Главная -> Словарь

Непрерывной полимеризации

Перегонка при различных давлениях. Выше уже указывалось на изменение состава азеотропной смеси под влиянием изменения давления, под которым производится перегонка. В некоторых случаях этот принцип может быть использован для выделения разделяющего агента из гомогенной азеотропной смеси. На рис. 22 приведена идеализированная схема на трех последовательно соединенных колонн, иллюстрирующая этот метод. Смесь, содержащая по 50 частей компонентов А и В, разделяется путем непрерывной перегонки с добавлением 50 частей разделяющего агента Е. Чистый компонент В отбирается со дна колонны К-1, работающей при давлении Р±. Азеотропная смесь из колонны К-1 содержит по 50 частей А и Е. Эта смесь перегоняется в колонне К-2 при давлении Р2, где получается азеотропная смесь, содержащая 80% А и 20% Е. Эти величины, отнесенные к исходным продуктам, соответствуют 50 частям А и 12,5 частям Е. Со дна колонны К-2 отбираются 37,5 частей Е, которые поступают обратно в колонну К-1. Азеотропная смесь, выходящая из колонны К-2, поступает в колонну К-3, работающую при давлении Р3, где получаемая азеотропная смесь имеет тот же состав, что и азеотропная смесь из колонны К-1. По отношению к исходным продуктам эта смесь содержит 12,5 частей А и 12,5 частей Е. Она вводится обратно в виде сырья в колонну К-2. Са дна колонны К-3 отбираются 37,5 частей чистого компонента А. Берг с соавторами описали подобный процесс с применением двух колонн, предназначенный для восстановления изобутанола из азеотропной смеси изобутанола с этилбензолом, образующейся при очистке стирола.

Нефтяные смеси термически нестойкие. Среди входящих в их состав компонентов менее стойки к нагреву сернистые и асфаль-тосмолистые соединения. Парафиновые углеводороды термически менее стойки, чем нафтеновые. Последние при нагреве легче разлагаются, чем ароматические. Термическая стабильность нефтяных смесей зависит в основном от температуры нагрева и времени ее воздействия. Порог термической стабильности для непрерывной перегонки выше, чем для периодической. На практике нефть и полученные из нее продукты можно без заметного разложения нагревать до следующих температур, °С:

Рис. 1.12. Схема непрерывной перегонки без редуцирования и с редуцированием потока нагретого сырья:

Схема процесса непрерывной ректификации является развитием схемы непрерывной перегонки и поясняется рис. 1.16,а. Действительно, если при непрерывной перегонке паровая и жидкая фазы сразу же после разделения выводятся на конденсацию и охлаждение, то при непрерывной'ректификации на каждом из этих потоков до их вывода в приемные устройства установлены укрепляющая 6 и отгонная 7 ректификационные колонны. Назначение первой, как и при периодической ректификации, - сконцентрировать в парах наиболее летучие компоненты и получить дистиллят заданного состава. Назначение второй - отогнать и направить в 6 оставшиеся в жидкой фазе ОИ легколетучие компоненты, которые'должны входить в дистиллят и одновременно сконцентрировать в флегме 2 менее летучие компоненты, чтобы получить остаток заданного состава. Процесс непрерывной ректификации протекает при постоянных, установившихся во времени параметрах: определенной строго постоянной подаче сырья, отборе дистиллята и остатка. Температура вверху и внизу колонны остается постоянной.

Принципиально новая методика была разработана авторами в ГрозНИИ, она основана на экспериментальном моделировании непрерывной перегонки нефти с помощью лабораторной установки РУСТ-2, описанной ранее .

Авторами оригинальной системы непрерывной перегонки нефти и мазута на кубовых батареях, впервые в мире осуществленных в Баку, были русские инженеры А. Ф. Инчик, В. Г. Шухов и И. И. Елин. Почти до 1916 г. русские инженеры и техники выезжали строить керосино-масляные батареи в США, Мексику, Японию и другие страны.

С ростом нефтеперерабатывающей промышленности размеры перегонных кубов увеличились, начали строить установки, вмещающие до 160 ж3 нефти. Конструкция этих перегонных кубов обычно основывалась на простых эмпирических правилах и накопленном опыте работы предыдущих ' установок. Часто происходили аварии, которые при большой емкости кубов нередко перерастали в крупные катастрофы. В конце 70-х годов прошлого века была предпринята попытка пустить первую в США установку непрерывной перегонки. Это было, по существу, начало постепенного вытеснения периодических процессов в перегонке. В конструкцию горизонтальных кубов и батарей были внесены многочисленные усовершенствования, в частности начали использовать механическое перемешивание или принудительную циркуляцию. Тем не менее термический к. п. д. и эффективность использования поверхностей теплообмена, оцениваемая по объему дистиллятов с единицы поверхности, оставались низкими.

для непрерывной перегонки нефти. Автором этого изобрете-

Для увеличения мощности заводов по перегонке нефти в конце XIX века активно внедрялись новые перегонные устройства взамен старых перегонных кубов. Новые технические решения предлагали А.А.Тавризов, Д.И.Менделеев. Наиболее совершенное устройство для непрерывной перегонки нефти предложено В.Г.Шуховым и Ф.А.Инчиком- перегонный куб, объединенный с ректификационной колонной. Такой аппарат эксплуатировался на заводе С.Шибаева в Баку. Основные научные и технические принципы этого изобретения до сих пор широко используются в ректификационной технике.

С ростом нефтеперерабатывающей промышленности размеры перегонных кубов увеличились, начали строить установки, вмещающие до 160 м3 нефти. Конструкция этих перегонных кубов обычно основывалась на простых эмпирических правилах и накопленном опыте работы предыдущих установок. Часто происходили аварии, которые при большой емкости кубов нередко перерастали в крупные катастрофы. В конце 70-х годов прошлого века была предпринята попытка пустить первую в США установку непрерывной перегонки. Это было, по существу, начало постепенного вытеснения периодических процессов в перегонке. В конструкцию горизонтальных кубов и батарей были внесены многочисленные усовершенствования, в частности начали использовать механическое перемешивание или принудительную циркуляцию. Тем не менее термический к. п. д. и эффективность использования поверхностей теплообмена, оцениваемая по объему дистиллятов с единицы поверхности, оставались низкими.

В настоящее время можно различить два подхода к автоматизации анализа фракционного состава: автоматизация стандартного и близких ему методов периодической перегонки; автоматизация методов непрерывной перегонки.

В непрерывном процессе Auger'a 48 ток хлора целиком поглощается регулируемой струей жидкого бензола в поглотительной башне, наполненной кремнистой галькой. Раствор хлора в бензоле поступает затем в охлажденную реакционную камеру, где он приходит в соприкосновение с катализатором— железными стружками, после чего наступает реакция, и образуются хлорбензол и хлористый водород. Хлористый водород выходит сверку реакционной камеры, тогда как хлорбензол и неизмененный бензол непрерывно переливаются в лромъгватель, где производится нейтрализация посредством влажного мела. Жидкая смесь поступает в резервуар и затем в куб для непрерывной перегонки. Считают, что сырой продукт реакции содержит 30% монохлорбензола; количества хлорбензола и полихлорированных продуктов выражаются приблизительно отношением 100 : 6. Процесс Auger'a широко применяется во Франции и Италии.

Многие мономеры, например хлористый винил и бутадиен, при обычных давлениях являются газами, поэтому полимеризацию их необходимо проводить под давлением. Имеются обширные описания промышленных и лабораторных методов эмульсионной и пенной полимеризации при атмосферном и повышенных давлениях . Кроме периодических процессов, некоторый успех достигнут и в процессах непрерывной полимеризации, осуществляемых в проточных системах и в батарее последовательно расположенных реакторов с мешалками .

Основными аппаратами непрерывной полимеризации являются форно-лимеризаторы 2 и полимеризационные колонны 1. Форполимеризаторы представляют собой алюминиевые аппараты емкостью около 2 м3. Аппарат обогревается снаружи горячей водой с температурой 74—78°, подаваемой в рубашку. Температура воды, циркулирующей в рубашке, регулируется системой электрообогревателей и насосов 6—8. Внутри форполимеризатора имеется рамная мешалка.

Более распространен метод непрерывной полимеризации винилацетата в растворителе. Это объясняется тем, что полимер используется преимущественно в виде лака или клеевого раствора. Молекулярный вес полимера в значительной мере зависит от выбранного растворителя. В одинаковых условиях полимеризации молекулярный вес полимера, полученного в толуоле, в 6 раз меньше молекулярного веса полимера, полученного в бензоле. Не менее резко изменяется и молекулярный вес полимера в зависимости от концентрации исходного мономера в растворителе. При одном и том же

Основным принципом работы аппаратов непрерывной полимеризации, при-

производительные конструкции аппаратов непрерывной полимеризации выполнены

Приводим краткое описание технологической схемы непрерывной полимеризации этилена, предложенной Герике .

Рис. 3. Схема непрерывной полимеризации этилена.

На рис. XIX.2 приведена схема непрерывной полимеризации хлористого винила. Водная фаза из емкости / непрерывно подается в полимеризационные колонны 2 и 3, работающие последовательно. Колонны снабжены в верхней части лопастными мешалками и рубашка.ми для отвода тепла реакции . Первая колонна охлаждается рассолом, вторая водой. После колонн латекс собирается в коагуля-

Многочисленные исследования показали, что синтетический изо-преновый каучук не уступает по качествам натуральному каучуку, а иногда даже превосходит его. Недавно были разработаны методы непрерывной полимеризации. Среди них представляет интерес метод, в котором используются катализаторы Циглера ; он показал хорошие результаты, позволяющие надеяться на внедрение его в промышленном масштабе.

В настоящее время разработан ряд технологических схем периодической и непрерывной полимеризации этилена в полиэтилен. В СССР научно-исследовательские работы в этом направлении были начаты в 1956 г., и вскоре в Ленинградском институте полимеризационных пластмасс был разработан технологический процесс получения полиэтилена при низком давлении .

Рис. 8. Схема установки для производства полиэтилена по методу непрерывной полимеризации при низком давлении 1__емкость; 2 — таль; lit — мешалка для разбавления и хранения T1CU и триэтилалюминия; 4 и 5 — дозировочные насосы; 7 — смеситель; * — холодильник сдувочных га-80в; 9 — полимеризатор; ю — циклон-каплеотбойник; и — холодильник; 12 — газодувка; 13 — разлагатель; 14 — насос; is — емкозть для слива из системы / — дыхательный азот; II - этилен; III — бензин; IV - продувочный азот; V - сдувка на ГФУ; VI-раствор триэтилалюминия; VII -пар; VIII - азеотроп; IX-в отделение регенерации;

Полимеризация может проводиться по непрерывному способу. Схема установки для непрерывной полимеризации показана на рис. 18.