Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ ПАРОВ АКРИЛОНИТРИЛА

Изобретение относится к установкам улавливания легких фракций абсорбционного типа и может найти применение для улавливания паров акрилонитрила в химической промышленности.

Известен способ обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности при эксплуатации резервуарных парков для хранения нефти и нефтепродуктов [RU 2372955, опубл. 20.11.2009 г., МПК A62C 3/06, B67D 5/04], включающий сжатие газовой смеси, поступающей из резервуаров при их заполнении, ее охлаждение, хранение в ресивере и возврат в резервуары при опорожнении последних. При этом конденсат, накапливающийся в ресивере, выводят в резервуары по мере образования.

Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты на сжатие газовой смеси и большая металлоемкость оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности при эксплуатации резервуарных парков для хранения нефти и нефтепродуктов [RU 2536216, опубл. 20.12.2014 г., МПК A62C 3/06], включающий сжатие объемным насосом газовой смеси, поступающей из резервуаров в режиме их заполнения, после смешения с частью нефти и/или нефтепродуктов с абсорбцией последней паров нефтепродуктов, накопление парожидкостной смеси в ресивере и подачу под собственным давлением из ресивера накопленной газовой смеси в резервуары в режиме их опорожнения, а смеси нефти и/или нефтепродуктов с абсорбированными парами нефтепродуктов - по мере их накопления.

Недостатком данного способа являются: ограничение расхода газовой смеси емкостью ресивера и большие энергозатраты на сжатие парожидкостной смеси.

Задача полезной модели - исключение ограничения по расходу газовой смеси и снижение энергозатрат на ее сжатие.

Техническим результатом является исключение ограничения по расходу газовой смеси и снижение энергозатрат на сжатие газовой смеси за счет абсорбции паров акрилонитрила охлажденным акрилонитрилом, подаваемым с расходом, обеспечивающим исключение образования льда в оборудовании из-за намерзания паров воды, содержащихся в газовой смеси.

В предлагаемом способе, включающем абсорбцию паров акрилонитрила из газовой смеси, поступающей из резервуаров в режиме их заполнения, и возврат в резервуары, по мере накопления, акрилонитрила с абсорбированными парами, особенностью является то, что абсорбцию осуществляют в колонном абсорбере охлажденным с помощью холодильной машины акрилонитрилом, расход которого устанавливают таким образом, чтобы концентрация паров воды в жидкости, находящейся в абсорбере, была меньше ее растворимости в акрилонитриле.

Для снижения энергозатрат акрилонитрил может быть предварительно охлажден в рекуперационных теплообменниках смесью акрилонитрила с абсорбированными парами и/или очищенной газовой смесью. При необходимости полного улавливания паров акрилонитрила из газовой смеси, осуществляют ее адсорбционную доочистку, например, в адсорбционном блоке, содержащем по меньшей мере два попеременно работающих адсорбера, один из которых находится в режиме адсорбции, а другой - в режиме регенерации и охлаждения. Газ регенерации, образующийся при этом, смешивают с газовой смесью, поступающей на абсорбцию.

Подачу газовой смеси в абсорбер осуществляют под собственным давлением или с помощью газодувки. Колонный абсорбер может быть оснащен тарельчатыми или насадочными контактными устройствами.

Осуществление абсорбции охлажденным акрилонитрилом в колонном абсорбере позволяет исключить ограничения по расходу газовой смеси и исключить или значительно снизить энергозатраты благодаря низкому гидравлическому сопротивлению абсорбера. При абсорбции паров акрилонитрила одновременно происходит абсорбция паров воды, всегда присутствующих в газовой смеси, поступающей из резервуаров. Подача охлажденного акрилонитрила с расходом, обеспечивающим концентрацию абсорбированной воды в акрилонитриле ниже предела ее растворимости, гарантирует нахождение жидкости в абсорбере в виде фазы "раствор воды в акрилонитриле" и предотвращает ее расслоение с образованием фазы "раствор акрилонитрила в воде", образующей лед при низких температурах. Кроме того, при осуществлении абсорбции в колонном аппарате, из-за повышения температуры сверху вниз, растворимость воды в акрилонитриле растет, что позволяет снизить расход акрилонитрила.

При осуществлении способа газовую смесь 1, поступающую из резервуаров, направляют в абсорбер 2, орошаемый акрилонитрилом 3, охлажденным в испарителе 4 холодильной машины 5. С верха абсорбера 2 выводят очищенную от паров акрилонитрила газовую смесь 6, а с низа - акрилонитрил с абсорбированными парами 7. Акрилонитрил 3 может быть предварительно охлажден в рекуперационных теплообменниках 8 и/или 9, а газовая смесь 6 может быть дополнительно очищена в блоке адсорбции 10, из которого газ регенерации 11 подают в поток 1 (показано пунктиром).

Осуществимость предлагаемого способа показывает пример, согласно которому 400 нм³/час газовой смеси, содержащей 8,8% масс. паров акрилонитрила, поступает из резервуаров под собственным давлением в колонный абсорбер, на верх которого подают 1060 кг/час акрилонитрила, охлажденного до -25°C. С верха абсорбера выводят 379 нм³/час очищенной от паров акрилонитрила газовой смеси, а с низа - 1105 кг/час акрилонитрила с абсорбированными парами. Энергозатраты на сжатие газовой смеси отсутствуют. Согласно прототипу расход энергии составляет 17,6 кВт на 1000 м³ газовой смеси.

Таким образом, предлагаемый способ исключает ограничения по расходу газовой смеси, позволяет снизить энергозатраты на ее сжатие и может быть использован в промышленности.