CS248209B1

CS248209B1 - Sposob komplexně] izolácie suchého tetrachlóretánu z dvojfázovej kvapalné] sústavy

Info

Publication number: CS248209B1
Application number: CS102585A
Authority: CS
Inventors: Anton Hagara; Jan Richter; Vladimir Patek; Frantisek Polak
Original assignee: Anton Hagara; Jan Richter; Vladimir Patek; Frantisek Polak
Priority date: 1985-02-14
Filing date: 1985-02-14
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Predmetom riešenia je sposob komplexnej izolácie suchého tetrachlóretánu z dvojfázovej kvapalnej sústavy. Vlhký tetrachlóretán sa zo zásobníka (1) privádza, s výhodou predohriaty v predohrievači (3), do’ azeotropickej rektifikačnej kolony (4), kde sa rektifikuje pri tlaku 50 až 120 kPa. V azeotropickej rektifikačnej kolóne (8) sa rektifikuje pracia voda pri tlaku 100 až 120 kPa. Páry z oboch kolon sa privádzajú do kondenzátora (9), kde sa podchladia a vo fázovej deličke (10) sa kondenzát rozdělí na spodnú organickú a vrchnú vodnú fázu, ktoré sa vracajú do příslušných rektifikačných kolon. Zo spodu azeotropickej rektifikačnej kolony (4) odchádza suchy 1,1,2,2-tetraichlóretán s obsahom vody max. 20 hmot. ppm a z kolony (8) odchádza voda s obsahom max. 5 hmot. ppm 1,1,2,2-tetrachlóretánu.

Description

Predmetom riešenia je sposob komplexnej izolácie suchého tetrachlóretánu z dvojfázovej kvapalnej sústavy. Vlhký tetrachlóretán sa zo zásobníka (1) privádza, s výhodou predohriaty v predohrievači (3), do’ azeotropickej rektifikačnej kolony (4), kde sa rektifikuje pri tlaku 50 až 120 kPa. V azeotropickej rektifikačnej kolóne (8) sa rektifikuje pracia voda pri tlaku 100 až 120 kPa. Páry z oboch kolon sa privádzajú do kondenzátora (9), kde sa podchladia a vo fázovej deličke (10) sa kondenzát rozdělí na spodnú organickú a vrchnú vodnú fázu, ktoré sa vracajú do příslušných rektifikačných kolon. Zo spodu azeotropickej rektifikačnej kolony (4) odchádza suchy

1,1,2,2-tetraichlóretán s obsahom vody max. 20 hmot. ppm a z kolony (8) odchádza voda s obsahom max. 5 hmot. ppm 1,1,2,2-tetrachlóretánu.

Vynález sa týká sposobu izolácie suchého tetrachlóretánu z dvojfázovej .kvapalnej sústavy po praní surového tetrachlóretánu vodou na principe azeotropickej destilácie na taký obsah vody v suchom tetrachlóretáne, ktorý nie je na závadu v plyne po jeho· teplotnej dehydrochlorácii a na taký obsah tetrachlóretánu v -pracej vodě, ktorý vyhovuje predpisom pre odpadně vody, na zariadení pozostávajúcom zo sústavy dvoch azeotropických rektifikačných kolon s varákmi a jedným kondenzátorom a deličkou fáz.

Tetrachlóretán o čistotě vyhovujúcej na alkalickú dehydrochloráciu na trichlóretylén nevyhovuje pre výrobu trichlóretylénu teplotnou dehydrochloráciou. Obsahuje rozpuštěný FeCh, ktorý sa musí odstrániť vypieraním vodou. Zároveň sa vypiera aj rozpuštěným HCl, ktorý by v predohrievacej a odparovacej zóně reaktora, ako aj v dehydrochloračnej zóně reaktora pre teplotnú dehydrochloráciu v přítomnosti vody spósoboval nepřípustné vysokú koróziu rúry reaktora.

Literatúra sa nezmieňuje o komplexnom a ekonomicky výhodnom čistění surového

1.1.2.2- tetrachlóretánu pre termická dehydrochloráciu na trichlóretylén. U příbuzných chlórovaných uhlovodíkov, napr. u 1,2-dichlóretánu sa sušenie před teplotnou dehydrochloráciou na vinylchlorid robí v jednokolónovom systéme takým sposobom, že vlhký 1,2-dichlóretán sa po praní vodou privádza navrch k-olóny, zo spodku kolony odchádza suchý 1,2-dichlóretán, páry zvrchu kolony kondenzujú v podchladzovanom kondenzátore, kondenzát sa dělí na dve kvapalné fázy v deličke fáz, pričom vrchná vodná fáza odchádza do odpadných vod a spodná fáza sa vracia navrch k-olóny, alebo sa robí v dvojko-lónovom systéme, pričom vodná fáza z deličky fáz prichádza na hlavu druhej rektifikačnej kolony, zo spodku ktorej odchádza ako· zbytok voda zbavená

1.2- dichlóretánu a páry z hlavy druhej rektifikačnej kolony odchádzajú do kondenzátora společného -aj pre prvú kolonu, připadne samostatného pre druhů k-olónu a podchladený kondenzát prichádza do deličky fáz spoločnej pre prv.ú kolonu, alebo samostatní! pre druhů kolonu, pričom vrchná fáza sa vracia navrch druhej kolony a spodná fáza navrch prvej kolony.

Vodná fáza z prania 1,2-dichlóretánu sa zbavuje 1,2-dichlóretánu v kolóne stripovaním vrchnou parou, pričom páry z kolóny kondenzujú v podchl-adzovacom kondenzátore a kondenzát sa dělí v deličke fáz. Spodná fáza sa spája s vlhkým 1,2-dicblóretánom a vrchná fáza sa vracia navrch stripovacej kolóny.

Je uvádzaný aj iný s-posob čistenia pracej vody, a to adsorpcl-a 1,2-dichlóretánu na špeciálnom živičnom adsordente (Dummer G.: Chem. Ing. Tech. 56 /1984/, Nr. 3, 242 až 243; Holland C. D.: Chem. Eng. 88, No. 6, 185 až 200 /1981/).

Podstatou tohto vynálezu je sposob komplexnej izolácie suchého tetrachlóretánu z dvojfázovej kvapalnej sústavy po praní surového tetrachlóretánu aze-otropi-ckou rektifikáciou, ktorý -sa uskutočňuje tak, že vlhký tetrachlóretán, s výhodou predohriaty na teplotu 120 až 145 °C, sa azeotropicky rektifikuje pri tlaku 50 až 120 kPa, s výhodou 100 až 120 kPa, zároveň sa azeotropicky rektifikuje pracia voda pri tlaku 100 až 120 kPa, s výhodou predohriatia na teplotu 80 až 90 °C tepilom, ktoré jej odovzdá zvyšok z azeotropickej rektifikácie pracej vody, pričom páry z oboch relktifikácií sa privádzajú jednotlivo alebo spoločne do kondenzácie, kde sa podchladia, s výhodou na teplotu 20 až 30 °C, podchladený kondenzát sa rozdělí na spodnú organická fázu a na vnehnú vodnú fázu, ktoré recirkulujú, pričom ako zvyšok z -azeotropickej rektifikácie vlhkého tetrachlóretánu odchádza suchý

1,1,2,2-tetrachlóretán s obsahom vody max. 20 hmot. ppm a ako zvyšok z azeotropickej rektifikácie pracej vody odchádza voda s obsahom max. 5 hmot. ppm 1,1,2,2-tetrachlóretánu.

Zariadenie pre uskutočňovanie spósobu komplexnej izolácie suchého· tetrachlóretánu z dvojfázovej kvapalnej sústavy pozostáva zo zásobníka vlhkého tetrachlóretánu, z ktorého vedie potrubie cez čerpadlo do parného predohrievača, ktorý je spojený s azeotropi-ckou rektifikačnou kolonou, z ktorej spodnej časti vyúsťuje potrubie rozdelujúce sa do varáka a do zásobníka suchého tetrachlóretánu a zvrchu vychádza potrubie do· hornej časti kondenzátora, do ktorého vedie tiež potrubie zvrchu druhej azeotropickej kolóny a z ktorého spodnej časti vyúsťuje potrubie do fázovej deličky, jej spodote je spojený potrubím pre recirkulujúcu organická fázu s azeotropickou kolonou a z bočnej časti vedie potrubie pre recirkulujúcu vodnú fázu do hornej časti druhej azeotropickej kolóny, pričom z jej spodu vyúsťuje potrubie rozdelujúce sa do varáka a do tepelného výmenníka, ktorý je cez čerpadlo spojený potrubím so zásobníkom pracej vody a z ktorého vychádza potrubie do hornej časti druhej azeotropickej rektifikačnej kolony.

Surový tetrachlóretán obsahuje 98,5 až 99,0 % hmot. 1,1,2,2-tetrachlóretánu a asi 0,03 % hmot. 1,1,1,2-tetrachlóretánu. Ostatok sú iné chlorované uhlovodíky, Fe-Ch, HCl a H2O. 1,1,2,2-tetrachlóretán tvoří pri tlaku 101,3 kPa azeotrop s vodou o obsahu 31,0 hmot. % vody. Teplota bodu varu tohto azeotropu je 93,2 °C.

'PraCie vody z prania tetrachlóretánu obsahujú aj rozpustný 1,1,2,2-tetrachlóretán, ktorý pódia tohto vynálezu sa získ-ava ako suchý, čím sa znížia jeho straty a pracie vody s obsahom 5 mg 1,1,2,2-tetrachlóretá248209 nu na liter vody možu ísť do odpadných vod.

Pri teplote 20 °C sa rozpúšťa 296,7 mg

1.1.2.2- tetrachlóretánu v 100 g vody a pri 30 °C sa rozpustnost znižuje na 294,8 mg v 100 g vody.

Rozpustnost vody v 1,1,2,2-tetrachlóretáne je známa pri teplote 25 °C a je 110 až 130 mg H2O na 100 g 1,1,2,2-tetrachlóretánu. Pranie surového tetrachlóretánu sa s výhodou robí dvakrát, pričom ale pracie vody odchádzajú z deličiek do společného zásobníka pre pracie vody 5 a vlhký tetrachlóretán po druhom praní z druhej dělníky odchádza do zásobníka pre vlhký tetrachlóretán 1.

Vlhký tetrachlóretán sa zo zásobníka 1 čerpadlom 2 dostává navrch azeotropickej rektifikačnej kolony 4 po predchádzajúcom predohriatí v parnom predohrievači 3 na teplotu 120 až 145 °C. Pracie vody sa zo zásobníka 5 čerpadlom 6 po· predohriatí v tepelnom výmenniku 7 ina teplotu 80 až 90 °C dostávajú navrch azeotropickej rektifikačnej kolony 8. Páry z azeotropickej rektifikačnej kolony 4 unášajú vodu z nastrekovaného vlhkého tetrachlóretánu a páry z azeotropickej rektifikačnej kolony 8 uinášajú 1,1,2,2-tetrachlóretán z nastrefcovanej pracej vody.

Oba parné prúdy kondenzujú v kondenzátore 9, kde sa kondenzát zároveň ochladí na 20 až 30 °C. Vznikajúca dvojfázová kvapalná sústava sa v deličke 10 rozdělí na vrchnú vodnú fázu, čo je voda nasýtená

1.1.2.2- tetrachlóretánom pri 30 °C a na spodnú organickú fázu, čo je 1,1,2,2-tetrachlóretán nasýtený vodou pri teplote 30 °C. Vrchná fáza z deličky 10 sa vracia navrch azeotropickej rektifikačnej kolóiny 8 a spodná fáza navrch azeotropickej rektifikačnej kolony 4.

Suchý tetrachlóretán, s obsahom vody maximálně 20 hmot. ppm, odchádza pri teplotě 146,3 °C a tlaku 101,3 kPa zo spodku azeotropickej rektifikačnej kolony 4 do zásobníka 11, odkial' sa čerpadlom 12 dopravuje do reaktora na teplotnú dehydrochloráciu na trichlóretylén. Voda zbavená tetrachlóretámu na obsah 5 mg na Jiter, sa zo spodku azeotropickej rektifikačnej kolony 8 po výměně tepla v tepelnom výmenniku 7 dostává do odpadných vód pri teplote 40 °C. Vařáky 13 a 14 oboch azeotropických rek0 tifikačných ikolón 4 a 8 sú vyhrievané parou 0,6 mPa.

Uvádzaný příklad ilustruje, avšak nevymedzuje sposob použitia. Zariadenie je znázorněné na priloženom obrázku.

Příklad 'Do azeotropickej rektifikačnej kolony 4 o priemere 324 X 4 mm, plnenej Raschigovými krúžkami 25 X 25 mm o výške stípea náplně 5 m, prichádza 3 341,3 kg. tr¹ vlhkého tetrachlóretánu o zložení v hmot. %: 99,384 5 1,1,2,2-tetrachlóretánu, 0,506 2 vyššie vriace látky a 0,109 3 H2O. V predohrievači 3 sa nástrek predohreje na teplotu 140 °C. Z hlavy azeotropickej rektifikačnej kolony 4 odchádza 469,3 kg. h^_1 pár o zložení v hmot. %: 99,122 3 1,1,2,2-tetrachlóretáinu a 0,877 7 H2O. Zo spodku azeotropickej rektifikačnej kolony 4 odchádza 3 340,1 kilogramov . h'¹ zmesi tetrachlóretánu a vyššie vriacich látok s obsahom vody 20 hmot. ppm.

Do azeotropickej rektifikačnej kolony 8 prichádza 803,4 kg. h^_1 pracích vod o· zložení v hmot. °/o: 99,1191 H2O, 0,297 4 1,1,2,2-tetrachlóretánu, ostatok sú soli FeCl3 a NHáCl. Z hlavy azeotropickej rektifikačnej kolony 8 odchádza 110,5 kg. h¹ pár o zložení v hmot. %: 2,460 4 1,1,2,2-tetrachlóretánu a 97,539 6 H2O. Zo spodku azeotropickej rektifikačnej kolony 8 odchádzajú odpadně vody s obsahom 5 hmot. ppm 1,1,2.2- tetrachlóretáinu počítané na vodu. Azeotropická rektifikačná kolona 8 má priemer 324 X 4 mm a je naplněná Raschigovými krúžkami 25 X 25 mm o výške stípea náplně 5 m.

Z fázovej deličky 10 odchádza do azeotropickej rektifikačnej kolony 4 spodná fáza v množstve 468,1 kg. h“¹ o zložení odpovedajúcom 'rozpustnosti vody v 1,1,2,2-tetrachlóretáne pri teplote 30 °C. Vrchná fáza z deličky 10 odchádza do azeotropickej rektifikačnej kolony 8 v množstve 111,7 kg .h^_1o zložení odpovedajúcom rozpustnosti 1,1,2.2- tetrachlóretánu vo vodě pri teplote 30 °C.

Zloženie pár, odchádzajúcich z oboch azeotropických rektifikačných kolon 4 a 8 neodpovedá zloženiu azeotropu. Priblíženie sa k tomuto zloženiu by vyžadovalo podstatné vyššie kolony.

Claims

1. Spósob Ikomiplexnej izolácie suchého tetrachlóretánu z dvojfázovej kvapalnej sústavy po praní surového tetrachlóretánu azeotropickou rektifikáciou, vyznačujúci sa tým, že vlhký tetrachlóretán, s výhodou predohriaty na teplotu 120 až 145 °C, sa azeotropicky rektifikuje pri tlaku 50 až 120 kPa, s výhodou 100 až 120 kPa, zároveň sa azeotropicky rektifikuje pracia voda pri tlaku 100 až 120 kPa, s výhodou predohriata na teplotu 80 až 90°C teplom, ktoré jej odovzdáiva zvyšok z azeotropickej rektifikácie pracej vody, pričom páry z oboch rektifikácií sa privádzajú jednotlivo alebo spoločne do kondenzácie, kde sa podchladia, s výhodou na teplotu 20 až 30 °C, podchladeiný kondenzát sa rozdělí na spodnú organickú fázu a na vrchná vodná fázu, ktoré recirkulujú, pričom ako zvyšok z azeotropickej rektifikácie vlhkého tetrachlóretánu odchádza suchý 1,1,2,2-tetrachlóretán s obsahom vody max. 20 hmot. ppm a ako zvyšok z azeotropldkej rektifikácie pracej vody odchádza voda s obsahom max. 5 hmot. ppm 1,1,2,2-tetrachlóretánu.

i2. Zariadenie pre uskutočňovanie sposobu

VYNÁLEZU pódia hodu 1 pozostávajúce z rektifikačných kolon a pomocných aparatúr, vyznačujúce sa tým, že pozostáva zo zásobníka (lj vlhkého tetrachlóretánu, z ktorého vedie potrubie cez čerpadlo (2) do parného predohrievača (3), ktorý je spojený s azeotropickou rektifikačnou kolonou (4j, z ktorej spodnej časti vyúsťuje potrubie rozdelujúce sa do varáka (13) a do zásobníka (11) suchého tetrachlóretánu a zvrchu vychádza potrubie do hornej časti kondenzátora (9j, do ktorého vedie tiež potrubie zvrchu azeotropickej rektifikačnej kolony (8j a z ktorého spodnej časti vyúsťuje potrubie do fázovej deličky (10], jej spodok je spojený potrubím pre recirkulujúcu organickú fázu s azeotropickou kolonou (4) a z bočnej časti vedie potrubie pre recirkulujúcu vodnú fázu do hornej časti azeotropickej rektifikačnej kolony (8j, pričom z jej spodu vyúsťuje potrubie rozdelujúce sa do varáka (14) a do tepelného výmenníka (7j, ktorý je cez čerpadlo (6) spojený potrubím so zásobníkem (5) pracej vody a z ktorého vychádza potrubie do hornej časti azeotropickej rektifikačnej kolony (8).