Способ очистки воды для промывки жгута в производстве полиакрилонитрильного штапельного волокна нитрон Советский патент 1988 года по МПК C02F9/10 C02F1/02 C02F1/28 C02F9/10 C02F9/10 C02F101/30 C02F103/30 C02F103/38 

со ч

1

Изобретение относится к химической технологии и может быть исполь- зовансг для обработки и очистки воды в производствах полимеров, в частности для глубокого обессолива} ия 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 акрилонит рила из отработанной промьшочной воды.

К поступающей на промывку жгута воде предъявляют высокие требования по чистоте, определяющие кроме концентрационных ограничений на содержание солей предельно допустимую концентрацию акрилонитрила (НАКа) 2,5 мг/л (0,00025 мас.%). На стадиях промьтки, 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 60-65%-ного водносолевого раствора направляют в реакционную шихту, а соковый пар с выпарных установок - на конденсацию. Брутто-поток конденсатов вторичного и сокового пара с выпарных установок содержит 0,05 - 0,19 мас.% 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 основног о количества акрилонитрила от воды. Наличие в системе акрилонитрил - вода гетероазеотропа с минимумом) температуры кипения позволяет проводить глубокую очистку воды на колоннах относительно малой зффективности (вследствие резкого обогащения паровой фазы акрилонитрилом). и эффективно концентрировать акрилонитрил без дополнительных энергозатрат за счет рас

Ь

10

25

70096

слаивания гетсрсч ennoiо дистиллата ректификационной колонны ыо 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.% акрилонитрила

1Г при полном отсутствии солей, подается на промывку жгута, а органический слой из флорентийского сосуда (акрилонитрил, содержащий воду до растворимости) без дополнительной очистки

20 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 промьшку жгутаi 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

35 образом, существенно уменьшаются размеры ионообменных колонн и количество используемого ионита, а также увеличивается как общий срок работы ионообменных материалов, так и срок

40 работы без регенерации их ионообмей- ной емкости. Это позволяет без дополнительных энергозатрат упростить технологию глубокого обессоливания воды и исключить вредные выбросы в окру45 жающую среду.

При занижении положения тарелки питания (уменьшение исчерпывающей части колонны) количество акрилонитрила в кубовой воде превышает пре50 дельно допустимое. При завышении тарелки питания (уменьшение укрепляющей части колонны) не удается получить гетерогенный дистиллят, и для сохранения содержания акрилонитрила в ку55 бовой воде в допустимых пределах приходится отбирать большое количество гомогенного дистиллата, который, в отличие от органического слоя из флорентийского сосуда, не может быть

30

3

отпранлеи в реакционную шихту оез дополните.чьного обезвоживания (по материальному балансу шихты).

При уменьшении предлагаемой эффективности колонны содержание акри- лонитрила в кубовой воде превьппает предельно допустимое, а при увеличении числа тарелок растут капитальные затраты на колонну.

При уменьшении флегмового числа на колоннах предлагаемой зффект1шнос- ти не удается получить кубовую воду заданной чистоты, а при увеличении флегмового числа растут затраты на разделение.

Примеры конкретной реализации способа. Во всех примерах питание колонны осуществляется кипящим паро- жидкостным потоком.

Пример 1. Содержание акри лонитрила в питании 0,1705 мас.%. Эффективность колонны 25 тарелок, тарелка питания 23, флегмовое число 60.

КОЛС.1НЫ 99, 93 с, в дефлег маторе 70,7 С, содержание акрилонитри.ал в поступающем во флорентийский сосуд потоке 29,285 мас.%, в кубовой вод 0,00021 мас.7„.

В примерах 1-3 орошение колонны осуществляют нюкнш : слоем из флоре тийского сосуда, в котором поддерж 10 вают температуру 20±1°С. Анализ на остаточное содержание акрилонитрила в воде проводят методом газожидкост ной хроматографии на приборе Цвет- 100 с пламенно-ионизационным детек 15 торой.

При применении предлах аемого спо соба существенно уменьшается забор свежей воды и соответственно нагруз на ионообменные аппараты (забор све 20 жей воды нужен в данном случае лишь для незначительной подпитки) ,, реге- герируется дополнительное количеств акрилонитрила, за счет чего снижают расходные коэффициенты по сырью, по

30

соотношение отборов кубовая жидкость/ 25 нйстью исключаются вредные выбросы 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°С, содержание акрилонитрила в поступающем во флорентийский сосуд потоке 7,907 мас.%, в кубовой воде 0,00010 мас.%.

Пример 2. То же, что в примере , только флегмовое число 80, соотношение отборов кубовая жидкость/ дистиллат (верхний слой из флорентийского сосуда) 115,7/0,3. При дай- ных условиях температура в кубе

35

условиях температура в куое колонны 99,96°С, в дефлегматоре 70,7 С, содержание акрилонитрила в поступающем во флорентийский сосуд потоке 65,890 мас.% в кубовой воде 0,00009 мас.%.

Пример 3. Содержание акрилонитрила в питании 0,0507 мас.%. Эффективность колонны 20 тарелок, тарелка питания 18, флегмовое число 70, соотношение отборов кубовая жид- кость/дистиллат (верхний слой из фло- ренти11ского сосуда) 115,7/0,3. При данных условиях температура в кубе

40

45

50

в окружающую среду большого количес ва высокотоксичного акрилонитрила.

Формула изобретени

Способ очистки воды для промьгвки жгута в производстве полиакрилонит- рильного штапельного волокна нитрон с обессоливанием заборной воды на ионообменных колоннах и регенерацией вымываемого из прядильного раствора роданида натрия на многокорпусной выпарной установке, отличающийся тем, что, с целью защиты окружающей среды, снижения расходны норм по акрилонитрилу и снижения на грузки на ионообменные колонны за счет организации полного водооборота при дополнительной регенерации акрил нитрила из отработанной промьшочной воды, объединенный кипящий парожид- костной поток сокового пара и конде сата вторичного пара с выпарных уста новок регенерации роданида натрия подают на 18-23 тарелку ректификационной колонны комплекса гетероазеот- ропной ректификации и при флегмовом числе 60-80 кубовую воду колонны нап равляют на промывку жгута.

37009Ь

КОЛС.1НЫ 99, 93 с, в дефлег маторе 70,7 С, содержание акрилонитри.ал в поступающем во флорентийский сосуд потоке 29,285 мас.%, в кубовой воде 0,00021 мас.7„.

В примерах 1-3 орошение колонны осуществляют нюкнш : слоем из флорентийского сосуда, в котором поддержи- 10 вают температуру 20±1°С. Анализ на остаточное содержание акрилонитрила в воде проводят методом газожидкостной хроматографии на приборе Цвет- 100 с пламенно-ионизационным детек- 15 торой.

При применении предлах аемого способа существенно уменьшается забор свежей воды и соответственно нагрузка на ионообменные аппараты (забор све- 20 жей воды нужен в данном случае лишь для незначительной подпитки) ,, реге- герируется дополнительное количество акрилонитрила, за счет чего снижаются расходные коэффициенты по сырью, пол

нйстью исключаются вредные выбросы

в окружающую среду большого количества высокотоксичного акрилонитрила.

Формула изобретения

Способ очистки воды для промьгвки жгута в производстве полиакрилонит- рильного штапельного волокна нитрон с обессоливанием заборной воды на ионообменных колоннах и регенерацией вымываемого из прядильного раствора роданида натрия на многокорпусной выпарной установке, отличающийся 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 промьшочной воды, объединенный кипящий парожид- костной поток сокового пара и конденсата вторичного пара с выпарных установок регенерации роданида натрия подают на 18-23 тарелку ректификационной колонны комплекса гетероазеот- ропной ректификации и при флегмовом числе 60-80 кубовую воду колонны направляют на промывку жгута.

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 акрилонит- рилу и снижение нагрузки на ионообменные колонны за счет организации полного водооборота при дополнительной регенерации акрилонитрила из обработанной промывочной воды. Способ включает обработку отработанной про- мьюочной 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 гетероазеотроп- ной ректификации и при флегмовом числе 60-80 кубовую воду колонны направляют на промывку жгута. (Л