ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Виды сырья из "Фталевый ангидрид" Фталевый ангидрид может быть получен окислением ряда ароматических углеводородов нафталина, о-ксилола, индена, метил-пафталинов, флуорена, фенантрена, хризена и других. Практически в промышленности применяют только нафталин и о-ксилол, а в смеси с нафталином используют также метилнафталины. Остальные перечисленные углеводороды пока остаются потенци-, альным сырьем, не применяемым еще в производстве. [c.19] В Советском Союзе в 1958 г. свыше 35% получаемого нафталина было израсходовано в производстве фталевого ангидрида В США на производство фталевого ангидрида расходуется до 80% всего вырабатываемого нафталина . [c.19] Нафталин. Нафталин представляет собой ароматический углеводород каменноугольного или нефтяного происхождения (основные физико-химические константы нафталина приведены в Приложении). К важнейшим продуктам, получаемым из нафталина, относятся полупродукты для красителей, ускорители вулканизации каучука, поверхностно-активные вещества. Однако главным потребителем нафталина является производство фталевого ангидрида. [c.19] Основным источником нафталина является каменноугольная смола. В каменноугольных смолах, получаемых из углей Советского Союза, содержание нафталина колеблется от 4 до 12% и зависит в основном от состава каменноугольной шихты и условий процесса коксования В технических сортах нафталина содержатся примеси метилнафталинов, тионафтена, индола и других веществ, присутствующих в каменноугольной смоле. В зависимости от катализатора, применяемого при окислении во фталевый ангидрид, а также от типа испарительных устройств цехи производства фталевого ангидрида могут перерабатывать нафталин различной степени чистоты. Возможность использования нафталина более низкого качества для производства фталевого ангидрида зависит от наличия станции очистки нафталина на перерабатывающем заводе. Качество нафталина определяется показателями того продукта, который непосредственно может перерабатываться во фталевый ангидрид. В большинстве случаев экономически выгоднее очищать нафталин на заводах-нзготовителях, чтобы в цехи-потребители он поступал в виде, пригодном для непосредственной переработки. [c.19] По ГОСТ 10204—62 выпускаются четыре марки каменноугольного нафталина, предназначаемого для производства фталевого ангидрида, — очищенный , А, Б и В. Нафталин всех четырех марок предусматривается выпускать в расплавленном виде, что удобно как заводам-изготовителям, так и заводам-потребителям. [c.20] Нафталин марки очищенный отличается наименьшим содержанием нелетучих веществ (0,03%) он особенно желателен для цехов с несовершенными конструкциями испарителей, где возможны затруднения при наличии в нафталине значительного содержания нелетучих веществ или веществ, способствующих образованию последних в процессе испарения. В нафталине марки А допускается несколько повышенное содержание нелетучих веществ (до 0,04%) он применяется при эксплуатации ленточных испарителей. В нафталине марки Б содержание нелетучих веществ достигает 0,10%. Он может поставляться цехам-потребителям только с их согласия для использования в испарителях барботажного типа. В нафталине марки В содержится до 0,03% нелетучих веществ, т. е. столько же, сколько в нафталине марки очищенный . Нафталин марки В отличается от очищенного нафталина наличием метилнафталинов. [c.20] Нефтяной нафталин получают из фракций каталитического газойля, выкипающих в пределах 200—300 °С. Нафталин содержится в них в виде алкилпроизводных моно-, ди-, три- и тетраметил-нафталинов. Экстракцией растворителями получают концентраты каталитических газойлей с содержанием до 90% и выше ароматических углеводородов, которые подвергают каталитическому или термическому деалкилированию в атмосфере водорода при температуре примерно 675 °С и давлении до 70 ат. Процесс ведут в присутствии катализаторов, содержащих окислы кобальта, молибдена, алюминия, хрома. После разделения продуктов деалкилиро-вания получают нафталин высокого качества (т. пл. 79,9—80,0° С). [c.20] Предварительные технико-экономические расчеты показали, что для производства фталевого ангидрида целесообразно вести окисление нафталинсодержащей фракции нефтяного происхождения (95% нафталина), соответствующей по показателям техническому нафталину марки В по ГОСТ 10204—62. Фталевый ангидрид, полученный из этого сырья, дешевле, чем продукт, полученный из фракций, содержащих меньшее количество нафталина, или из кристаллического нафталина нефтяного происхождения. [c.21] В США производственные мощности по нефтяному нафталину составляют 230 тыс. т год. Промышленный выпуск его налажен с 1961 г. Предполагается, что производство коксохимического нафталина в США сохранится в течение ряда лет на уровне 227 тыс. т/го(3, а дальнейший рост производства нефтяного нафталина будет в основном определяться экономикой его производства. [c.21] Сырьевые ресурсы для производства фталевого ангидрида можно несколько увеличить, используя технические сорта коксохимического нафталина и тем самым исключая значительные потери нафталина в процессе его глубокой очистки. Возможность исполь-зовац 1я того или иного сорта технического нафталина определяется составом и количеством содержащихся в нем примесей, а также методом приготовления нафталино-воздушной смеси. [c.21] При испарении нафталина нелетучие примеси оседают на стенках испарителей и в трубопроводах, уменьшая их живое сечение и нарушая гидравлический режим системы. При высокой температуре в присутствии кислорода воздуха органические смолообраз-ные продукты способны самовоспламеняться . При попадании смолистых примесей в зону катализатора уменьшаются его активность и срок службы. Это можно объяснить тем, что смолистые вещества, адсорбируясь частицами катализатора, сгорают на их поверхности в условиях затрудненного теплоотвода. В этих микрозонах одновременно протекают два процесса, способствующие ухудшению качества катализатора. Частицы смолы окисляются, и происходит восстановление пятиокиси ванадия до низших окислов. За счет сгорания адсорбированных органических веществ в зонах адсорбции выделяется большое количество тепла, а ванадиевые катализаторы термически нестабильны (перегревы, даже местные, приводят к их разрушению). Поэтому содержание в нафталине нелетучих веществ и веществ, способствующих их образованию, следует строго ограничивать. [c.21] Как показал опыт, в расплавленном нафталине при транспортировании могут накапливаться нелетучие вещества. Поэтому на заводах-потребителях расплав целесообразно подвергать дополнительному отстаиванию. В качестве отстойников можно использовать аппараты, аналогичные устанавливаемым для этих целей на заводах-изготовителях (рис. 2). [c.22] Отстойник представляет собой цилиндрический аппарат (диаметр 2800 мм) с конусной нижней частью 7. Цилиндр и конус снабжены раздельными рубашками 5 и S для обогрева паром. Температуру замеряют термометрами, установленными в гильзах 1. Конусная часть аппарата почти не обогревается во избежание возникновения конвекционных токов. Ее приходится разогреватьглав-ным образом при чистке аппарата. Отстаивание ведут при 90— 100° С, Во избежание взмучивания отстоя кусковой нафталин загружают на перфорированное дниш,е 6. [c.22] Графика рис. 3. Поскольку метод определения нелетучих примесей влияет на результаты анализов, в цехах, где испаренне нафталина ведут в токе горячего воздуха, определение нелетучих следует вести в условиях, сходных с условиями переработки нафталина. [c.23] Попадание минеральных веществ в катализатор может привести к ухудшению его качества. Особенно нежелательно засорение катализатора солями или окислами железа, которые при температуре контактирования катализируют процесс полного сгорания углеводорода Поэтому количество минеральных примесей, присутствующих в нафталине, должно быть сведено к минимуму. По ГОСТ 10204—62 наименьшее количество минеральных примесей (не более 0,01%) допускается в нафталине марок очищенный и В, наибольшее количество (до 0,05%) — в нафталине марки Б. [c.23] Для снижения содержания серы нафталин подвергают специальной и довольно сложной очистке обработкой в присутствии металлического натрия или гидрированием. Очистку в присутствии металлического натрия ведут в котле из нержавеюш,ей стали, снабженном мешалкой и обогреваемом высокотемпературным теплоносителем. Загруженный нафталин обезвоживают при 175° С в токе азота, затем повышают температуру до 212—220° С и при перемешивании добавляют 1% металлического натрия в виде 50.%-ной суспензии в расплавленном нафталине. При этом сера, содержащаяся в нафталине, связывается с натрием. После этого реактор охлаждают до 120° С и отгоняют нафталин из аппарата. Концентрация серы в нафталине уменьшается в 5—10 раз Следует иметь в виду, что наличие сернистого газа в продуктах контактирования может привести к значительному усилению коррозии оборудования при очистке отходящих газов. Кроме того, сернистые соединения, присутствующие в техническом нафталине, в процессе каталитического окисления должны быть полностью сожжены. Вследствие этого увеличивается тепловой эффект реакции и осложняется процесс контактирования в стационарном слое катализатора. [c.24] Капитальные затраты на оборудование для очистки нафталина натрием относительно невелики, но эксплуатационные расходы составляют приблизительно 13% от стоимости нафталина. Для сооружения установки по гидрированию требуются большие капитальные вложения, но эксплуатационные расходы ниже (примерно 8,5% от стоимости нафталина). [c.24] Из рассмотренного выше влияния различных примесей на качество технического нафталина ясна необходимость его очистки. [c.24] Таким образом, принципиально возможно непосредственное окисление нафталинового сырья низких кондиций. Однако, ввиду того, что выход фталевого ангидрида из этого сырья относительно невысок, вопрос его использования должен решаться на основании тщательных технико-экономических расчетов. [c.25] Как выяснилось уже в первых опытах прн непосредственном окислении нафталиновой фракции каменноугольной смолы выделяется большое количество тепла, так как наряду с основной реакцией окисления нафталина протекают реакции сгорания примесей. Поэтому для окисления нафталиновой фракции потребуется применение конверторов с более совершенными системами теплоотвода. Наиболее перспективным является использовани псевдоожи-женного слоя катализатора, так как при этом коэффициент теплопередачи от контактных газов к охлаждающему агенту наиболее высок. Опыты по окислению нафталиновой фракции каменноугольной смолы в псевдоожиженном слое катализатора si велись на лабораторной установке и на установке полупромышленного масштаба В последнем случае нафталиновая фракция испарялась непосредственно в слое катализатора. Испытывались образцы обогащенной нафталиновой фракции, состав которой характеризуется следующими данными %). [c.25] Вернуться к основной статье