Производство терефталевой кислоты и ее диметилового эфира - Овчинников В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Реакционная среда в реакторе окисления представляет собой гетерогенную систему (газ — жидкость — твердый кристаллический продукт), которая в значительной степени усложняет возможности изучения ее кинетики и механизма, реакций тепло- и массообмена, фазовых превращений и др. Предложены
4—241 ’ 49
различные типы реакционных устройств и схем для окисления n-ксилола. По принципу перемешивания их можно разделить на две группы: 1) реакторы с принудительным механическим перемешиванием (аппараты с перемешивающими устройствами); 2) реакторы, перемешивание в которых достигается за; счет использования энергии сжатого газа (например, барботаж-ные колонны). Наиболее широко в производстве фталевых кислот применяют реакторы с механическими перемешивающими устройствами [202—206].
В монографии Холанда и Чапмана [207] подробно рассмотрены проектирование и расчет реакторов для жидкофазных процессов, освещены вопросы перехода от лабораторных и опытных установок к промышленным.
Несмотря на то что аппараты с механическими перемешивающими устройствами обеспечивают необходимый режим перемешивания, влияющий на тепло- и массообмен, а также на результаты химических процессов, сложность уплотнения валов мешалок, работающих в условиях агрессивных сред, повышенных температур и давлений, привела к необходимости разработки более простых устройств, исключающих применение мешалок. К таким реакторам следует отнести колонный аппарат с внутренней или внешней циркуляционной трубой [208], колонный реактор с барботажными тарелками [209, 210] и другие устройства.
Поскольку в промышленных реакторах скорость реакции' определяется в большинстве случаев диффузионными факторами, особое внимание исследователей было направлено на изучение влияния перемешивания на скорость процесса окисления, выход и качество терефталевой кислоты. Результаты исследований наряду с созданием высокоактивных каталитических систем открыли дополнительные возможности интенсификации технологии получения терефталевой кислоты, повышения ее качества непосредственно в процессе окисления «-ксилола и тем самым создали реальные предпосылки для исключения дорогостоящей очистки продукта.
Продолжительность смешения реагентов в реакционной зоне предлагается сократить за счет увеличения числа оборотов мешалки, а также путем рассредоточения подачи реакционных продуктов в различные точки реакционной зоны. В японском патенте [211] показано, что при вводе «-ксилола в реакционную зону не менее чем по трем вводным участкам, расположенным по высоте, количество примесей (например, «-карбокси-бензальдегида) в терефталевой кислоте снижается более чем в два раза и улучшается показатель цветности. В другом японском патенте [212] показано, что эффективность окисления «-ксилола в терефталевую кислоту может быть повышена с помощью мешалки, состоящей из ряда лопастей, расстояние между которыми в 1 —1,5 раза превышает размах лопастей мешалки.
50
Литература
1. Бах А. Н. — ЖРФХО, 1897, т. 29, с. 373.
2. Engler С., Wild. Я. — Вег., 1897, Bd 30, S. 1669.
3. Семенов Н. Н. Цепные реакции. М., Госхимтехиздат, 1934. 285 с.
4. Эмануэль Н. М., Денисов Е. Т., Майзус 3. К. Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе. М., Наука, 1965. 375 с.
5. Химическая кинетика и церные реакции (К юбилею акад. Н. Н. Семенова). М., Наука, 1966. 603 с.
6. Zaikov G. Е., Howard I. A., Ingold К¦ U. — Canad. J. Chem. Eng., 1967, vol. 45, p. 733.
7. Денисова Л. H., Денисов Е. Т. — Изв. АН СССР. Сер. хим., 1965, № 9, с. 1702—1706.
8. Беккер Г. Введение в электронную теорию органических реакций. Пер. с нем. М., Мир, 1977. 658 с.
9. Эмануэль Н. М., Заиков Т. Е„ Майзус 3. К. Роль среды в ради-кально-цепиых реакциях окисления органических соединений. М., Наука, 1973. 279 с.
10. Производство капролактама./Под ред. В. И. Овчинникова и В. Р. Рутииского. М., Химия,
1977. 263 с.
11. Kamija 1. — J. Catal., 1972, vol. 24, p. 69.
12. Шилов A. E., Штейман A. A.— Кинетика и катализ, 1973, т. 14, с. 149.
13. Эмануэль Н. М. — В кн.: Тезисы докладов Ш Всесоюзной конференции по жидкофазному окислению органических соединений, Минск, 1975, с. 3—5.
14. Александров В. Н., Овчинников В. И., Гитис С. С. — ЖОХ, т. 43, 197», т. 123.
15. Miller L., Nordblom G., Мау-eda Е.—J. Org. Chem., 1972, vol. 37, p. 916.
16. Денисов E. Т. Кинетика гомогенных химических реакций. М., Высшая школа, 1978. 367 с.
17. Fallab S. — Angew. Chem. Intern. Engl., 1967, vol. 6, p. 496.
18. Тулупов В. А., Мататов Ю. И.— ДАН СССР, 1970, т. 194, с. 625.
4*
19. Кондратов В. К., Русьяно-ва Н. Д. — В кн.: Теория и практика жидкофазного окисления. М., Наука, 1974, с. 155—159.
20. Дигуров Н. Г., Настюкова И. В., Лебедев Н. Н., Черкасов Г. Н. — Нефтехимия, 1968, т. 8, с. 573.
21. Bolland I. — Frans. Farad. Soc., 1950, vol. 46, p. 358.
22. Кнорре Д. Т., Майзус 3. К-, Эмануэль Н. М. —ДАН СССР, 1957, т. 112, с. 457.
23. Howard I. A., Ingold К. U. — Canad. J. Chem., 1966, vol. 44, p. 1119.
24. Middleton В. S., Ingold K. U. — Canad. J. Chem., 1967, vol. 45, p. 191.
