SU1122331A1

SU1122331A1 - Method of extracting subilimating substances from gas mixture

Info

Publication number: SU1122331A1
Application number: SU813357930A
Authority: SU
Inventors: Ирик Галеевич Ахметов; Юрий Трифонович Портнов; Олег Викторович Рыськов; Эмма Михайловна Тагильцева; Игорь Владимирович Егоров
Original assignee: Научно-исследовательский институт нефтехимических производств
Priority date: 1981-11-27
Filing date: 1981-11-27
Publication date: 1984-11-07

Abstract

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СУБЛИШРУКЩХСЯ ВЕЩЕСТВ ИЗ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, включак ций контактирование смеси с движущимис шарикаъо из инертного .твердого материала, охлажденными ниже температур сублимации целевых продуктов, и отделение шариков от газовой смеси и сконденсированных целевых продуктов, отличающийс тем, что, с целью повьппени степени извлечени , в зоне контактировани ведут однонаправленное движение шариков вверх, а их охлаждение при движении самотеком вниз. 2.Способ поп. 1, отличающийс тем, что при движении шариков вниз их обдувают встречным потоком незагр зненного газа. 3.Способ о пп. 1 и 2, о т л и чающийГс тем, что, с целью разделени веществ с различными температурами сублимации, процесс ведул в несколько ступеней при понижении (Л температуры охлаждени шариков на каждой последующей ступени.1. METHOD OF EXTRACTING SUBLICATED SUBSTANCES FROM A GAS MIXTURE, including withdrawals, contacting the mixture with a moving ball from an inert solid material, cooled below the sublimation temperatures of the target products, and separating the balls from the gas mixture and condensed target products, with the flow pattern and with the condensed target products, with the flow pattern and with the condensed target products, the sharpener, with the same pattern, and with the flow of the condensed target products, with the flow pattern and with the condensed target products, with the flow pattern and with the condensed target products, with the flow pattern, the sharpening target, with the flow pattern and with the fused target, with a target body, with a flow pattern and a condensed target, the sharpening material with a moving gas from the inert solid material extracts, in the contact zone lead the unidirectional movement of the balls up, and their cooling when moving by gravity downwards. 2. Method pop. 1, characterized in that, when the balls move downward, they are blown by a counter flow of uncontaminated gas. 3. Method of paragraphs. 1 and 2, that is, in order to separate substances with different temperatures of sublimation, the process was conducted in several stages with a decrease (L of the cooling temperature of the balls at each subsequent stage.

Description

111 Изобретение относитс к способам извлечени сублимирующихс веществ из парогазовых смесей и может найти применение в химической и нефтехимической промьгашенности. Известен способ вьщелени сублимирук щхс веществ, например, фталевого ангидрида из газовых смесей путем конденсации в кип щем слое инертного порошкообразного носител например металлического порошка, корунда , песка в режиме уноса, при температуре газов на входе в кип щий слой ниже температуры сублимирующего с продукта, а на выходе выше точки росы влаги с последующим отделением продукта от носител путем плавлени l . Недостатком данного способа вл етс его периодичность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ извлечени сублимирующихс веществ из газовой смеси путем контактировани гор чих газовых смесей с псевдоожиженным слоем шариков из твердого инертного материала, охлажденных ниже температуры сублимации целевых продуктов с помощью погружен ных в псевдоожиженный слой поверхност ных конденсаторов, и последующего отделени сконденсировавшихс на поверхности шариков целевых продуктов при ударении шариков о пластины. расположенные перпендикул рно ихдвижению в камере отделени , и разделе ни очищенных шариков и целевых продуктов в циклонах с рециркул цией шариков в псевдоожиженньй слой L2j. Однако при осуществлении известного способа наружна поверхность труб конденсаторов постепенно покрываетс плотным слоем сконденсированного продукта, что мешает охлаждению шариков и приводит к снижению степени извлечени целевьк продуктов из газовых смесей. Целью изобретени вл етс повышение степени извлечени и разделение веществ с различными температурами сублимации. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу извлечени суб лимируюшр хс веществ из газовой смеси, включающему контактирование смеси с движущимис шариками из инертного твердого материала, охлаж денными ниже температур сублимации целевых продуктов, и отделение шари- . ков от газовой смеси и сконденсированных целевых продуктов, в зоне контактировани ведут однонаправленное движение шариков вверх.,а их охлаждение при движении самотеком вниз. При движении шариков вниз их обдувают встречным потоком незагр зненного газа. Кроме того, с целью разделени веществ с различными температурами сублимации , процесс ведут в несколько ступеней при понижении температуры охлаждени шариков на каждой последующей ступени. Технологи способа состоит в следующем . Охлажденный до температуры не более чем на 5°С, ниже температуры вьщелени целевых сублимирующих веществ , поток шариков из инертного твердого материала,например стекла с диаг етром 1-5 мм и насьшным весом не менее 1,5 г/см, смешивают и контактируют с восход щим потоком исходной парогазовой смеси. После выхода потока из трубы конденсации образуетс как бы растекающийс фонтан шариков инертного материала, который благодар высокой концентрации шариков и их перемешиванию потоком газа обеспечивает стирание целевого вещества с поверхности шариков, мелкий порошок которого отвеиваетс в этой зоне потоком охлажденного газй и вместе с ним уноситс из аппарата на разделение. Очищенные от целевого вещества шарики инертного материала рециркулируют сплошным нисход щим потоком в зону их охлаждени с поверхностным холодильником, а частицы целевого вещества в потоке охлажденной газовой смеси направл ют на разделение известными способами (в циклонах, рукавных фильтрах и т.п.). Такое разделение зоны охлаждени циркулирунхцего инертного материала от зоны его контактировани с исходной парогазовой смесью исключает попадание паров сублимирующихс веществ на поверхности охлаждени конденсаторов и тем самым предотвращает их загр знение целевым и смолистыми веществами, интенсифициру процесс охлаждени и обеспечива длительную непрерьшную работу аппаратуры с высокой и посто нной глубиной извлечени самых разнообразных по свойствам целевых сублимирующихс веществ из газовых смесей. Процесс же конденсации сублимирующихс веществ из газовых смесей в восход щем разбавленном потоке охлажденных шариков инертного материала при этом завершаетс за доли секунды (процесс идет в трубе, малого диаметра при малом перепаде давлени , нет распредеJiИтeльныx решеток дл исходной газовой смеси и псевдоожиженного сло .111 The invention relates to methods for extracting sublimating substances from vapor-gas mixtures and may find application in the chemical and petrochemical industry. There is a known method of sublimation of substances such as phthalic anhydride from gas mixtures by condensation of an inert powdered carrier in a fluidized bed, for example, metal powder, corundum, sand in entrainment mode, when the temperature of gases at the entrance to the boiling layer is lower than the temperature sublimating with the product, and at the outlet above the dew point of moisture, followed by separation of the product from the carrier by melting l. The disadvantage of this method is its frequency. The closest to the invention in its technical essence is a method of extracting sublimated substances from a gas mixture by contacting hot gas mixtures with a fluidized bed of balls of solid inert material cooled below the sublimation temperature of the target products using surface condensers immersed in the fluidized bed, and then separating condensed on the surface of the balls of the target products when the balls are stressed on the plates. located perpendicular to their movement in the separation chamber, and separating the purified balls and the target products in cyclones with recycling the balls into the fluidized bed L2j. However, when carrying out a known method, the outer surface of the condenser tubes is gradually covered with a dense layer of condensed product, which interferes with the cooling of the balls and leads to a decrease in the degree of extraction of target products from gas mixtures. The aim of the invention is to increase the degree of extraction and the separation of substances with different temperatures of sublimation. This goal is achieved by the fact that according to the method of extracting subliminal xc substances from a gas mixture, including contacting the mixture with moving balls from an inert solid material cooled below the sublimation temperatures of the target products, the separation of the balls is. from the gas mixture and condensed target products, in the contact zone lead the unidirectional movement of the balls upwards, and their cooling when moving by gravity downward. When the balls move downwards, they are blown over by a counter flow of uncontaminated gas. In addition, in order to separate substances with different temperatures of sublimation, the process is carried out in several stages with a decrease in the temperature of the cooling of the balls at each subsequent stage. The technology of the method is as follows. Cooled to a temperature of no more than 5 ° C, below the temperature of the target subliming substances, the flow of balls of inert solid material, such as glass with a diameter of 1-5 mm and a core weight of at least 1.5 g / cm, is mixed and contacted upward flow of the initial gas-vapor mixture. After the stream leaves the condensation pipe, a spreading fountain of inert material is formed, which, due to the high concentration of the balls and their mixing by the gas flow, ensures erasure of the target substance from the surface of the balls, the fine powder of which flows into this zone with the flow of cooled gas and with it on the division. Cleared from the target substance, the inert material beads are recycled in a continuous descending stream to the cooling zone with a surface condenser, and the particles of the target substance in the cooled gas mixture stream are directed to separation by known methods (in cyclones, bag filters, etc.). Such a separation of the cooling zone of the circulating inert material from the zone of its contact with the original vapor-gas mixture prevents the vapor of sublimating substances from entering the cooling surfaces of the condensers and thus prevents their contamination by target and resinous substances, intensifying the cooling process and ensuring long-term continuous operation of the equipment with high and constant the depth of extraction of the various properties of the target subliming substances from gas mixtures. The process of condensation of subliming substances from gas mixtures in an upward dilute stream of cooled balls of inert material is completed in fractions of a second (the process takes place in a pipe of small diameter with a small pressure drop, there are no distribution grids for the original gas mixture and the fluidized bed.

Предлагаемый способ благодар про тоте аппаратурного оформлени может быть реализован в несколько ступеней дп разделени смеси сублимирующихс веществ с.различными тем-пературами конденсации и плавлени . В этом случае температура в аппаратах понижаетс ступенчато и целевые вещества выдел ютс из газовой смеси между ступен ми в циклонах и фильрах . Двух- или трехступенчата схема процесса может быть также использована и дл извлечени , например , фталевого ангидрида или пиромеллитового диангидрида из продуктов окислени углеводородов. При этом на первой ступени извлекаютс высококип щие высокоплавкие т желые примеси , на второй - основна часть целевого продукта, а на третьей легкие продукты окислени . Это позвол ет повысить чистоту основного вещества на второй стуйени разделени и тем самым уменьшить затраты при дальнейшей очистке (например, на перегонку фталевого ангидрида, когда вместо всего суммарного продукта перегонке будет-подвергатьс небольшое количество продукта с первой и третьей ступеней). The proposed method, by virtue of hardware design, can be implemented in several stages dp of separating the mixture of subliming substances with different temperatures of condensation and melting. In this case, the temperature in the apparatus decreases stepwise and the target substances are released from the gas mixture between the steps in the cyclones and filles. A two or three stage process scheme can also be used to extract, for example, phthalic anhydride or pyromellitic dianhydride from hydrocarbon oxidation products. In this case, in the first stage, high-boiling high-melting heavy impurities are extracted, in the second - the main part of the target product, and in the third - light oxidation products. This makes it possible to increase the purity of the basic substance in the second stage of separation and thereby reduce costs during further purification (for example, in the distillation of phthalic anhydride, when instead of the total product distillation, a small amount of product from the first and third stages will be distilled).

Очищаемую газовую смесь через патрубок и тарельчатую ловушку дл шариков инертного материала подают в вертикальную осевую трубу-конденсатор . В нижнюю часть этой трубы самотеком ссьшаетс сплошной поток охлажденных шариков. Расход шариков регулируют установленным на окончани трубы-кондейсатора передвижным стаканом . Фонтан шариков самоочищаетс за счет трени от осевшего на них целевого вещества, которое в виде порошка отвеиваетс и уноситс из аппарата охлажденной газовой смесью через патрубок на вьделение целевого вещества в циклонах или фильтрах. Очищенные шарики свободно растекаютс по периферии цилиндрическогоThe gas to be cleaned is fed through a pipe and a plate trap for inert material balls into a vertical axial condenser tube. At the bottom of this tube, a continuous stream of cooled balls is connected by gravity. The flow rate of the balls is adjusted with a movable cup installed at the end of the pipe-condenser. The fountain of balls is self-cleaning due to friction from the target substance deposited on them, which is discharged in the form of powder and carried away from the apparatus by the cooled gas mixture through the nozzle to extract the target substance in cyclones or filters. Purified balls freely flow along the periphery of the cylindrical

аппарата и в виде сплошного потока после отдувки от частиц целевого вещества дополнительным потоком газа движутс вниз по кольцевому проЪ- ранству аппарата (зона охлаждени ) , омыва вертикальные охлаждающие трубы через которые прокачиваетс охлаждаюшзнй агент (во,а, захоложенный рассол и т.п.) Из зоны охлаждени шарики вновь поступают в трубу конденсатор.apparatus and in the form of a continuous stream after stripping of particles of the target substance by an additional gas flow move down the annular space of the apparatus (cooling zone), washing the vertical cooling tubes through which the cooling agent is pumped (in, a, cooled brine, etc.) From the cooling zone, the balls again enter the condenser tube.

При необходимости проведени процесса в несколько ступеней эти ступени могут бьп-ь смонтированы в одном вертикальном цилиндрическом аппарате , с Промежуточными днищами с отводом охлажденных газовых смесей в наружные или внутренние цик-поны или фильтры, с отводом из них порошка целевых веществ и потоков газа на следу1с цие ступени.If it is necessary to carry out the process in several stages, these stages can be mounted in one vertical cylindrical apparatus, with intermediate bottoms with the withdrawal of cooled gas mixtures into external or internal cyclones or filters, with the removal of powder of target substances and gas streams from them on the next page cie steps.

Пример . Одностуд,енчатьй аппарат предлагаемой конструкции испытан в опытно-промышленном масштабе на примере выделени пиромеллитового диангидрида из газовоздушной смеси продуктов окислени дурола (1, 2, 4, 5-тетраметилбензола) воздухом на ванадиевом катализаторе.An example. The one-stage apparatus of the proposed design was tested on a pilot industrial scale using the example of separating pyromellitic dianhydride from the gas-air mixture of the oxidation products of durene (1, 2, 4, 5-tetramethylbenzene) with air on a vanadium catalyst.

Поток гор чего контактного газа в количестве 14000-16000 , содержащий 70 кг/ч парообразного пиромеллитового диангидрида, после выхода из реактора и охл-аждени в коле-генераторе вод ного пара до 210с поступает в аппарат дл конденсацииThe flow of hot contact gas in the amount of 14000-16000, containing 70 kg / h of vaporous pyromellitic dianhydride, after exiting the reactor and cooling in the cola-generator of steam up to 210c enters the apparatus for condensation

{тиромеллитового диа нгидрида, где смршиваетс внизу трубы-конденсатора с охлажденным цо 70-WO°C потоком стекл нных шариков диаметром 2-4 мм (циркул ци до 40 т/ч). На выходе из трубы-Аонденсатора температура газовоздущной смеси снижаетс до , что обеспечивает полноту конденсации пиромеллитового диангидрида не менее чем на 99% (более 69,3 кг/ч пиромеллитового диангидрида находитс в отход щей газовой смеси в виде порошка и не более 0,7 кг/ч в парообразном состо нии, что определено уловом порошка на фильтре и анализом проб газовоздушной смеси на содержание сублимированного целевого вещества).(thyromellite dihydride, where it is molded at the bottom of the condenser tube with a cooled 70 °-WO ° C flow of glass beads with a diameter of 2-4 mm (circulation up to 40 t / h). At the outlet of the Adensor tube, the temperature of the gas-mixture is reduced to, which ensures that the pyromellitic dianhydride is fully condensed by no less than 99% (more than 69.3 kg / h of pyromellitic dianhydride is in the waste gas mixture and not more than 0.7 kg / h in the vapor state, as determined by the catch of the powder on the filter and by analyzing samples of the gas-air mixture for the content of the sublimated target substance).

С целью проверки возможности проведени процесса в несколько ступеней и повышени чистоты вьщел емого вещества и снижени затрат на его очистку методом экстракции-перекристаллизации в ходе опытно-промьшшенн испытаний измен етс температура на выходе из трубы-конденсатора в пределах 130-150°С. Анализ уловленного в циклонах пиромеллитового диангидр да показывает, что при повышении температуры конденсации от 130 до 145-1 чистота пиромеллитового диангидрида повьшаетс от 90-92 до 97-98% (часть пиромеллитового диангидрида с легкими примес ми улетает вместе с газом в парообразном состо нии и мсзжет улавливатьс на следующей дополнительной ступени). Основной поток уловленного 9798%-ного продукта очищаетс методом экстракции - перекристаллизации до значительно более высокой чистоты и с меньшими затратами по сравнению 1 с очисткой 90-92%-ного уловленного в хшклонах продукта. Опытные пробеги длительностью до двух мес цев показывают, что трубы вод ного холодильника в зоне охлаждени потока стекл нных шариков полностью чистые и потому эффективность охлаждени и полнота выделени пиромеллитового диангидрида из газовоздушной смеси сохран етс посто нной. Предлагаемый способ с такой вьюокой эффективностью может быть исполь-зован и дл вьщелени других сублими рующихс веществ (фталевый ангидрид, антрахинони т.п.). Предлагаемый способ позвол ет повысить степень извлечени до 99%, в То врем как в известном она станоситс незначительной через двое суток работы.In order to test the possibility of carrying out the process in several steps and to increase the purity of the substance and reduce the cost of its cleaning by the method of extraction-recrystallization during the pilot test, the temperature at the outlet of the tube-condenser varies from 130 to 150 ° C. Analysis of pyromellitic dianhydride captured in cyclones shows that as the condensation temperature rises from 130 to 145-1, the purity of pyromellitic dianhydride increases from 90-92 to 97-98% (a part of pyromellitic dianhydride with light impurities flies together with the gas in vapor form and It can be caught at the next additional step). The main stream of the captured 9798% product is purified by the method of extraction — recrystallization to a much higher purity and lower cost compared to 1 with the purification of 90-92% captured product. Experienced runs of up to two months show that the tubes of the water cooler in the cooling zone of the flow of glass beads are completely clean and therefore the cooling efficiency and completeness of the pyromellitic dianhydride release from the gas-air mixture is kept constant. The proposed method with such high efficiency can be used for the selection of other sublimating substances (phthalic anhydride, anthraquinoni, etc.). The proposed method allows to increase the recovery rate to 99%, while in the well-known work it becomes insignificant after two days of work.

Claims

1. METHOD FOR REMOVING SUBLIMINABLE SUBSTANCES FROM A GAS MIXTURE, comprising contacting the mixture with moving balls of inert solid material cooled below the sublimation temperature of the target products, and separating the balls from the gas mixture and condensed target products, characterized in that, in order to increase the degree of extraction, unidirectional movement of balls upward in the contact zone, and their cooling during gravity downward movement.

2. The method of pop. 1, characterized in that when the balls move down they are blown by a counter flow of uncontaminated gas.

3. The way yo pp. 1 and 2, which is especially important for the fact that, in order to separate substances with different sublimation temperatures, the process is conducted in several stages with a decrease in the cooling temperature of the balls on the next stage.

>

1 112233