содержание   ..  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  .. 

§ 42. АЗЕОТРОПНЫЙ СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ЖИЖКИ



Процессы ректификации основаны на фазовых равновесиях между жидкой и паровой фазами. Распределение компонентов между фазами выражают величиной относительной летучести aik

Коэффициент относительной летучести является очень важной функцией, так как характеризует степень легкости разделения данной пары компонентов; при малых ее значениях ректификация затруднена (к таким и относится система вода — уксусная кислота; рис. 75), и, наоборот, чем выше значение тем легче могут
быть разделены компоненты методом простой ректификации.
К антренерам предъявляются следующие основные требования.

1. Они должны образовывать с извлекаемым компонентом азеотроп, температура кипения которого должна быть как можно меньше температуры кипения отделяемого компонента; а массовая доля увлекаемого компонента в азеотропе — как можно больше.
2. Они не должны вступать в реакцию ни с одним из компонентов, не должны разлагаться, т. е. они должны быть химически неактивными и термически стойкими.

3. Теплота испарения и теплоемкость антренера должны быть как можно ниже.

4. Антренеры должны быть доступными и дешевыми. Желательно, чтобы антренер с извлекаемым компонентом, имел как можно меньшую взаимную растворимость и образовывал с ним гетероазеотроп. Это относится к системам, где вода является извлекаемым компонентом или выбрана в качестве антренера.

Выбор антренера определяет технологическую схему процесса, его параметры, эффективность способа разделения. При разделении смеси вода — уксусная кислота подбирается антренер для вывода из системы воды.

Метод азеотропной переработки жижки внедрен только на одном лесохимическом заводе (Великобычковском). Характеристика перерабатываемой на этом предприятии жижки: плотность 1020—1033 кг/м3, кислотное число 98—135 мг КОН/г, эфирное число 32—37 мг КОН/г, массовая доля метанола 3,2— 2,6%

39. УПРУГОСТЬ ПАРОВ НЕКОТОРЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ

В качестве разделяющего агента используются так называемые древесноспиртовые масла, получаемые при переработке спирта-сырца, имеющие следующие показатели: плотность 890— 896 кг/см3, растворимость в воде при 20—25 °С 6—10 % (по объему), растворимость воды в маслах 5—7% (по объему), теплота испарения 335—343 кДж, массовая доля эфиров 20— 40 %, кетонов и альдегидов, образующих гетероазеотропы с водой, 30—40%. При нормальном давлении масла перегоняются с водой при температуре 85—95 °С, массовая доля воды, отогнанной с гетероазеотропами, 25—33 %

Технология переработки жижки состоит из следующих стадий: отстаивания тяжелых смол и легких всплывных масел от жижки; обесспиртовывания и обессмоливания жижки; азеотропного укрепления кислоты с целью получения черной кислоты; регенерации антренера из водных фаз; переработки черной кислоты с целью получения технической уксусной кислоты (и далее пищевой) и из побочной стадии — переработки спирта-сырца для получения фракции древесно-спиртовых масел.

На рис. 76 показана принципиальная технологическая схема азеотропного извлечения кислот из жижки. Стадия отстаивания

тяжёлых смол и легких и всплывых масёл имеет те же цели, ЧТО и при переработке жижки экстракционным способом. То же можно сказать и о стадии обесспиртовывания (эти стадии на рис. 76 не показаны).

Рис. 76. Принципиальная технологическая схема азеотропного способа извлечения уксусной кислоты из жижки
 

Обесспиртованная жижка из бака 1 непрерывно поступает в три последовательно соединенных трубчатых испарителя 12, предназначенных для выделения из жижки растворимых смол, которые отбираются только из последнего испарителя. Температура в первом корпусе поддерживается 108—110 °С, во втором 128—135 °С, в третьем 150—160 °С. Растворимая смола поступает в сборник И, откуда выкачивается на дальнейшую переработку. Пары кислой воды из всех трех испарителей поступают в нижнюю часть ректификационной колонны 8 (число колпачковых тарелок 21—23). На верхнюю тарелку колонны 8 подается антренер из флорентины 7 (или из бака 3 для восполнения потерь и в начале процесса). Температура паров вверху колонны 82—86 °С. Флегмовое число изменяется в пределах 1,5—3. Пары воды и антренера конденсируются в конденсаторах 2, 4, охлаждаются в холодильнике 6 до температуры 40— 45 °С и поступают на разделение во флорентину 7. Верхний слой полностью возвращается в колонну, а нижний — водный — выводится в колонну 5 с целью регенерации из него растворенного антренера. Кислотность водного слоя должна быть не более 0,3%. Температура вверху колонны 5 колеблется в пределах 82—94 °С, флегмовое число 0, число тарелок колпачкового типа 25—26. Регенерированный антренер после охлаждения в холодильнике 6 поступает на разделение также во флорентину 7. Отгонка антренера ведется с помощью острого пара. ХПК сточной воды до 5000 мг/л. Исчерпание воды и антренера из кислоты ведется в колонне 10 (число тарелок 16—18, температура в нижней части колонны 110—115 °С). Из каландрии 9 выводится концентрированный раствор кислоты в виде так называемой черной кислоты; ее плотность 1058—1067 кг/м3, кислотное число 416—428 мг КОН/г; эфирное число 60— 70 мг КОН/г, массовая доля воды в ней 33—40%, смолистых веществ 22—30 %.

Черная кислота, полученная азеотропным способом переработки жижки, содержит по сравнению с черной кислотой, полученной в процессе экстракции кислоты этилацетатом или сложным экстрагентом, значительно больше воды и смолистых веществ. Это относится к недостаткам способа азеотропного укрепления жижки с помощью древесно-спиртовых масел. К тому же состав масел меняется в процессе ректификации, меняется состав гетероазеотропа, неустойчивы все технологические параметры.

Более стабильным становится процесс при добавлении к древесно-спиртовым маслам бутилацетата. Бутилацетат можно использовать как антренер, но в связи с тем, что он относительно дорог, склонен к гидролизу и переэтерификации, он не нашел широкого применения в качестве антренера в лесохимической промышленности (в жижке содержится до 2—2,5 % муравьиной кислоты).