СПОСОБ ЗАМЕЩЕНИЯ ГАЗА, АППАРАТ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ ГАЗА И СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ РЕАКЦИИ ГИДРИРОВАНИЯ НИТРОСОЕДИНЕНИЯ

1. Способ замещения газа (например, отпарки или дегазации), который по меньшей мере включает в себя первый этап, на котором замещают газ потока, подлежащего замещению (например, потока жидкости или потока твёрдых частиц, в частности, твёрдых частиц) в присутствии первого замещающего газа (например, газа или паров или пара) (называемый первым этапом замещения газа), и затем второй этап, на котором замещают газ в присутствии второго замещающего газа (например, газа или паров или пара) (называемый вторым этапом замещения газа), в котором при условии, что приведённая скорость первого замещающего газа (абсолютное значение, единица измерения - м/с) равна V1, а приведённая скорость второго замещающего газа (абсолютное значение, единица измерения - м/с) равна V2, то V2/V1 ≥ 1,5, 100 ≥ V2/V1 ≥2, 20 ≥ V2/V1 ≥ 2,5 или 15 ≥ V2/V1 ≥ 5.
2. Способ замещения газа по п. 1, в котором первый этап замещения газа имеет рабочую температуру 0-700°C (предпочтительно 80-400°C) и рабочее давление 0-3 МПа (манометрическое давление) (предпочтительно 0,01-1 МПа (манометрическое давление)) и/или на первом этапе замещения газа приведённая скорость (абсолютное значение) V1 первого замещающего газа составляет 0,05-0,6 м/с (предпочтительно 0,1-0,3 м/с), а приведённая скорость (абсолютное значение) потока, подлежащего замещению, составляет 0,02-0,2 м/с (предпочтительно 0,05-0,1 м/с) и/или второй этап замещения газа имеет рабочую температуру 0-700°C (предпочтительно 80-400°C) и рабочее давление 0-3 МПа (манометрическое давление) (предпочтительно 0,01-1 МПа (манометрическое давление)) и/или на втором этапе замещения газа приведённая скорость (абсолютное значение) V2 второго замещающего газа составляет 0,8-10 м/с (предпочтительно 1-3 м/с), а приведённая скорость (абсолютное значение) потока, подлежащего замещению, составляет 0,4-6 м/с (предпочтительно 0,6-2,4 м/с).
3. Способ замещения газа по п. 1, в котором на первом этапе замещения газа характеристики псевдоожижения газа и твёрдых частиц представляют собой пузырьковое или турбулентное псевдоожижение, содержание твёрдых частиц находится в диапазоне 0,25-0,6 и/или на втором этапе замещения газа характеристики псевдоожижения газа и твёрдых частиц представляют собой турбулентное или быстрое псевдоожижение, содержание твёрдых частиц находится в диапазоне 0,02-0,3.
4. Способ замещения газа по п. 1, в котором первый замещающий газ и поток, подлежащий замещению, находятся в противоточном контакте или прямоточном контакте (предпочтительно противоточном контакте) и второй замещающий газ и поток, подлежащий замещению, находятся в противоточном контакте или прямоточном контакте (предпочтительно прямоточном контакте).
5. Способ замещения газа по п. 1, в котором первый этап замещения газа и второй этап замещения газа выполняют в одном и том же резервуаре (например, его разных зонах) или выполняют соответственно в разных резервуарах, предпочтительно выполняют в одном и том же резервуаре (например, его разных зонах) и/или первый этап замещения газа и второй этап замещения газа находятся в сообщении по газовой фазе (в частности, в сообщении по газовой фазе в свободном пространстве) и/или рабочее давление первого этапа замещения газа и рабочее давление второго этапа замещения газа в основном идентичны.
6. Способ замещения газа по п. 1, который дополнительно включает в себя один или более этапов замещения газа, выполняемых до первого этапа замещения газа, после первого этапа замещения газа и до второго этапа замещения газа и/или после второго этапа замещения газа (называемых дополнительным этапом/этапами замещения газа).
2
2
7. Установка для замещения газа (например, отпарная колонна или резервуар-дегазатор), которая по меньшей мере содержит первую область замещения газа (в частности, первую вертикальную область замещения газа) и вторую область замещения газа (в частности, вторую вертикальную область замещения газа) (например, сообщающиеся последовательно или по порядку), причём входное отверстие для потока, подлежащего замещению, первой области замещения газа расположено в верхней части первой области замещения газа, а выходное отверстие для замещённого потока второй области замещения газа расположено в верхней части второй области замещения газа; и при условии, что площадь поперечного сечения (единица измерения - м) средней части первой области замещения газа равна A1, а площадь поперечного сечения (единица измерения - м) средней части второй области замещения газа равна A2, то 100 ≥ A2/A1 ≥ 1,5, 50 ≥ A2/A1 ≥ 2,5 или 15 ≥ A2/A1 ≥ 5.
8. Установка для замещения газа по п. 7, в которой входное отверстие для замещающего газа первой области замещения газа расположено внизу первой области замещения газа и входное отверстие для замещающего газа второй области замещения газа расположено внизу второй области замещения газа и/или выходное отверстие для замещённого потока первой области замещения газа расположено в нижней части или внизу (например, внизу) первой области замещения газа и входное отверстие для потока, подлежащего замещению, второй области замещения газа (замещённый поток из предыдущей области замещения газа, например, замещённый поток из первой области замещения газа) расположено в нижней части или внизу (например, внизу) второй области замещения газа и/или выходное отверстие для газообразной фазы первой области замещения газа расположено вверху первой области замещения газа и выходное отверстие для газообразной фазы второй области замещения газа расположено вверху второй области замещения газа.
9. Установка для замещения газа по п. 8, в которой выходное отверстие для газообразной фазы первой области замещения газа сообщается с выходным отверстием для газообразной фазы второй области замещения газа (предпочтительно выходное отверстие для газообразной фазы первой области замещения газа непосредственно сообщается с выходным отверстием для газообразной фазы второй области замещения газа, более предпочтительно существует по меньшей мере один проход между свободным пространством первой области замещения газа и свободным пространством второй области замещения газа, и упомянутый по меньшей мере один проход выполнен таким образом, что газообразная фаза свободного пространства первой области замещения газа попадает в свободное пространство второй области замещения газа и/или газообразная фаза свободного пространства второй области замещения газа попадает в свободное пространство первой области замещения газа, более предпочтительно первая область замещения газа и вторая область замещения газа имеют общее свободное пространство) и/или выходное отверстие для замещённого потока первой области замещения газа сообщается с входным отверстием для потока, подлежащего замещению, второй области замещения газа (предпочтительно выходное отверстие для замещённого потока первой области замещения газа непосредственно сообщается с входным отверстием для потока, подлежащего замещению, второй области замещения газа, более предпочтительно существует, по меньшей мере, один проход между первой областью замещения газа и второй областью замещения газа, и упомянутый, по меньшей мере, один проход выполнен таким образом, что замещённый поток первой области замещения газа попадает во вторую область замещения газа в качестве потока, подлежащего замещению).
10. Установка для замещения газа по п. 7, в которой первая область замещения газа и вторая область замещения газа расположены по отдельности в разных резервуарах (например, разных отпарных колоннах или резервуарах-дегазаторах) или первая область замещения газа и вторая область замещения газа расположены вместе в одном и том же сосуде (например, расположены в одной и той же отпарной колонне или резервуаре-дегазаторе) и/или первая область замещения газа и вторая область замещения газа расположены вместе в одном и том же сосуде, и существует, по меньшей мере, один конструктивный элемент перегородки (например, конструктивный элемент перегородки в форме пластины или кольца) между первой областью замещения газа и второй областью замещения газа.
11. Установка для замещения газа по п. 7, в которой направление центральной оси первой области замещения газа по существу параллельно направлению центральной оси второй области замещения газа и/или в направлении, перпендикулярном горизонтальной плоскости, входное отверстие для замещающего газа первой области замещения газа находится по существу на том же уровне или выше входного отверстия для замещающего газа второй области замещения газа или низ первой области замещения газа находится по существу на том же уровне или выше низа второй области замещения газа.
12. Установка для замещения газа по п. 7, который дополнительно содержит одну или более областей замещения газа (называемых дополнительной областью (областями) замещения газа) до первой области замещения газа, после первой области замещения газа и до второй области замещения газа и/или после второй области замещения газа.
13. Установка для замещения газа по п. 7, в которой конструктивный элемент возмущения потока расположен в первой области замещения газа и/или второй области замещения газа и/или дополнительной области замещения газа, конструктивный элемент возмущения потока содержит по меньшей мере один (например, 1-1000 или 4-100) выпрямитель/выпрямители потока (например, выбранный из по меньшей мере одного из выпрямителя потока обтекаемой формы, ромбовидного выпрямителя потока и выпрямителя потока поперечнопоточного типа с наклонными отбойными перегородками) и соединительную деталь для фиксации упомянутого, по меньшей мере, одного выпрямителя потока относительно соответствующей области замещения газа (например, первой области замещения газа или второй области замещения газа) и/или относительно друг друга (когда присутствует множество выпрямителей потока).
14. Установка для замещения газа по п. 13, в котором выпрямитель потока обтекаемой формы выбирается из по меньшей мере одного из сочетания двух полуэллипсоидов, сочетания одного полуэллипсоида и одного конуса, сочетания одного полуэллипсоида и одного обтекаемого по дуге окружности корпуса и сочетания одного полуэллипсоида и одного параболоида, предпочтительно сочетание одного полуэллипсоида и одного параболоида, и/или ромбовидный выпрямитель потока выбирается из по меньшей мере, одного из сочетания двух пирамид, сочетания двух призмоидов и одной пирамиды и одного призмоида, предпочтительно сочетание двух пирамид и/или выпрямитель потока поперечнопоточного типа с наклонными отбойными перегородками представляет собой отбойную перегородку, наклонённую относительно горизонтальной плоскости (например, угол наклона относительно горизонтальной плоскости составляет 0-60°, предпочтительно 10-40°).
2
2
2
2
15. Установка для замещения газа по п. 13, в которой направление центральной оси упомянутого по меньшей мере одного выпрямителя потока по существу соответствует направлению центральной оси соответствующей области замещения газа (например, первой области замещения газа или второй области замещения газа) и/или по меньшей мере один из упомянутых выпрямителей потока имеет по меньшей мере один сквозной проход для потока (например, сквозное отверстие) (предпочтительно расположенный в направлении центральной оси соответствующей области замещения газа (например, первой области замещения газа или второй области замещения газа)), предпочтительно отношение площади поперечного сечения сквозного канала для потока (в случае, когда присутствует множество упомянутых сквозных каналов для потока, суммы площадей поперечного сечения множества сквозных каналов для потока, единица измерения - м) к максимальной площади поперечного сечения соответствующего выпрямителя потока (единица измерения - м) составляет 1-30:100 или 3-15:100 и/или в каждом конструктивном элементе возмущения потока отношение максимальной площади поперечного сечения выпрямителя потока (когда присутствует множество выпрямителей потока, суммы максимальных площадей поперечного сечения множества выпрямителей потока, единица измерения - м) к соответствующей площади поперечного сечения (единица измерения - м) соответствующей области замещения газа (например, первой области замещения газа или второй области замещения газа) составляет 20-90:100 (предпочтительно 45-65:100) и/или в каждом конструктивном элементе возмущения потока, когда присутствует множество выпрямителей потока, упомянутое множество выпрямителей потока расположено заранее определённым образом (например, расположено произвольным, треугольным, квадратным, прямоугольным, круглым или кольцевым образом) относительно друг друга и/или один или более (например, 2-20 или 4-10) упомянутых конструктивных элементов возмущения потока расположены в направлении центральной оси соответствующей области замещения газа (например, первой области замещения газа или второй области замещения газа), и/или вертикальное расстояние (единица измерения - м) любых двух смежных конструктивных элементов возмущения потока относительно друг друга в направлении центральной оси соответствующей области замещения газа (например, первой области замещения газа или второй области замещения газа) составляет 2%H-20%H, где H - высота (единица измерения - м) соответствующей области замещения газа (например, первой области замещения газа или второй области замещения газа) и/или при условии, что высота первой области замещения газа (единица измерения - м) равна H1, а высота второй области замещения газа (единица измерения - м) равна H2, то H2/H1 ≥ 1 или 2 ≥ H2/H1 ≥ 1.
16. Реакционная система (в частности, система проведения реакции гидрирования нитросоединения), содержащая по меньшей мере один реактор (предпочтительно реактор с псевдоожиженным слоем, в частности, реактор, имеющий псевдоожиженный слой частиц катализатора) и по меньшей мере один (например, 1-3 или 2) аппарат для замещения газа, сообщающийся с (например, сообщающийся ниже по потоку с) упомянутым по меньшей мере одним реактором (например, выполненный с возможностью приёма выходящего потока из упомянутого по меньшей мере одного реактора, в частности, выполненный с возможностью приёма частиц отработанного катализатора из упомянутого по меньшей мере одного реактора), причём по меньшей мере одна из установок для замещения газа выполнена с возможностью осуществления установки для замещения газа способа замещения газа по п. 1 или представляет собой установку для замещения газа по п. 7.
17. Способ проведения реакции гидрирования нитросоединения, по меньшей мере включающий в себя этап, на котором приводят в контакт нитросоединение (в частности, нитробензол) в качестве реакционного сырья с газообразным водородом и катализатором гидрирования для получения продукта реакции (например, аминосоединения, в частности, анилина) и отработанного катализатора (называемый этапом реакции гидрирования), и этап, на котором подвергают отработанный катализатор замещению газа (например, дегазации) в присутствии замещающего газа (называемый этапом замещения газа), причём этап замещения газа осуществляют согласно способу замещения газа по п. 1 или осуществляют в установке для замещения газа по п. 7.
3
18. Способ проведения реакции гидрирования по п. 17, в котором условия проведения реакции этапа реакции гидрирования включают в себя: приведенную скорость газа составляющую 0,2-0,8 м/с, молярное отношение газообразного водорода к реакционному сырью (например, нитробензолу) составляющее 6-21, температуру реакции составляющую 220-280°C, давление реакции составляющее 0,05-1 МПа (манометрическое давление), катализатор гидрирования выбирается из по меньшей мере одного из катализатора с загрузкой на основе меди, катализатора с загрузкой на основе никеля и катализатора с загрузкой на основе благородного металла и/или объёмная плотность катализатора гидрирования составляет 300-1200 кг/м и/или средний диаметр частиц катализатора гидрирования составляет 30-800 мкм (предпочтительно 40-500 мкм или 50-600 мкм) и весовой процент частиц катализатора, имеющих диаметр частиц менее 80 мкм, по отношению ко всем частицам катализатора составляет не менее 2 вес.% (предпочтительно 5-15 вес.%) и/или замещающий газ представляет собой газ или пары (в частности, выбираемые из по меньшей мере одного из газообразного азота, водяных паров, диоксида углерода, метана, газообразного кислорода и газообразного аргона) и/или нитросоединение выбирается из по меньшей мере одного из соединений, представленных следующей формулой (1),
2
R-NO (1),
в структурной формуле (1) R представляет собой при необходимости замещённый C2-20 неразветвлённый, разветвлённый или циклический гидрокарбил (предпочтительно при необходимости замещённый C4-20 циклический гидрокарбил, в частности, при необходимости, замещённый C6-20 арил, в частности, при необходимости, замещённый фенил).