Термодинамический анализ стадии дегидрирования циклогексанола показал, что процесс в промышленных условиях зачастую реализуется в условиях, близких к равновесным. В этом случае целесообразно повышение объемных скоростей подачи исходного сырья, что не оказывает заметного влияния на степень конверсии и, соответственно, эксергетический КПД процесса, но приводит к существенному снижению содержания побочных продуктов в катализате.

С другой стороны, осуществление процесса в термодинамически неблагоприятных условиях снижает эксергетический к.п.д. процесса за счет повышенных энергозатрат на стадии ректификации.

Математическое моделирование тепло- и массообменных процессов, протекающих в трубчатом реакторе дегидрирования циклогексанола [16], показал, что конечная темпера-тура реакционной смеси в противоточном по отношению к теплоносителю режиме работы на 15 К больше, чем для прямоточного режима, что соответствует приросту концентраций циклогексанона на ~ 10% и, соответственно, снижает энергозатраты на стадии выделения целевого продукта. На основании полученных данных на одном из производств капролак-тама завершен перевод реакторов дегидрирования на противоточный режим работы.

Частичная рециркуляция продуктов реакций с промежуточным отделением водорода [7] также повышает эксергетический к.п.д. процесса.

На основе анализа теплообменных процессов, протекающих на стадии ректификации продуктов окисления циклогексана и дегидрирования циклогексанола, внедрены оптимальные с точки зрения эксергетического анализа варианты теплообмена.

Дано термодинамическое обоснование процесса глубокой переработки побочных продуктов -2-циклогексенилциклогексанона, 2-циклогексили-денциклогексанона и сложных эфиров, входящих в состав отходов производства, - "Х-масел" - в целевые продукты. Реализация процесса в промыш¬ленных условиях подтвердила возможность дополнительно выробатывать до 300 кг циклогексанона и циклогексанола из 1 т исходного "Х-масла".

Даны рекомендации по совершенствованию технологии производства [17].

Утилизации тепла газовых выбросов

Проблема утилизации тепла газовых выбросов существует при обезвреживании (сжигании) отходов производства под атмосферным давлением, выбросе отходящих дымовых газов с высокой температурой из технологических установок и так далее.

Сложность решения проблемы состоит в необходимости применения больших теплообменных поверхностей, что требует значительных капитальных вложений.

Нами разработана система утилизации тепла дымовых газов печей риформинга крупнотоннажных агрегатов аммиака с применением теплообменных поверхностей из оребренных труб со спиральной навивкой по наружному диаметру, что существенно снижает металлоемкость оборудования.

Теплота утилизируется в виде нагретой до температуры 150-160°С и давлением 0.6-0.7 МПа воды с последующей генерацией пара и его использованием на технологические нужды [5].

При необходимости повышения его температуры и давления это, как отмечалось выше, возможно сделать с помощью паро-струйных компрессоров.

Нами насыщенный пар, полученный с установки утилизации тепла дымовых газов печи риформинга агрегата аммиака мощностью 1360 т/сутки, компремируется паром 2.7 МПа с одновременным повышением температуры и используется на установке ректификации метанола. Избыток полученного пара выдается в общезаводскую сеть. Результаты работы показывают, что срок окупаемости затрат на создание установки составляет около 0.2 года.

Перечисленные направления энергосбережения не исчерпывают, естественно, всех аспектов этой проблемы, однако иллюстрируют возможность экономии энергоресурсов в ряде случаев без существенных капитальных вложений, а также подчеркивают необходимость решения этих задач на стадии проектирования или с целью оптимизации действующих производств, с позиций термодинамики.
 
Библиография
 
1. Саркисов П.Д. // Хим.пром., 2000, №1, с. 20-27.
2. Лейтес И.Л., Сосна М.Х., Семенов В.П. Теория и практика химической энерготехнологии. II М.,Химия, 1988.
3. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. II М., Энергоатомиздат, 1989 г.
4. Патенты РБ № 2131; № 2177. Пол.реш.по заявке РБ № 961129 от 21.02.1999 г., заявка РБ 19980475.
5. Крутиков П.А., Мизюк В.С., Тупицын С.П., Шаповал И.Ф., Юрша И.А. // Тяжелое машиностроение, 1977, №1, с. 20-22.
6. Каbо G.J.,Jursha I.А., Fгепкеl М.L., …, J.Chem.Thermodunamics,1988, v.20, р.429-437.
7. Френкель М.Л., Юрша И.А., Кабо Г.Я., Федосеенко В.И. //ЖПХ, 1989, т. 62, №5, с. 113-1176.
8. Козыро А.А., Марачук Л.И., Красулин А.П., Юрша И.А., Кабо Г.Я. // ЖПХ, 1989, т.62, с. 595-599.
9. Козыро А.А., Шейман М.С., Кабо Г.Я., Юрша И.А., Крук В.С. //ЖПХ, 1991, т.64, №8, с. 1704-1709.
10.Kozuro A.A. ,…, J.Chem.Thermodunamics, 1992, у.24, №8, р. 883-895.
11.Kabo G.J,..., 1992, J.Chem.Thermodunamics, V. 24, №1, р. 1-13.
12.Марачук Л.И., Козыро А.А., Кабо Г.Я., Юрша И.А., Красулин А.П.,Севрук В.М. // ЖПХ, 1992, т. 65, № 4, с. 875-880.
13.  Симирский В.В., Козыро А.А., Кабо Г.Я., Юрша И.А., Марачук Л.И. // ЖПХ, 1992, т. 65, с. 1638-1645.
14.  Юрша И.А. Физико-химические основы совершенствования производства капролактама. II Автореферат дис.докт.хим.наук, Минск, Белгосуниверситет, 1989.
15.  Козыро А.А. Термодинамические свойства продуктов промышленного синтеза карбамида, капролактама, диметилтерефталата и родственных соединений. // Автореферат дис.докт.хим.наук, Белгосуниверситет, Минск, 1997 г.
16.  Френкель М.Л., Юрша И.А., Конторович И.И., Кабо Г.Я. // Хим.пром., 1988, № 12, с. 707-709.
17.  Юрша И.А..Антонова З.А., Симирский В.В., Кабо Г.Я., Козыро А.А., Крук В.С. //Хим.пром., 1997, № 11,
С. 726-733.
Юрша Иосиф Антонович - д.х.н., заместитель главного инженера по новой технике Гродненского ПО «Азот».

C текущей ситуацией и прогнозом развития мирового и российского рынка капролактама можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок капролактама в России».

www.newchemistry.ru