Способ очистки газовой смеси

 

„„SU„„1054359 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5В С 08 F 136/06;- U- В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ платинового катализатора при 4705200С с образованием углекислого газа и водяного парй, подачей газовой смеси, полученной после стадии окисления, включающей двустадийный подогрев и окисление, в процесс в качестве теплоносителя.на стадию окисления и выводом ее в атмосферу, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат процесса, 70-30% газовой смеси, полученной после стадии окисления, рециркулируют в процесс одновременно в качестве теплоносителя на стадии выделения и сушки полимера и в качестве газа-носителя на стадию скис- ления, а 30-70ъ выводят в атмосферу, Е при этом на стадию сушки дополнительно вводят 30-70% воздуха и поддерживают содержание кислорода в общем объеме газовой смеси, подаваемой на стадию окисления,от 15 до 21мас. Ъ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3397101/23-05 (22) 10.02.82 .(46) 15.11.83. Бюл. 9 42 (72) Н.С. Белоусов, Е.В. Воробьев, Г.N. Грачев, В.Б. Григорьев, .Э.В. Дроздова,, Э.И.Иванов,В.A.Êðîëü, Л.Д.Кудрявцев, В.И. Львов,С.Е. Пожидаев, Э.М. Ривин, В.Н. Семечев, И.Ф. Сотников и Б.С. Хромых (53) 678.762.2.02(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 637410, кл. С 08 F 136/06, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 649724, кл. С 08 F 136/06, 1978 лрототип).

54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ, ГАЗОВОЙ

СМЕСИ, образующейся в производстве цис-1,4-полибутадиена после стадий выделения и сушки полимера, от орга- . нических примесей с использованием газа-носителя, содержащего кислород, окислением ее в присутствии алимоЕНИЯ

Д а,д

1054359

Изобретение относится к способу очистки газовой смеси, образующейся н производстве цис-1,4-полибутадиена, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известен способ очистки гаэоной смеси, образующейся н производстве цис-1,4-полибутадиена после стадии сушки полимера, от органических примесей (олигомерон бутадиена) с использованием газа-носителя, содержащего кислород (нодяной пар), окислением ее в присутствии алюиоплатинового .катализатора (ЛП-56) с образованием углекислого газа и нодянсго пара Г 1 7°. 15

Недостатком этого способа является большой расход пара, что повышает энергоемкость npovecca.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и базовым 29 объектом янляется способ очистки газовой смеси, образукшейся н производстве цис-1,4-полибутадиена после стадий выделения и сушки полимера, от органических примесей с использо- 25 ванием газа-носителя, содержащего кислород, окислением ее в присутствии алюмоплатинового катализатора при

470-520 Х с образованием углекислого газа и водяного пара, подачей газо- gp вой смеси, полученной после стадии окисления, включающей двустадийный подогрен и окисление, в процесс н качестве теплоносителя на стадии окисокисления и выводом ее в атмосферу (2 ).

Недостатком этого способа является то, что в атиосферу выводится вся очищенная от органических примесей газовая смесь, имеюцая температуру

О, 180-200 С, приводит к большим те -40 лопотерям.

Цель изобретения — снижение энергозатрат процесса.

Цель достигается тем, что согласно способу очистки газовой смеси, обра- 45 зующейся в производстве цис-1,4-полибутадиена после стадий выделения и сушки полимера, от органических примесей с использованием газа-носителя, содержащего кислород, окислением ее .ц) в присутствии алюмоплатинового катализатора при 470-520 С с образованием углекислого газа и водяного пара, подачей газовой смеси„ полученной после стадии окисления, включающей 5 днустадийный подогрев и окисление, в процесс в качестве теплоносителя на стадию окисления и нынодом ее н атмосферу, 70-305 газовой смеси, полученной после стадии окисления, рециркулируют в процесс одновременно н ка- О честне теплоносителя на стадии выделения и суг ки полимера и в качест, ве газа-носителя на стадии окисления„ а 30- !0% выводят н атмосферу, при этом на стадии сушки дополнитель- 65 но вводят 30-70Ъ воздуха и поддерживают содержание кислорода в обцем объеме газовой смеси, подаваемой на стадию окисления, от 15 до 21 иас.%.

На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Цис-1,4-полибутадиен (каучук СКД ), получаемый методом растворной полимеризации, выделяется из раствора водной дегазацией и подается на вибросито 1 в виде водной пульпы, где происходит самоиспарение влаги при о

128 С. При .этом с водяным паром из крошки каучука удаляется часть олигомеров бутадиена. Образовавшаяся газовая смесь вытяжным вентилятором 2 направляется на стадию окисления, а именно в теплообменник 3 для подогрева, затем в печь 4 для доведения до температуры окисления и далее в реактор окисления 5. Крошка каучука с вибросита подается в экспеллер 6, где отжимается влага от каучука, и крошка направляется в сушилку 7. В ней производится окончательное удаление влаги из крошки каучука, что достигается с помощьи подогретого воздуха. Воздух вводится в сушилку приточным вентилятором 8 и подогревается паром, подаваеиым в калориферы, которыми снабжена сушилка.

В процессе сушки иэ.крошки каучука также удаляются олигомеры бутадиена и остатки растворителя. Образовавшаяся на этой стадии газовая смесь, содержащая воздух, водяной пар, олигомеры бутадиена и растворитель, направляется вытяжным вентилятором 9 на стадию окисления.

Окисление газовой смеси, поступающей со стадий выделения и сушки полимера, осуществляется при 470-520 С и реакторе, заполненном алюмоплатиновым катализатором АП-56 (0„5% платины, нанесенной на окись алюминия).

Газовые смеси со стадии выделения и сушки смешиваются в газопроводе и со скоростью 55000 нм э/ч направляются для подогрева в теплообменник 3, где производится подогрев всей смеси до 415-425 С эа счет тепла смеси, выходящей из реактора окисления.Далее вся смесь после выхода из теплообменника подается в печь 4, где нагревается до 470-520 С за счет тепла природного газа. С этой температурой она поступает в реактор 5, в котором проводится окисление, как описано ранее. Смесь, выходящая из реактора окисления, состоящая из продуктов окисления (углекислого газа и водяного пара) и газа-носителя (воздуха), имеющая теипературу около 500 С, направляется в межтруб- ное пространстно теплообменника 3 для подогрева новой порции газовой смеси, 1054359 идущей на окисление, учитывая, что газовая смесь образуется непрерывно, так как процесс получения цис-1,4-полибутадиена непрерывен. После выхода иэ межтрубного пространства теплообменника газовая смесь, имеющая уже температуру 180-200 С, делится на два потока, при этом

70-30Ъ ее вентилятором 10 возвращается в процесс на стадии выделения и сушки полимера, а 30-70Ъ выводится в атмосферу через дымовую трубу 11. .Рециркулирующая сиесь, в свою очерЕдь, делится на два потока, один из которых в количестве 10-15Ъ от сме-5 си, полученной после стадии окисления, направляется на стадию выделения н качестве теплоносителя, а остальное количество ее (20-55Ъ) подается в сушилку также в качестве теплоно- 70 сителя. Для поддержания общего объема газовой смеси, идущей на окисление, и содержания кислорода в ней от 15 до 21 мас.Ъ„ необходимого для полного окисления органических продуктов, н сушилку вводится 30-70Ъ свежего воздуха. Далее рециркулирующая смесь (70-ЗОЪ) с добавкой свежего воздуха (30-70Ъ) используется в качестве газа-носителя для подачи органических примесей на поверхность катализатора в реактор окисления.

Пример 1 (контрольный). цис-1,4-полибутадиен, полученный полимеризацией бутадиена в растворе органического растворителя в непрерывном процессе, выделяют из раствора методом водной дегазации, подают на вибросито 1 в виде водной пульпы, где происходит самоиспарение влаги при 128 С. При этом образуется газо- 4G вая смесь, содержащая водяной пар ,и олигомеры бутадиена, которую после смешения С газовой смесью, поступаю щей со стадии сушки, напранлявт последовательно в теплообменник 3 для подогрева, в печь 4 для доведения до температуры окисления и далее в реактор окисления 5. Крошку каучука с вибросита подают в экспеллер 6, где отжимают влагу от каучука, и далее крошку направляют в сушилку 7. В сушилке производят окончательное удаление влаги из крошки каучука, что достигается с помощью подогретого воздуха. Воздух вводят в сушилку вентилятором 8 и подогревают паром, подаваемым в калориферы сушилки. При

:этом расход пара на сушку составляет

2,05 т на 1 т каучука. B процессе сушки из крошки каучука также удаляют олигомеры бутадиена и остатки раство- 60 рителя. Образовавшуюся на этой стадии газовую смесь, содержащую водяной пар, олигомеры бутадиена и растворитель, .смешивают в газопроводе с газовой смесью со стадии выделения и подают на стадию окисления. Всю смесь, содержащув 265 г/нм З (21 мас. Ъ) кислорода, 4 г/нм влаги, О, 04 г/нм З олигомерон, подают со скоростью

55000 нм /ч н теплообменник 3, где подогревают . до 420 С, затем в печь а

4, где подогревают до 500 С . далее н реактор 5. Реактор заполнен катализатором AII-56. В нем при 500"C происходит окисление олигомеров бутадиена и растворителя до углекислого газа и водяного пара. Выходящую иэ реактора 5 газовую смесь, содержащую воздух, водяной пар, углекислый гаэ, имеющую температуру около 500 С, направляют н межтрубное пространство теплообменника 3 для подогрева порции газовой смеси, подаваемой на окисление. Замеряют содержание олигсмерон в ней, которое составляет

0,001 г/м Э, т.е. степень окисления олигомерон 98Ъ, температура газовой смеси на выходе из межтрубного пространства теплообменника 200 С. Эту всю смесь далее через дымовую трубу

11 выбрасывают н атмосферу

Время службы катализатора без снижения активности составляет 14000 ч.

Пример 2. Цис-1,4-полнбутаднен, полученный полимернзацн и бутадиена в растворе орган «ского растворителя в непрерывном процессе, выделяют из раствора методом водной дегазации, подают на нибросито 1 н виде водной пульпы, где происходит о самонспаренне влаги при 128 С. При этом образуется газовая смесь, содержащая водяной пар Й олигомеры бутадиена, которую после смешения " газовой смесью, поступающей со стадии сушки, последовате»:. но направляют н теплообменник 3 для подогрева, в печь

4 для доведения до температуры окисления и далее в реактор 5.

Крошку каучука с вибросита подают в экспеллер 6, где отжимают влагу оТ каучука, и далее крошку направляют н сушилку 7. В ней окончательно удаляют влагу из крошки каучука, что дост:»гается с помощьв подогретого воздуха.

В сушилку воздух вводят вентилятор м

8 и подогретым паром, поданаемым и калориферы сушилки.

При этом н процессе сушки нз крошки каучука также удаляют ол .r::"; ры бутадиена и остатки растнорителя. Образовавшуюся на этой стадии газовую смесь, содержащую водяной пар, олигомеры бутадиена и растворитель, смешивают в газопроводе с газовой смесьюсо стадии выделения и направляют на стадию окисления. Всю гази»»чи м ».. содержащую 265 г/нм (21 мас. Ъ ) кислорода 7 г/нм влаги, О, 04 г/нм олигоэ 3

3 меров, подают со скоростью 55 тыс. нм /ч н теплообменник 3, где подо1ревают до 420 С затем в печь 4, где нагрео нают до 500 С и далее ее направляют

1О54359

Составитель A. Горячев

Редактор Н. Киштулинец Техред И,Кузьма Корректор Г. Огар

Заказ 9031/30 Тираж 494 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035„ Москва< iK-35 Раушская наб., д, 4/5 филиал ПГП "Патeíò", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

H реактор 5 ., заполненный катализатОром АП-56. В реакторе при 500 С происходит окисление олигомерон бутадиена и остатков растворителя до углекислого газа и водяного пара.

Выходящую из реактора 5 газовую смесь, содержащую воздух, водяной †.ap, углекислый газ, имеющую темпера-..уру около 500 С, направляют н межтрубное пространство теплообменника Ъ для подогрева новой порции газоной смеси, идущей на окисление. Определяют содержание олигомерон н ней, оно составляет 0,001 г/мз, т. е. степень окисления 98%.

Газовую смесь, выходящую из меж- 15 трубного пространства теплообменника, - меющую температуру 200 С, делят на дна потока, при этом 50Ъ ее выбрасывают в атмосферу через дымовую трубу,. а 50% возвращают =:— .,,роцесс вентилятором 10 и распределяют зту часть газовой смеси таким образом, что 10о оот общего количества газовой смеси, полученной после стадии окист.ения, подают на стадию выделения (н систему вентиляции нибросита), а

- 0% от общего количества смеси, полуенной после окисления, возвращают на сушку. В сушилку вентилятором 8 подают 50% свежего воздуха. Расход пара на сумку полимера 1.0 т на 1 т

;:;аттчука, Время службы катализ атора без снижения активности составляет 14500 ч.

Пример 3. Выделение полимера из раствора, сушку его и окисле- З5

:;ие га"-,оной смеси, образующейся на .: †:г .:;. стадиях получения цис-1.,4-полибутадиена, осуществляют как описано н пр жере 2.

Окисление проводят при 470 С, Ско-40 рость подачи газовой смеси на окисление 55000 нм /ч„" она содержит

240 г/нм " (19 мас.Ъ} кислорода, 12, 5 г/нм влаги, 0,04 г/нм З олигомерон 45

Содержание олигомеров н смеси после проведения окисления 0 001 г/ниЗ

Р У т . е „степень окисления 98Ъ.

Содержание кислорода в смеси на выходе из межтрубного пространства теплообменика 3-15 мас,Ъ, темпера 50 ура ес 180 C

Газовую смесь, выходящую из межтрубного пространства теплообменника, }делят на дьа потока, при этом 70%

55 ее выбрасывают н атмосферу через дымовую трубу, а 30% возвращают в про-i цесс, распределяя таким образом, что

12Ъ ее от общего количества смеси, полученной после стадии окисления, подают н систему вентиляции вибросита,. а 28% — в сушилку. В сушилку подают 70Ъ свежено воздуха. Расход дара на сушку полимера 1,2 т/т каучука. Время службы катализатора беэ снижения его актинности составляет

15000 ч.

Пример 4. Выделение полимера из раствора, сушку его и окисление газовой смеси, образующейся на этих стадиях получения цис-1,4полибутадиена, осуществляют как описано в примере 2.

Окисление проводят при 520 С. Скорость подачи газовой смеси на. окисление 55000 нм. /ч, она содержит

270 г/нм (21,5 мас. %) кислорода, 4,7 г/нм влаги, 0,04 г/нм > олигомерон.

Содержание олигомеров в смеси после проведения процесса окисления

0,001 г/нм3(степень окисления 98%).

Содержание кислорода в газовой смеси, выходящей иэ межтрубного пространства теплообменника 3, автоматически замеряют с помощью датчика, оно составляет 21Ъ, температура ее 200 С.

Иэ газоной смеси, выходящей иэ межтрубыого пространства теплообменника, 30% выбрасывают в атмосферу, 15% направляют н систему вентиляции вибросита, а 55Ъ - в сушилку, в которую подают ЗОЪ свежего воздуха.

Расход пара на сушку полимера составляет 0,9 т/т каучука. Время службы катализатора беэ снижения его активности составляет 14000 ч.

Из сравнения контрольного примера и примеров, иллюстрирующих предла ° гаемый способ, видно, что рециркуляция части газовой смеси, полученной после проведения окисления органических примесей, образующихся в произнодстне цис-1,4-полибутадиена, имеющей температуру 180-200 С после выхода из межтрубного пространства теплообменника, на стадии выделения и сушки полимера, позволяет значительно снизить затраты нара на сушку полимера при сохранении срока службы катализатора окисления.