В цех на окисление.

Полученный циклогексан - легкая, похожая на бензин жидкость - подается по трубопроводу в следующий цех на окисление. Этот цех самый большой и самый сложный. Основная трудность процесса здесь заключается в том, что легко воспламеняющаяся жидкость должна быть окислена кислородом воздуха. Иными словами, нужно провести горение циклогексана, но только медленное, без пламени. И стоит лишь чуть-чуть упустить реакцию, как может начаться пожар, а загоревшийся аппарат, наполненный 20 т циклогексана, пострашнее, чем зажигательная бомба. Поэтому аппараты окисления -а их в цехе 4 или 6 - снабжены множеством приборов, регулирующих плавное течение процесса.

Сам процесс идет следующим образом: в аппарат, залитый горячим циклогексаном, снизу подается воздух под давлением 1,5-2 МПа (15-20 кгс/см²). Он "пробулькивает" через циклогексан, постепенно его окисляя. Сверху в аппарат непрерывно поступает свежий циклогексан, а снизу выходят продукты окисления. Та часть воздуха, которая не вступила в реакцию, т. е. азот, проходит через специальную систему очистки, после чего выбрасывается в атмосферу. Выделяющееся в ходе реакции тепло отводится за счет испарения воды, циркулирующей в змеевиках внутри аппарата. Для окисления применяется катализатор, но, в отличие от гидрирования, здесь он вводится в реакцию не твердым, а растворенным в самом циклогексане.

Окисление - такой энергичный химический процесс, что в результате его образуются разные вещества. Чтобы удержать реакцию в рамках, не дать циклогексану вспыхнуть, как костер, его приходится гнать через аппарат с большой скоростью. Но в этом случае реагирует лишь его небольшая часть, всего 5%. Непрореагировавший циклогексан выходит вместе с продуктами окисления и после специального разделения возвращается снова в аппарат.

В этих 5%, как ни кратко было окисление, содержится много веществ. В числе прочих есть тут и органические кислоты, и вода, образовавшаяся вследствие частичного разложения циклогексана и окисления его обломков. Это неприятные примеси, и, хотя их немного, приходится тем не менее специально из-за них строить большие отстойники, где можно удалить воду и нейтрализовать кислоты щелочью. Если этого не сделать, кислота на всех последующих стадиях будет разъедать стальную аппаратуру, и, следовательно, надо либо делать аппараты во всех последующих цехах из нержавеющей стали, либо нейтрализовать кислоты. Тогда продукты окисления будут не опасны и для обыкновенной стали, а она значительно дешевле нержавеющей.

Но технологические сложности, рожденные самим инженерным решением процесса, на этом не кончаются. В тех 5% окисленного циклогексана, ради которых проводился процесс окисления, нужных продуктов окисления циклогексана всего ³/₄. И это не одно вещество, а два - циклогексанол и циклогексанон, а нужно для синтеза капролактама только одно вещество - циклогексанон. Поэтому кроме цеха окисления приходится строить еще один цех, где все продукты нужным образом разделяются. Это очень сложная задача. Вообще разделить два вещества, если они смешаны, не так просто. Для этого в химической промышленности используют специальный метод, называемый ректификацией.

Дата добавления: 2015-08-10