ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Макрокинетика окисления циклогексаиа из "Производство капролактама" Вследствие этого ряд крупнейших зарубежных фирм (08М, ВА5Р, Ои Роп1) применяют метод парофазного гидрирования бензола В отечественной промышленности распространен исключительно парофазный процесс, причем внедрено несколько схем, различающихся условиями процесса и аппаратурным оформлением В качестве сырья используют нефтехимический или коксохимический бензол. [c.26] Во всех отечественных производствах используются проточноциркуляционные схемы, в которых для уменьшения потерь водорода непрореагировавший газ возвращается в цикл В случае отвода тепла реакции циркуляционным газом, его требуется около 70 моль на 1 моль бензола (при нагревании на 80—100°С) Такого количества циркуляционного газа вполне достаточно не только для отвода тепла, -но и для поддержания всего бензола в парообразном состоянии, однако при этом возрастает расход электроэнергии на сжатие газа. [c.27] В отдувочных газах составляет 0,2—0,4% (об ). Потери циклогексана устраняются полностью, если установить угольный адсорбер. [c.28] Парогазовая смесь выходит из катализаторной зоны с температурой 350 °С и охлаждается в теплообменной части, покидая колонну с температурой 120°С. Далее реакционная смесь поступает в водяной конденсатор и сепаратор, где сконденсировавшиеся углеводороды отделяются от газа. Газ возвращается в цикл, жидкость же дросселируется до 1 МПа, отделяется в сепараторе низкого давления от газов и поступает на очистку. [c.29] Циклогексан-сырец содержит около 3% непрореагировавшего бензола, до 2% метилциклопентана, 0,5—0,7% тяжелокипящих соединений, а также растворенный сероводород. Отделение только легколетучих примесей ректификацией недостаточно для получения циклогексана, пригодного для окисления. Остающиеся тяже-локипящие примеси (сернистые соединения) тормозят процесс окисления и снижают выход полезных продуктов. Поэтому цикло-гексан-сырец подвергают двухступенчатой ректификационной очистке и от легколетучих, и от тяжелокипящих примесей. [c.29] Бензол со склада центробежным насосом / подается в трубное пространство теплообменника 2. Здесь он испаряется, смешивается с циркуляционным газом и свежим водородом, и смесь нагревается за счет тепла реакционной смеси, поступающей из реактора 8 Для создания необходимого соотношения газ бензол (8 1) предусматривается циркуляция газа компрессором 4. Свежий водород подается в нагнетательную линию компрессора 4 таким образом, чтобы с помощью регулятора поддерживать автоматически постоянное давление в цикле. [c.29] Из теплообменника 2 исходцая смесь поступает в паровой подогреватель 3, который служит для нагрева газа при пуске, а при нормальной работе лишь гарантирует поддержание бензола в парообразном состоянии. Далее смесь поступает в колонну форконтакта 5, где на медь-магниевом катализаторе сырье очищается от сернистых соединений. Очищенная смесь (содержание серы менее 0,00001%) поступает в реакторы гидрирования. [c.29] получающийся в результате испарения конденсата в межтрубном пространстве реактора 6 (около 1 т на 1 т циклогексана), большей частью используется как теплоноситель на самой установке (в подогревателе 3 и др.). [c.30] Реакционная смесь из реактора 8 охлаждается в межтрубном пространстве теплообменника 2, отдавая тепло на испарение бензола и нагрев исходной смеси Дальнейшее охлаждение реакционной смеси и конденсация циклогексана происходят в холодильнике-конденсаторе 9, охлаждаемом оборотной водой Газожидкостная смесь из холодильника 9 с температурой. 35 °С поступает в се-—1 -парационную колонну 10, где жидкий циклогексан отделяется от газа Газовая фаза из колонны 10 поступает во всасывающую линию циркуляционного компрессора 4. [c.30] ВоЗа мосферу. Предварительно они охлаж-даются до 15°С захоложенной водой в холодильнике //и проходят сепара-ционную колонну 12. [c.30] Жидкий циклогексан из сепараци онных колонн 10 и 12 поступает сборник 14, откуда передается на склад промежуточных продуктов или в систему очистки от примесей, внесенных с исходным бензолом На рис. 8 изображен основной аппарат схемы — трубчатый реактор, представляющий собой вертикальный кожухотрубный теплообменник Реактор снабжен штуцерами для подвода исходной смеси и отвода продуктов реакции, а также для подачи воды в межтрубное пространство и отвода образующегося пара. Температура реакционной смеси измеряется в десяти точках на разных уровнях по высоте реакционной зоны с обязательной сигнализацией минимальной (130°С) и максимальной (240 °С) температуры Для предотвращения перегрева первых по ходу газа слоев катализатора последний разбавляют инертным материалом (фарфоровые цилиндрики, силикагель р др ). [c.30] Гидрирование бензола на платиновом катализаторе [22] проводят в трубчатом реакторе, в котором тепло реакции отводится циркулирующим органическим теплоносителем. Реакция протекает при 220—240°С, 3 МПа и объемной скорости подачи бензсла 0,8—0,9 Ч-1. [c.31] Проходя систему теплообменников и испарителей, бензол испаряется и смешивается с циркуляционным газом (мольное отношение газ. бензол равно 8 1). Исходная смесь с температурой 120— 130°С вводится в верхнюю часть трубчатого реактора. Его конструкция позволяет создать дифференцированный съем тепла реакции за счет направленного движения высокотемпературного теплоносителя в межтрубном пространстве Из реактора теплоноситель поступает в испаритель, где отдает часть тепла исходной парогазовой смеси, и далее в котел-утилизатор, откуда, охладившись, возвращается в реактор. [c.31] Гидрирование бензола по бесциркуляционной схеме. Как было отмечено, потери водорода с отдувочными газами, а следовательно, и общий расход водорода существенно зависят от содержания инертных компонентов в овежем водороде (см табл 3) Снижение расхода низкоконцентрированного водородсодержащего газа возможно при ступенчатом гидрировании, когда свежий бензол в первых ступенях процесса встречается с частично отработанным газом последующих ступеней. Это позволяет максимально использовать водород и устранить циркуляцию газа [28]. [c.31] Во II ступени смесь бензола и, циклогексана (1 1) обрабатывается свежим водородсодержащ,им газом при мольном отношении газ бензол, равном 4 Здесь заканчивается гидрирование бензола в циклогексан. [c.32] Гидрирование бензола в жидкой фазе. Схема процесса (рис. [c.32] Длительный срок службы катализатора достигается благодаря тщательной очистке сырья от соединений серы. По способу Французского института нефти работает 10 установок суммарной мощностью 650 тыс. т/год [30]. [c.33] Окисление углеводородов в жидкой фазе протекает по цепному механизму с вырожденным разветвлением [2] Цепной механизм окислительных процессов оказывается наиболее энергетически выгодным, так как каждый из образующихся радикалов приводит к превращению многих молекул исходного вещества в кислородсодержащие соединения. [c.35] Гидроперекись, получаюш,аяся при окислении как промежуточный продукт, благодаря распаду на радикалы инициирует цепную реакцию В окисляюш,ихся углеводородах гидроперекись распадается на радикалы по мономолекулярному механизму (реакция 5) с тепловым эффектом 146 кДж/моль, а также по бимолекулярному механизму (реакции 6 я 7). На более глубоких стадиях окисления свободные радикалы образуются также при взаимодействии гидроперекиси со спиртами, кетонами и кислотами 5]. [c.37] Образование молекулярных продуктов из радикалов происходит либо при их взаимодействии, со стенкой реакционного сосуда (реакции 8 и 9), либо в результате обрыва цепи в объеме (реакции 10— 12). Соотношение между скоростями реакций 10, 11 и 12 зависит прежде всего от отношения Н-/НОО-, которое в свою очередь зависит от парциального давления кислорода с ростом давления кислорода оно уменьшается. Значение реавдий 10 11 существенно лишь при очень малых концентрациях кислорода [8]. Наибольшее значение имеет реакция 12, протекающая с образованием спирта, кетона и кислорода. [c.37] Вернуться к основной статье