Описание технологического процесса

Производство этаноламинов непрерывного действия состоит из одной технологической нитки.

Узел синтеза включает два параллельно работающих блока. Синтез этаноламинов основан на взаимодействии окиси этилена и аммиака при температуре 115−125 оС, давлении 110−120 кгс/ см2 в присутствии воды, в качестве катализатора. Окись этилена и аммиак подаются в смеситель № 1, после чего эта смесь подается в емкость № 2. Сюда же в качестве катализатора подается аммиачная вода или паровой конденсат. Для поддерживания давления в емкости № 2 предусмотрена подача газообразного аммиака. Смесь исходных продуктов подается насосом № 3. Описание синтеза ведется для одной системы ввиду их подобия.

Перед поступлением в реактор, исходная смесь нагревается до рабочей температуры в двух последовательно установленных теплообменниках № 4 и № 5. Первый по ходу продукта теплообменник № 4 предусмотрен для регенерации тепла, уносимого реакционной массой со стадии синтеза, из холодильника № 4а. Холодная смесь поступает в трубное пространство, с которого подается вода обратного цикла или паровой конденсат, предварительно прогретый до температуры +85 оС реакционной массой. В результате теплообмена холодная исходная смесь подогревается до температуры +75 оС, а вода при этом охлаждается до 40 оС и сбрасывается в линию оборотной воды, паровой конденсат возвращается в узел парового конденсата. После предварительного подогрева, из аппарата № 4 и исходная смесь подается в пусковой подогреватель № 5, обогреваемый паром. Нагретая до +85 оС подается в три последовательно установленных реактора № 6, представляющие собой кожухотрубчатые аппараты.

Режим работы реакторов № 6.

Давление в аппарате не более 120 кгс/. Температура в аппарате 115−125 оС. Время пребывания в реакторе — 23 мин. Синтез этаноламинов сопровождается с выделением тепла. Для отвода тепла реакции и термостатирования процесса в межтрубном пространстве находится кипящая вода (паровой конденсат), пары которого по мере образования их поступают с сепаратор № 7а, а затем в конденсатор № 7, охлаждаемый оборотной водой.

Конденсат из аппарата № 7, вновь возвращается в реактор. Каждый реактор оборудован системой охлаждения, что дает возможность в случае необходимости снизить температурный режим в любом из реакторов. Из последнего по ходу продукта реактора горячая реакционная смесь направляется в холодильник № 4а, охлаждаемой водой. В результате теплообмена вода нагревается до +85 оС, а уносимое тепло используют для предварительного подогрева исходной смеси в аппарате № 4. Охлаждаемая до температуры +45 оС, реакционная смесь, объединяется с потоком, выходящим со II системы синтеза, и направляется на ректификацию. Отделение ректификации состоит из трех ректификационных колонн. Каждая колонна оборудована кипятильником, обогреваемым паром, конденсатором и хвостовым конденсатором, охлаждаемые оборотной водой. В колонне № 8 производится отгонка избыточного аммиака. Пары, выходящие из верхней части колонны № 8 поступают в конденсатор № 10. Несконденсированные пары аммиака из конденсатора № 10 поступают в хвостовой конденсатор № 11. Остатки паров от хвостового конденсатора направляются в скруббер № 41 на поглощение. Кубовая жидкость из колонны № 8 поступает через холодильник № 13 в ректификационную колонну № 15, где производится отгонка воды и остаточного аммиака. Конденсат из конденсатора № 22 стекает в емкость № 26 отделения абсорбции. Кубовая жидкость из колонны № 15, содержащая обезвоженную смесь поступает в емкость № 23. Далее насосом подается в ректификационную колонну № 21, где и производится отгонка моноэтаноламина. Товарный моноэтаноламин из нижней части колонны направляется в емкость № 23. Через час после начала циркуляции отбирается проба продукта на анализ. Затем, товарный моноэтаноламин откачивается насосом на склад готовой продукции.

Отделение абсорбции.

Сдувки окиси этилена и аммиака со всего отделения (синтеза, ректификации) направляются в отделение абсорбции для поглощения их с последующей их регенерацией. Пары окиси этилена из блока синтеза улавливаются в скруббере № 31. Из нижней части скруббера непрерывно стекает водный раствор содержащий окись этилена, и поступает в сборник № 32, а затем через холодильник № 33, охлаждаемый оборотной водой, насосом № 34 подается на орошение скруббера № 31. Емкость № 35 предназначена для сбора дистиллята с ректификационной колонны № 15. По мере насыщения абсорбента до 6 процентов окисью этилена, абсорбент отводится в химически загрязненную канализацию. Если же концентрация более 6 процентов, то насосом № 39 подается на орошение скруббера № 31. Емкости № 35, 37 оборудованны встроенными змеевиками, обогреваемые паром. Сдувки, содержащие аммиак, направляются в скруббер № 41. В верхнюю часть скруббера вода подается из емкости № 38 насосом № 39 через холодильник № 40. Из кубовой части абсорбера водный раствор стекает в емкость № 42, затем через холодильник № 43 насосом № 44 подается на орошение насадки скруббера № 41. Часть, по мере насыщения раствора выводится в емкость № 45. Содержимое емкости № 45 передавливается азотом и подается в куб колонны № 47. После заполнение куба колонны № 47 раствор подвергается разгонке на дистилляционной колонне № 47. Эта колонна насадочного типа. Колонна оборудована конденсатором № 48, охлаждаемый оборотной водой. На колонну подается от 20 — 25 процентов раствора аммиачной воды. Колонна работает периодически. Пары из колонны поступают в конденсатор.

Часть дистиллята конденсируется в нем и стекает в колонну в качестве флегмы, из колонны отгоняется две фракции:

I фракция — чистый аммиак.

II фракция — 3 процентный раствор аммиака.

II фракция через холодильник № 49, охлаждаемый оборотной водой, поступает в емкость № 32. II фракция отгоняется тогда, когда в системе абсорбции имеется избыток абсорбента и его надо отвести в хим. Загрязненную канализацию. После отгонки II фракции, кубовая жидкость из куба № 47 с незначительной примесью аминов (140 мг/л) сливается в хим. загрязненную канализацию. Очистка от вентиляционных выбросов, а также сдувок скруббера № 41 производится в скоростном скруббере № 50, орошаемом водой. Для предотвращения замерзания воды зимой, в скруббере встроен змеевик, обогреваемый паром. Для создания необходимой плотности установлен насос № 51.