Краткое описание технологического процесса цеха ск и нак

Производство нитрила акриловой кислоты состоит из следующих основных отделений:

1. Компрессорное отделение;

2. Отделение синтеза;

3. Отделение перегонки НАК и СК;

4. Отделение перегонки ацетонитрила (АЦН).

1. Компрессорное отделение

(включает в себя систему снабжения технологическим воздухом, воздухом КИП и холодом).

Технологический воздух давлением (2,0-2,35) кгс/см ² подается на синтез двумя рабочими турбокомпрессорами Р-1001А/В. Один компрессор обслуживает один реактор синтеза НАК.

Воздух на компрессора забирается из атмосферы, проходит через фильтры Р-1003 А/В, компремируется до (2,0-2,35) кгс/см² и при темпе­ратуре (150-220)°С поступает на отделение синтеза.

В качестве хладоносителя (рассола) используется водный раствор этиленгликоля, с массовой долей 15%, имеющий температуру (2-8)°С.

2. Отделение синтеза

Для обеспечения проектной мощности по НАК, равной 150.000 т/год, предусмотрено два рабочих реактора R-1001 А/В.

Синтез НАК из пропилена, аммиака и воздуха осуществляется во взвешенном слое катализатора С-41 (С-411) при температуре (417-454) °С, давлении (0,52-0,85) кгс/см², линейной скорости реакционных газов в слое катализатора (0,37-0,67) м/сек и мольном соотношении реагентов: аммиак/пропилен 1,0 - 1,2/1

воздух/пропилен 9,0 -10,5/1

При синтезе НАК протекают следующие реакции:

Основная реакция - получение НАК: С₃H₆ + 3/2 О₂ + NH₃ → СH₂ = СНСN + 3H₂О

Основные побочные реакции:

1. Получение ацетонитрила: 2С₃H₆ + 3NH₃ + 3О₂ → 3СН₃СN + 6H₂О

2. Получение синильной кислоты: С₃H₆ + 3NH₃ + 3О₂ → 3HСN + 6H₂O

3. Сгорание пропилена до углекислого газа: С₃H₆ + 9/2 О₂ → 3СО₂ + 3H₂O

4. Сгорание пропилена до окиси углерода: С₃H₆ + 3О₂ → 3СО + 3H₂O

5. Сгорание аммиака: 3NH₃ + 3/2 О₂ → N₂ + 3H₂O

6. Образование ацетона и пропионитрила: СH₂=СН–СH₃ + 1/2 О₂ → СH₂–СН–СН₃ + СH₃–С–СН₃

\ / \ /

О О

окись пропилена ацетон

СH₂=СН–СH₃+ NH₃ + О₂ → СН₃–СH₂–СN + 2H₂О

пропионитрил

Температура

Для проведения основной реакции необходима оптимальная температура, которая состав-ляет для катализатора С-41(С-411) - (417- 454) °С .

При более высокой температуре увеличивается сублимация молибдена, снижается селективность катализатора и выход акрилонитрила, в результате чего повышается образование СО и СО₂.

Более низкая температура удлиняет срок службы катализатора, но приводит к снижению конверсии пропилена.

Давление

Селективность конверсии в НАК снижается с увеличением давления в реакторе.

Мольное соотношение аммиак/пропилен

Значение мольного соотношения аммиак/пропилен в следующем:

• если оно низкое, то будет недостаточно аммиака для реакции с кислородом и про­пиленом, в результате чего снижается конверсия пропилена в НАК и увеличиваются побочные реакции образования акролеина, окиси и двуокиси углерода и ацетальдегида;

• если соотношение аммиак/пропилен слишком высокое, то на конверсию пропилена в НАК это не влияет, но возрастает потребность в серной кислоте для нейтрализа­ции непрореагировавшего аммиака.

При нормальных условиях это соотношение составляет для катализатора С-41 (С-411) - 1,0-1,2/1.