Вариант 12

Вариант 12

Производство гексаметилендиамина

(Первая фаза производства)

Гексаметилендиамин H2N→(CH2)6→NH2- бесцветное кристаллическое вещество со слабымаммиачным запахом; температура кипения 204…205°С, температура плавления 41°С,

плотностьпри нормальных условиях 0.847 г/см3 Растворим в воде и многих органических растворителях; гигроскопичен; поглощает углекислый газ из воздуха; весьма ядовит; вдыхание его паров вызываетсильные головные боли; при попадании его на кожу образуются труднозаживающие раны.

Гексаметилендиамин и адипиновая кислота производятся в больших количествах и применяются для получения полиамидной смолы найлон. Диамин используется также в производстве полиуретановых смол и др.

При производстве гексаметилендиамина по предлагаемой схеме сырьем для него служит динитрил адипиновой кислоты и водород, необходимый для гидрирования динитрила. Адипиноваякислота вначале превращается в динитрил который затем

COOH− (CH2 )4 ─ CHO + 2NH3 ─ 4H2 O ® NC─ (CH2 )4 ─ CN

восстанавливается водородом до тексаметилендиамина по реакции

NC─ (CH2 )4 ─ CN + 4H2 ® H2 N─ (CH2 )4 ─ NH2

Гидрирование динитрила осуществляется на кобальтовом или никелевом катализаторе под давлением 10,0-20,0 МПа и 200°С в присутствии значительного количества жидкого аммиака во избежание образования аминов, вредно влияющих на процесс последующей конденсации.

Динитрил адипиновой кислоты из напорного бака 1 через штуцер в днище заливается в смеситель 2 через штуцер вверху корпуса. Смеситель 2 снабжен пропеллерной мешалкой. Через загрузочный штуцер в плоской крышке в смеситель 2 из бункера 3 загружается порошкообразный катализатор. Перемешанный с катализатором динитрил из аппарата 2 через штуцер в коническом днище подается насосом 4 в смеситель 7. Суспензия поступает в смеситель 7 через штуцер в сферической крышке. В тот же смеситель 7 через штуцер в верхней части корпуса насосом 6 нагнетается жидкий аммиак из горизонтального сборника 5 через штуцер внизу корпуса.

После перемешивания пропеллерной мешалкой суспензия выводится из аппарата 7 через штуцер в нижней сферической крышке и направляется для подогрева в трубы теплообменника 8через штуцер в нижней крышке. Греющий пар подводится в межтрубное пространство теплообменника 8 через штуцер в корпусе под верхней трубной решеткой. Конденсат из межтрубного пространства отводится через штуцер в корпусе над нижней трубной решеткой. Нагретая в теплообменнике 8 суспензия выходит из него через штуцер в крышке и поступает в колонну гидрирования 9 через штуцер в верхней части её корпуса. В нижнюю часть колонны 9 через штуцер в днище компрессором 10 нагнетается водород.

До поступления в колонну 9 водород очищают от масла и других примесей в фильтре 11 и нагревают в трубах теплообменника 12 типа “труба в трубе”. Греющий пар для подогрева водорода под водится в межтрубное пространство теплообменника 12 через штуцер в наружной трубе верх-него элемента. Конденсат отводят через штуцер в наружной трубе нижнего элемента.

Пузырьки водорода в колонне 9, барботируя через жидкость, вступают во взаимодействие с динитрилом в присутствии катализатора и аммиака, благодаря чему в аппарате 9 при определенной температуре протекает реакция с образованием гексаметилендиамина (уравнение реакции приведено в начале описания схемы). Необходимая для проведения реакции температура поддерживается в колонне 9 за счет передачи теплоты от масла, подводимого в рубашку аппарата через верхний штуцер. Отвод теплоносителя из рубашки производится через нижний штуцер.

Жидкие продукты гидрирования, которые содержат кроме гексаметилендиамина непрореагировавший динитрил адипиновой кислоты, гексаметиленимин и аммиак, выводятся из колонны 9 через штуцер в нижней части корпуса, редуцируются клапаном 13 и под атмосферным давлением стекают в центрифугу 14 для отделения от раствора гексаметилендиамина взвешенных нетвердых частиц катализатора. Фильтрат и промывная вода из центрифуги 14 сливаются в горизонтальный сборник 15 через штуцер в корпусе. Осадок после центрифугирования собирается в бункере 16 и снова используется в процессе. До возвращения в цикл осадок из бункера 16 загружается в смеситель 17 через штуцер в плоской крышке. Туда же через штуцер вверху корпуса заливается динитрил адипиновой кислоты. Продукт в аппарате 17 перемешивается рамной мешалкой и через штуцер в коническом днище перекачивается насосом 18 в напорный бак 1.

Парогазовая смесь (в основном аммиак и водород) удаляется из колонны 9 через штуцер в крышке и через редукционный клапан 19 поступает на конденсацию в змеевик холодильника 20 через штуцер в плоской крышке. Для конденсации паров аммиака в качестве хладагента используется вода с температурой 10-15°С, которая подводится в аппарат 20 через нижний и отводится через верхний штуцеры в корпусе. Жидкий аммиак вместе с растворенным в нем водородом из змеевика холодильника 20 через штуцер в плоском днище стекает в сепаратор 21 через штуцер в верхней части корпуса.

В сепараторе 21 аммиак отделяется от водорода и через штуцер в коническом днище перетекает в горизонтальный сборник 22 через штуцер в корпусе, из которого по мере накопления насосом 23 транспортируется в сборник аммиака 5. Водород из сепаратора 21 через штуцер в крышке откачивается циркуляционным компрессором 10 и направляется на гидрирование динитрила.