автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.04, диссертация на тему:Усовершенствованный процесс получения фенола и ацетона



■ 1 \0' ^

Грязное Андрей Константинович

на правах рукописи

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛА И АЦЕТОНА

05.17.04 - Технология продуктов тяжелого (или основного) органического синтеза

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт - Петербург 19У6

Работа вьшолнена в ТОО "Илла интернешнл", Санкт-Петербург Научный руководитель:

кандидат химических наук, Закошанский

старший научный сотрудник Владимир Михайлович

Официальные оппоненты

доктор химических наук, профессор

кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Потехин

Вячеслав Матвеевич Полис

Григорий Соломонович

Ведущая организация АО "КАУЧУКНЕФТЕХИМПРОЕКТ" (г.Новокуйбышевск )

Зашита диссертации состоится "16"апреля199б г. в "_" часов на заседании диссертационного совета Д.063.25.07 в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете) по адресу: 198013, Московский пр., 26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета).

Отзывы и замечания, заверенные печатью, просим направлять в адрес дис сертациоиного совета.

Автореферат разослан * 1996гола

1

|Н /Г

Ученый секретарь диссертационного Совета,к.х.н.

З.В.Громова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблем, Процесс совместного получения фенола н ацетона через гидропероксид изопропилбеизала - один ш крупнотоннажных процессов нефтехимии.

Фенол является в технологии получеши капролактама, используйся при производстве эпоксидных смол. Ацетон применяется как растворитель в различных отраслях промышленности. Значительная его часть идет на производство дифенилолпропапа.

По основным показателям отечественная технология значительно уступает зарубежным производствам, например, расход нзопрошшбензола и расход пара для получети одной тонны фенола, на предприятиях России зиачительно выше.

В современных условиях дефицита материальных и сырьевых ресурсов на действующем производстве вопросы экономии углеводородного сырья приобретают первостепенное значение. Кроме того, при промышленной эксплуатации! техиолопш получения фенола и. ацетона образуются различные побочные продукты - отходы производства, вопросы эффективной утилиза- • цня которых до сих пор окончательно не решены.

Значительных капитальных затрат требует и коренная реконструкция действующих фенолышх предприятий. В связи с этим совершенствование существующей технологии является актуальной практической задачей.

Цель работ заключалась в создании конкурентно-способной техиолопш, позволяющей без значительных капитальных затрат повысить производительность действующего оборудования и снизить выход неутнлизнруе-иых отходов. Основное внимание было уделено стадиям окисления изопро-инлбензола (ИПБ) и разложения шдроперокенда кумола (ГПК), ответственных за образование большей части отходов производства. Экспериментальная часть была выполнепа на промышленной установке производства фенола и апетопа Уфимского завода синтетического спирта ( АО "Уфаоргсинтез").

Научная ношпна яиссертаниоттй работы:

1.Теоретически обоснованы причины С1шжешш селективности при эксплуатации промышленных установок с повышенным значением рН сырья, подаваемого на стадию окислепия. Проведено исследование влияния величины рН на селективность процесса окисления кумола;

2. Впервые на оспове промышленного эксперимента количественно оценены потери селективности на стадии укрепления ГПК;

3. Изучено влияние на селективность стадии окисления различных щелочных агентов и их комбинаций;

4. Предложена новая схема подготовки сырья для стадии окисления.

5. Получены промышленные данные функционирования узла разложения ГПК в присутствии избыточного ацетона (но сравнению с эквн-молярным соотношением фенол - ацетон).

6. Проведен анализ усовершенствованной технологии разложения ГПК с точки зрения оптимального управления процессом. Получен критерий оптимального управления.

7. Предложен способ управления усовершенствованным процессом разложения ГПК.

Практическая ценность работы:

1. На промышленной установке реализована новая технология нейтрализации и отмывки возвратных потоков кумола, обеспечивающая снижение количества побочных продуктов на стадии окисления и исключающая неселективный распад ГПК на стадии его концентрирования;

2. Внедрение новой схемы позволило исключить забивку солями аппаратов подогрева окислительной шихты и кипятильников узла дистилляции. При этом производительность каждой системы дистилляции выросла на 10% отн.

3. На промышленной установке реализована технологическая схема двустадийного процесса разложения ГПК с выводом избыточного

колнчесгва ацетона кз продуктов реакшга пепосредствепно на узле разложения ГПК (технология "FAN").

4. Реализован способ контроля за содержанием ГПК в продуктах реакции разложегтш.

5. Испытана и практически реализована схема управления усовершенствованным процессом разложения ГПК на элементах микропроцессорной техники.

6. На основе изученных закономерностей н полученных экспериментальных данных разработана н внедрена распределенная система управления усовершенствованным процессом разложения ГПК.

7. Получено решение о выдаче патента РФ "Способ получения фенола ацетона и альфаметпетнрола.// по заявке 94-007336/04/007229, приоритет от 01.03.94.

1. Способ обработки возвратных потоков в процессе получения фенола и ацетона внедрен на Уфимском заводе синтетического спирта, при этом достигнутая эко.юмия кумола составила 9 кг на каждую тонну произведенного фенола.

2. Способ управления усовершенствованным процессом получения фенола и ацетона лицензирован ТОО "Илла Интернешнл" в 1992г. Грозненскому химзаводу.

3. Результаты, полученные э ходе • исследования усовершенство-вашюго процесса получения фенола и ацетона, были использованы при разработке и внедрении технологии разложения ГПК ("FAN") на заводе компании "General Electric Plastics" в г.Мт.Вернон США в 1993г. Предложенные п настоящей работе решения были использованы "Илла Интернешнл" в базовом инженерном проекте по технологии "FAN" для фепольных производств России на АО "Омский каучук" (г.Омск) н АО "Оргстекло" (гДзержинск).

Публикации цо работе: по теме диссертации опубликовано 3 работы, в том числе новизна и практическая ценность проведенных разработок и и следований подтверждена 2 патент ami РФ.

Структгура и объем работы; Диссертационная работа состоит из введишя, пяти глав и заключения, изложенных на 105 страницах машинописного текста, иллюстрируется 20 рисунками, содержит 17 таблиц, 6 приложений и библиографический список из 108 наименований на 5 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I; литературный обзор, посвященный анализу дапных по кинетике, химизму и технологии процесса окисления кумола. В данной главе отражены современные представления о механизме окисления алкил ароматических углеводородов. Рассмотрены основные факторы, влияющие на процесс окисления ИПБ; вопросы "щелочной" защиты процесса; влияние различных микропримесей в сырье на процесс окисления, а также основные направления в интенсификации стадии окисления ИПБ на промышленных установках.

Процесс окисления итопропилбеизола в пшропероксил является первой стадией технологии совместного получения фенола и ацетона из кумола, показатели которой в значительной степени определяют селективность процесса в целом. Сложность высокоселективного осуществления реакции окисления ИПБ заключается в том, что образующийся ГПК является типичным промежуточным продуктом и его распад на радикалы определяет скорость основного процесса, а с другой стороны, тот же самый распад приводит к образованию побочных продуктов. Ключевым подходом к проблеме повышения селективности процесса окисления является снижение температуры, при которой проводится окисление кумола или уменьшение конверсии ИПБ. Однако реализация вышеназванных предложений связана со значительными капитальными и энергетическими затратами.

Поиск направления, позволяющего без значительных капитальных затрат повысить эффективность процесса окисления, связан с подготовкой сырья для стадии окисления, так как присутствие в окисляемом кумоле

дахе следов некоторых веществ приводит к значительным изменениям скорости и селективности процесса.

Принципиальная технологическая схема стадии окисление кумсла и концентрирования техн: юского гвдропероксияа, включая существующий узел обработки 'возвратного ИПБ", представлена на рис.1.

Рис. 1. ПрнЕшгюальнм тслнслогнческа» схема узла огаслеян« кумола, говдентры-роааюи пвфолероюада кумопя к обработки вояратяы* порою*.

В промышленных условиях окисление проводят с конверсией кумола 2025%, а большая часть ВПБ после стадии укрепления ШК вновь возвраша-втся на узел окисления. РецикловыЙ ИПБ за счет протекания в системе различных побочных реакций имеет более низкие качество, чем ИПБ, поступающий на узел извне. В возвратных потоках присутствуют: ГПК, ацатофе-нон, диметштфенил карбинол (ДМФК), органические кислоты, альфаметил-стирол (AMC), дикумилпероксид (ДКП) и фенся, образующийся в результате распада гилропероксида и являющийся ингибитором реакции окисления. Для исключения влияния органических кислот и фенсла на процесс окисления на уале подготовки сырья проводят обработку ре цикловых потоков при помощи »одного раствора NaOH. Величина pH окислительной шихты (смеси "сэежего" и "возвратного" ИПБ) отражает степень нейтрализации органических кислот. В соответствии с теоретическими представлениями о

Н[1-4] - насосы; Р[1-3] - реакторы

Условные обозначена!

В[1-8] • емкости Щ1-2] - колонны

вияшентрвро-ваюм ГПК

огаесясши

ГПК

влиянии величины рН на процесс окисления следовало ожидать, что оптимальный показатель рН сырья должен быть более 7 за счет присутствия ЫаОН в шихте. Это обеспечивало бы нейтрализацию образующихся в процессе кислот и исключение образования фенола в реакторах окисления. Проведенное обследование узлов окисления кумола и концентрирования ГПК на промышленной установке показало, что:

- селективность реакции окисления кумола в зависимости от величины рН сырья имеет экстремальный характер при различной конверсии кумола (см.рис. 2);

- в процессе концентрирования ГТТК происходит дополнительное снижение селективности процесса за счет частичного распада ГПК, что подтверждается приростом побочного продукта - ДМФК на стадии концентрирования гидропероксияа. Величина прироста ДМФК также зависит от величины рН окислительной шихты (см.рис. 3).

Рис. 2. Зависимость селективности стадии окисления от рН "шихты" при различной конверсии кумола.

Рис. 3. Зависимость прироста ДМФК на стадии концентрирования ГПК от рН "шихты" при различной конверсии кумола

4 9 I 7

- установлено, что минимум содержания ДМФК в техническом ГПК, определяющего неселективные потери кумола, достигается при величине рН окислительной шихты, равной 5.5.

Таким образом, опыт эксплуатации традиционной технологии получения

•м«тм»имтъ,Ч

ГПК, схема которой представлена на рис. 1., показывает что увеличение рН шнхты более 5.5 является отрицательным для процесса. При этом:

- снижается селективность стадии окисления ИПБ и увеличивается выход продуктов гомольгического распада из-за присутствия натриевых солей ГПК;

- снижение производительности стадии дистилляции за счет наличия натриевых солей ГПК приводит к нежелательному повышению конверсии ИПБ на стадии окисления и. как следствие, к дополнительному снижению селективности.

Попытки эксплуатации узла окисления при повышенном значении рН за счет подачи ЫаОН вследствие неэффективности схемы подготовки сырья приводят к попаданию натриевых солей на стадию кислотного разложения ГПК. С целью обеспечения безопасности стадия разложения ГПК работает в условиях повышенной подачи катализатора и высоких температур, следствием этого является снижение селективности на узле разложения ГПК.

Таким образом, вышеописанная технология подготовки окислительной шихты, которая эксплуатируется на всех фенольных заводах России, требует совершенствования.

Решение данного вопроса может быть связано с подбором такого нейтрализующего агента (или агентов), которые обеспечивали бы теоретически требуемое значение рН шихты (более 5.5), за счет чего селективность процесса должна' возрастать. Таким агентом может служить слабое основание - водный раствор аммиака. Однако полная замена щелочи на аммиак, как показали результаты экспериментов, нецелесообразна.

Основным преимуществом применения №ОН в качестве нейтрализующего агента является то, что едкий натр взаимодействует с фенолом с образованием фенолятов, большая часть которых выводится с нромыв-ней водой. Однако при использовании щелочи в качестве единственного нейтрализующего агагга нельзя исключить образование натриевых солей ГПК и их попадание как на стадию окисления, так и на следующие за ней стадии концентрирования и разложеши ГПК.

Напрашнвается вывод о целесообразности использования бинарного щелочного агента ИаОН и МЩОН. Как швестно, рецикловый кумол образуется за счет смешения двух потоков:

- потока сконденсированных абгазов окисления, который составляет до 10% от общего количества возвратного ИПБ,

- потока ИПБ со стадии концентрирования ГПК. Концентрация органических кислот н фенола в первом потоке значительно превышает содержание этих продуктов во втором. Предлагается (для исключения попадания фенола в реакторы окисления) конденсат абгазов обрабатывать раствором ИаОН, г поток ИПБ со стадии дистилляции, имеющий в своем составе значительное количество ГПК, обрабатывать водным раствором аммиака.

Предложенная концепция была проверена и течение годового 'эксперимента на промышлешюй установке. Для ее реализации технологическая схема подготовки ИПБ для сырья была модернизирована в соответствии с принципиальной схемой, представленной на рис. 4.

ГПК

Рис. 4. Принципиальная схема стадий окисления ИПБ, концентрирования ГПК и модернизированная схема обработки возвратных потоков.

В соответствии с новой технологией конденсат абгазов окисления после емкости Е-3 нейтрализуется 7%-м раствором №ОН, а суммарный поток рециклового кумсша обрабатывается 15%-м водным раствором аммиака, который подастся непосредственно в емкость возврат-

Условные обозначения

Н[1-4] - насосы; Р[1-3] - реакторы

Е[1-8] - емкости - колонны

концентрирования ГПК

окисления

ного к>мола Е-5. Интенсивный контакт водной и углеводородной фаз с нейтрализующими агентами обеспечивается насосом Н-3. В емкости Е-6 происходит разделение водной п углеводородной фаз. Возвратный кумол из верхней часта емкости Е-6 перетекает в емкость Е-7, где огмывается водой. Кроме того, для повышент э<рфектвностн обработки возвратного кумол а в технологии применена циркуляция водного слоя из емкости Е-б. Нейтрализованный и отмьпый от солей возвратный кумол с верха емкости Е-7 поступает в емкость Е-8, куда подастся "свежий" ИПБ для формирования окислительной шихты.

В течение длительного промышленного эксперимента новая технология демонстрировала устойчивую и безопасную работу.

Анализ результатов, полученных в ходе промышленного эксперимента, показал, что использование раствора ИНдОН и водной отмывки позволило практически полностью нейтрализовать и вывести >п системы органические кислоты за счет лучшей растворимости их аммонийных солей в воде. За счет уменьшения расхода МаОН удалось значительно снизить вероятность образования термически нестабильного комплекса, оказывающего самое неблагоприялюе влияние на процесс. Однако применение в качестве единственного нейтрализующего агента водного раствора аммиака не позволяет полностью устранить ннгиби-руюшее влияние фенола на процесс окисления н концентрирования ШК (см.рис. 5).

СМКП««0СЛ Д |ШШРСИ го») • Я»"»™» " Ч «*•»

4 5 & 7 • а м м . '

Рис. 5 Зависимость селективности Рис. б. Зависимость концентрации

стаями окисления от рН шихты при ДМФК в тех! (чсском ГПК от кон-

различных нейтрализующих агентах. версии кумоля при различных

нейтрализующих агентах.

Усоверпснствованная схема отмывки и нейтрализации возвратного ИПБ позволяет существенно повысить селективность пшцесса и в значительной степени уменьшить распад ГПК на стадии его концентрирования, па что указывает снижение содержания ДМФК в техническом пиропе-рокенде (сы.рис. б.). За счет уменьшения образования натриевых солей ГПК показатель химического потребления кислорода сточных вод снизился на 4р% огн.

^ третьей гпая£г рассмотрены основные закономерности, химизм н аппаратурное оформление стадии кислотного разложения 1 .Ж. Представлены данные об эффективности процессов, эксплуатируемых в России и за рубежом.

Основные реакции, протекающие в процессе кнелотноп) разложения гид-ропероксида кумола представлены на рис. 7.

пао*с^н5-с-сна

1 с6н3ое»сн3сосн,«с(н3-с>сы2

с6н5он*сн,соснз СНзчч СНз

Г СНз СН, СНд

С6НэСССИ3)а-0-0Н4 С6Н5-С-ОН С6Нд-С-0-0 -С-С6Нд ♦ н2о

СНз снэ снэ

ОН, *Н2° ^ 4^1 '

СН,'. ,"3 6-5, сн-

с*н5 СНз снз

Рис. 7 Химиш сернокислотного разложения технического ГПК. ° Рассмотрение данной схемы позволяет делать важный для прак-

тической эксплуатации вывод, что основным фактором повышения селективности ..роцесса разложения ГПК является снижение выхода димеров альфаметилстирола н кумнлфеноло» в >в;_я<чсние выход? альфаметилстирола. г.теле1, являющего собой аеншьгй технический продукт, который может бль выдела! как целевой или :рогадрирован до кумола. с рециклом последнего на стадию окисления.

Реализация данного направления связана со снижением активности катализатор за счет использования различных добавок, изменяющих состав реакционной среды. Кроме того, определенное улучшение показателей возможно за счет изменения аппаратурного оформления процесса, а также за счет подбора режимных параметров

На основе литературных данных и опыта эксплуатации различных технологических вариантов стадии разложения на АО "Уфаоргсгоггсз" проведен сравнительный анализ современных методов разложения ГПК. Установлено, что в традиционно эксплуатируемой в России технологии, включающей реактор смешения, принципиальная схема которого представлена на рис. 8., достигнуть высокого выхода AMC (и, соответственно, минимума содержания высококипяших побочных продуктов) от поданного на стадию разложения ДМФК невозможно.

Отсутствие непрерывного контроля за конверсией ГПК я требования к безопасности процесса определяют следующие особенности эксплуатируемой в России технологии разложения ГПК:

- чрезвычайно быстрое (за 5-7 секунд) разложение технического ГПК;

- отсутствие черазложенного ГПК в выходных потоках;

- высокая концентрация серной кислоты в продуктах реакции (500-600 ррм);

- высокая температура процесса (60-65вС);

- значительные об"емы теплообменпой аппаратуры.

Аппаратурное оформление и особенности традиционного процесса разложения ГПК не позволяют эффективно и полностью превратить поступающий на стадию разложения ДМФК и образующийся в ходе реакция

Рис. 8. Принципиальная схема процесса разложения ГП^эксплуатируемого на фенольньгх заводах России.

ГКП.

Предстаалекы данные промышленной »ксплуатации двустадийно-го процесса разложения ПЖ с использованием « качестве добавок вдш. Для достижении высокой селективности процесса создастся условна, при которых в реакторе разложении ГПК (первая стадия) синтезируется ДКЦ количество образующегося AMC сводится к минимуму, а превращение ДМФК и ДКП проводится при повышенной температуре в специально установленном реакторе вытеснения. Однако полученные данные об эффективности использования воды (выход AMC 55-60%) позволяют сделать вывод о возможности дальнейшего развития кокцепцкд двустадиЙ-ной схемы разложения ПЖ.

В разработанном нами процессе были предложены принципиальные решение по совершенствованию стадии разложения ПЖ по сравнению с существующим традиционным (см.рис. 9 и таблицу 1.): - разложение ПЖ осуществляется медленно - за 30 - 60 секунд, со скоростью в б 8 раз меньше, чем в традиционном процессе; • прсотагается проводить процесс при конверсии ПЖ за проход не выше 75%, что соответствует концентрации ПЖ в продуктах разложения на уровне 1% масс.

Традиционный процесс ' Усовершенствованный процесс

чяпж

оугж 01гтж

+

aftnv

gotrnc

«•гак

V

шгпе *»гтя

■м-

Puc. 9. Конверсия ПЖ " реакторах разложения.

Табшаш 1

100Ф-« пшра| ГПК а прсаед BCSacfXKi ГПК гж проход

Оакшал рмдпш I стмипс ГПК #ННОЛ ♦ АЦБТОН ГПК ->дм»к+лц» 1Чи чч «[жяпмш ал яма АМФЬ. АИС+Н»0 *K« СЫ«юк) Ошптьш ртчтпг» I стыка ГПК -> ЛЕНОЛ + АЦЕТОН ^апимпп ♦ НаО ДМФК АЫС+НаО ХЫ«К -ШШЕРЫ АЫСкжмй * К» СопаО

Апалнз факторов, влияющих на селективность стадии разложения ГПК, показывает, то снижение содержания фенола в реакционной среде за счет разбавления реакционной массы должпо привести к сокращению химических потерь целевых продуктов. В качестве разбавителя наиболее целесообразно использовать присутствующий в продуктах реакции ацетон. При этом нам удалось Сезопасно эксплуатировать усовершенствованный процесс уменьшив концентрацию кислотного катализатора в 2-3 раза по сравнению с традиционным, а также снизить температуру на 5-8°С для повышения селективности процесса.

В четвертой главе рассмотрен вопрос дальнейшего усовершенствования тау-стадийнон технологии разложения ГПК. Определена технологическая схема, обеспечивающая минимум энергозатрат пля выведения избытка ацетона из системы ( см.рис. 10). Представлены данные об эффективности функционирования усовершенсгвованного процесса разложения

В работе обоснована нецелесообразность создания избытка ацетона за счет подачи его непосредственно со стадии ректификации, что связано с энергозатратами. С целью их снижения предлагается создать "внутретшй" рецикл ацетона. Вывод избытка ацетона из продуктов реакции целесообраз-

»11/1 О I П * Р К М « И I I о н «

~ ТадГмТтГ" — — — " — | < >1

* ттпиомвехплк

• .ъ. ......

Рис. 10. Принципиальная схема усовершенствованной технологии разложения ГПК с "внутренним" рециклом ацетона.

но осуществлять непосредственно после реактора разложения ДКП. В этом случае рсцнкловый ацетон удаляется из продуктов реакции за чет тепла, получаемого при иагреве реакциошюй смеси в реакторе разложения ДКП (Р-2) и разрежения, специально создаваемого на узле отпарки ацетона. Показано, что иа стадии вывода решшювого ацетона наблюдается снижение выхода AMC за счет увеличения концентрации серной кислоты и прироста дьмеров альфаметилстирола и кумилфеиолов. Проведена оценка потерь AMC и предложено использовать водный раствор аммиака для снижения активности серной кислоты во в.ороР ре кторной системе и на стадии вывода ре циклового ацетона. Показано, что частичная нейтрализация серной кислоты во второй реакторной системе создаст условия для высокоэффективной работы двустадийного процесса при значительном изменении расхода ГПК на узел разложения.

Вшах AMC,*

«а

оо

40

to

У^-—1 Рис. 11.Зависимость выхода

* , AMC от изменения расхода ГПК

1 в«мн«он на учел разложения.

1С NX »ОН __, ,

Oroa.J» от циамлоц

00 (с 100 120

Для достижения наилучших показателей усовершенствованной технологии в промышленной реализации должны быть учтены многочисленные факторы:

1) процесс проводят в две стадии (разложение ГПК с одновременным синтезом ДКП на первой стадии и разложение ДКП иа второй);

2) в продукт реакции необходимо поддерживать содержание ацетона в мольном соотношении ацетон - фенол не менее, чем 1.5: 1.

3) разложение ДКП проводят в реакторе вытеснения при температуре 80-100Т;

4) для снижения энергозатрат вывод и.Убыточного ацетона осуществляется непосредственно на уте разложения после реактора превращения ДКП;

5) чая исключения химических потерь целевых продуктов на стадии выведения ацетона серная кислота должна цереводнться в бисульфат аммония иа входе в реактор разложения ДКП.

В пятой главе рассмотрспы вопросы управления усовершенствованным процессом разложения ГПК. Прншшпналыюй отличительной особенностью новой технологии является резкое снижение скорости реакции разложения ГПК по сравнению с традшнюнным процессом, и наличие неразло-жепного ГПК в продуктах реакции на выходе из циркуляционного контура. Данные услочия обеспечивают, в конечном итоге, высокий выход альфаме-тплстирола и значительное спнжение выхода высококипяншх продуктов.

Одновременно снижение скорости реакции разложения ГПК обеспечивает равномерное выделение тепла во всех аппаратах первой стадии узла разложения и за счет сбалансированного выделения и с'сма тепла процесс становится более безопасным.

Использование в технологической схеме реактора разложения ДКП позволяет исключить требование полной конверсии ГПК на выходе из циркуляционного контура. Однако непрерывный контроль конверсии ГПК на стадии разложения до сих пор оставался нерешенной задачей. Существующие химические методы контроля концентрации ГПК из-за значительного запаздывания не могут быть использованы для управления процессом, и на практике управление процессом сводилось лишь к поддержанию температуры и концентрации серной кислоты па уровне, обеспечивающем полное превращение. ГТ1К на выходе из циркуляционного контура.

Данные о химизме и кинетике разложения ГПК позволили решить проблему непрерывного контроля за концентрацией гидропср^ксида с использованием теплового эффекта реакции разложения РЖ. С этой пелью предложено "-пользовать специально установленный реактор-калориметр. Перепад температур на реакторе-кал?рнмегре (delta Т) наиболее достоверно отражает концентрацию неразложенного ГПК в продуктах реакции. Результаты, полученные на промышленной установке, позволяют эффективно использовать информацию о величине delta Т для управления процессом. Показано, что любое воздействие на процесс, связанное со снижением ^скорости разложения ГПК, может найти отклик на величине delta Т.

По результатам промышленного эксперимента определен рад зависимостей между параметрами процесса (см.рис. 12).

I» • а* -1«

м ■

>0 I» 1« 1» »* момт ю II 1« U 1« шит

M ич

Pic. 12 в) Зависимость между избытком Рис. 12 6) Зависимость между расходом ацетона и расходом ГПК >ш узел pawo- рсциклового ацетона и расходом ГПК жения на у>ел ратожения.

Полученные зависимости, вместе с информацией о скорости разложения ГПК, позволяют не только выдерживать параметры процесса в области оптимального режима, но и реализовать операции автоматизированною старта и останова узла.

Автоматизированный старт позволяет значительно (в 10-20 раз) сократить время вывода узла разложения в область оптимальных режимов, а автоматизация операций останова - переводить узел в безопасное состояние при любых ситуациях.

На основании полученных результатов предложена и реализована на практике схема автоматического управления усовершенствованным процессом разложения ГПК.

ВЫВОДЫ:

1. Впервие с момент« реализации в промышленности России процесса иол учения фенола в ацетон» в 1949 голу создана отечественная технология, являющаяся конкурентно-способной иа мировом рынке.

2. Процесс испытан на АО "Уфаоршштез" и реализован на одной нз крушейшнх установок по производству фенола в США (Mayirr- Верной. 300 шс. тонн фенола в год).

3. В разработанной технология достигается лучший в мире показатель по расходу сырья на 1 тонну фенола (1310 кг/т. фенола) и минимальный выход неутилизируемых отходов - 25-30 кг/т фенола.

4. Впервые без применения специальных каталитических добавок и практически без капитальных затрат удалось в промышленных условиях существенно, в сретаем на 1.1% абс., увеличить селективность процесса окисления.

5. В промышленных условиях исключен распад гидропероксида кумола на стадии его концентрирования, что вместе с повышением селективности процесса окисления позволило снизить содержание побочного продукта -ДМФК в техническом гидропероксиде на 18% отн.

6. Обеспечена непрерывная работа системы окисления кумола и концентрирования ГПК (с 3 месяцев до 12) за счет снижения на 50% содержания натриевых солей органических кислот в возвратных потоках кумола.

7. За счет уменьшения количества отходов производства и снижения химического потребления кислорода сточными водами стадии окисления ьа 40% отн. решена важная зкологическая задача, связанная с утилизацией отходов фепольного производства.

8. Практически реализован способ автоматического управления процессом разложения ГПК, на основе которого создана единственная на сегодняшний день в мире, система полного управления процессом, включая операции пуска и останова.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Влияние рН среды на промышленный процесс окисления изопропилбенэо-лаУГрязнов А.К.. Закошанский В.М.,' Федосеев Ф.Г., Московия ЮЛ Л Нефтепереработка и нефтехимия. N4, 1989г. с.25-29.

2. Патент РФ 1455596 / Способ очистки возвратных потоков иэопропнлбен-зола в процессе окисления изопропилбензола//Федосеев Ф.Г., Эйгнн С.В„ Пестриков А.Г]-.Будеев П.Т., Грязнов А.К.. Лапшой АЛ, Борисов А-.М.. Закошанский В.М., Московия ЮЛ., ГУрфейн Н.С„ по "»аявке 4276557, приоритет от 6.06.87.

3. Патент РФ 1699135 / Способ автоматического управления процессом

р»-шожеши гндроперокснда нзопропилбенэола// Грязное А.К.,Кривоше-св В.П., Закошанский В.М., Федосеев Ф.Г., Московии ЮЛ., Дадаян Л.Г., Нырков В.И.. Давыдов И.М., Солдагенко В.Н., Шсхтмая A.C., Жилин A.B., МичуриЕа СЛ.. по заявке 4612035, при орт от от 1.12.88.

14.03.$6. Зах 5^5 РТП ИГ. СИНТЕЗ