Производство капролактама - Бадриан А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Однако, поскольку тепловой эффект гидрирования фенола в циклогексанон составляет ~ 147 кДж, адиабатический разогрев даже при таком избытке водорода может быть значительным. При этом кинетика процесса такова, что основное количество тепла выделяется в первых по ходу газа слоях катализатора. Охлаждение трубок реактора кипящей водой позволяет отвести тепло реакции; но и в этом случае при работе с неразбавленным палладиевым катализатором ввиду его высокой активности не удается избежать перегревов. Перепад температуры по длине катализаторной труб-
ки (d„н=33 мм, 1=7 м) может достигать 90 С, процесс образования циклогексанона заканчивается на коротком участке слоя катализатора (около 1 м), и на последующих слоях циклогексанон начинает гидрироваться до циклогексанола.
При разбавлении катализатора инертным материалом (что соответствует уменьшению его активности) перепад температуры подлине слоя катализатора значительно снижается и соответствен-
т
75
С
I
50
гу
// -<~3 у 1у/
/ II / // sf ¦
W/- Ш' " \ ' ч \ ¦З!: '
35
30
25
20°Ч
15 "
10
5
О
1 2 3 4 5. В 7
Длина, н
Рис. 26. Изменение содержания циклогексанона в продуктах реакции (-------------------) и
перепада температуры ,(-------------) по длине слоя катализатора при гидрировании
фенола для разной степени разбавления катализатора:
/ — 67%; 2 — 50%; 3 — 33%.
но уменьшается скорость протекания вторичной реакции (рис. 26) [18]. При этом, как следует из рисунка, разбавление лобового слоя катализатора должно быть большим, чем последующих слоев. Исходя из приведенных закономерностей, при конструировании реакторов гидрирования необходимо предусмотреть возможность проведения процесса в двух (или более) слоях катализатора с различной степенью разбавления. В одном из вариантов катализатор загружается в два последовательно включенных реактора гидрирования с разной степенью разбавления инертным материалом (силикагель, керамика). Температура в первом реакторе, где превращается основное количество фенола, составляет 130—140 °С, во втором несколько ниже 110—130 °С для подавления дальнейшего гидрирования циклогексанона в циклогексанол на конечной стадии процесса, когда степень превращения фенола высока.
Продукты реакции выделяются из парогазовой смеси после реакторов за счет конденсации и сепарирования от циркуляционного газа (как это показано на рис. 25). Состав продуктов реакции таков: 88—92% циклогексанона, 5—6% циклогексанола, 1— 5% непрореагировавшего фенола и менее 1% побочных продуктов.
Ниже приведено сопоставление показателей одно- и двухстадийного методов получения циклогексанона из фенола, которое иллюстрирует преимущества одностадийного метода [9]:
Одностадий- Двухстадий-
ный ный
Характеристика катализатора Pd/Al2Os Ni/CraOs
Содержание активного компонента, % 0,5 50
Насыпная плотность, ir/мл .... 0,5 1.2
Загрузка при равной производитель- 1,0 7,0
ности, т
Условия гидрирования
Температура, °С 110—140 130—150
Давление, МПа 0,1—0,3 1,5-2,5
Мольное отношение Н2: С6Н5ОН . . 10—15 60—100
Объемная скорость, ч-1 0,4—0,6 0,15—0,2
Состав продукта-сырца
Циклогексанон 88—92 0,1
Циклогексаиол 5—6 98—99
Жидкие продукты реакции направляются на ректификацию для выделения чистых компонентов. Фенол возвращается на гидрирование,- циклогексаиол можно использовать как товарный продукт или же после накопления переработать на небольшом агрегате дегидрирования в циклогексанон.
Литература
1. Любарский Г. Д., Стрелец М. М., Хим. пром., 1967, № 7, с. 481—486.
2. Зильберман Е. Н., Хим. пром., 1964, № 3, с. 162—(164.
3. Терентьев А. П., Гусева А. Н„ ДАН ССОР, !1946, т. 52, № 2, с. 135—138.
4. Herbo С., J. chim. phys., 1950, v. 47, p. 454—456.
5. Пат. США 28291166 (1958).
6. Пат. США 3076810 1(1963).
7. Пат. ФРГ 1124487 (1962).
8. Сихарулидзе Н. Г. и др. Авт. свод. № 168282 i(il964); Бюлл. изобр. и товарных знаков, № 4, 1965; Смейкал К. и др. № 196780 1(11966); Изобр., пром. образцы. Товари. знаки. № 12, 11967; Матвеева Г. Н. и др. N° 269928 (1969); Бюлл. изобр. № 16,11970.
9. Стрелец М. М. Кандидатская диссертация. М., ФХИ им. Л. Я. Карпова, 1973.
10. Стрелец М. М. и др., Хим. пром., 1968, № 8, с. 567—57;1; Снаговский Ю. С.,
i Стрелец М. М., Любарский Г. Д., Теор. и эксп. химия (Киев), 1972, т. 8,
вып. 2, с. 238—244.
11. Снаговский Ю. С. и др. В кн.: Труды Всесоюзной конференции ло кинетике каталитических реакций. Новосибирск, Ии-т катализа СО АН СССР, 1973, с. 73—80.
12. Любарский Г. Д., Снаговский Ю. С., Стрелец М. М., «Кинетика и катализ»,
1975, т. И6, № б, с. Ш1—,1197.
13. Jamamoto Н., Kwan Т., Chem. Pharm. Bull., 1969, v. 17, № 6, p. 1081—1089.
14. D’Or, Orzeckowski A., Bull. Soc. chim. Belg., 1953, v. 62, p. 138—141.
15. Любарский Г. Д. и др., «Кинетика и катализ>, 1973, т. 14, № 4, с. 1020—1022.
16. Sholten /. F., A. van Montfoort, J. Catalysis, 1962, v. 1, № 1, p. 85—87.
17. Любарский Г. Д. и др. Авт. свид. № 322021 (1969); Открытия, изобр., Пром. образцы, 1970, № 7; пат. ФРГ 2026736 (il974); англ. пат. 1316820 (1973).
