PL100345B1 - Urzadzenie do prowadzenia wstepnego rozdzialu surowych produktow syntez organicznych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do prowadzenia wstepnego rozdzialu surowych produktów syntez organicznych, prowadzonych w fazie cieklej pod zwiekszonym cisnieniem i w podwyzszonej temperaturze.

Czesto reakcje przebiegajaca w temperaturze przekraczajacej temperature wrzenia su b strato w i/lub produk¬ tów pod cisnieniem atmosferycznym korzystnie jest prowadzic w fazie cieklej. Stosuje sie w tym celu cisnienie zwiekszone. Natomiast dalsze etapy procesu, w szczególnosci rozdzial produktów reakcji, mozna a nawet korzystnie jest prowadzic badz pod cisnieniem nizszym niz cisnienie reakcji, badz nawet pod cisnieniem atmosferycznym. W takich wypadkach pierwsza operacja, nastepujaca najczesciej bezposrednio po reakcji, jest obnizenie cisnienia. Obnizenie cisnienia wiaze sie z adiabatycznym odparowaniem nieprzereagowanych substra- tów i/lub produktów reakcji \z podzialem mieszaniny poreakcyjnej na czesc parowa i czesc ciekla. W niektó¬ rych wypadkach operacje redukcji cisnienia i adiabatycznego odparowania (ekspansje) mozna korzystnie laczyc z innymi operacjami jak np. ekstrakcja niektórych, zwlaszcza ubocznych produktów reakcji, grawitacyjnym rozdzielaniem powstalych mieszanin, neutralizacja kwasnych produktów reakcji itp.

Typowym przykladem procesu w którym stosuje sie wstepy rozdzial surowego produktu reakcji obejmuja¬ cym omówione wyzej operacje, jest proces utleniania cykloheksanu tlenem powietrza. Reakcja utleniania cykloheksanu prowadzona jest w celu utrzymania wysokiej selektywnosci — z niska konwersja a zatem mieszani¬ na poreakcyjna zawiera glównie cykloheksan oraz uzyteczne produkty reakcji tj. cykloheksanol i cykloheksanon, a takze produkty uboczne, jak kwasy, estry itp.

Mieszanine poreakcyjna z reguly poddaje sie rozprezaniu do cisnienia nizszego niz cisnienie reakcji, przy czym odparowaniu ulega czesc nieprzereagowanego cykloheksanu; powstale pary zawierac beda rów-% niez — zgodnie z zasadami równowagi miedzyfazowej — male ilosci cykloheksanolu i cykloheksanonu, w zwiazku z czym musza byc odprowadzane do dalszej przeróbki destylacyjnej.

Zgodnie z polskim opisem patentowym nr 71466 operacje ekspansji mieszaniny poreakcyjnej mozna korzystnie polaczyc z ekstrakcja woda kwasów organicznych z pozostalosci poekstpansyjnej, a nastepnie2 100 345 z rozdzialem powstalej mieszaniny dwufazowej. Ekstrakcje moi:na prowadzic równiez wodnymi roztworami alkaliów, laczac ja tym samym z neutralizacja kwasów. Poniewaz cykSoheksan tworzy z woda heteroazeotrop o temperaturze wrzenia nizszej od temperatury wrzen; % kazdzgo ?.:e skladników, wprowadzenie wody lub wodnego roztworu alkaliów powodowac bedzie odparowanie pewnej ilosci heteroazeotropu, który nalezy odprowadzic lacznie ze wspomnianymi wyiej powstalymi w wyniku ekspansji parami. Po rozwarstwieniu mieszaniny powstalej podczas ekstrakcji, otrzymuje sie faze lekka {organiczna} zawierajaca glównie cykloheksan oraz cykloheksanol i cykloheksanon, która kieruje sie do destylacyjnego rozdralu lacznie z parami o których mowa wyzej, oraz faze ciezka (wodna) zawierajaca wyekstrahowane kwasy lub ich tote, która doprowadza sie oddzielnie do dalszej przeróbki.

"Trudnoscia, która trzeba bylo przezwyciezyc ptiy realizacji przemyslów**] wstepnego rozdzialu surowych produktów syntez orgniacznych o charakterze takim jak uzyta wyzej tytulem przykladu synteza cykloheksanolu i cykioheksanonu z cykloheksanu droga utleniania tlenem powietrza — byl brak odpowiedniego rozwiazania aparaturowego. Wymagania stawiane przez proces byly trudne ze wzgledu na koniecznosc polaczenia kilku funkcji wzglednie operacji mozliwie w jednym aparacie, ceiem zredukowania do minimum polaczen rurociago¬ wych, które —jak w wypadku procesu utleniania cykloheksanu — moga byc wypelnione substancjami niebez¬ piecznymi pod wzgledem pozarowym i/lub latwo krzepnacymi. Rozwiazanie aparaturowe winno byc proste z uwagi na niezbedna niezawodnosc eksploatacyjna i naklady inwestycyjne, a równoczesnie winno umofiwiac ciagle prowadzenie wszystkich wspomnianych wyzej operacji i optymalny przebieg kazdej z nich.

Stwierdzono, ze wymienione wymagania najlepiej spelnia urzadzenie, wedlug wynalazku. Stanowi je cy¬ lindryczny aparat, laczacy we wspólnej obudowie przynajmniej trzy odrebne funkcjonalnie czesci. Sa to: czesc ekspansyjna posiadajaca wlot surowego produktu reakcji, wylot wyekspandowanych par przedluzony do wnetrza aparatu, oraz pólke z przelewem, korzystnie perforowana, zaopatrzona w doprowadzenie ekstra hen ta, korzys¬ tnie w postaci perforowanych rur, czesc ekstrakcyjna, polozona ponizej czesci ekspansyjnej, skladajaca sie z przynajmniej jednej, korzystnie dwóch pclek zaopatrzonych w szykany kierunkowe, posiadajacych odprowa¬ dzenie par mogacych sie utworzyc wskutek kontaktu produktu z ekstrahentem oraz czesc rozdzielajaca, polozona ponizej czesci dwufazowej oraz wyiotfazy lekkiej w górnej czesci i wylot fazy ciezkiej w dolnej czesci.

Urzadzenie wedlug wynalazku jest przedstawione w przykladzie wykonania na rysunku, przy czym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny, a fig. 2 — przekrój poprzeczny w miejscu A—A.

Urzadzenie laczy we wspólnej obudowie czesc ekspansyjna 1, czesc ekstrakcyjna 2 i czesc rozdzielajaca 3.

Czesc ekspansyjna 1 posiada wlot surowego produktu 4 usytuowany stycznie do jej scianek oraz wylot wyekspandowanych par 5, usytuowany pionowo w osi aparatu. Jest on przedluzony do wnetrza aparatu rura 6 siegajaca ponizej wlotu surowego produktu, co zapewnia na zasadzie cyklonu dobre oddzielenie kropel surowego produktu reakcji od wyekpandowanych par. Czesc ekspansyjna zamknieta jest od dolu perforowana pólka 7, zaopatrzona w przelew rurowy 8 jedna lub wiecej rur perforowanych 9, sluzacych do wprowadzania ekstrahenta pod powierzchnie cieczy. Czesc ekstrakcyjna posiada pólke perforowana 10 z przelewem krawedziowym 11 oraz jedna lub wiecej rur perforowanych 12, sluzacych do wprowadzania pozostalej czesci ekstrahenta. Ponizej pólki perforowanej znajduja sie dwie pólki 13 zaopatrzone w szykany kierunkowe 14, usytuowane w taki sposób, ze tworza system labiryntowy, wydluzajacy/droge przeplywajacej cieczy, a tym samym czas kontaktu i efekt ekstrakcji.

Ze wzgledu na opory przeplywu wysokosc szykan kierunkowych zwieksza sie w kierunku przeciwnym do kierunku przeplywu cieczy,, co zapobiega przelewaniu sie jej przez krawedzie szykan. Czesc ekstrakcyjna zaopatrzona jest w króciec 15 sluzy do odprowadzenia par, które moga tworzyc sie wskutek wstrzyku ekstrahenta na pólke perforowana 10, Czesc rozdzielajaca posiada pionowy przewód przelewowy cieczy dwufazowej 16, króciec odplywowy fazy lekkiej 17 usytuowany w górnej czesci, oraz króciec odplywowy fazy ciezkiej 18 usytuowany w dolnej czesci. Jest ona równiez zaopatrzona w krócce wskaznika poziomu granicy rozdzialu faz 19 oraz krócce regulatora granicy rozdzialu faz 20.

W zaleznosci od potrzeb okreslonych rozwiazaniem instalacji, konstrukcja urzadzenia moze byc odpowied¬ nio uzupelniana. Tak na przyklad jesli faza lekka ma byc podawana do przeróbki nie grawitacyjnie, lecz przy uzyciu pompy, pod czescia rozdzielajaca moze byc usytuowany dodatkowo zbiornik naporowy, do którego /doplyw : faza lekka odprowadzana z czesci ekstrakcyjna] króccem 17. Urzadzenie moze byc w zaleznosci od potrzeb wyposazone w szereg innych dodatkowych elementów, jak wzierniki, krócce badz przewody wyrównuja¬ ce cisnienie w poszczególnych czesciach, wlazy, pomiary temperatury i cisnienia, dodatkowe doprowdzenia itp.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do prowadzenia wstepnego rozdzialu surowych produktów syntez organicznych, prowadzo¬ nych w fazie cieklej pod zwiekszonym cisnieniem, l w podwyzszonej temperaturze, znamienne tym, ze100 345 3 stanowi je pionowy cylindryczny aparat, laczacy we wspólnej obudowie przynajmniej trzy odrebne funkcjonal¬ nie czesci, a mianowicie czesc ekspansyjna posiadajaca wlot surowego produktu, wylot wyekpandowanych par przedluzony do wnetrza aparatu, oraz pólke z przelewem, korzystnie perforowana, zaopatrzona w doprowadze- enia ekstrahenta, korzystnie w formie perforownych rur, czesc ekstrakcyjna polozona ponizej czesci ekspansyj¬ nej, akladajaca sie z przynajmniej jednej pólki perforowanej zaopatrzonej w doprowadzenia ekstrahenta, korzystnie w formie perforowanych rur, oraz przynajmniej jednej, korzystnie dwóch pólek zaopatrzonych w szykany kierunkowe, posiadajacych odprowadzenie par oraz czesc rozdzielajaca polozona ponizej czesci ekstrakcyjnej, posiadajacej przewód przelewowy cieczy dwufazowej, oraz wylot fazy lekkiej w górnej czesci i fazy ciezkiej w dolnej czesci. *