Фталевый ангидрид - Гуревич Д.А.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 10 изображен барботажный испаритель, применяемый на установке для получения фталевого ангидрида непосредственно из нафталиновой фракции48, содержащей 50—75% нафталина. Испаритель представляет собой колонну 3 тарельчатого типа (на рис. 10 изображена колонна с двумя тарелками). Воздух подается воздуходувкой / в теплообменник 2, где он подогревается паром, и далее поступает в зону испарения нафталина 6. Противотоком к воздуху, сверху вниз подается нафталиновая фракция или расплавленный нафталин, которые насосом-дозировщиком 5 подаются на верхнюю тарелку испарителя. Смола, остающаяся после испарения нафталина, непрерывно удаляется через гидрозатвор 7. Нафталино-воздушная смесь, в которой концентрация нафталина выше взрывоопасной, выводится из испарителя через штуцер 4. В испарителях большой производительно-
—I — Воздух Рис. 10. Барботажный испаритель:
/—воздуходувка; 2— теплообменник; 3— испаритель; 4— штуцер; 5— насос; 6— зона испарения нафталина; 7 — гидрозатвор.
сти промежуточный сборник не монтируется внутри аппарата, а устанавливается отдельно.
При эксплуатации испарителей барботажного типа необходимо очень точно соблюдать технологические параметры, в особенности поддерживать нужный температурный режим процесса и сохранять заданное количество подаваемого воздуха. Соблюдение указанных параметров необходимо для обеспечения требуемого соотношения компонентов в нафталино-воздушной смеси.
Преимуществом барботажного испарителя является возможность получения невзрывоопасных нафталино-воздушных смесей. Кроме того, в подобных испарителях можно испарять низкосортное сырье, так как значительная часть нелетучих примесей остается после испарения в кубовом остатке. К недостаткам аппарата относятся трудность регулирования состава нафталино-воздушной смеси и необходимость периодической тщательной очистки испарителя от оседающих в нем смолистых продуктов.
Испарители всех систем, загрязненные смолообразными продуктами, промывают горячим раствором едкого натра, а при накапливании больших количеств смол очистка ведется механическим путем. Продукты, загрязняющие испарители, состоят в основном из смолистых веществ, вносимых с нафталином, а также частично образующихся при взаимодействии расплавленного нафталина с горячим воздухом. Кроме того, в остатках, удаляемых из испарителей, обнаружено значительное количество неорганических примесей, в том числе окислы кремния и железа.
КОНВЕРТОРЫ ДЛЯ ПАРОФАЗНОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ НАФТАЛИНА
Основным промышленным методом получения фталевого ангидрида является парофазное каталитическое окисление нафталина. Окисление проводят в аппаратах, называемых конверторами. Известно несколько типов конверторов, отличающихся друг от друга конструктивными особенностями и главным образом типом используемого катализатора. Применяемые конверторы можно разделить на две основные группы: со стационарным и псевдоожиженным слоем катализатора.
Вначале рассмотрим вопросы, являющиеся общими для обеих групп: основные факторы, определяющие выбор конструкции конвертора; хладоагенты, применяемые для отвода тепла реакции; катализаторы.
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ КОНВЕРТОРОВ
К основным факторам, определяющим конструктивные особенности конверторов для производства фталевого ангидрида, относятся следующие78: агрегатное состояние веществ, присутствующих в реакционной зоне; интенсивность перемешивания ингредиентов; давление; химические свойства перерабатываемых веществ; тепловой эффект процесса; температура реакции и интенсивность теплообмена.
Вещества, присутствующие в реакционной зоне, находятся в разном агрегатном состоянии: газообразная нафталино-воздушная смесь окисляется в присутствии твердого катализатора с образованием паро-газовой смеси продуктов контактирования. Таким образом, при получении фталевого ангидрида парофазное каталитическое окисление ароматических углеводородов осуществляется в гетерогенных системах газ — твердое тело. Вследствие высокого теплового эффекта реакции (о чем подробнее будет сказано ниже) для проведения процессов парофазного каталитического окисления ароматических углеводородов практически приемлемыми оказались трубчатые аппараты и аппараты с псевдоожиженным слоем катализатора.
В трубчатых аппаратах твердый гранулированный катализатор находится в трубках, а межтрубное пространство заполняется хла-
доагентом, отводящим тепло реакции. Смесь воздуха с парами нафталина движется через слой твердого гранулированного катализатора со скоростью, обеспечивающей необходимую турбулентность потока. Так как активность применяемых катализаторов большая, достигаемый в данном случае контакт фаз оказывается* вполне достаточным для протекания реакций окисления.
Очень эффективно взаимодействие паро-газовой и твердой фаз протекает в аппаратах с псевдоожиженным слоем катализатора. В этих аппаратах газ движется с определенной скоростью снизу вверх через слой высокодисперсного твердого катализатора, который при этом приводится в состояние псевдоожижения, напоминающее кипение жидкости. Для аппаратов этого типа характерны интенсивное перемешивание газа и мелкозернистого катализатора и малая разность температур между любыми точками нсевдоожи-женного слоя.
