разгрузки» цеолитов газ предварительно осушают в скруббере диэтиленгликолем под давлением 5 6.
Количество влаги в газе, поступающем на осушку, можно снизить, охладив его, после предварительной очистки, пропиленом. Температура охлаждения газа перед осушкой определяется условиями гидратообразования 4.
В настоящее время известно свыше 30 природных цеолитов, только 8 из них (анальцит, шабазит, эрионит, морденит, кли-ноптилолит, феррьерит, ломонтит и филлип-сит), встречающиеся главным образом в осадочных породах, могут иметь промышленное значение 6-8.
Нами предложена технология осушки влажного рециклового винилхлорида (ЗАО «Каустик», г. Стерлитамак) адсорбцией цеолитом на основе
На рис. 1, 2 приведены технологическая схема адсорбции на активированном цеолите и конструкция адсорбера.
Рецикловый винилхлорид с содержанием влаги от 40 до 130 ррт по шлемовой линии верха колонны поз. К-603 поступает в нижнюю
I
часть осушителя поз. С-605, через распределительную решетку на слой адсорбента.
Насыщение влагой адсорбента определяется по проскоку влаги на выходе из осушителя, фиксируемому влагомером, установленным на линии рецикла винилхлорида (после осушителя).
После достижения содержания влаги в материальном потоке не более 20 ■ 25 ррт включается резервный осушитель С-605Б, а осушитель С-605А выводится на режим регенерации продувкой горячим азотом с температурой 130 ■ 150 оС.
Абгазы регенерации (азот, кислород, следы хлорида водорода) сбрасываются через санитарную колонну в атмосферу.
Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии осушки рециклового винилхлорида и предотвращаемый экологический ущерб составляют: ожидаемый экономический эффект от внедрения 3842653.32 руб./год и предотвращенный экологический ущерб 115977.88 руб./год соответ-
9
ственно 9.
Литература
1. Абрамова В. И. Тенденции развития производства винилхлорида.— Обзор. информ. Хлорная промышленность.- М.: НИИТЭХИМ, 1984.- 38 с.
2. Ошин Л. А. Промышленные хлорорганические продукты.- М.: Химия, 1978.- 656 с.
3. Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза.-М.: Химия, 1981.- 608 с.
4. Адсорбция и адсорбенты: Труды шестой Всесоюзной конференции по теоретическим вопросам адсорбции / Отв. ред. Дубинин М. М. и др.-М.: Наука, 1987.- 272 с.
5. Цицишвили Г. В. // Нефтехимия.- 1987.— №2.- С 147.
6. Дж. Рабо. Химия цеолитов и катализ на цеолитах.- М.: Мир, 1980.
7. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость.- М.: Мир, 1972.- 408 с.
8. Исаков Я. И., Миначев Х. М. // Нефтехимия.-1990.- №3.- С. 291.
9. Научный отчет по договору №123-15-01 «Разработка эффективного способа сушки рециклово-го винилхлорида адсорбцией». Заказчик: АОЗТ «Каустик», г. Стерлитамак. Исполнитель: Стер-литамакский филиал УГНТУ.
