Сульфатно-піридинове відділення PDF

СУЛЬФАТНО-ПІРИДИНОВЕ ВІДДІЛЕННЯ  1 – електрофільтр; 2 – підігрівник газу; 3 – сатуратор; 4 – кислотна пастка; 5-циркуляційна каструля; 6 – каструля зворотних струмів; 7 – на...

СУЛЬФАТНО-ПІРИДИНОВЕ ВІДДІЛЕННЯ  1 – електрофільтр; 2 – підігрівник газу; 3 – сатуратор; 4 – кислотна пастка; 5-циркуляційна каструля; 6 – каструля зворотних струмів; 7 – насоси; 8- кристалоприймач; 9 – центрифуга; 10 – запасний збірник для маточного розчину Рис. – Схема отримання сульфату по прямому методу  Основне устаткування сульфато - піридинового відділення Сатуратор 1 – циркуляційна каструля; 2 – підігрівник газу; 3 – кислотна пастка; 4 – труба для подачі кислоти; 5 – каструля зворотних струмів; 6 – живильна труба; 7 – барботажний зонт;. 8 – тарілка; 9 – поріг; 10 – ежектори; 11 – шахта Сатуратор являє собою циліндричний апарат з конічним днищем і знімною кришкою. По центру апарата змонтована газопідвідна труба, що закінчується в нижній частині зондом. Апарат футерований усередині кислототривким бетоном або цеглою, зонд освинцьований. Вихід газу із сатуратора здійснюється через два штуцери, розташованих у кришці сатуратора. У нижній частині сатуратора змонтований ажитатор у вигляді сопла. У нижній частині зонда змонтовані похилі пластини, які забезпечують тангенціальний напрямок виходу коксового газу в маточний розчин. Забір маточного розчину здійснюється прямо з ванни сатуратора і через ажитатор під тиском розчин повертається в ванну. При цьому досягається інтенсивне перемішування маточного розчину в нижній конусній частині апарата. Верхня зона маточного розчину перемішується газом, що тангенціально виходить із зонда й закручує маточний розчин; при цьому створюються умови для більш тривалого перебування кристалів солі в об'ємі сатуратора. В цих умовах кристали ростуть, збільшується їх розмір. Для подачі сірчаної кислоти призначений штуцер. Кислота по трубі надходить в кільцеподібний розподільник. При цьому кислота потрапляє в зону найбільшої концентрації аміаку. Продуктивність апарата по газу 45 тис. м3/год. Центрифуга 1 – барабан; 2 – порожнистий вал; 3 – штовхач; 4 – поршень; 5 – шток штовхача; 6 – кільце штовхача; 7 – опорне кільце штовхач; 8 – прийомний конус; 9 – регулююче кільце; 10 – шків; 11 – розподільники масла; 12 – перемикач ходу штовхача; 13 – масляний насос розподільною коробкою; 14 – патрубок для виходу фільтрату; 15 – вивід кристалів; 16 – надходження суспензії; 17 – подача промивної води; 18 – щілиновидні сита Рис.– Центрифуга безперервної дії Центрифуга призначена для відділення маточного розчину від кристалів солі. Це апарат горизонтального типу, у корпусі змонтований вал з можливістю обертання, на якому встановлено корзину з перфораціями. ❗Вологість кристалів солі 1-2% Вологий сульфат подається через живильний жолоб у внутрішню частину корзини. Під дією відцентрових сил рідка фаза відокремлюється від кристалів солі і фільтрується через перфорації. Кристали солі в автономному режимі штовхачем посуваються до вивантажувального отвору. Передбачено промивання солі технічною водою при 80˚С. Сушарка Сушарка призначена для сушіння сульфату амонію. Застосовують ✅барабанні сушарки, ✅ вібраційні із сушильним транспортером – конструкції Діпрококсу або найбільш ефективні – ✅ КШ (киплячого шару) Апарат має корпус, усередині встановлена решітка, під низ якої подається гаряче повітря. На решіткунадходить вихідний сульфат і під дією піднімальної сили, створюваної висхідними потоками гарячого повітря, кристали солі починають без ладно переміщуватись в робочій зоні апарата. Зернистий шар переходить у псевдозріджений стан або "кипить". У сушарки КШ на 30-40% вищі техніко-економічні показники, ніж у сушарок іншого типу. Це досягається за рахунок усунення мертвих зон Вібраційна сушарка Барабанна сушарка Сушарка КШ Умови одержання крупнокристалічної солі сульфату амонію Інтенсивне перемішування маточного розчину;  підтримання оптимального температурного режиму (50-55˚С). При високій температурі утворюється надмірно велика кількість центрів кристалізації, що утрудняє їх ріст. Температура менше 50˚С призводить до порушення теплової рівноваги сатуратора. Може початися обводнювання ванни сатуратора, розчинення солі й перехід її в дрібні кристали; кислотність маточного розчину повинна підтримуватися в діапазоні 2-6 % вільної сірчаної кислоти, при цьому визначальне значення має не абсолютна величина кислотності, а її стабільність. Якщо кислотність більше 6%, то в маточному розчині присутній бісульфат NH4HSO4. При зниженій кислотності має місце інтенсивне відкладення кристалів солі на стінах сатуратора. Для оптимізації роботи сатуратора в маточному розчині повинен бути обмежений вміст домішок (іонів заліза, алюмінію, миш'яку, кадмію, органічних речовин, смолистих матеріалів). Для приготування сульфату амонію високої якості треба використовувати високоякісну, чисту сірчану кислоту, вживати заходів до зменшення корозії устаткування, ретельно очищати газ від залишків смоляного аерозолю в електрофільтрах. Піридинові основи Піридин С5Н5N Піридин (С5Н5N) - Це речовина разом з цілим рядом аналогічних з'єднань, взагалі званих піридиновими основами, було відкрито в 1846 р. шотландським хіміком Томасом Андерсоном  ✅Це безбарвна, легкозаймиста, слаболужна, ✅розчинна у воді рідина ✅з характерним неприємним рибним запахом. ✅Молярна маса піридину 79.10 г/моль, ✅ густина 0,9819 г/мл, ✅точка плавлення -41.6 °C, ✅точка кипіння 115,2 °С. ✅Піридин змішується з водою і майже з усіма органічними розчинниками.  Піридинові основи Легкі Важкі щільність дорівнює 923-982 кг/м³ щільністю 1055-1100 кг/м³ киплячть в межах 115-160⁰С киплять в межах 160-300°С Розподіл піридинових основ між газом, надсмольної водою і смолою залежить від температури газу після первинних холодильників та їх конструкції. ✔️ Чим краще первинне охолодження газу, тим вище зміст піридинових основ у конденсаті холодильників і менше в газі. ✔️У надсмольній аміачній воді розчиняється до 15-25% легких піридинових основ від їх ресурсів в газі. ✔️Важкі піридинові основи розчиняються в кам'яновугільній смолі, а потім виділяються сірчаною кислотою з кам'яновугільних фракцій і масел. ✔️Піридинові основи можна виявити на всіх технологічних ділянках цеху уловлювання, в тому числі і у воді кінцевих холодильників, поглинальному маслі, в сирому бензолі, в сепараторній воді бензольного відділення, так як володіють підвищеною летючістю і хорошу розчинністю у воді й інших рідинах. Легкі піридинові основи являють собою найбільш цінну частину основ, містить піридин і його гомологи: піколіни, лутідини, колоїдини. Основним джерелом отримання легких піридинових основ є коксовий газ і частково надсмольна аміачна вода, що містить 0,3-0,4 г/л піридинових основ. Уловлювання легких піридинових основ з коксового газу і парів, що виділяються в аміачній колоні при дистиляції надсмольної води, здійснюється одночасно з основним процесом нейтралізації аміаку з коксового газу сірчаною кислотою з утворенням сульфату амонію в абсорбері. Легкі піридинові основи зв'язуються з сірчаною кислотою, утворюючи в залежності від кислотності розчину кислу або середню сіль сульфату піридину: C5H5N+H2SO4=C5H5NH HSO4 C5H5NH HSO4+ H2SO4=(C5H5NH)2HSO4 Обидві ці солі знаходяться в робочому розчині в розчиненому вигляді. Вони є нестійкими сполуками, схильними при певних умовах дисоціюють з виділенням піридину у вільному вигляді. Найбільш суттєвими факторами, що впливають на ступінь уловлювання піридинових основ з газу, є ❗ температура розчину у абсорбері, його❗кислотність і ❗ концентрація в ньому піридинових основ. Висока температура маточного розчину порушує умови одночасного уловлювання в абсорбері аміаку і піридинових основ. В результаті підвищення кислотності розчину порушується процес утворення крупнокристалічних солей сульфату амонію. Оптимальний технологічний режим сатуратора, що забезпечує нормальне протікання процесу одночасного уловлювання в ньому аміаку і піридинових основ, характеризується наступними параметрами: ✅температура абсорберу 50-55°С, ✅кислотність маткового розчину 4,5-5,0%, ✅ концентрація піридинових основ у розчині 12-15 г/л. Це дозволяє довести ступінь уловлювання піридинових основ до 90%. Низька концентрація піридинових основ в маточному розчині обумовлена необхідністю переробки великої кількості його, що вимагає більш ємноїапаратури, що веде до збільшення капітальних витрат. В установках отримання сульфату амонію безсатураторним способом в результаті роздільного уловлювання аміаку і піридинових основ концентрація піридинових основ в матковому розчині досягає 100-120 г/л, що сприятливо позначається на техніко-економічних показниках роботи піридинової установки Основним апаратом піридинової установки є нейтралізатор. Він являє собою вертикальний циліндр з конічним днищем, виготовлений з чавуну або вуглецевої сталі, діаметром 1800 мм, загальною висотою 2600 мм. Внутрішня поверхня нейтралізатора для захисту від корозії освинцована зовнішня поверхня теплоізольована. Аміачні пари надходятьпо центральній трубі і розподільного пристрою (барботеру), виготовленому з чавуну або нержавіючої сталі. Маточний розчин надходить по трубопроводу, занурений в розчин, утворюючи гідрозатвор. Пари відводяться в конденсатор- холодильник через верхній штуцер Використання піридину 📍як реагент для синтезу агрохімікатів і лікарських препаратів, 📍важливий розчинник. 📍 Додають до етанолу, щоб зробити його непридатним для пиття (денатурований спирт ). 📍застосовується для хімічного синтезу ДНК, 📍 у синтезі сульфапіридину (препарат проти бактеріальних і вірусних інфекцій), 📍 антигістамінних препаратів, а також при виробництві гідрофобізаторів, бактерицидів і гербіцидів. 📍 Деякі хімічні сполуки, хоча і не синтезують з піридину, мають у молекулі його структурний фрагмент. До них належать вітаміни групи ніацину і піридоксалю, протитуберкульозний препарат ізоніазид, нікотин та деякі інші азотовмісні рослинні продукти. Історично, піридин отримують з кам'яновугільної смоли і як побічний продукт газифікації вугілля. Тим не менш, підвищений попит на піридин привів до розробки більш економічно вигідних методів отримання цієї субстанції з ацетальдегіду і аміаку.  Безпека при використанні ❗ Піридин шкідливий при вдиханні, ковтанні або при всмоктуванні через шкіру. ❗ У випадку отруєння піридином виникає запаморочення, головний біль, порушення координації, нудота, слинотеча, втрата апетиту.