содержание   ..  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  .. 

§ 43. ПОРОШКОВЫЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИЖКИ
 

На мелких установках газификации древесины и заводах сухой перегонки малой мощности организация азеотропного или экстракционного способа извлечения уксусной кислоты из жижки нерентабельна. В таких случаях применяют порошковый способ переработки жижки, основанный на реакции нейтрали­зации уксусной кислоты известью,

2СН₃СООН+Са (ОН)₂ = (СН₃СОО)₂ Са + 2Н₂0.    (98)

Образовавшийся раствор уксусно-кальциевой соли упари­вают До пастообразного состояния, а затем высушивают. Для нейтрализации уксусной кислоты используется раствор гашеной извести (известковое молоко) концентрацией окиси кальция около 115 г/л,

Технологическая схема процесса проста, а аппаратурное оформление разнообразно. Технологический процесс состоит из отделения отстойной смолы; приготовления водной суспензии извести; нейтрализации жижки способом холодного или горячего насыщения с отгонкой спирта-сырца; отстаивания раствора кальциевых солей органических кислот от шлама и удаление шлама; упаривания раствора уксусно-кальциевой соли до пасто­образного состояния; сушки пасты до порошкообразного состояния уксусно-кальциевой соли.

Уксусно-кальциевые порошки перерабатываются централизованно в основном с целью получения пищевой уксусной кислоты. Массовая доля уксусно-кислого кальция изменяется в зависимости от сорта порошка от 57 до 80 %. Массовая доля воды не более 12 % (10—12%). Кроме того, в порошке содержится до 8 % избыточной извести и до 30 % органических примесей.

Под действием серной кислоты кальциевая соль уксусной кислоты разлагается по реакции

(СН₃СОО)₂ Са + H₂S0₄ = 2СН₃СООН + CaS0₄.      (99)

Принципиальная технологическая схема переработки порошка показана на рис. 77.

Разложение уксусно-кальциевого порошка ведут в периоди­ческом режиме, в специальном аппарате (аппарат Линде); У нас в стране используются аппараты Линде диаметром 2370 мм, высотой 850 мм (геометрический объем 3,75 м³). Аппарат с ме­шалкой имеет паровую рубашку (тепло подводится не только через боковые стенки, но и через днище), боковой люк для вы­грузки гипса (окшары), люк в крышке аппарата для загрузки порошка. Обогревается аппарат паром давлением 70*10—80 Х 10⁴ Па. После загрузки порошка в аппарат 1 закрывают люк, включают мешалку (частота вращения 4—5 мин^-1) и на­чинают порциями подачу серной кислоты из сборника 2 в тече­ние 40—60 мин. После загрузки серной кислоты в паровую ру­башку начинают подачу пара, и аппарат осторожно разогре­вают.

Очень важно, чтобы перерабатываемый порошок был мелким. Крупные зерна или куски порошка остаются неразложившимися под действием серной кислоты, а под действием температуры идут процессы его разложения с образованием ацетона и углекислого кальция. По мере отгонки уксусной кислоты реакционная масса густеет. В этот период возможно затвердение всей массы (как следствие гидратации гипса). Гидратации препятствует серная кислота, поэтому она всегда берется в избытке по отношению к теоретически необходимой массе. Избыток серной кислоты должен быть больше, чем больше в порошке смолистых веществ и гомологов уксусной кислоты.

Отгонка уксусной кислоты протекает неравномерно. Вначале кислота отгоняется быстро, массовая доля кислоты в дистилляте достигает 85 %, под конец отгонка протекает очень медленно, а концентрация кислоты падает до 30—35%. Пары уксусной кислоты конденсируются и частично охлаждаются в конденсаторе-холодильнике 4 (см. рис. 77), кислота-сырец поступает в сборник 22. Разложение порошка ведут под вакуумом. В аппарате поддерживают давление около 92,5-10—95,7*1000 Па, при этих условиях легче и полнее извлекается уксусная кислота из реакционной массы, повышается производительность аппарата.

Рис. 77. Принципиальная технологическая схема разложения уксусно-кальциевого порошка:
1 — аппарат Линде (РПД); 2, 7, 14, 15, 21, 22 — сборники; 3, 17 — ректификационные колонны; 4, 16 — конденсаторы-холодильники; 5, 9, 11 — циклоны; 6, 19 — холодильники; 8, 10 — абсорберы; 12, 13 — нейтрализаторы; 18 — куб-испаритель; 20 — насосы

 

Вместе с газами из сборника 22 в вакуумную систему по воздушным линиям увлекаются и пары уксусной кислоты, которая улавливается в системе циклонов и абсорберов. Сернистый газ, плохо растворимый в воде, из абсорбера 10 после циклона 11 поступают в нейтрализатор 13, где улавливается ра

створом каустической соды. При достижении концентрации 22,5—25,5 % раствор бисульфита натрия выводится из системы и реализуется как товарный продукт. Связывание сернистого газа осуществляется по реакциям

S0₂+2NaOH = Na₂S0₃ + Н₂0;

 Н₂0+Na₂0₃+S0₂ = 2NaHS0₃.

Уксусная кислота из сборника 22 поступает в ректификационную колонну 17 для отгонки S0₂, который возвращается в производство бисульфита натрия, а очищенная кислота-сырец отбирается из куба 18 через холодильник 19 и направляется на дальнейшую переработку. Колонна 17 имеет 10—12 тарелок колпачкового типа. Температура в верху колонны 50—60 °С.

Массовая доля уксусной кислоты в кислоте-сырце зависит от концентрации серной кислоты, от влажности порошка и ко­леблется в пределах 60—75 %. В неочищенной кислоте-сырце присутствует до 1,5% легких смоляных масел, альдегидов, кетонов и прочих органических веществ, до 0,6 % сернистой кис­лоты, до 0,1 % серной кислоты. Массовая доля карбоновых кислот — гомологов уксусной кислоты в кислоте-сырце может быть до 8 % (в том числе муравьиной кислоты до 3 %).

Полученный при разложении порошка гипс в зависимости от вида перерабатываемого порошка загрязнен многими вещест­вами, в промышленности его называют окшарой. В составе окшары 60—65% сульфата кальция (безводного), 12—15% воды (гидратной и свободной), 10—12% серной кислоты, 15% ук­сусной кислоты и ее гомологов, около 0,5—1,5% неразложившегося порошка, 4—7 % смолистых веществ, 4—6 % посторонних механических примесей (землистое вещество, уголь и пр.). Выход окшары составляет до 2500 кг на 1 т уксусной кислоты- сырца (в пересчете на 100 %-ную кислоту).

Окшара является многотоннажным отходом производства, пока не находит сбыта и вывозится в отвал. Предлагались различные способы ее переработки. Были предложения о полу­чении на ее основе алебастра, экстрихгипса, серной кислоты, цемента, сульфата аммония и др.

В ГДР и ФРГ окшару в гранулированном виде используют главным образом в качестве удобрения. Ее смешивают с из­мельченным шлаком, золой, известью или фосфитной мукой, смачивают 5—7%-ным раствором аммиака, гранулируют при влажности до 10 % и сушат до массовой доли воды в гранулах 2-3%.