Отчет по практике в ООО «Ставролен»

Протекающие при этом реакции можно описать следующими суммарными уравнениями:

1. Образование окиси углерода

 

С2Н4 + 2О2  ®  2СО + 2Н2О

 

2. Образование ацетальдегида

 

СН2СНОСОСН3 + Н2О ®   СН3СООН + СН3СНО

 

3. Образование этилацетата

 

С2Н4 + СН3СООН ®  СН3СООСН2СН3

 

4. Образование метилацетата

 

2С2Н4 + 2СН3СООН + 3О2   ®    2СН3СООСН3 + 2Н2О + 2СО2

 

5. Образование этилидендиацетата

 

2С2Н4 + 4СН3СООН + О2   ®   2СН3СН(СН3СОО)2 + 2Н2О

 

Механизм основной реакции можно представить следующим образом:

Уксусная  

   кислота          Этилен

          Pd2+           O2

  Катион      Комплекс

Щелочного CH3COO-    +  палладия с

Металла     этиленом

  Pd0         H2O

 

    Винилацетат

 

Удаление теплоты реакций образования винилацетата и двуокиси углерода и регулирование температуры в слое катализатора в реакторе осуществляется путем испарения кипящей воды, циркулирующей в межтрубном пространстве реактора.

Ядами  для  катализатора  синтеза  винилацетата  являются  следующие  примеси  этилена:  окись  углерода,  ацетилен,  аммиак  и  сернистые  соединения.

Установлено, что увеличение концентрации окиси углерода до 0,3% приводит к потере активности катализатора.  Однако, при последующем уменьшении содержания окиси углерода активность катализатора восстанавливается.  При отравлении катализатора ацетиленом,  активность  его  постепенно  восстанавливается  при  переходе  на  чистый этилен.  Наличие  аммиака  в этилене  более  1  ppm  приводит  к  отравлению  катализатора, последующий переход на чистый этилен приводит к частичному восстановлению активности катализатора. Однако, при содержании аммиака более 10 ррm активность катализатора практически не восстанавливается.

Сильными ядами для катализатора является также следующие примеси уксусной кислоты: йод и йодистые соединения, хлориды, сернистые соединения и соединения тяжелых металлов.

Самое сильное отравляющее действие оказывает йод и его соединения, в частности, метилйодид. Наличие йода и метилйодида в уксусной кислоте в количестве 1,0 ppm резко снижает активность катализатора. Отрицательное действие хлора менее значительно и проявляется при содержании хлоридов в количестве 0,0005%. Муравьиная кислота также оказывает отрицательное действие на катализатор. Увеличение ее содержания свыше 0,05% приводит к снижению активности катализатора и увеличению образования двуокиси углерода. Однако при переходе на чистую уксусную кислоту активность катализатора восстанавливается.

 

2.3.1.3 Выделение винилацетата, непрореагировавшей уксусной кислоты.

Выделение винилацетата, непрореагировавшей уксусной кислоты и других конденсирующихся продуктов из реакционного газа осуществляется путем охлаждения газа в теплообменниках поз.Е-103, Е-104 и Е-105, где он отдает тепло соответственно циркуляционному газу, поступающему в испаритель поз.Е-101, винилацетату-сырцу, подаваемому на ректификацию и оборотной воде, с последующей конденсацией продуктов в колонне поз.С-101, орошаемой уксусной кислотой, поступающей из отделения ректификации. Колонна поз.С-101 снабжена глухой тарелкой, насадочной частью и ситчатыми тарелками. В середину колонны на распределительную тарелку подается часть жидкого продукта (винилацетата-сырца), отбираемая с глухой тарелки после его охлаждения в теплообменниках поз.Е-106/А,В.

 

2.3.1.4 Компримирование циркуляционного  газа.

Компримирование основного потока циркуляционного газа, поступающего из колонны поз.С-101 (смесь непрореагировавщего этилена с инертами), осуществляется турбокомпрессором поз.К-101, который поднимает давление циркуляционного газа до 8,4-9,6 кгс/см2 (0,84-0,96 МПа).

 

Кроме описанной выше системы компримирования основного потока циркуляционного газа, в технологической схеме производства имеется узел компримирования остаточных газов, выделившихся из жидких продуктов реакции при поступлении их в сборник поз.V-107, вследствие дросселирования давления жидкости до 0,2-0,3 кгс/см2 (20-30 кПа).

 

Сжатие газов осуществляется последовательно компрессорами поз.К-102 и К-103, представляющими собой объемные машины жидкостно-кольцевого типа. В качестве жидкостного кольца применяется уксусная кислота,  которая  по мере накопления в ней винилацетата подается в сборник поз.V-107. Газ после компрессора поз. К-103 направляется в колонну поз.С-101 под глухую тарелку.

 

2.3.1.5 Очистка циркуляционного  газа от двуокиси углерода.

С целью уменьшения сдувки циркуляционного газа на факел часть циркуляционного газа после компрессора поз.К-101 подается на очистку от основного побочного продукта реакции образования винилацетата-двуокиси углерода.

Очистка газа проводится в насадочной колонне поз.С-202, орошаемой абсорбентом - 20-30% водным раствором поташа.

Протекающая при этом реакция описывается следующим уравнением:

 

К2СО3 + СО2 + Н2О  Û  2КНСО3  

 

Так как с повышением температуры синтеза винилацетата количество образующейся двуокиси углерода увеличивается, то допускается постепенное увеличение содержания двуокиси углерода в циркуляционном газе в течение года до 28-30%. При этом концентрацию раствора поташа за этот период постепенно необходимо повысить от 11 до 35%.

Процесс очистки циркуляционного газа начинается при достижении содержания двуокиси углерода в циркуляционном газе 12% об.

Перед поступлением в колонну газ подвергается очистке от уксусной кислоты в колонне поз.С-201, орошаемой химочищенной водой.

“Насыщенный абсорбент” - водный раствор смеси карбоната и бикарбоната калия подается в колонну поз.С-203. Процесс регенерации поташа проводится путем дросселирования давления раствора и его нагревом. Регенерированный раствор поташа возвращается в колонну поз.С-202, а десорбированные газы, содержащие в основном двуокись углерода, конденсируются в конденсаторе-холодильнике поз. Е-206 и через отделитель поз. V-205 сбрасываются в атмосферу.

Для исключения вспенивания раствора поташа во время абсорбции и десорбции в водный раствор поташа при его вспенивании добавляют антивспениватель.

Для предотвращения коррозии оборудования в процессе щелочной очистки газа, до подачи газа на очистку, оборудование подвергается пассивации путем “промывки” раствором поташа, содержащим метаванадат калия (КVО5). По мере расходования пятивалентного ванадия, предотвращающего коррозию оборудования, в раствор поташа добавляют свежий метаванадат калия.

 

2.3.1.6 Ректификация винилацетата-сырца.

На узле перегонки с помощью ректификации (разделения многокомпонентных жидких смесей на отдельные компоненты) в ректификационных колоннах получают  готовый продукт – винилацетат-ректификат, возвращают  регенерированную уксусную кислоту на узел синтеза; отпаривают органические продукты от воды; выделяют побочные продукты – легкокипящую (ацетальдегидную и этилацетатную) фракции и отходы производства - высококипящий продукт (смесь этилидендиацетата, уксусной кислоты  и полимера) из циркуляционной уксусной кислоты и отправляют  их на термическое обезвреживание

 

Полученный  из  нижней  части  колонны  поз. С - 101   жидкий  продукт  (винилацетат – сырец)  поступает  в    сборник  винилацетата - сырца  поз. V-107,  и  затем  на узле перегонки с помощью ректификации (разделения многокомпонентных жидких смесей на отдельные компоненты) в ректификационных колоннах получают  готовый продукт – винилацетат-ректификат, возвращают  регенерированную уксусную кислоту на узел синтеза; отпаривают органические продукты от воды; выделяют побочные продукты – легкокипящую (ацетальдегидную и этилацетатную) фракции и отходы производства - высококипящий продукт (смесь этилидендиацетата, уксусной кислоты  и полимера) из циркуляционной уксусной кислоты и отправляют  их на термическое обезвреживание на установку термического обезвреживания (УТО) жидких отходов технологических производств  цеха № 122.

 

В колонне азеотропной ректификации поз.С-301 происходит разделение исходной смеси на уксусную кислоту (кубовая жидкость) и азеотроп:  винилацетат-вода - легкокипящая фракция, водный и органический слой которой подается в качестве питания в колонны водного стриппера поз.С-303 и  колонны обезвоживания поз.С-302 соответственно.

Уксусная кислота из куба колонны возвращается на узел синтеза винилацетата.

С целью удаления этилацетата из продуктов дистилляции предусмотрен боковой отбор этилацетатной фракции с одной из тарелок колонны (5, 7, 9, 11, 13), который в качестве питания поступает в колонну поз.С-306.

Верхний продукт колонны поз.С-301 подается в колонну обезвоживания поз. С-302 в качестве питания.

 

В колонне обезвоживания поз.С-302 органический слой дистиллята колонны поз.С-301 (винилацетат с примесями легколетучих и воды) после фазового разделения подвергается ректификации, в результате чего сверху колонны отводятся все легколетучие примеси и часть винилацетата с водой, а снизу колонны - винилацетат с примесью высококипящих продуктов. Часть органического слоя дистиллята в виде флегмы возвращается в колонну, а другая часть, в качестве питания подается в колонну выделения ацетальдегидной фракции поз.С-304. Водный слой дистиллята подается в качестве питания в колонну водного стриппера поз.С-303.

Кубовая часть колонны поз.С-302 в качестве питания подается в колонну поз.С-305.

 

Колонна водного стриппера поз.С-303 служит для отпарки органики от воды. Питанием колонны являются водные слои дистиллятов колонн поз.С-301, С-302.

Верхний продукт колонны поз.С-303, представляющий собой смесь паров винилацетата и ацетальдегида (органика) поступает в шлемовый трубопровод колонны поз.С-302.

Кубовая жидкость колонны (вода) после нейтрализации отработанным раствором поташа по результатам анализа сливается в ХЗК или подземную емкость поз.V-92/1,2, откуда откачивается на УТО.

 

Колонна выделения винилацетата поз.С-305 предназначена для получения товарного винилацетата. Питанием колонны служит кубовый продукт колонны обезвоживания поз. С-302. Дистиллят колонны (товарный винилацетат) частично возвращается в колонну в виде флегмы, остальная часть направляется в сборник товарного винилацетата поз.V-402/А,В. Кубовая жидкость колонны, содержащая примеси высококипящего продукта возвращается в колонну поз. С-301.

Для уменьшения количества гидрохинона и полимеров, подаваемых в испаритель поз. Е-101, с целью снижения скорости их отложения на стенках трубок, предусмотрен отвод кубовой жидкости колонны поз.С-305 насосом поз.Р-310/А,В в линию нагнетания насоса поз.Р-315/А,В и далее на тонкопленочный испаритель поз.Е-326.

 

Колонна поз.С-304 предназначена для вывода из дистиллята колонны поз.С-302 ацетальдегидной фракции. Верхний продукт колонны поз.С-304, который состоит в основном из ацетальдегида и примесей легколетучих, винилацетата и воды, направляется на УТО. Кубовый продукт колонны, содержащий винилацетат с примесями легколетучих продуктов, возвращается в колонну обезвоживания поз.С-302.

 

Колонна выделения этилацетатной фракции поз.С-306 предназначена для удаления этилацетата из винилацетата-сырца и поддержания необходимого минимального содержания этилацетата в товарном винилацетате.

Питание колонны - боковой отбор колонны поз.С-301 (этилацетатная фракция) подвергается ректификации, в результате чего сверху колонны отгоняется азеотроп- винилацетат, этилацетат, вода, а с куба колонны отбирается уксусная кислота с примесями этилацетата и воды, которая возвращается в колонну поз.С-301.

Дистиллят колонны собирается в сборнике поз.V-308, откуда частично в виде флегмы возвращается в колонну, а другая часть направляется на УТО через сборник поз.V-403 или возвращается в колонну поз.С-301.

 

2.3.1.7 Выделение высококипящих  продуктов из рецикла уксусной  кислоты.

Для  предотвращения  накапливания  в  циркуляционной  уксусной кислоте ингибитора,  этилидендиацетата  и  полимерных  продуктов,  образующихся  в  процессе синтеза и ректификации, часть уксусной кислоты непрерывно отводится из отделителя поз.V-102. Выделение высококипящих продуктов из уксусной кислоты осуществляется путем двухстадийной выпарки уксусной кислоты, отбираемой снизу отделителя поз.V-102. Первая ступень состоит из колонны поз. С-308 ,  вторая ступень - из тонкопленочного роторного испарителя поз. Е-326 и насадочной колонны выделения этилидендиацетата поз. С-307.

Уксусная кислота от отделителя поз.V-102 поступает в колонну поз.С-308, снабженную двумя выносными кипятильниками поз.Е-325/А,В.

Пары уксусной кислоты из верхней части колонны поз. С-308 направляются в колонну поз.С-301.

Для отмывки паров уксусной кислоты в верхней части колонны поз.С-308 от этилидендиацетата на верхнюю тарелку колонны поз.С-308 подается в виде флегмы уксусная кислота, отбираемая после холодильника поз.Е-304.

Раствор полимеров и этилидендиацетата в уксусной кислоте из нижней части колонны поз.С-308 подается на тонкопленочный роторный испаритель поз.Е-326.

Обогрев испарителя поз.Е-326 осуществляется насыщенным паром, подаваемым в рубашку испарителя. Для получения насыщенного пара установлен паронасытитель поз.V-326 (вертикальный цилиндрический аппарат).

Для предотвращения превышения содержания этилидендиацетата в уксусной кислоте головная фракция тонкопленочного испарителя поз.Е-326 подается в колонну поз.С-307.