Способ очистки воды для промывки жгута в производстве полиакрилонитрильного штапельного волокна нитрон

 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для обработки и очистки воды в производствах полимеров. Цель изобретения - защита окружакицей среды, снижение расходных норм по акрилонитрилу и снижение нагрузки на ионообменные колонны за счет организации полного водооборота при дополнительной регенерации акрилонитрила из обработанной промывочной воды. Способ включает обработку отработанной промьюочной воды путем ее фильтрации и регенерации роданида натрия на многокорпусной выпарной установке с последующим направлением объединенного кипящего парожидкостного потока сокового пара и конденсата вторичного пара на 18-23 тарелку ректификационной колонны комплекса гетероазеотропной ректификации и при флегмовом числе 60-80 кубовую воду колонны направляют на промывку жгута. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 137 О

А1

<5И 4

1 ( ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3962887/23-26 (22) 04.10.85 (46) 30.01,88. Бюл. Ир 4 (71) Московский институт тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова (72) С.А.Каталин, В.С.Тимофеев, П.Г.Румянцев, И.С.Рабинович, В.М.Кравчук и А.Д.Крылов (53) 663.634.2(088.8) .(56) Производство .технического полиакрилонитрильного жгутика. Технологический регламент Ф 20-76. Саратов, 1976. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ДЛЯ ПРОМЫВКИ ЖГУТА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНОГО ШТАПЕЛЬНОГО ВОЛОКНА НИТРОН (57) Изобретение относится к хнмнческой технологии и может быть использовано для обработки и очистки воды в производствах полимеров. Цель нзобретення — защита окружающей среды, сннженне расходных нори по акрилоннтрилу н сннженне нагрузки на нонообменные колонны эа счет организации полного водооборота при дополннтельной регенерации акрнлонитрила нз обработанной промывочной воды. Способ включает обработку отработанной промывочной воды путем ее фильтрации н регенерации роданида натрия на многокорпусной выпарной установке с последующим направлением объединенного кипящего парожндкостного потока сокового пара н конденсата вторичного пара на 18-23 тарелку ректификацион- с

Ф ной колонны комплекса гетероазеотропвой ректификации и при фпегмовом чио- (/) ле 60-80 кубовую воду колонны направляют на промывку жгута.

1 1 3

Пзобретение относится к химической технологии и может быть использованс для обработки и очистки воды в производствах полимеров, в частности для глубокого обессоливания воды, используемой на стадиях промывки и прядения в производстве полиакрило— нитрильного штапельного волокна нитрон.

Цель изобретения — защита окружающей среды, снижение расходных норм по акрилонитрилу и снижение нагрузки на ионообменные колонны за счет организации полного водооборота при дополнительной регенерации акрилонитрила из отработанной промывочной воды.

К поступающей на промывку жгута воде предъяв яют высокие требования по чистоте, определяющие кроме концентрационных ограничений на содержание солей предельно допустимую концентрацию акрилонитрила (НАКа)

2,5 мг/л (0,00025 мас.7). На стадиях промывки, вытяжки и прядения вода вымывает из волокна роданид натрия и непрореагировавший акрилонитрил.

Для регенерации роданида натрия с целью его повторного использования предусматривают многокорпусную выпарку. Регенерированную соль в виде

60-657.-ного водносолевого раствора направляют в реакционную шихту, а соковый пар с выпарных установок — на конденсацию. Брутто-поток конденса70096

1г

35 спаивания гетер< евно о дистиллата ректификационной колонны во флорентийском сосуде.

Дополнительные энергозатраты на разделение минимальны, так как в колонну подают уже кипящий парожидкостной поток, т.е. выпарные установки фактически являются выносными кипятильниками колонны, в которых нагревается и кипятится основное количество воды.

Кубовая вода колонны, содержащая менее 0,00025 мас.7 акрилонитрила при полном отсутствии солей, подается на промывку жгута,. а органический слой из флорентийского сосуда (акрилонитрил, содержащий воду до растворимости) без дополнительной очистки возвращается в реакционную шихту.

Вследствие низкой концентрации акрилонитрила в питании количество кубовой воды в 100 и более раз больше, чем органического слоя из флорентийского сосуда, т.е. практически вся поступающая с выпарных установок вода направляется на промывку жгута.

Это позволяет резко снизить водозабор и соответственно нагрузку на ионообменные колонны, сводя их роль. к обессоливанию минимального количества свежей воды, предназначенной для незначительной подпитки кубовой воды ректификационной колонны, Таким образом, существенно уменьшаются размеры ионообменных копонн и количесттов вторичного и сокового пара с выпарных установок содержит 0,05

0,19 мас.7. акрилонитрила, поэтому для промывки жгута не может быть использован. Объединенный кипящий парожидкостной поток сокового пара и конденсата вторичного пара, содержащий акрилонитрил, поступает с выпарных установок на 18-23 тарелку (снизу) ректификационной колонны общей эффективностью 20-25 тарелок, в которой при флегмовом числе 60-80 происходит отделение основного коли— чества акрилонитрила от воды. Наличие в системе акрилонитрил — вода гетероазеотропа с минимумом температуры кипения позволяет проводить глубокую очистку воды на колоннах относительно малой эффективности (вследствие резкого обогащения паровой фазы акрилонитрилом). и эффективно концентрировать акрилонитрил без дополнительных энергозатрат за счет рас40

55 во используемого ионита, а также увеличивается как общий срок работы ионообменных материалов, так и срок работы без регенерации их ионообмейной емкости. Это позволяет без дополнительных энергозатрат упростить технологию глубокого обессоливания воды и исключить вредные выбросы в окружающую среду.

При занижении положения тарелки питания (уменьшение исчерпывающей части колонны) количество акрилонитрила в кубовой воде превышает предельно допустимое. При завышении тарелки питания (уменьшение укрепляющей части колонны) не удается получить гетерогенный дистиллат, и для сохранения содержания акрилонитрила в кубовой воде в допустимых пределах приходится отбирать большое количество гомогенного дистиллата, который, в отличие от органического слоя из флорентийского сосуда, не может быть

1370 отпранл н в реакционную шихту бс з дополнительного обезвоживания (по материальному балансу шихты).

При уменьшении предлагаемой эф5 фектинности колонны содержание акрилонитрила в кубовой воде превышает предельно допустимое, а при увеличении числа тарелок растут капитальные затраты на колонну.

При уменьшении фпегмового числа на колоннах предлагаемой эффективности не удается получить кубовую воду заданной чистоты, а при увеличении флегмового числа растут текущие затраты на разделение.

Примеры конкретной реализации способа. Во всех примерах питание колонны осуществляется кипящим парожидкостным потоком. 20

Пример 1. Содержание акрилонитрила в питании О, 1705 мас.7. Эффективность колонны 25 тарелок, тарелка питания 23, флегмовое число 60, соотношение отборов кубовая жидкость/ 25 дистиллат (преимущественно верхний слой из флорентийского сосуда) 113,5/

/ 2,5, давление атмосферное. При этих условиях температура в кубе колонны

99,95 С, в дефлегматоре 73,2 содержание акрилонитрила в поступающем во флорентийский сосуд потоке

7,907 мас.7, в кубовой воде

0,00010 мас.7

Пример 2. То же, что в при35 мере, только фле гмовое число 80, соотношение отборов кубовая жидкость/ дистиллат (верхний слой из флорентийского сосуда) 115,7/0,3. При дайных условиях температура в кубе ко- 40 лонны 99,96 С, в дефлегматоре 70,7 С, содержание акрилонитрила в поступающем во флорентийский сосуд потоке

65,890 мас.7. в кубовой воде

0,00009 мас.7..

10 формула изобретения

45

Пример 3. Содержание акрилонитрила в питании 0,0507 мас.7.

Эффективность колонны 20 тарелок, тарелка питания 18, флегмовое число

70, соотношение отборов кубовая жидкость/дистиллат (верхний слой иэ флорентийского сосуда) 115,7/0,3. При данных условиях температура в кубе

0Qh 4 колонны 99,93 С, в дефлегмато; е о

70,7 С, содержание акрилонитри,а в поступающем во флорентийский сосуд потоке 29,285 мас.7, в кубовой нсде

0,00021 мас.Z.

8 примерах 1-3 орошение колонны осуществляют нижним слоем из флорентийского сосуда, в котором поддерживают температуру 201 С. Анализ на остаточное содержание акрилонитрила в воде проводят методом газожидкостной хроматографии на приборе "Цвет100" с пламенно-иониэационным детекторой..

При применении предлагаемого способа существенно уменьшается забор свежей воды и соответственно нагрузка на ионообменные аппараты (забор свежей воды нужен в данном случае лишь для незначительной подпитки), регегерируется дополнительное количество акрилонитрила, за счет чего снижаются расходные коэффициенты по сырью, полнбстью исключаются вредные выбросы в окружающую среду большого количества высокотоксичного акрилонитрила.

Способ очистки воды для промывки жгута в производстве полиакрилонитрильного штапельного волокна нитрон с обессоливанием заборной воды на ионообменных колоннах и регенерацией вымываемого из прядильного раствора роданида натрия на многокорпусной выпарной установке, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью защиты окружающей среды, снижения расходных норм по акрилонитрилу и снижения нагрузки на ионообменные колонны за счет организации полного водооборота при дополнительной регенерации акрилонитрила из отработанной промывочной воды, объединенный кипящий парожидкостной поток сокового пара и конденсата вторичного пара с выпарных установок регенерации роданида натрия подают на 18-23 тарелку ректификационной колонны комплекса гетероазертропной ректификации и при флегмовом числе 60-80 кубовую воду колонны направляют на промывку жгута.