Переработка метанола-сырца

Метанол-сырец, полученный при обесспиртовывании жижки, содержит спирты, сложные эфиры, кетоны, альдегиды и ряд других продуктов пиролиза древесины. Переработка его сводит­ся к следующим операциям: отделение всплывных масел; ректи­фикация метанола-сырца, всплывных масел и промывных вод; ректификация и химическая обработка полуфабрикатов с полу­чением товарных продуктов.

Воплывные масла отделяют от метанола-сырца разбавлением его водой до крепости 20—30% (объемных) и отстаиванием. После отстаивания нижний слой — разбавленный метанол-сырец подвергают ректификации, а верхний — всплывные масла в ко­личестве 15—20% от объема метанола-сырца промывают водой
и отстаивают. Получается два слоя: верхний— промытые всплывные масла и нижний — промывные воды, содержащие ацетон, метанол и др.

Промытые всплывные масла .перегоняют в периодически дей­ствующем ректификационном аппарате и получают головную фракцию, сильван-сырец и кубовый остаток. После отгонки силь- вана-сырца еще можно отогнать хвостовую фракцию, содержа­щую высшие альдегиды и кетоны, и переработать ее «а искусст­венные смолы для приготовления лаков. Головную фракцию спускают в канализацию или добавляют к метанолу-сырцу. Сильван-сырец 3—4 раза промывают водой, затем обрабатыва­ют 20%-ным раствором каустика для омыления содержащихся: в нем эфиров.

После этого к сильвану-сырцу добавляют некоторое количест­во воды и перегоняют в периодически действующем ректифика­ционном аппарате с отбором трех фракций: первую спускают в канализацию; вторую (оильван-сырец) перерабатывают также, как сильван-сырец, полученный из всплывных масел; третью (технический сильван, товарный продукт) используют для вы­работки акрихина и некоторых производных.

Кубовые остатки от разгонки всплывных масел и сильвана — сырца отстаивают, всплывные масла сжигают в котельной, а от­стоявшуюся воду спускают в канализацию.

Если воды от промывки всплывных масел и сильвана-сырца содержат сравнительно большое количество спиртовых продук­тов, то их перерабатывают на периодически действующем рек­тификационном аппарате, в противном случае используют для рассиропки метанола-сырца и аллиловых фракций, получаемых при переработке метанола-сырца.

При азеотропном методе извлечения уксусной кислоты из жижки масла, выделяемые из аллиловых фракций, и всплывные масла от рассиропки метанола-сырца перерабатывают на антре — нер, выход его около 10% от масел, или 0,4—0,5 кг из 1 скл. м3 Переуглен’ных дров. Почти 80% этого количества антренера вы­рабатывается из масел, выделяемых из аллиловой фракции.

Ректификация метанола-сырца может быть периодической и непрерывной.

97

При периодической ректификации полученный на обесспирто — вывающем аппарате метанол-сырец направляют в сиропники для нейтрализации кислот, разбавления водой, перемешивания и от­стаивания. Нейтрализуют тройным, против теоретически необхо­димого, количеством 10%-ного раствора едкого натра. Воду до­бавляют с таким расчетом, чтобы получить 20—30%-ный (по объему) метанол-сырец. Перемешивание занимает час, а отстаи­вание— не менее 10 часов. Нейтрализованный рассиропленныи метанол-сырец отделяют от всплывных масел и загружают на ректификацию в куб периодически действующего аппарата. По­лучают следующие фракции (табл. 4).

7 А. К. Славянский

Таблица 4

Характеристика фракций, полученных при ректификации метанола-сырца

Фракция

Темпера­тура отгона в °С

Флег-

Содержание в пес. %

Выход в % от

Мовое число

Кетоио]

Эфиров

ЮОх-нОго сырья

Альдегидная……………………………….

До 45

До 4

35-45

Более 25

1,5—3,0

Растворитель АЭ (ацетоно — эфирный)…………………………………………………

45-54

2,5-3

40-45

До 30

20-23

Нетоварный растворитель (аце — тонистый спирт)………………………….

54-63

6-8

50

5-10

2-3

Укрепленный Метанол….

63-69

3

3—8

До 2

40-45

Аллиловая………………………………….

69-90

4-0

Не учиты вается

Аллиловые Масла…

90—97

То же

Фурфурольные Масла….

97-100

На 1 скл. мэ дров лиственной породы получается укрепленно­го метанола 3,8—4,2 кг, растворителей 2,6—3,2 кг, сильвана до 0,15—0,18 кг, фурфурольных масел 0,15—0,20 кг и аллиловых масел до 0,5 кг.

После отгонки всех фракций кубовый остаток выгружают, обрабатывают известковой водой или другими коагулянтами, отстаивают и отделяют от всплывных масел и осаждающейся смолы, после чего спускают в канализацию. Общая продолжи­тельность оборота аппарата средней производительности 36 ча­сов, потери спиртов достигают 10—12%. Полученные фракции представляют собой полуфабрикат; чтобы получить из них то­варные продукты, необходимо подвергнуть их повторной ректи­фикации.

Ректификация метанола-сырца и его полуфабрикатов в перио­дически действующих аппаратах приводит к повышенным поте­рям спиртов, большому расходу пара, воды и химикатов, а так­же значительным капиталовложениям и затратам рабочей силы. Чтобы уменьшить их, на крупных предприятиях применяют ап­параты непрерывного действия.

Непрерывную ректификацию метанола-сырца осуществляют в многоколонных аппаратах. Предшествующая операция разбав­ления и отстаивания метанола-сырца также проводится непре­рывно. В качестве смесителя используется труба с переменным живым сечением, что обеспечивает тщательное перемешивание раствора благодаря его турбулентному движению.

Для непрерывной ректификации разбавленного метанола — сырца имеется несколько схем многоколонных аппаратов, но не все они обеспечивают хорошие результаты. Чтобы правильно вы­брать схему аппарата, необходимо учесть специфику процесса очистки и ректификации метанола-сырца и его раствора. Ука­жем лишь на основные моменты. При простой ректификации от метанола-сырца можно отделить только наиболее легколетучие примеси (ацетальдегид, метилформиат и некоторые другие про­дукты пиролиза древесины), находящиеся в метаноле-сырце. Та­ким путем все вещества, содержащиеся в метаноле-сырце, пол­ностью отделить друг от друга и от метанола невозможно, так как они образуют — между собой азеотропные смеси с весьма низкой температурой кипения. Однако некоторые примеси (аль­дегиды, эфиры и кетоны) лучше, чем метанол, отгоняются из более разбавленного раствора. Если использовать эту особен­ность и на верхних тарелках ацетонистой колонны разбавить раствор водой, то содержание метанола в головной фракции уменьшится. Частично это происходит и потому, что при пода­че воды температура отгона головной фракции повышается, азео­тропные смеси метанола с его примесями разрушаются, образу­ются азеотропные смеси примесей с водой, которые и отгоня­ются.

Важным обстоятельством является то, что азеотропные сме­си и вещества, имеющие температуру кипения около 75—85°, не отгоняются с головной фракцией и не уходят снизу ацетонистой колонны с раствором метанола, в результате они ‘накапливаются в середине колонны. Отсюда их нужно вывести в парообразном состоянии.

Примеси (аллиловый спирт, изометилпропилкетон, изовале — риановый альдегид и др.) отделяются от метанола и накапли­ваются в верхней исчерпывающей или нижней части укрепляю­щей метанольной колонны. Отсюда пары примесей надо отвести в виде фракции высших спиртов.

Наиболее высококипящие компоненты метанола-сырца (фур — фурольные масла) следует отгонять из отбросной воды при тем­пературе 98—99°.

Перечисленные обстоятельства учтены ЦНИЛХИ в предло­женном двух — или трехколонном непрерывнодействующем аппа­рате (НДА-1). Преимуществом этого аппарата является ороше­ние ацетонистой колонны горячей водой, применение небольшой флегмы, соблюдение оптимальной температуры на верху колон­ны и отбор примесей в местах наибольшего их скопления. Дан­ный аппарат наиболее полно выделяет и концентрирует голов­ные погоны с небольшим содержанием метанола, дает большой выход метанола хорошего качества.

В НДА-1 типа ЦНИЛХИ (рис. 21,а) рассиропленный и от­стоявшийся метанол-сырец поступает через подогреватель 1 на верх исчерпывающей части ацетонистой колонны 3. Отсюда па­ры переходят в укрепляющую часть ацетонистой колонны, оро­шаемой сверху горячей водой в количестве, не превышающем отбора дистиллята. Далее пары поступают в дефлегматор 4 И конденсатор 5.

Б снруббер

Переработка метанола-сырца

/ — подогреватель; 2 и 12 — измерители скорости; 3 — гцетонистаи колонна; 4 и 10 — Дефлегматоры; 5 и « — конденсаторы; 6, 14, 15 — змеевнковые холодильчмки; 7я16 — Флорентнны; 8 и 9 — исчерпывающая и укрепляющая метанольные колонны; 11 — Разделитель; 17 — гидравлический затвор

3 скруббер

Переработка метанола-сырца

Рис. 21 Б. Непрерывнодействующим аппарат для переработки технического

Метанола (НДА-П):

/ — теплообменник; 2 — измеритель скорости; 3 — ацетонистая колонна; 4 и 12 — де­флегматоры; 5 и 13 — конденсаторы; 6, 7, 9 и 14 — холодильники; 8 — меганольиая колонна; 10 и 11 — баки для серной кислоты и раствора щелочи

Отбираемый конденсат представляет собой растворитель-сы — рец, крепостью, 70—75% (объемных), содержание метанола в нем не выше 15%. Из исчерпывающей части ацетонистой колонны отводят также пары высококипящих эфиров и кетонов, которые отгоняются в смеси с водой при температуре от 75° до 85°. Кон­денсат этих паров, представляющий собой кетоновую фракцию, пропускают через флорентину 7. Для обогрева колонны и от­гонки из раствора метанола примесей, кипящих в смеси с водой до 85°, в нижнюю часть исчерпывающей части ацетонистой ко­лонны подают острый водяной пар. Со дна этой колонны раствор метанола отводится на верх исчерпывающей метанольной ко­лонны.

Пары этого раствора переходят в укрепляющую метанольную колонну 9. Получаемый из паров этой колонны технический ме­танол крепостью 99% (объемных) отгоняется при флегме 2—3. В нем содержится не более 0,6—0,8% кетонов и 0,2% эфиров. Из верхней части исчерпывающей метанольной колонны при темпе­ратуре 88—90° уходят пары аллиловой фракции. Конденсат из них направляется в сборник. Из середины этой колонны при тем­пературе 98—99° отводятся пары фурфурольной фракции. Кон­денсат из них стекает во флорентину 16 для отделения фурфу — рольных масел от водноспиртового слоя. Из нижней части ко­лонны отбирают пробу паров для проверки на полноту исчерпы­вания метанола. В самый низ исчерпывающей метанольной ко­лонны подают острый водяной пар для обогрева колонны и от — дувки спиртовых продуктов. Из нижней части этой колонны от­водится отбросная вода с содержанием не более 0,05% метано­ла. После отстаивания от смолы и масел воду спускают в кана­лизацию. В целях экономии пара можно отбросную воду до по­дачи ее в бассейн использовать в качестве теплоносителя в теп­лообменнике рассиропленного метанола-сырца.

Спиртовые продукты, содержащиеся в рассиропленном мета — ноле-сырце, при переработке его в НДА-1 распределяются по фракциям следующим образом: в технический метанол перехо­дит 60%, в растворитель-сырец 25%, в аллиловую фракцию 8%, в кетоновую 3% ив фурфурольную 4%. Эти полуфабрикаты пе­рерабатывают на соответствующих ректификационных аппа­ратах.

Для уменьшения потерь все воздушные линии от спиртовых аппаратов и емкостей к ним должны быть присоединены к холо­дильнику-абсорберу. Улавливаемые здесь вещества возвращают­ся в производство и перерабатываются вместе с другими спирто­выми полуфабрикатами.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв