Производство терефталевой кислоты и ее диметилового эфира - Овчинников В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Термические твердые отходы сжигают по схеме, изображенной на рис. 3.24. Твердые отходы производства: отработанный активированный уголь, минеральные и органические осадки — после фильтров поступают на установку сжигания твердых отходов в обогреваемых контейнерах. Отходы выгружают в бункер с питателем 1, дозируют в горизонтальную барабанную вращающуюся печь 2.
Печь представляет собой металлический барабан, внутренняя поверхность которого футерована шамотным кирпичом.
Ось печи расположена под углом 2° к горизонтали. Барабан вращается с помощью электропривода через редуктор. В этих условиях сжигаемые отходы плавно перемещаются вдоль печи и в виде золы осаждаются в камере дожигания 3 или в циклоне 4. Для подогрева ротора перед пуском установки в работу в схеме предусмотрена подача мазута через форсунку, установленную в неподвижной крышке торцевой части печи.
Рис. 3.23. Циклонный реактор:
i — головка циклона; 2 — патрубок для возду ха и мазута; 3— камера сжигания; 4 —спи ральный змеевик; 5 — газоход*копильник; 6-выходная летка.
7*
Рис. 3.24. Принципиальная схема обезвреживания твердых отходов:
/ — бункер с питателем; 2 — барабанная вращающаяся печь; 3 — камера дожигания; 4 — циклон; 5 — дымосос; б —дымовая труба;
/ — твердые отходы производства; // — мазут; /// — воздух; IV — дымовые газы; V — зола.
Дымовые газы с температурой 1300 °С поступают в камеру дожигания 3, в которую подают мазут и воздух. Основное их назначение — обеспечить регламентный температурный режим 1000—1200°С и полное сгорание органических примесей. После камеры дожигания 3 дымовые газы, пройдя камеру смешения с воздухом для снижения температуры до 250 °С (на рисунке не показана) и циклон 4 (для сепарации и улавливания мелкодисперсных твердых частиц), сбрасываются дымососом 5 в атмосферу через дымовую трубу 6.
ОДНОСТАДИЙНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТФК ИЗ л-КСИЛОЛА (ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ СПОСОБ)
В СССР одностадийный способ получения чистой ТФК жидкофазным каталитическим окислением п-ксилола в среде уксусной кислоты был разработан на основе проведенных исследований [11; 24, с. 41; 62; 31; 32; 34—36, с. 18; 65; 37]. Промышленная установка синтеза ТФК была введена в эксплуатацию в 1977 г. Отличительная особенность этого способа — применение эффективного кобальтмарганецникельбромидного катализатора, обладающего высокой селективностью, и проведение реакции окисления в найденных оптимальных условиях (температура, концентрации реагентов, продолжительность их смешения и др.). Основное достоинство этого способа — чистая волокнообразующая ТФК получается непосредственно в процессе окисления /г-ксилола, и какие-либо способы ее очистки не требуются.
Разработке и созданию одностадийного процесса предшествовали работы по установлению механизма и кинетических закономерностей реакции окисления я-ксилола и промежуточных 100
продуктов его превращения в среде уксусной кислоты при использовании индивидуальных и смешанных металлбромидных катализаторов. Это позволило определить факторы управления селективностью процесса. Результаты проведенных работ приводятся ниже.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТОРОВ ПОВЫШЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОСТИ РЕАКЦИИ ЖИДКОФАЗНОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ «-КСИЛОЛА
Для подбора наиболее оптимального состава катализатора с целью интенсификации и повышения селективности процесса были исследованы изменения валентных состояний кобальтбро-мидного, марганецбромидного, кобальтмарганецбромидного катализаторов в ходе окисления я-ксилола (л-КС), основных промежуточных продуктов его превращения — я-толуилового альдегида (я-ТА) и п-толуиловой кислоты (п-ТК), а также уксусной кислоты (УК), являющейся реакционной средой [11, 20].
Реакция окисления я-ксилола (рис. 3.25) в присутствии ко-бальтбромидного катализатора завершается через 12 мин, а в присутствии марганецбромидного конверсия я-ксилола через 30 мин достигает только 65% (кривые 1 я 1' соответственно). На кинетической кривой изменения концентрации Со3+ наблюдаются два максимума, совпадающие по времени с максимальным накоплением в оксидате ,я-ТА и я-КБА (кривые 2 и 3 соответственно) .
При окислении я-ксилола с применением марганецбромидного катализатора (180°С) на кинетических кривых накопления я-ТА и я-КБА (кривые 2' и 3') четко выраженных максимумов не наблюдается, и оба продукта находятся в реакционной смеси в соизмеримых 34 количествах. Отсутствие чет- ^ кой стадийности в образо-вании альдегидов согласует- § ся с тем, что кривая изме- ?Д8 нения концентрации Mri34* ^
Рис. 3.25. Влияние состава катализатора на реакцию окисления я-ксилола в 98%-ной уксусной кислоте при 180 °С.
Исходные концентрации: л-ксилол —
2 моль/л; Мп2+, СоН-— по 2,73‘Ю-1
моль/л; Вг- — 2,5• 10-2 моль/л.
Окисление на кобальтбромидиом катализаторе;— цифры без штрихов. Окисление на марганецбромидном катализаторе—цифры со штрихами;
—/г-ксилол; 2 — я-толуиловый альдегид; з — я-карбоксибеизальдегид; 4 — кобальт трехвалеитный; 5 —марганец трехвалентный; 5 —бром.
10 20 Время, мин
Ю 20
бремя, мин
0,9
§ л «о
«а -* дез?
о,гЩ г
1 _ с; 0,3 с
0
