ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Интенсификация технологических процессов из "Промышленный синтез ароматических нитросоединений и аминов" К первой группе процессов (процессы, интенсивность которых определяется скоростью химической реакции) относятся нитрование нитробензола, нитротолуола, нитрохлорбензола (стр. 129), аммонолиз сульфокислот антрахинона (стр. 262), аммоно.аиз нитрохлорбензолов (стр. 234) и нафтолов (стр. 256), сульфирование бензола и нафталина и др. [c.301] Ко второй группе процессов (процессы, интенсивность которых определяется скоростью теплообмена) относятся нитрование бензола, толуола, хлорбензола (стр. 52) и хлорирование бензола при периодическом процессе, щелочное плавление сульфонатов , гидрирование нитробензола (стр. 196) и т. д. [c.301] К третьей группе процессов относятся непрерывное нитрование бензола (стр. 60), нейтрализация сульфокислоты бензола и подкисление фенолята натрия , все процессы промывки (стр. 136) и экстракции (стр. 86) нитропродуктов, непрерывное хлорирование бензола и др. [c.301] Интенсификация процессов первой группы достигается увеличением скорости химической реакции, являющейся функцией произведения концентрации реагентов и температуры. Практически все разобранные нами реакции имеют второй порядок. Давление в больщинстве процессов служит функцией температуры и только при восстановлении нитросоединения водородом. может оказывать са.мостоятельное влияние на скорость реакции. [c.302] Наконец, решающее значение в каталитических процессах имеет природа катализатора, носителя и активатора. [c.302] С повышением температуры на 10 °С, как известно, скорость химической реакции увеличивается примерно вдвое. Так, при повышении температуры аммонолиза антрахинонсульфокислоты с 220—230 до 260—270 °С продолжительность реакции сократилась при.мерно в 16 раз, что позволило создать непрерывный процесс (стр. 265). Такой же эффект достигнут при повышении температуры в процессе синтеза амино-Г-кислоты (стр. 258). [c.302] В результате повышения температуры ускоряются не только основные, но и побочные реакции, поэтому часто приходится применять специальные приемы для сохранения выхода. К этим приемам относятся 1) сокращение продолжительности вспомогательных операций (нагрев и охлаждение), что уменьшает время пребы вания реакционной массы при повышенной температуре, и 2) применение ступенчатого подогрева. В условиях Ступенчатого подогрева реакция начинается нри пониженной тем пературе. В этот период ее скорость обеспечивается высокой концентрацией исходных реагентов. По мере снижения концентрации реагентов температура повышается. В данный период относительное количество примесей к образующемуся целевому продукту растет, но абсолютное их количество невелико. Такой прием применяется при сульфировании нафталина на 1-сульфокислоту , при нитровании 1-сульфокислоты нафталина (стр. 162), в производстве бензидина (стр. 224), при сульфировании алкилбензолов , при нитровании хлорбензола (стр. 139) и в ряде других производств. Само сокращение продолжительности процесса при повышении температуры (и правильной конструкции аппаратов) способствует сокращению количества примесей. [c.302] Иногда является целесообразным максимальное использование в процессе производства обоих реагентов. В этих случаях, как правило, осуществляется двухступе1нчатый процесс. В первой ступени конверсия проводится до такого предела, при котором скорость реакции является достаточной для проведения непрерывного процесса, а во второй ступени реакция ускоряется либо вследствие повышения температуры, либо за счет дополнительного введения одного из реагентов. Та поступают, например, в производстве нитробензола (стр. 76). В реакционной массе после 1-й ступени остается небольшой избыток НЫОз, который исчерпывается свежим бензолом во 2-й ступени. Бензол с примесью нитробензола из 2-й ступени передается в 1-ю ступень. Таким образом, в 1-й ступени имеется избыток ННОз, а во 2-й —избыток бензола в результате оба реагента используются практически нацело. [c.303] В ряде случаев при переходе от периодического к непрерывному процессу целесообразно несколько увеличить остаток одного из реагентов в реакционной массе. Та , повышение остатка серной кислоты с 3 до 4,5% в реакционной массе после сульфирования бензола в парах дает возможность сократить продолжительность процесса на 30—40%. Повышение давления при жидкофазном гидрировании нитросоединений также является одним из методов повышения концентрации водорода в реакционной массе. [c.303] В каталитических процессах ускорение химической реакции достигается подбором наиболее активных катализаторов, носителей и активаторов, повышением концентрации катализатора в реакционной массе, тщательной очисткой реагентов от ядов, отравляющих катализатор. [c.303] Повышение разности температур в рассматриваемых нами процессах возможно только до определенных пределов. При нагревании повышение температуры теплоносителя ограничивается устойчивостью реакционной массы к повышенной температуре. В большинстве случаев значительное повышение температуры теплоносителя может привести к осмолению, как, например, при щелочном плавлении . При охлаждении значительное снижение температуры хладоагента не всегда возможно (ввиду трудностей регулирования процесса) или неэкономично (требует применения холодильных. машин и др.). В некоторых случаях при повышении те.мпературы реакционной массы одновременно увеличивается и разность температур (стр. 162). [c.304] Наилучший результат достигается при замене теплопередачи через стенку на теплопередачу смешением. В этом случае скорость теплообмена становится равной скорости массообмена. Данный прием применен в производстве хлорбензола , нитробензола (стр. 60) и др. Повышение теплопроводности пленки реакционной массы может быть достигнуто также и снижением ее вязкости (введение в реакционную массу растворителей и т. п.). Теплопередачу можно интенсифицировать также увеличением поверхности теплообменивающих элементов. [c.304] Вернуться к основной статье