Кумены процесс нь дэлхийн фенол-ацетоны хамтарсан үйлдвэрлэлд давамгайлдаг боловч түүний нарийн төвөгтэй урвал болон нэрэлтийн үе шатууд нь бодит цагийн нарийн хяналт шаарддаг. Шугаман нягтралын хэмжилтийг энд хэлэлцээр хийх боломжгүй: энэ нь түүхий ялгах, ацетоныг цэвэршүүлэх, фенолыг цэвэршүүлэх үе шатуудад шингэний урсгалын найрлагыг шууд хянаж, хольцын өөрчлөлт эсвэл процессын гажигийг хурдан илрүүлэх боломжийг олгодог. Энэхүү өгөгдөл нь нэрэлтийн параметрийн тохиргоог шууд удирдан чиглүүлж, бүтээгдэхүүний цэвэр байдал нь үйлдвэрлэлийн стандартад нийцэж байгааг баталгаажуулж, цамхагийн коксжих эсвэл тогтворгүй гидропероксидын задрал зэрэг аюулгүй байдлын эрсдлийг бууруулж, офлайн дээж авах нь саатал, шилжилтийн эрсдэлтэй тул шийдэж чадахгүй байгаа цоорхойг нөхдөг.
Фенол ба ацетон үйлдвэрлэх кумены процессын тойм
Кумен үйлдвэрлэх процесс буюу Хок процесс нь бензол болон пропиленээс фенол болон ацетоныг нийлэгжүүлэх гол үйлдвэрлэлийн зам юм. Энэ нь гурван үндсэн үе шатаас бүрдэнэ: бензолыг алкилжуулж кумен үүсгэх, куменыг кумен гидропероксид болгон исэлдүүлэх, мөн энэхүү гидропероксидыг хүчиллэг катализжуулж фенол болон ацетон гарган авах задрал.
Эхэндээ бензол нь хүчиллэг нөхцөлд пропилентэй урвалд орж, ихэвчлэн орчин үеийн цеолит катализаторуудыг ашиглан кумен үүсгэдэг. Энэ үе шатанд сонгомол чанар маш чухал; температур, бензол-пропиленийн харьцаа зэрэг процессын параметрүүдийг хүсээгүй полиалкилжилтыг дарахын тулд хатуу хянадаг. Орчин үеийн катализаторуудын өндөр сонгомол чанар нь хаягдлыг бууруулж, хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулдаг бөгөөд энэ нь өнөөгийн зохицуулалтын уур амьсгалд гол анхаарал хандуулдаг зүйл юм.
Кумен ургамал
*
Кумены исэлдэлтийг агаараар явуулж, радикал гинжин урвалаар кумены гидропероксид үүсгэдэг. Энэхүү завсрын бүтээгдэхүүн нь үйл явцын гол хэсэг боловч үйл ажиллагааны томоохон аюул учруулдаг. Кумены гидропероксид нь температурын оновчтой хяналтгүй үед экзотермик болон тэсрэх аюултай задралд өртөмтгий тул хадгалах болон урвалын бүсэд бат бөх инженерийн хамгаалалт шаардлагатай байдаг.
Дараа нь гидропероксид нь хүчил-катализаторын задралд ордог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн хүхрийн хүчилээр хөнгөвчилдөг бөгөөд энэ нь фенол ба ацетоныг тогтмол 1:1 молийн харьцаатайгаар нэгэн зэрэг үүсгэдэг. Энэ харьцаа нь нэг бүтээгдэхүүний эрэлт эсвэл зах зээлийн үнийн хэлбэлзэл нь нөгөө бүтээгдэхүүний амьдрах чадварт нөлөөлдөг тул үйл явцын эдийн засгийн симбиозыг тодорхойлдог. Фенол ба ацетоныг жилд сая сая тонноор хамтран үйлдвэрлэдэг бөгөөд 2023 оны байдлаар дэлхийн фенолын үйлдвэрлэлийн ойролцоогоор 95%-ийг кумены процесс эзэлж байна. Альфа-метилстирол зэрэг дайвар бүтээгдэхүүнийг системд буцааж дахин боловсруулж, материалын үр ашгийг улам сайжруулдаг.
Кумен гидропероксидыг гол завсрын бүтээгдэхүүн болгон сонгох нь процессын хими болон дэд бүтцийг хоёуланг нь бүрдүүлдэг. Түүний хяналттай задрал нь өндөр гарц, процессын найдвартай байдлыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гидропероксидын задралын катализатор болон оновчтой реакторын загвар нь аюултай гаж урвалыг дарангуйлахын зэрэгцээ хувиргалтын түвшинг эрс нэмэгдүүлсэн. Түүхий нэрэх багана болон ацетон цэвэршүүлэх төхөөрөмжийн ажиллагаа нь анхдагч урвалын гогцооны доод хэсэгт нэгтгэгдсэн үйлдвэрлэлийн нэрэх техникүүдийн нарийн төвөгтэй байдлыг улам бүр харуулж байна. Эдгээр ялгалтуудыг бүтээгдэхүүний зэрэглэлийн дүрэм журмыг хангасан кетон цэвэршүүлэх процессыг дэмжихийн тулд нэрэх баганын нарийн дизайн, үйл ажиллагааны стратегиар зохицуулдаг.
Кумены процесс нь химийн шинж чанараараа өвөрмөц хэд хэдэн үйл ажиллагаа болон аюулгүй байдлын сорилтуудыг дагуулдаг. Эдгээрт радикал урвалыг нарийн зохицуулах, гидропероксидын хуримтлалаас урьдчилан сэргийлэх, шатамхай эсвэл хортой ялгарлыг байгаль орчны шаардлага хангасан хязгаарт багтаан хязгаарлах зэрэг орно. Кумены гидропероксидын аюултай шинж чанар болон процессын урсгалын өндөр шатамхай чанараас шалтгаалан үйлдвэрлэлийн байгууламжууд нь тусгай реактор, дэвшилтэт хяналт, онцгой байдлын систем шаарддаг. Орчин үеийн процессыг эрчимжүүлэх, хянах загвартай ч гэсэн эрсдэлийн профайл нь тасралтгүй хяналт, операторын сургалт, процессын аюулгүй байдлын нарийвчилсан шинжилгээг шаарддаг.
Фенол үйлдвэрлэх өөр аргуудын талаар судалгаа үргэлжилж байгаа ч кумен процесс нь өндөр цэвэршилттэй фенол болон ацетоныг нэгдсэн цэвэршүүлэлт болон нөхөн сэргээх системтэй хамт үйлдвэрлэх чадвар нь салбарын жишиг болох үүргийг нь баталгаажуулдаг. Зах зээл, хими, процессын инженерчлэлийн харилцан үйлчлэл нь дэлхийн фенол болон ацетоны зах зээлийг өнөөг хүртэл бүрдүүлж байна.
Кумен гидропероксидын задралын механизм ба хяналт
Дулааны задралын кинетик ба замууд
Кумен гидропероксид (CHP) нь фенол-ацетоны хамтарсан үйлдвэрлэлийн процессын гол цөм юм. Үүний задрал нь куменыг өндөр эрэлттэй хоёр үйлдвэрлэлийн химийн бодис болох фенол ба ацетон болгон хувиргах үйл явцыг дэмждэг. Задралын механизм нь CHP-д O-O холбоог гомолитик задралаар эхэлж, кумилокси радикалууд үүсгэдэг. Эдгээр радикалууд нь β-зүсэлтэд хурдан орж, кумен процессын зориулалттай бүтээгдэхүүн болох ацетон ба фенол үүсгэдэг.
Урвалын кинетик нь нарийн төвөгтэй бөгөөд энгийн нэгдүгээр эрэмбийн зан төлөвөөс хазайдаг. Дифференциал сканнердах калориметр (DSC) болон интеграл кинетик загварууд (Флинн-Уолл-Озава ба Киссинжер-Акахира-Сунозе) нь дунджаар идэвхжүүлэлтийн энерги нь ~122 кЖ/моль бөгөөд урвалын дараалал нь 0.5 орчим байгааг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь холимог эрэмбийн процессыг харуулж байна. Энэ замд кумил перокси ба кумилокси радикалуудыг оролцуулсан гинжин урвалууд багтдаг бөгөөд эдгээр нь ацетофенон, α-метилстирол, метан зэрэг дайвар бүтээгдэхүүн үүсгэхийн тулд цаашид урвалд орж болзошгүй юм.
Температур, даралт, CHP-ийн концентраци зэрэг үйл ажиллагааны нөхцөл нь ацетон ба фенолын үйлдвэрлэлийн сонгомол чанар болон гарцыг чухалчилдаг. Өндөр температур нь радикал эхлэлийг хурдасгаж, нийт хөрвүүлэлтийн түвшинг нэмэгдүүлдэг боловч өрсөлдөөнт гаж урвалыг дэмжсэнээр сонгомол чанарыг бууруулж болзошгүй юм. Үүний эсрэгээр, дунд зэргийн даралт болон CHP-ийн оновчтой концентраци нь фенол ба ацетон үүсэхийг дэмжиж, дайвар бүтээгдэхүүн үүсэхийг хязгаарладаг. Нарийн дулааны хяналтыг ашиглан үйл явцыг эрчимжүүлэх нь аюулгүй, өндөр гарцтай фенол ба ацетон үйлдвэрлэлийн чухал хэсэг хэвээр байгаа бөгөөд Лоннметерийн үйлдвэрлэсэн шиг шугаман нягтралын хэмжигчээр дамжуулан бодит цагийн хяналтыг хийдэг бөгөөд кумен үйлдвэрлэлийн процессын туршид найдвартай үйл явцын санал хүсэлтийг өгдөг.
Катализатор ба химийн тогтвортой байдал
Каталитик задрал нь кумены процессын үр ашиг, аюулгүй байдлыг хоёуланг нь бүрдүүлдэг. Натрийн гидроксид (NaOH) зэрэг суурь катализаторууд нь CHP-ийн задралын эхлэх температур болон идэвхжүүлэлтийн энергийг мэдэгдэхүйц бууруулж, улмаар хувиргалтыг хурдасгадаг боловч урвалын эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг. Хүхрийн хүчил (H₂SO₄) зэрэг хүчиллэг бодисууд нь задралыг хурдасгадаг боловч янз бүрийн механик аргаар радикалуудын ашиглалтын хугацааг өөрчилж, бүтээгдэхүүний холимог болон дайвар бүтээгдэхүүний тархалтад нөлөөлдөг.
Катализаторын сонголт нь хувиргалтын түвшин, дайвар бүтээгдэхүүнийг багасгах, үйл ажиллагааны аюулгүй байдалд шууд нөлөөлдөг. Фенол ба ацетон үйлдвэрлэхэд NaOH-ийн хяналттай хэмжээг үйлдвэрлэлд илүүд үздэг, учир нь тэдгээр нь CHP задралыг үр дүнтэйгээр хурдасгаж, хүссэн бүтээгдэхүүн рүү чиглэсэн өндөр сонгомол чанарыг хөнгөвчилдөг. Гэсэн хэдий ч хэт их катализатор нь хяналтгүй гинжин хэлхээний тархалтыг өдөөж, дулааны алдагдал болон α-метилстирол, ацетофенон зэрэг аюултай дайвар бүтээгдэхүүн үүсэх эрсдлийг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс кумен гидропероксидын задралд катализаторын аюулгүй, тууштай тун, процессын нарийвчлалтай аналитик нь чухал юм.
Задралын аюулгүй байдлын менежмент
CHP нь дулааны хувьд тогтворгүй бөгөөд ашиглалт болон задралын үед ихээхэн эрсдэлт хүчин зүйл болдог. Үүнд хурдан экзотермик урвалд орох магадлал, каталитик урсацад өртөмтгий байдал, бохирдол болон орон нутгийн халуун цэгүүдэд мэдрэмтгий байдал орно. CHP-ийн задралыг зохицуулаагүй тохиолдолд даралт нэмэгдэх, тоног төхөөрөмж хагарах, аюултай ялгаруулалтад хүргэж болзошгүй.
Системийн тогтвортой байдлыг хадгалах нь хэд хэдэн гол практикт суурилдаг. Лоннметрийн нягтрал хэмжигч гэх мэт шугаман хяналтын хэрэгслүүд нь концентрацийн профайл болон процессын дулааны төлөв байдлын талаар бодит цагийн ойлголтыг өгч, хэвийн бус нөхцөл байдлыг цаг тухайд нь илрүүлэх боломжийг олгодог. Хаалттай процессын системүүд өртөлт болон бохирдлыг хязгаарладаг. CHP хадгалах температурыг сайтар хянах, инертийн агаар мандал (азот гэх мэт) ашиглах, катализаторын хэт их тунгаас зайлсхийх нь урвалын магадлалыг бууруулдаг. Калориметрийн урьдчилсан үнэлгээг (адиабат калориметрийг ашиглан) процессын онцлог нөхцөлд задралын эхлэлийг тооцоолох, онцгой байдлын журмыг тохируулахад өргөн ашигладаг.
Процессын дизайн нь даралтын хэт их өсөлтийг зохицуулахын тулд тусгаарлах болон агааржуулалтын системийг багтаасан бол температур хянагч болон түгжээ нь хэт халалтын магадлалыг бууруулдаг. Задралын урвалыг ихэвчлэн дулааныг хурдан зайлуулах зориулалттай реакторуудын дотор хяналттай тасралтгүй урсгалын дор гүйцэтгэдэг. Эдгээр арга хэмжээ нь ацетон ба фенол үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай CHP-ийн дулааны задрал нь өргөн хүрээтэй кумены процессын системд үр ашигтай, аюулгүй хэвээр байхыг баталгаажуулдаг.
Кумен үйлдвэрлэлийн процесс дахь процессын оновчлол
Ургац хураалт болон эрчим хүчний үр ашгийг нэмэгдүүлэх
Дулааны интеграци нь кумен үйлдвэрлэх процесст дулааны үр ашгийг хамгийн их байлгах үндсэн арга юм. Өндөр температурын урсгалаас дулааны энергийг системтэйгээр сэргээж, дахин ашигласнаар үйлдвэрүүд тэжээлийг урьдчилан халааж, гадны хэрэглээний хэрэглээг бууруулж, үйл ажиллагааны зардлыг бууруулж чадна. Хамгийн үр дүнтэй дулааны интеграцийн стратегиуд нь ихэвчлэн дулаан солилцуурын сүлжээг (HEN) зохион бүтээх, оновчлох ажлыг багтаадаг бөгөөд үүнийг хамгийн их сэргээгдэх дулааныг авахын тулд халуун ба хүйтэн нийлмэл муруйг уялдуулахын тулд хавчих шинжилгээгээр удирддаг. Жишээлбэл, нэрэх болон урьдчилан халаах хэсгүүдэд дахин бойлер болон конденсаторын дулааны үүргийг уялдуулах нь эрчим хүчний хэмнэлтийг ихээхэн хэмжээгээр хангаж, уурын үйлдвэрлэлээс үүссэн хүлэмжийн хийн ялгарлыг багасгах боломжтой. Одоогийн үйлдвэрлэлийн кейс судалгаагаар эрчим хүчний зардал болон байгаль орчны зохицуулалтад шууд ашиг тустайгаар 25% хүртэл буурсан гэж мэдээлсэн.
Өөр нэг чухал оновчлолын хөшүүрэг бол тэжээлийн дахин боловсруулалт юм. Кумены процесст бензол ба пропиленийг бүрэн хувиргах нь ганц реакторын дамжуулалтаар ховор тохиолддог. Урвалд ороогүй бензол ба куменыг дахин боловсруулснаар процесс нь урвалжийн үр дүнтэй хувиргалтыг нэмэгдүүлж, катализаторын нөөцийг илүү үр ашигтай ашигладаг. Энэ арга нь түүхий эдийн алдагдлыг бууруулаад зогсохгүй үйлдвэрийн нийт ургацыг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Үр дүнтэй дахин боловсруулалтын гогцооны дизайн нь даралтын уналтыг багасгах, найрлагын бодит цагийн хяналт, урсгалын нарийн тэнцвэрийг харгалзан үздэг. Дахин боловсруулалтын менежментийг сайжруулснаар катализаторын бохирдлын эрсдэлийг бууруулж, катализаторын мөчлөгийн ашиглалтын хугацааг уртасгаж, зогсолт болон катализаторыг солих зардлыг бууруулдаг.
Aspen Plus болон MATLAB зэрэг эксергийн шинжилгээний хэрэгслүүд нь ургамлын хэсэг бүрийн нарийвчилсан термодинамик үнэлгээ хийх боломжийг олгодог. Судалгаагаар хамгийн том эксергийн алдагдал, улмаар сайжруулах боломж нь өндөр температурт нэрэх болон ялгах нэгжүүдэд байгааг баталж байна. Тиймээс эдгээр хэсгүүдийг тоон үзүүлэлтээр, симуляцид суурилсан байдлаар чиглүүлэх нь ургамлын нийт хэмжээнд эрчим хүчний урсгалыг оновчтой болгож, эргэлт буцалтгүй байдлыг багасгахыг эрмэлзэхдээ нэн тэргүүнд тавьдаг.
Реактор ба нэрэлтийн баганын ажиллагаа
Реакторын хэмжээ болон дизайныг оновчтой болгох нь хөрөнгийн зардлыг үйл ажиллагааны үр ашигтай тэнцвэржүүлэхэд чухал үүрэгтэй. Даралтын хэт их уналт эсвэл хэрэгслийн хэт их хэрэглээний эрсдэлгүйгээр нэг удаагийн өндөр хувиргалтыг хангахын тулд реакторын эзэлхүүн, оршин тогтнох хугацаа, катализаторын ачааллыг тохируулах шаардлагатай. Жишээлбэл, реакторын диаметрийг нэмэгдүүлэх нь даралтын уналтыг бууруулж болох боловч үр ашиггүй холилт үүсгэж болзошгүй бол урт реакторууд нь урвалын тэнцвэрийн хязгаар болон дайвар бүтээгдэхүүн үүсэхээс шалтгаалан өгөөж буурах хүртэл хувиргалтыг сайжруулдаг.
Доод урсгалын нэрэлтийн баганын хувьд, ялангуяа түүхий нэрэлтийн хувьд рефлюкс харьцаа, тэжээлийн байршил, тавиурын зай, баганын даралтыг тохируулах нь урвалд ороогүй бензол, полиизопропилбензол болон бусад хавсарсан бүтээгдэхүүнээс куменыг илүү тод ялгах боломжийг олгодог. Үр ашигтай нэрэлтийн тохиргоо нь кумены нөхөн сэргэлтийг нэмэгдүүлээд зогсохгүй дахин бойлер болон конденсаторын ачааллыг бууруулж, эрчим хүчний зардлыг бууруулахад шууд нөлөөлдөг. Хажуугийн шургуулга эсвэл хуваасан тэжээлийн загварыг стратегийн хэрэглээ нь ацетон ба кумен зэрэг нягт буцалгах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох ялгаралтыг сайжруулж, фенол ба ацетоны зах зээлд шаардлагатай өндөр цэвэршилттэй фенол ба ацетон үйлдвэрлэлийг дэмждэг.
Доор нэрэлтийн баганын энергийн профайлыг харуулав. Энэ нь дахин бойлер дахь энергийн урсгал болон конденсатор дахь гаралтын урсгалыг онцолсон бөгөөд хажуугийн дулаан сэргээх гогцоо нь анхдагч халаалт болон хөргөлтийн хэрэгслүүдийн нийт эрэлтийг бууруулдаг.
Реакторын дизайны инноваци
Сүүлийн үеийн үйл явцыг эрчимжүүлэх стратегиуд кумен реакторын технологийг өөрчилж байна. Микро бөмбөлөг болон жижигрүүлсэн реакторын системийг ашиглах нь урвалжуудын хоорондох гадаргуугийн холбоог нэмэгдүүлж, массын дамжуулалтыг хурдасгаж, сонгомол чанарыг нэмэгдүүлдэг. Эдгээр уламжлалт бус реакторын форматууд нь хувиргалтын зорилтыг хадгалах эсвэл давж гарахын зэрэгцээ бага хугацаанд ажиллах боломжтой бөгөөд ингэснээр нийлэгжүүлсэн бүтээгдэхүүний нэгж тутамд шаардагдах эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг.
Бичил бөмбөлөг реакторууд нь температурын огцом өсөлтийг илүү сайн хянах боломжийг олгодог бөгөөд катализаторыг хордуулах эсвэл урсгалын дагуу ялгахад хүндрэл учруулж болзошгүй хүнд дайвар бүтээгдэхүүн үүсэхийг бууруулдаг. Энэ нь халуун цэгүүд болон даралтын огцом өсөлтийг багасгах замаар аюулгүй байдлыг сайжруулж, ялгаруулалт, хаягдал дулаан, түүхий эдийн хэт их хэрэглээг бууруулах замаар хүрээлэн буй орчны ул мөрийг бууруулдаг. Үүнээс гадна, жижигрүүлсэн реакторууд нь төвлөрсөн бус, модульчлагдсан үйлдвэрийн архитектурыг бий болгож, фенол болон ацетон үйлдвэрлэлийн хэлбэлзэлтэй зах зээлийн эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд боломжийн үнэтэйгээр өргөтгөх боломжийг олгодог.
Эдгээр инновациуд нь кумены исэлдэлт ба гидропероксидын задрал дахь реакторын үр ашиг, процессын тогтвортой байдлын шинэ жишиг тогтоож, фенол-ацетоны хамтарсан үйлдвэрлэлийг оновчтой болгож, ацетон цэвэршүүлэх арга болон кетон цэвэршүүлэх процесст шаардагдах бүтээгдэхүүний цэвэршилтийн улам бүр чанга стандартыг хангаж байна.
Эдгээр үйл явцыг оновчлох тактикуудыг хэрэгжүүлснээр үйлдвэрлэгчид кумены процессын хатуу аюулгүй байдлын стандартыг алдагдуулахгүйгээр эрчим хүчний үр ашиг, үйлдвэрийн бүтээмж, цэвэр байдлын зорилт, тогтвортой байдлын хоорондын тэнцвэрийг дээд зэргээр хангаж чадна.
Урсгалын боловсруулалт: Фенол ба ацетоныг ялгах
Кумен гидропероксидын задралын дараа фенол ба ацетоныг ялгахад нэрэх болон цэвэршүүлэх алхмуудын нарийн дараалал шаардлагатай. Эрчим хүч болон бүтээгдэхүүнийг нөхөн сэргээх үр ашигтай менежмент нь томоохон хэмжээний фенол ба ацетон үйлдвэрлэлийн процессын дизайн болон үйл ажиллагааны практикийг бүрдүүлдэг.
Бүтээгдэхүүнийг ялгах дараалал
Доод хэсэг нь фенол, ацетон, ус, α-метилстирол, кумен, бензол болон бусад жижиг дайвар бүтээгдэхүүн агуулсан түүхий реакторын гаралтыг боловсруулахаас эхэлдэг. Реактороос гарсны дараа хольцыг саармагжуулж, их хэмжээний ус байгаа тохиолдолд фазын ялгаварлалыг хийдэг.
Эхний ялгах фокус нь ацетоныг зайлуулах явдал юм. Ацетоны буцалгах температур бага (56 °C) тул үүнийг ихэвчлэн өндөр буцалж буй органик фазын үлдсэн хэсгээс дээгүүр нэрдэг. Үүнийг түүхий нэрэх баганад хийдэг бөгөөд ацетон, ус, хөнгөн хольцууд дээгүүр гарч, хүнд нэгдлүүдтэй фенол нь доод бүтээгдэхүүн хэвээр үлддэг. Дээрх ацетон нь ус болон бусад хөнгөн үзүүрүүдийн ул мөрийг агуулж болох тул дараа нь хатааж, цэвэршүүлж болно - хэт өндөр цэвэршилт шаардлагатай бол азеотроп эсвэл хандлах нэрэлтээр дамжуулан - гэхдээ ихэнх арилжааны үйл ажиллагаанд уламжлалт нэрэлт хангалттай байдаг.
Фенолоор баялаг үлдэгдлийг нэрэх багануудын дарааллаар цаашид цэвэршүүлдэг. Эхнийх нь үлдэгдэл ацетон, бензол, ууссан хий зэрэг хөнгөн үзүүрийг зайлуулдаг. Дараагийн фенол багана нь үндсэн ялгалтыг хангаж, цэвэр фенол гаргаж, баганын ёроолд өндөр буцалгах дайвар бүтээгдэхүүнийг ялгадаг. Ихэнх зохион байгуулалтад α-метилстирол зэрэг үнэ цэнэтэй дайвар бүтээгдэхүүнийг хажуу талаас нь татах эсвэл дараагийн нэрэх алхмуудаар гаргаж авдаг. Эдгээр багануудыг ялгах үр ашгийг дээд зэргээр нэмэгдүүлэх, бүтээгдэхүүний алдагдлыг багасгахын тулд тооцоолсон даралт болон температурын хуваарийн дагуу ажиллуулдаг.
Нэрэх багана болон түүхий нэрэх баганын гүйцэтгэл
Нэрэлтийн багана нь ацетон ба фенолыг цэвэршүүлэхэд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийн дизайн, ажиллагаа нь кумен үйлдвэрлэх процессын цэвэршилт, гарц, эрчим хүчний хэрэглээнд шууд нөлөөлдөг.
Ацетоныг зайлуулахын тулд түүхий нэрэлтийн багана нь ацетон ба фенолын хоорондох хэлбэлзлийн зөрүүг харгалзан өндөр ялгах үр ашгийг өгөх ёстой. Үр ашигтай тавиур эсвэл өндөр хүчин чадалтай савлагаатай өндөр багана ашигладаг. Эрчим хүчний интеграци нь маш чухал; дээгүүрх уурнаас гарах дулааныг тэжээлийг урьдчилан халааж эсвэл дахин бойлерийн хэлхээнд сэргээж, нийт эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг бөгөөд энэ нь томоохон үйлдвэрүүдэд дулааны интеграцийг хэрэгжүүлсний дараа тодорхой эрчим хүчний хэрэглээ 15%-иар буурсан болохыг процессын симуляцийн судалгаагаар нотолсон болно ([Химийн инженерчлэлийн дэвшил, 2022]).
Ашиглалтын бэрхшээлүүдэд голчлон ацетон ба усны хооронд азеотроп үүсэх зэрэг орно. Энэ нь бүрэн салгахад хүндрэл учруулж болох ч үйлдвэрлэлийн хэмжээнд харьцангуй хэлбэлзэл нь уламжлалт шулуутгах аргыг илүүд үздэг. Ацетон уурын алдагдалаас зайлсхийх, термодинамик хөдөлгөгч хүчийг хадгалахын тулд даралтын хяналт чухал үүрэгтэй. Дээд ба доод хэсэгт температурын нарийн менежмент нь бүтээгдэхүүнийг дулааны доройтолгүйгээр зорилтот найрлагыг бий болгохыг баталгаажуулдаг.
Фенолын нэрэлт нь өөрийн гэсэн хязгаарлалттай тулгардаг. Фенолын өндөр буцалгах цэг болон исэлдэлтэд өртөмтгий байдал нь баганын дотор талын эд ангиуд зэврэлтээс хамгаалах ёстой бөгөөд ихэвчлэн тусгай хайлш ашигладаг. Баганын даралтыг эрчим хүчний зардлыг тэнцвэржүүлж, задралын эрсдлийг багасгахын тулд тохируулдаг. α-метилстирол зэрэг дулааны полимержилтэд өртөмтгий бүтээгдэхүүнийг хурдан зайлуулж, сөрөг урвалыг дарахын тулд хөргөдөг.
Баганын ажиллагааг нарийн тохируулахын тулд нарийн төвөгтэй процессын хяналт болон Лоннметрийн шугаман нягтрал ба зуурамтгай чанар хэмжигч зэрэг шугаман хэмжих хэрэгслийг тогтмол ашигладаг бөгөөд энэ нь цэвэршилтийн зорилтот түвшин болон баганын массын тэнцвэрийг тасралтгүй хангаж байгааг баталгаажуулдаг.
Гидропероксидын задрал ба бүтээгдэхүүний нөхөн сэргээлттэй нэгтгэх
Кумены процесст задрал, ялгах, цэвэршүүлэх нэгжүүдийг жигд нэгтгэх нь чухал юм. Урвалын хаягдал нь шууд урсгалын дагуу ялгах руу ордог. Хурдан дамжуулалт нь хүсээгүй гаж урвал эсвэл полимержилтийг багасгадаг.
Салгах алхам бүр дараагийнхтайгаа нягт холбогддог. Дээшээ ацетоныг хурдан конденсацлаж, дэгдэмхий бодисын алдагдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд цуглуулдаг. Фенол болон хамтарсан бүтээгдэхүүний хажуугийн урсгалууд дараа нь цэвэршүүлэх алхамууд руугаа ордог. Үнэ цэнэтэй дайвар бүтээгдэхүүнийг гаргаж авсан тохиолдолд тэдгээрийн гаралтын урсгалыг нарийвчилсан фаз болон найрлагын шинжилгээний дараа авдаг.
Гол тэргүүлэх чиглэл бол хөнгөн үзүүрүүд (ацетон/усны фракц) болон хүнд бохирдуулагч (урвалд ороогүй кумен, давирхай) хоорондын хөндлөн бохирдлоос зайлсхийх явдал юм. Үүнийг багана доторх уур-шингэний тэнцвэрийн олон үе шат болон рефлюкс урсгалыг ашиглах замаар хэрэгжүүлдэг. Хоолой болон савыг бөглөрөл болон богино холболтыг багасгахаар зохион бүтээсэн.
Ацетон болон фенолын нөхөн сэргээлтийн түвшин оновчтой болгосон үйлдвэрүүдэд 97%-иас давсан бөгөөд алдагдал нь ихэвчлэн зайлшгүй цэвэрлэх урсгал болон ул мөр ууршилтаар хязгаарлагддаг. Үйл явцын туршид үүссэн, ууссан органик бодис агуулсан бохир усыг тусад нь хадгалж, зохицуулалтын шаардлагыг хангахын тулд дэвшилтэт цэвэрлэх систем рүү чиглүүлдэг.
Үр ашигтай интеграцчлал нь гол хувьсагчдыг тасралтгүй хянахаас хамаардаг: Lonnmeter-ийнхтэй адил шугаман тоолуураас нягтрал ба зуурамтгай чанарын заалтууд нь тэжээлийн чанар болон бүтээгдэхүүний цэвэр байдлыг бодит цаг хугацаанд шалгаж, хамгийн их гарц болон үйл ажиллагааны аюулгүй байдлыг хангахын тулд санал хүсэлтийн хяналтыг идэвхжүүлдэг.
Фенол-ацетон үйлдвэрлэлийн үр ашигтай процессын дизайн нь бат бөх ялгах дараалал, эрчим хүчний оновчтой нэрэлт, урвал ба цэвэршүүлэлтийн нягт интеграци, тасралтгүй шугаман хяналт дээр суурилдаг бөгөөд энэ нь процессын хэмнэлт болон бүтээгдэхүүний чанарыг хоёуланг нь дэмждэг.
Ацетон цэвэршүүлэх дэвшилтэт аргууд
Кумены процессоор фенол-ацетоныг хамт үйлдвэрлэсний дараа ацетоныг цэвэршүүлэх нь бүтээгдэхүүний чанарын хатуу шаардлагаар тодорхойлогддог. Ацетоны зохих цэвэршүүлэх аргыг сонгох нь эцсийн хэрэглээний цэвэршилтийн шаардлага, зохицуулалтын хязгаар, кумены гидропероксидын задрал болон өмнөх урвалын үед үүссэн хольцын профайлаас хамаарна.
Ацетоныг цэвэршүүлэх гол зарчим
Кумены исэлдэлтээс үүссэн түүхий ацетон нь их хэмжээний ус, фенол, α-метилстирол, кумен, ацетофенон, карбоксилын хүчил, альдегид болон бусад хүчилтөрөгчжүүлсэн органик бодисуудыг агуулдаг. Цэвэршүүлэх үйл явцын доод хэсэг нь эдгээр хольцыг зайлуулах зорилготой юм. Үндсэн хэсэг нь үе шаттайгаар нэрэлт юм:
- Анхны баганууд нь ёроолоос нь татаж авах замаар хүнд болон өндөр температурт буцалдаг хольцуудыг - голчлон фенол, α-метилстирол, ацетофенон болон давирхай үүсгэгч бодисуудыг - арилгадаг. Дунд фракц нь ацетон-усны азеотроп агуулдаг бол хөнгөн үзүүрүүдийг (урвалд ороогүй кумен шиг) дараагийн хэсгүүдэд дээрээс нь фракцлах боломжтой.
Азеотроп нэрэлт нь ацетон-усны хольцыг задлахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд азеотроп найрлагыг алдагдуулж, ацетоны цэвэршилтийг нэмэгдүүлэхийн тулд нүүрсустөрөгчийн оруулагчийг ашигладаг. Хольцын буцалгах цэгүүд ижил төстэй байдаг бол гликол эсвэл тусгай уусгагч ашиглан хандлах нэрэлтийг ашигладаг. Энд нэмэлт нь харьцангуй ууршимтгай чанарыг өөрчилж, нягт холбоотой органик бодисуудыг үр дүнтэй салгаж, ацетоны гарцыг хамгийн их байлгахад тусалдаг.
Нэрэхээс гадна адсорбцийн цэвэршүүлэх алхмууд нь үлдэгдэл фенол болон туйлын нэгдлүүдийг зайлуулдаг. Идэвхжүүлсэн нүүрс, цахиурын гель, ион солилцооны давирхай нь баганын үе шатуудын хооронд эсвэл дараа энэ үүргийг гүйцэтгэдэг. Хүчиллэг органик бодисууд байгаа тохиолдолд энэ процесст идэмхий натригаар саармагжуулж, дараа нь эцсийн нэрэлтийн өмнө давс, хүчлийг зайлуулахын тулд усан уусмалаар угаах зэрэг орно.
Өндөр цэвэршилттэй ацетон (ихэнх үйлдвэрлэлийн болон лабораторийн шаардлагын ≥99.5 жингийн%) нь ус (<0.3 жингийн%), фенол (<10 ppm), хүнд ароматик (<100 ppm) болон нийт дэгдэмхий бус бодис (<20 ppm)-ийн үзүүлэлтүүдийг хангахын тулд нарийн шүүлтүүр болон дэвшилтэт адсорбцийг хослуулсан эцсийн "өнгөлөх" үе шатыг байнга давдаг. Энэ нь электроник эсвэл эмийн зэрэглэлийн ацетонд чухал ач холбогдолтой.
Нэрэлтийн оновчлол ба алдааг олж засварлах нь
Ацетон нэрэх процессын үр нөлөө нь нэрэх баганын нарийн загвар, сахилга баттай ажиллагаанаас хамаарна. Фракцлах баганууд нь хүчтэй массын дамжуулалт болон оновчтой ялгаралтыг дэмжих зорилгоор хэмжээ, ажиллагаатай байдаг. Цэвэршилт болон гарцыг хоёуланг нь хамгийн их байлгах хэд хэдэн стратеги байдаг:
- Элбэг дэлбэг тавиуртай эсвэл өндөр үр ашигтай бүтэцтэй савлагаатай өндөр багана нь ялангуяа ацетон-ус эсвэл ацетон-кумены буцалгах цэг ойрхон байгаа тохиолдолд илүү хурц ялгах чадварыг хангадаг.
- Дахин бойлер болон конденсаторын хоорондох дулааны интеграци (жишээлбэл, уурын дахин шахалт эсвэл дулаан солилцуураар дамжуулан) нь эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, температурыг тогтворжуулдаг бөгөөд энэ нь тогтвортой тусгаарлалтыг дэмждэг.
- Нягтрал болон найрлагын шугаман хяналтаар (Lonnmeter шугаман нягтрал хэмжигч гэх мэт хэрэгслүүдийг ашиглан) чиглүүлж, рефлюкс харьцаа болон бүтээгдэхүүний гаралтын түвшинг нарийн тохируулах нь хурдан тохируулга хийх, бүтээгдэхүүнийг нарийн чиглүүлэх боломжийг олгож, цуврал бүр цэвэршилтийн хатуу шалгуурыг хангаж байгааг баталгаажуулдаг.
Байнга нэрэх асуудалд баганын үер, хөөсрөлт болон үлдэгдэл хуримтлагдах зэрэг орно:
Хэрэв урсгалын хурд хэт өндөр байвал баганын үер үүсдэг - шингэн доош биш харин дээшээ урсдаг тул ялгах үр ашгийг огцом бууруулдаг. Үүнийг засахын тулд дамжуулах чадварыг бууруулах эсвэл рефлюксийн харьцааг тохируулах шаардлагатай. Хөөсрөлт нь өндөр уурын хурд эсвэл гадаргуугийн идэвхтэй бодис (жишээлбэл, давирхай эсвэл фенолын ул мөр) байгаагаас үүсдэг. Хөөсрөлтөөс хамгаалах бодис, баганын болгоомжтой профайл, процессын урсгалын үе шаттай оролт нь байнгын хөөсрөлтийг бууруулж чадна.
Нэрэлтийн төхөөрөмжийн хамгийн доод тавиур эсвэл дахин буцалгагч дээр ихэвчлэн үлдэгдэл хуримтлагдах нь олигомержих бүтээгдэхүүн эсвэл давирхайнаас үүсдэг. Ёроолын бүтээгдэхүүнийг үе үе гаргаж авах, тогтмол цэвэрлэх, температурын горимыг хязгаарт байлгах нь давирхай үүсэхийг багасгаж, баганын урт наслалтыг баталгаажуулдаг.
Азеотропыг ялгах эсвэл нягт буцалж буй хольцыг зохицуулах үед уламжлалт тавиуруудыг өндөр үр ашигтай савлах материалаар сольж болно. Баганын дагуух температур болон даралтын профайлыг нягт цонхонд хадгалдаг. Шугаман нягтралыг тасралтгүй хэмжих гэх мэт автоматжуулсан багаж хэрэгсэл нь операторуудад стандартаас гадуурх бүтээгдэхүүнийг хурдан тодорхойлж, бодит цаг хугацаанд хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь үйл ажиллагааны үр ашиг, гарцыг нэмэгдүүлдэг.
Фенол ба ацетон үйлдвэрлэхэд зориулсан олон үе шаттай ацетон нэрэх, цэвэршүүлэх үйл явцыг харуулсан хялбаршуулсан урсгалын диаграмм (стандарт практикт үндэслэсэн өөрийн зураг)
Ацетоныг цэвэршүүлэх эдгээр дэвшилтэт аргуудын хосолсон үр нөлөө нь кумен үйлдвэрлэлийн процессоос гарч буй дайвар бүтээгдэхүүнийг аюулгүй боловсруулах, ацетон болон фенолын зах зээлийн стандартыг найдвартай дагаж мөрдөх, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах боломжийг олгодог.
Аж үйлдвэрийн оновчлол ба тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө
Кумен үйлдвэрлэх процесст процессын дизайн, катализ, ялгах сонголтыг нөөцийн үр ашигтай нягт холбох нь чухал юм. Нэгдсэн процессын дизайн нь фенол-ацетон хамтарсан үйлдвэрлэлийн үе шат бүрт гарцыг нэмэгдүүлэх, хаягдлыг бууруулахын тулд урвалын инженерчлэл, ялгах технологи, эрчим хүчийг сэргээх ажлыг зохион байгуулдаг. Бат бөх хатуу хүчлийн катализатор (цеолит ба гетерополи хүчил орно) зэрэг дэвшилтэт каталитик системийг ашигласнаар операторууд кумен гидропероксидын задралд илүү өндөр сонгомол чанарыг бий болгож, α-метилстирол, ацетофенон зэрэг дайвар бүтээгдэхүүн үүсэхийг бууруулдаг. Энэхүү сонгомол чанарыг нэмэгдүүлэх нь зөвхөн процессын гарцыг сайжруулаад зогсохгүй хаягдлын урсгалыг бууруулснаар тогтвортой байдлыг дэмждэг.
Гидропероксидын задралын катализаторыг сонгохдоо процессыг эрчимжүүлэх нь гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, нэгэн төрлийн болон олон төрлийн катализын шинж чанаруудыг хослуулсан эрлийз каталитик аргууд нь үйл ажиллагааны уян хатан чанар нэмэгдэж, катализаторын ашиглалтын хугацаа уртассан тул улам бүр түгээмэл болж байна. Гэсэн хэдий ч катализаторын дизайн нь өндөр идэвхжил, тогтвортой байдлыг коксжих, хольцоор хордох зэрэг асуудлуудтай уялдуулж, катализаторын эргэлтийг хамгийн бага байлгах, ашигласан катализаторын хаягдлаас үүдэлтэй хүрээлэн буй орчны ачааллыг хангах ёстой. Катализаторын тасралтгүй шинэчлэл нь нөөцийн үр ашигт шууд нөлөөлж, түүхий эдийн алдагдлыг бууруулж, ашиглалтын хэрэгцээг хамгийн бага байлгадаг.
Ацетоныг цэвэршүүлэх болон ацетоныг нэрэх процессын үед үйл явцын дизайны нэгдэл нь үйлдвэрлэлийн оновчлолд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг хэвээр байна. Хуваах ханын багана гэх мэт дэвшилтэт нэрэх баганын загварыг хэрэгжүүлэх, эрчим хүч хэмнэх мембран дээр суурилсан тусгаарлалт нь зардал багатай, тогтвортой үйл ажиллагааг хангах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, хуваах ханын багана нь түүхий нэрэх баганын ажиллагааг хялбарчилж, уламжлалт олон баганын тохиргоотой харьцуулахад 25% хүртэл эрчим хүч хэмнэхээс гадна үйлдвэрийн физик орон зайг чөлөөлдөг. Түүнчлэн, хавчих шинжилгээ гэх мэт техникүүдээр удирдуулсан нарийн дулааны нэгдлийн стратегиуд нь уурын хэрэглээг 20%-иас давсан бууруулсан болохыг харуулсан бөгөөд энэ нь фенол болон ацетон үйлдвэрлэлийн талбайн шинэчлэлтээр нотлогдсон. Эдгээр арга хэмжээ нь хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулж, чулуужсан түлшнээс гаргаж авсан уурын эх үүсвэрээс хамаарлыг бууруулахад хүргэдэг.
Ус болон дулааны нэгдэл нь кумены исэлдэлтийн процесс болон дараагийн ялгах үе шатуудад нөөцийн үр ашгийг улам бүр нэмэгдүүлдэг. Каскадын дахин ашиглах систем болон стратегийн байрлалтай унтраах бүсүүд нь бохир усны гаралтыг 40% хүртэл бууруулж, бохир усны хэмжээ болон бохирдлын эрчмийг хоёуланг нь бууруулах боломжтой. Энэ нь бохир усны ялгаруулалт болон нүүрстөрөгчийн ялгарлын хязгаарлалтыг чангатгаж буй томоохон фенол болон ацетон зах зээл дэх хөгжиж буй зохицуулалтын хүрээг дагаж мөрдөхөд онцгой ач холбогдолтой юм.
Кумены процессыг ашиглан фенол-ацетоныг хамтран үйлдвэрлэх нөхцөлд зохицуулалтын болон байгаль орчны асуудлыг онцгойлон авч үздэг. Кумены гидропероксид гэх мэт аюултай завсрын бүтээгдэхүүнд тавих хатуу хяналт нь өндөр эрсдэлтэй үйл ажиллагааны үед нарийн процессын хяналт, бодит цагийн аюулгүй байдлын хяналтыг шаарддаг. Байгаль орчны зохицуулалт, ялангуяа Хойд Америк болон Европын харьяалал дахь зохицуулалт нь бохир ус цэвэрлэх, ялгаруулалтын хяналт, уусгагч/дулааны дахин боловсруулалтын шаардлагыг нэмэгдүүлдэг. Дагаж мөрдөх стратегиудыг эрт үе шатны процессын зураг төсөлд тусгасан бөгөөд ихэвчлэн үйлдвэрийн зохион байгуулалт болон технологийн сонголтыг шууд тодорхойлдог процессын массын эрчимжилтийн хэмжүүр, амьдралын мөчлөгийн шинжилгээг багтаасан байдаг.
Бодит цагийн хяналт болон процессын оновчлол нь үр ашгийг хадгалах, зайлшгүй үйл явцын алдагдлыг багасгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, Лоннметрийн шугаман нягтрал хэмжигч болон зуурамтгай чанар хэмжигч нь ацетон ба фенолын үйлдвэрлэлийн хэлхээний туршид урвал болон ялгах параметрүүдийг тасралтгүй, газар дээр нь хянах боломжийг олгодог. Бүтээгдэхүүн болон дайвар бүтээгдэхүүний концентрацийг нарийн хянах замаар операторууд рефлюкс харьцаа, нэрэлтийн таслах цэгүүд, катализаторын тун зэрэг чухал хувьсагчдыг нарийн тохируулж, улмаар эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, стандартаас гажсан эсвэл хаягдал материалын хэмжээг хязгаарлаж чадна.
Бодит цагийн мэдрэгчийн өгөгдөлд тулгуурласан үйлдвэрлэлийн нэрэлтийн техникийг ашиглах нь алдааг олж засварлах, эвдэрсэн нөхцөлд хариу арга хэмжээ авах ажлыг хурдасгадаг. Кампанит ажлын хоорондох хувьсах чанар буурч, багцын давтагдах чадвар сайжирснаар операторууд шууд зардлыг хэмнэж, түүхий эдийн нөөцийг бууруулж, байгаль орчны зөрчлийг багасгадаг. Үүний үр дүнд, үнэн зөв шугаман хэмжилтийн технологиор хурдасгасан бодит цагийн үйл явцын оновчлол нь өрсөлдөх чадвартай, стандартад нийцсэн, тогтвортой фенол болон ацетон үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай хэвээр байна.
Түгээмэл асуултууд (Түгээмэл асуултууд)
Кумены процесс гэж юу вэ, энэ нь фенол-ацетоны хамтарсан үйлдвэрлэлд яагаад чухал вэ?
Кумены процесс буюу Хок процесс нь фенол ба ацетоныг нэг интеграл дарааллаар хамт үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн арга юм. Энэ нь алкилжуулалтаас эхэлдэг бөгөөд бензол нь пропилентэй урвалд орж цеолит эсвэл фосфорын хүчил зэрэг хатуу хүчлийн катализатор ашиглан кумен үүсгэдэг. Дараа нь куменыг агаартай исэлдүүлж кумены гидропероксид үүсгэдэг. Энэхүү завсрын бүтээгдэхүүн нь хүчил-катализаторын задралд орж, фенол ба ацетоныг яг 1:1 молийн харьцаатайгаар үүсгэдэг. Энэ процесс нь дэлхийн фенол ба ацетоны үйлдвэрлэлд давамгайлж, өндөр гарцын үр ашиг, нөөцийн интеграцийг санал болгодог тул чухал ач холбогдолтой юм. 2023 оны байдлаар дэлхийн фенолын 95 орчим хувийг энэ процессоор үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь түүний үйлдвэрлэлийн болон эдийн засгийн төвлөрлийг онцолж байна.
Кумен гидропероксидын задрал нь процессын аюулгүй байдал болон гарцад хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Кумен гидропероксидын задрал нь маш их экзотермик шинж чанартай бөгөөд их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг. Хэрэв нямбай зохицуулахгүй бол дулааны алдагдал, дэлбэрэлт, гал түймэр үүсгэж болзошгүй бөгөөд энэ нь процессын зураг төсөл, үйл ажиллагааны сахилга батад хатуу шаардлага тавьдаг. Гидропероксидын задралын катализаторыг сайтар сонгох, урвалын нөхцлийг хатуу хянах нь аюулгүй ажиллагааны хувьд чухал юм. Температур болон урвалын хурдыг хянах нь фенол болон ацетоны гарцыг хамгийн их байлгахын зэрэгцээ дайвар бүтээгдэхүүн үүсэх, аюулгүй байдлын эрсдэлийг багасгах боломжийг олгодог. Салбарын шилдэг туршлагад тасралтгүй системийн хяналт, яаралтай унтраалт, экзотермик чанарыг зохицуулах, даралтын хэт өсөлтийг хязгаарлахын тулд бат бөх реакторын дизайн орно.
Түүхий нэрэх багана нь кумен үйлдвэрлэх процесст ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
Түүхий нэрэлтийн багана нь гидропероксидын задралын дараах гол нэгжийн ажиллагаа юм. Энэ нь фенол, ацетон, урвалд ороогүй кумен болон бага зэргийн дайвар бүтээгдэхүүнийг ялгадаг. Түүхий нэрэлтийн баганын үр ашигтай ажиллагаа нь бүтээгдэхүүний нөхөн сэргэлтийг нэмэгдүүлж, эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, дараагийн цэвэршүүлэх үе шатуудад шууд нийлүүлдэг урсгалыг бий болгодог. Нэрэлтийн баганын зураг төсөл, ажиллагаа нь янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн буцалгах цэгийг харгалзан үзэх ёстой бөгөөд энэ нь температур, даралтын хяналтыг нарийвчлалтай шаарддаг. Нэрэлтийн алдаа нь бүтээгдэхүүний алдагдал, бохирдол эсвэл хэт их хэрэглээний зардалд хүргэж болзошгүй.
Фенол-ацетон үйлдвэрлэхэд ацетоныг цэвэршүүлэх нь яагаад зайлшгүй шаардлагатай вэ?
Кумены процессоос гаргаж авсан ацетон нь олон төрлийн хольц агуулдаг: гаж урвалын бүтээгдэхүүнүүд (метил изобутил кетон, изопропанол гэх мэт), ус, исэлдэлт ба задралын явцад үүссэн органик хүчил. Ацетон нь эмийн бүтээгдэхүүн, уусгагч, хуванцарт цаашид хэрэглэх хатуу үйлдвэрлэлийн стандартыг хангахын тулд нарийн цэвэршүүлэлт шаардлагатай. Нэрэх баганагаар дамжуулан нягт фракцлах зэрэг цэвэршүүлэх процессууд нь эдгээр хольцыг зайлуулдаг. Цэвэр ацетон нь зах зээлийн өндөр үнээр зарагддаг бөгөөд энэ нь үр дүнтэй цэвэршүүлэх эдийн засгийн үндэслэлийг бататгадаг.
Процессийн интеграци болон реакторын инноваци нь кумены процессын эдийн засаг, байгаль орчны профайлыг хэрхэн сайжруулж чадах вэ?
Процессын интеграци нь дулааныг нөхөн сэргээх, урвалд ороогүй материалыг дахин боловсруулах, нэгжийн үйл ажиллагааг оновчтой болгох боломжийг ашиглан эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг. Жишээлбэл, урвалын дулааны экспортыг нэгтгэх эсвэл нэрэлтийн дарааллыг хослуулах нь түлш болон хэрэглээний зардлыг бууруулж чадна. Бичил бөмбөлөг реактор гэх мэт дэвшилтэт технологиудыг нэвтрүүлснээр массын дамжуулалтыг сайжруулж, исэлдэлтийн үр ашгийг нэмэгдүүлж, хаягдал дайвар бүтээгдэхүүн үүсэхийг бууруулдаг болохыг харуулсан. Эдгээр инноваци нь ялгаруулалт болон бохир усны үүсэлтийг бууруулснаар байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулж, нийт боловсруулалтын зардлыг бууруулж, фенол-ацетоны хамтарсан үйлдвэрлэлийг илүү тогтвортой, эдийн засгийн хувьд найдвартай болгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 19
