Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zug ι unde, bei der Hydrolyse der HADS-Losung die N ichtaustausch barkeit sowie große Volumina und Stückzahlen der Reaktoren zu vermeiden und durch Ruckvermischungen verursachte Produktverluste weitgehend auszuschaltenThe object of the invention is to avoid the possibility of exchange in the hydrolysis of the HADS solution and to avoid large volumes and unit numbers of the reactors and to largely eliminate product losses caused by jerk mixing
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellu ng von HAS durch Hydrolyseeineraus wäßriger AN und AHS-Losung und SOr-haltigem Rauchgas gewonnenen HADS-Losung erfmdungsgemaß dadurch gelost, daß die HADS-Losung nacheinander durch zwei gleichartige Hydrolysereaktoren mit je zwei vertikalen Sektionen geleitet wird Der Einsatz von zwei gleichartigen Hydrolyse Reaktoren gestattet deren Austauschbarkeit bzw einfache Reservehaltung sowie eine einfache Konstruktion, Fertigung und Montage Bei korrosiven Schaden wird dadurch zugleich der Produktionsausfall der Arlage minimiert, da ein Reaktor mit verminderter Last weiterbetrieben werden kann Durch d e Aufteilung der Reaktoren in je zwei Sektionen wird ein fur die Hydrolyse gunst ges Stromungsrohrverhal ten bei der Reaktion erreicht, was sich steigernd auf die Raum Zeit-Ausbeute und den Hydrolysegrad auswirkt und durch die kompakten Reaktionszonen zu niedrigen Warmeverlusten und höherer Wasserabclampfung und einer entsprechenden Aufkonzentrierung der HAS-Losuny fuhrt In gleichem Maße wird dadurch eine apparative und energetische Entlastung der Caprolactamsynthese erreichtThis object is achieved according to the invention by a process for the preparation of HAS by hydrolysis of an HADS solution obtained from aqueous AN and AHS solution and SOr-containing flue gas by passing the HADS solution successively through two similar hydrolysis reactors with two vertical sections each Use of two similar hydrolysis Reactors allows their interchangeability or simple reserve as well as a simple design, manufacture and assembly At corrosive damage, this also minimizes the loss of production of Arlage, as a reactor can be operated with reduced load by dividing the reactors in two sections a favorable for the hydrolysis Stromungsrohrverhal th is achieved in the reaction, which has an increasing effect on the space-time yield and the degree of hydrolysis and the compact reaction zones to low heat losses and higher Wasserabschampfung and a corresponding Aufkonz Entrapment of the HAS-Losuny leads to the same extent, thereby reducing the apparatus and energy of the caprolactam synthesis is achieved
Die weitgehende Vermeidung einer sich ungunstig auf die Rdum-Zeit-Ausbeute auswirkenden Produktruckvermischung wird dadurch erreicht daß die Losung in jedem Hydrolysereaktor zunächst von oben nach unten und anschließend von unten nach eben durch dessen Sektionen gefuhrt wird Die in Jer ersten Sektion des ersten Hydrolysereaktors durch aufsteigende Dampf blasen verursachte Ruckvermibchung wnkt sich in folge der hier stattfindenden schnellen HydroKylaminmonosulfat-Bildung (als erste Stufe der Hvdrolyse-Reaktion) nicht ungunstig auf den Prozeß aus Es wirkt sich vorteilhaft auf die Durchfuhrung des Verfahrens aus, daß die Tropfenabscheidung aus dem Abdampf der Hydrolyse-Reaktoren η deren Dampfi aum am Kopf und ggf in einem zusätzlichen gesonderten Tragheitsabscheider enOlgt und die in diesem anfallende Flüssigkeit in dereisten Hydrolyse Reaktor zuruckgeleitet wird Damit wird erreicht, daß bereits in jeder Sekt on beider Hydrolyse-Reaktoren eine weitgehend? Ruckhaltung des Produkt Auswurfs mit dem Abdampf erfolgi, der HAS-Gehdlt der innerhalb dei Sektionen zurücklaufenden Flüssigkeit dem der leweilig mitgerissenen entspricht die im Tragheitsaoscheidei anfallende Flüssigkeit nicht in das umgesetzte Produkt gelangt und der Abdampf nur noch sehr jennge HAS-Mengen enthalt Eine weitere vorteilhafte Prozeßkopplung mit dem Effekt einer Kondenbatemsparung wird dadurch erreicht, daß der Abdampf der Hydrolyse-Reaktoren ggf kondensiert, gekühlt und entweder den Reaktoren zur AHS Herste1 Iu riq am Kopf oder eirem geschlossenem Rohrleitungs und Behaltersystem f ur die Sammlung und Verteilung saurer Prozeßwasser zugeführt vvirdThe avoidance of an unfavorable effect on the Rdum-time yield effect product mixing is achieved in that the solution in each hydrolysis first from top to bottom and then guided from below to just by its sections in Jer first section of the first hydrolysis reactor by ascending Steam-blown jerking is not detrimental to the process as a result of the rapid formation of hydrocylamine monosulfate (the first stage of the hydrolysis reaction) taking place here. It has an advantageous effect on carrying out the process that the droplet precipitate is removed from the exhaust steam of the hydrolysis reaction. Reactors η whose Dampfi aum at the head and optionally in an additional separate Tragheitsabscheider enOlgt and the resulting liquid in most hydrolysis reactor is recirculated This is achieved that already in each Sekt on both hydrolysis reactors a largely? Juckhaltung the product ejection with the Abdampf successi, the HAS-Gehdlt of the liquid flowing back within the sections corresponds to the leweilig entrained corresponds to the Trägheitaoscheidei resulting liquid does not get into the reacted product and the exhaust steam contains only very short amounts of HAS A further advantageous process coupling with the effect of Kondenbatemsparung is achieved in that the exhaust steam of the hydrolysis reactors optionally condensed, cooled, and either the reactors for AHS Herste 1 Iu riq the head or eirem closed pipeline and Behaltersystem f u r the collection and distribution of acidic process water vvird supplied
Ausfuhrungsbeispielexemplary
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrung soll das erfindungsgemaße Verfahren naher erläutert werden Über Leitung 1 wurden 19400kg/h wäßrige HADS-Losung mit einem HADS-Gehalt von 33,2Ma -% und einem pH-Wert von 4,2 und über Leitung 2 250 kg/h ca 9Ma -°o H2SO4 enthaltendes Kondensat, das aus der letzten Kuhlstufe einer Anlage zur Herstellung SO2-haltigen Rauchgases entnommen wurde, dem statischen Mischer 3 zugeführt Aus dem statischen Mischer wurde die Losungsmenge von 19 650 kg/h mit einer Temperatur von 8°C und einem pH-Wert von 1,8 über Leitung 4 dem Rekuperator-Block 5 zugeführt In Leitung 4 befand sich eine kontinuierliche pH-Wert Messung, von der aus ein Mengenregelventil fur das H2SO4-haltige Kondensat in Leitung 2 gestellt wurde Die Losung verließ den Rekuperator Block mit ca 950C und gelangte über Leitung 6 in den Spitzenvorheizer 7, dem Heizdampf über Leitung 8 zugeführt wurde Das Heizdampf-Kondensat wurde über Leitung 9 und die auf 1080C erwärmte HADS-Losung über Leitung 10 aus dem Spitzenvorheizer abgeführtThe process according to the invention should be explained in more detail with reference to the embodiment shown in FIG. 1 via line 1. 19.400 kg / h aqueous HADS solution with a HADS content of 33.2% by mass and 4.2 and via line 2 250 kg / h about 9Ma - ° o H 2 SO 4 containing condensate, which was taken from the last Kuhlstufe a plant for producing SO 2 -containing flue gas, fed to the static mixer 3. From the static mixer, the solution amount of 19 650 kg / h at a temperature of 8 ° C and a pH of 1.8 via line 4 to the recuperator block 5 in line 4 was a continuous pH measurement, from which a flow control valve for the H 2 SO 4 -containing condensate was placed in line 2. the solution leaving the recuperator block with about 95 0 C and passed via line 6 into the Spitzenvorheizer 7, was fed to the heating steam via line 8, the heating steam condensate was fed via line 9 and the 0 to 108 C heated HADS solution via line 10 removed from the top preheater
Letztere wurde in Hohe eines Flussigkeitsniveausvon ca 13 5m in den ersten Hydrolyse-Reaktor 11 eingeleitet, durchströmte die erste Reaktorsektion abwärts, die zweite aufwärts, gelangte über Leitung 12 in den zweiten Hydrolyse-Reaktor 13, durchströmte diesen in gleicherweise wie den ersten Hydrolyse Reaktor und verließ ihn mit einer Temperatur von ca 113°C als HAS Losung mit einem HAS-Gehalt von 12,6Ma -% und einer Menge von 18864kg 'h über Leitung 14 Von hier aus wurde die HAS-Losung η den Rekuperator-Block 5 zur Vorwärmung der HADS Losung zurückgeführt, wooei sie sich auf ca 24°C abkühlte und nun als anorganischer Einsatzstoff fur die Caprolactam-Synthese zur Verfugung stand Der Hydrolyseprozeß verlauft exotherm Die Reaktionswarme fuhrt zur Erwärmung der Losung in den Hydrolyse Reaktoren und zur Teilabdampfung von Wasser Ein geringer Teil der Reaktionswarme geht durch Umgebungsverluste verloren Die vom aufsteigenden Wasserdampf mitgerissenen Flussigkeitstropfen wurden großteils in dem als Schwerkraft Abscheider 16 ausgebildeten Kopf des Hydrolyse-Reaktors 11 abgeschieden und gelangten in die Losung zurück, wahrend der Dampf am Kopf jber Leitung 17 abgeführt wurde In analoger Weise arbeitete der Schwerkraft-Abscheider 18 des zweiten Hydrolyse-Reaktors, dessen Abdampf über Leitung 19 abgeleitet und gemeinsam mit dem Abdampf des ersten Hydrolyse-Reaktors 11 über Leitung 20 mit einer Gesamtmenge von 786 kg/h bei einer Temperatur von ca 100 C und einem NAS-Restgehaltvon 0,33Ma oodemTragheits-Abscheider21 zugeführt wurde Hier wurden 42 kg/h wäßrige HAS-Losung mit einem HAS-Gehalt von 6Ma % abgeschieden und über Leitung 22 in den Hydrolyse-Reaktor 11 zurückgeführt Die restlichen 744kg/h Abdampf gelangten über Leitung 23 in den Kondensator Kuhler 24, in dem ein Kondensat mit geringem HAS-Gehalt bei ca 301C anfiel, das dem Kopf eines Reaktors zur AHS-Herstellung zugeführt wurde Über die Leitungen 25 und 26 erfolgte die Zj- bzw Abfuhr von Kuhlwasser Der erreichte Hydrolysegrad lag ι a hoher als 99,5%The latter was introduced into the first hydrolysis reactor 11 at a level of flow of about 13.5 m, the first reactor section flowed downwards, the second upwards, passed via the line 12 into the second hydrolysis reactor 13, through it in the same way as the first hydrolysis reactor and left it at a temperature of about 113 ° C as HAS solution with a HAS content of 12.6Ma -% and a quantity of 18864kg 'h via line 14 From here, the HAS solution η was the recuperator block 5 for preheating The HADS solution was recycled, where it cooled to about 24 ° C and was now available as an inorganic feedstock for the caprolactam synthesis The hydrolysis process is exothermic The heat of reaction leads to warming of the solution in the hydrolysis reactors and the partial evaporation of water A small part the heat of reaction is lost through environmental losses The drops of liquid entrained by the rising water vapor became largely in the trained as a gravity separator 16 head of the hydrolysis reactor 11 and returned to the solution, while the steam was discharged overhead via line 17 In an analogous manner, the gravity separator 18 of the second hydrolysis reactor, whose exhaust steam over Conduit 19 was derived and fed together with the exhaust steam of the first hydrolysis reactor 11 via line 20 with a total of 786 kg / h at a temperature of about 100 C and a NAS residual content of 0.33 M o odem the inertia separator 21 Here were 42 kg / h aqueous HAS solution with a HAS content of 6Ma% separated and returned via line 22 in the hydrolysis reactor 11 The remaining 744kg / h of exhaust steam passed via line 23 in the condenser cooler 24, in which a condensate with low HAS Content at about 30 1 C anfiel which was fed to the head of a reactor for AHS production via lines 25 and 26 was the Zj- or removal of Ku Hydrolysis The degree of hydrolysis achieved was higher than 99.5%.