ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы воздействия на профиль концентраций ключевых компонентов по высоте колонны из "Технология синтетического метанола" Наряду с обезэфириванием в колонне отделяются растворенные газы и частично удаляется пентакарбонил железа (по данным авторов, до 65% отн.). При подаче в метанол-сырец избытка щелочи (0,08—0,3 кг на 1 т) последняя в условиях высоких температур в исчерпывающей части колонны омыляет сложные эфиры [119]. Типичные данные хроматографического анализа обезэфиренного метанола ( 42° = 0,826) приведены в табл. 5.4. [c.141] Предварительная ректификация. Отделение от обезэфиренного метанола-сырца остальных примесей с температурой кипения ниже, чем у метанола, и частично образующих с ним азеотропные смеси, производится на колонне 6 предварительной ректификации. Колонна снабжена 65 тарелками, питание подается обычно на 39-ю. Количество флегмы, подаваемое на орошение колонны, колеблется в пределах 24—70% (масс.) от количества питания и определяется качеством метанола-сырца. От дистиллята отбирается фракция (0,40—0,85% масс, от питания), обогащенная легколетучими примесями, — так называемый пред-гон . Для улучшения отделения примесей на стадии предварительной ректификации обезэфиренный метанол-сырец в ряде случаев разбавляется конденсатом водяного пара до содержания воды в кубе колонны 6 14—15% (масс.). Конденсат вводится в питание или подается на 61-ю тарелку колонны. [c.141] Перманганатная проба метанола-сырца по высоте колонны увеличивается от верха укрепляющей части вниз по колонне. В точке ввода питания проба снижается из-за загрязнения этой зоны примесями. Начиная от 27-й тарелки и до куба, проба остается практически постоянной. Постоянство пробы в этой зоне и не изменяющийся состав жидкости свидетельствуют о наличии запаса разделительной способности колонны. [c.143] Наряду с удалением легколетучих органических примесей в колонне 6 отгоняется также частично и летучее железо — примерно на 15% (отн.) от содержания его в метаноле-сырце. Предгон имеет несколько повышенную кислотность за счет скопления в нем остаточного диоксида углерода. Снижение кислотности в кубе колонны происходит из-за концентрирования в нем остаточной щелочи. Очистка обезэфиренного метанола-сырца от легколетучих в колонне 6 происходит примерно на 95%. Прирост перманганатной пробы на этой стадии составляет в среднем 17 мин. Абсолютная величина пробы кубовой жидкости также зависит от качества исходного метанола-сырца и колеблется в пределах 4—30 мин. [c.143] Из колонны 7 с 6—10-х тарелок отбирается фракция метанол— масло — вода , в которой содержится до 20—50% (масс.) высших спиртов. Из куба колонны отводится вода с примесями органических соединений в концентрации менее 0,2% масс, и твердыми примесями последние вносятся с метанолом-сырцом из отделения синтеза метанола и на стадии дозирования щелочи и перманганата калия в метанол-сырец. [c.143] Где Ь — количество флегмы, подаваемюй в колонну М. — количество отбираемого метанола-ректификата О — количество метилового предгона . [c.143] Это соотношение отражает традиционное понятие о флегмовом числе в участке укрепляющей части колонны основной ректификации от точки ввода питания до точки вывода метанола-ректификата, где концентрируется метанол. [c.146] Анализ жидкости, отобранной по высоте колонны (75 тарелок с туннельными колпачками, флегмовое число 1,30) показывает (табл. 5.5), что легколетучие примеси накапливаются только во флегме. От точки отбора метанола-ректификата и до ввода питания содержание их почти не меняется. По высоте укрепляющей части колонны концентрируется этанол со слабо выраженным максимумом в зоне 30—44 тарелок (минимальный предел чувствительности применявшейся методики 0,15% масс, этанола). При таком слабо выраженном максимуме вывод этанола из системы в виде этанолсодержащей фракции практически невозможен, так как потребовалось бы увеличить отбор этой фракции до величины, соизмеримой с отбором метанола-ректификата. Среда жидкой фазы в укрепляющей части колонны нейтральная. [c.146] В исчерпывающей части колонны скапливаются спирты С2— Сб и большинство примесей с температурой кипения выше, чем у метанола, и ниже, чем у воды, или образующих с водой азеотропные смеси. Концентрация спиртов С2—Са определяется в основном отбором фракции метанол — масло — вода . В зависимости от содержания и состава спиртов жидкая фаза в зоне максимума их скопления (5—10 тарелки) может быть гомогенной или гетерогенной. [c.146] В исчерпывающей части колонны среда жидкой фазы слабощелочная при дозировании щелочи в метанол-сырец и слабокислая ( 0,002%) —без дозирования щелочи. [c.146] Укрепляющая часть колонны 7 до.лжна работать в режиме, обеспечивающем содержание воды в метаноле-ректификате менее 0,08—0,05% (масс.), а также максимально отделяющем спирты (этанол, 1-метилэтанол-1, бутанол-2) и другие примеси с близкой относительной летучестью все они ухудшают качество метанола-ректификата. Оно может быть улучшено увеличением флегмового числа, но это экономически не выгодно. Поэтому в процессе используют другие методы очистки. [c.147] Перманганатная очистка. В рассматриваемой схеме кубовый продукт колонны предварительной ректификации обрабатывается 0,5—2,0%-м водным раствором перманганата калия (можно использовать перманганаты натрия и других металлов). Такая концентрация раствора не влияет на результаты очистки повышение же температуры процесса увеличивает скорость протекания реакции, но на качество метанольной смеси практически не влияет (оптимальная температура 30—40 °С) [121. [c.147] В котором происходит реакция окисления п основная масса соедиршнип марганца н др. осаждается в виде шлама. [c.148] Из реактора-осадителя продукт направляется в отстойник 9 для отделения оставшейся части шлама. Осветленный продукт дополнительно очиш,ается от шлама в. фильтр-прессе 10 и направляется в колонну основной ректификации. Необходимость дополнительного фильтрования вызвана недопустимостью попадания шлама в колонну,, так как он ухудшает качество метанола-ректификата. Это хорошо видно из рис. 5.3. Суш,ествует мнение, что отрицательное воздействие шлама объясняется его каталитической активностью,, которая проявляется при попадании шлама в зону повышенной концентрации примесей, находящейся в исчерпывающей части колонны основной ректификации. [c.148] Периодически со дня осадигеля и отстойника отбирается смесь и прокачивается через фильтр-пресс. Шлам перед выгрузкой из фильтр-прессов промывается конденсатом водяного пара, однако и после этого он часто остается горючим, по-видимому, из-за наличия высокомолекулярных соединений, образовавшихся на активной поверхности диоксида марганца. [c.148] После замены в производствах метанола исходного сырья — угля — на природный газ повысилось качество метанола-сырца и метанола-ректификата. [c.148] Статистической обработкой аналитических данных производства метанола, работающего с конверсией метана в трубчатых печах, установлено, что перманганатная проба метанола-ректификата растет вместе с ростом перманганатной пробы метанола-сырца только до величины последней 1,5—2,0 мин (рис. 5.4). Эта закономерность отмечена как для метанола, отобранного непосредственно из колонны основной ректификации (кривая I), так и для метанола, отобранного после катионитной очистки (кривая 2). Сохраняется она и при увеличении флегмовых чисел (кривые 3, 4)-. [c.148] Влияние узла перманганатной очистки на качество метанола-ректификата различно при разном качестве метанола-сырца. При ректификации метанола-сырца с перманганатной пробой более 1,5—2,0 мин (2—3 мин) и работе с флегмовыми числами 1,75 перманганатная очистка увеличивает пробу метанола-ректификата до и после катионитной очистки всего лишь на 4 мин (см. рис. 5.4 и 5.5, а), а при работе на флегмовых числах 1,1 —на 7—8 мин. [c.148] Иной эффект имеет перманганатная очистка при ректификации метанола-сырца с перманганатной пробой менее 1,5 мин (= 1 мин) (см. рис. 5.5, б). Повышение перманганатной пробы предгона и жидкой фазы по высоте колонны объясняется повышенным содержанием высококипящих легкоокисляемых примесей в метаноле-сырце плохого качества, концентрирующихся в основном в исчерпывающей части колонны основной ректификации. [c.148] Вернуться к основной статье