Проскурин И.М.
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННОГО ВОЗДУХА ОТ ЦИКЛОГЕКСАНА НА СТАДИИ ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ *
Аннотация:
в работе рассмотрен и проанализирован узел абсорбции циклогексана из отходящих газов, образующихся в процессе жидкофазного окисления. Установлены основные недостатки существующей схемы, влияющие на эффективность извлечения ценного сырья и соблюдение экологических нормативов. Предложены технические и технологические мероприятия по повышению степени очистки отработанных газов с достижением остаточного содержания циклогексана менее 600 мг/м³. Рассчитано влияние температуры и параметров охлаждения на массовый поток циклогексана в отходящем потоке. Показана возможность оптимизации массообменного оборудования за счёт перераспределения функций охлаждения и внедрения теплообменников-рекуператоров.
Ключевые слова:
циклогексан, абсорбция, окисление, отработанный воздух, циклогексанол, циклогексанон, регенерация, массообмен
Развитие нефтехимической промышленности требует не только стабильного обеспечения предприятий углеводородным сырьём, на долю которого приходится до 80% всей продукции, но и его глубокой переработки, максимально эффективного использования промежуточных продуктов, а также внедрения процессов рециклинга и утилизации отходов [1]. С ростом масштабов и темпов современного производства всё более актуальными становятся задачи повышения экономической эффективности и рациональной переработки отходов. Последние зачастую представляют серьёзную угрозу для окружающей среды, особенно в условиях ужесточающихся экологических требований.Одним из эффективных решений данной проблемы является углублённая переработка производственных отходов с целью получения технически ценной продукции.Как свидетельствует зарубежный опыт [2], современные технологии и методы, направленные на предотвращение либо снижение экологического ущерба за счёт глубокой переработки отходов, уже находят применение на внутреннем рынке и обладают экспортным потенциалом.На предприятиях по производству капролактама в процессе окисления циклогексана кислородом воздуха степень превращения циклогексана составляет 3-5%, а селективность не более 85%, поэтому установка по окислению циклогексана вынуждена работать на максимальной нагрузке, что негативно влияет на узел абсорбции циклогексана из отработанного воздуха. При окислении циклогексана кислородом воздуха, теплосъем осуществляется за счет испарения циклогексана, который отправляется вместе с отработанным воздухом на стадию регенерации тепла, там происходит частичная конденсация циклогексана. После реакционные газы с содержанием циклогексана не более 8% идут на стадию абсорбции, где происходит извлечение циклогексана смесью циклогексанона и циклогексанола из отработанного воздуха для рецикла в процесс.Так как установка работает на максимальной нагрузке, для увелечения выхода циклогексанона и циклогексанола, содержание циклогексана в отработанном воздухе после колонный абсорбции составляет в среднем 2600 мг/м3, что в свою очередь не позволяет использовать каталитическую очистку отходящих газов, потому что содержание циклогексана не должно превышать 600 мг/м3.Модернизация существующей технологии извлечения циклогексана из отработанного воздуха поможет решить одновременно и экономические, и экологические вопросы.В работе проведен расчет количества циклогексана в отработанном воздухе после стадии регенерации тепла и расчет дополнительного рекуператора холода для уменьшая температуры газов перед колонной абсорбции.Рассчитали содержание кислорода и азота в поступающем потоке технологического воздуха для каждого реактора окисления. Нагрузка по воздуху составляет 29000 кг/ч.При нормальных условиях 1 кмоль газа занимает 22.4 м3/кмоль. Примем, что состав воздуха составляет 79% азота и 21% кислорода, тогда в одном кмоль воздуха содержится:Мв=0,21∗15,999∗2+0,79∗14,007∗2=28.85064 кмольДалее рассчитали объем азота и кислорода на входе каждого реактора в м3 при нормальных условиях составляет:
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 1
Ссылка для цитирования:
Проскурин И.М. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННОГО ВОЗДУХА ОТ ЦИКЛОГЕКСАНА НА СТАДИИ ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ // Вестник науки №6 (87) том 1. С. 1868 - 1875. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23805 (дата обращения: 17.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+