Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
Третья ступень ректификации. Схема третьей ступени ректификации аналогична схеме первых двух ступеней. Сначала в системе создают вакуум (до остаточного давления 160 мм рт. ст.), а затем включают электрообогрев куба 31. После появления флегмы при температуре верха — 60 °С ректификационная колонна 32 в течение 15— 30 мин работает «на себя», т. е. с полным возвратом флегмы, — до
Взаимодействие хлорпроизводных углеводородов с кремнием 67
установления постоянного режима. После этого начинается отбор фракций.
Первая фракция, состоящая из бензола, хлорбензола и фенилтрихлорсилана, отбирается в две стадии. Сначала при температуре верха колонны 60—80 °С и остаточном давлении 160 мм рт. ст. отбирают легкокипящие компоненты — бензол и хлорбензол, затем
Рис. 19. Общий вид отделения ректификации органохлорсиланов.
повышают давление до 60 мм рт. ст. и при температуре верха до 195 °С отбирают высокркипящие компоненты ¦— фенилтрихлорсилан и частично дифенил. Конец отбора легкокипящих веществ определяют по понижению содержания хлора (до 26—25 вес. %) и уменьшению плотности фракции до 1,20 г/см3.
Вторую (промежуточную) фракцию, содержащую фенилтрихлорсилан, дифенил и дифенилдихлорсилан, отбирают при температуре верха колонны 198—207 °С (температура зависит от состава сырья и от колебаний давления в системе) и остаточном давлении 40— 60 мм рт. ст. В конце отбора промежуточной фракции содержание 5*
68
Гл. 1. Получение органохлорсиланов
хлора в ней должно быть не ниже 27,3%, плотность — не менее 1,214 г/см3, а содержание фракции, выкипающей в интервале 301— 308 °С (собственно дифенилдихлорсилан), — не ниже 90%. Промежуточную фракцию можно направить на повторную разгонку.
Третья фракция — целевая, состоящая в основном из технического дифенилдихлорсилана, отбирается при температуре верха колонны до 215 °С и остаточном давлении 40 мм рт. ст. Отбор фракции прекращают при содержании хлора в отгоне 27% и достижении плотности 1,214 г/см3.
Пар
Рис. 20. Горизонтальная ректификационная колонна: 1 — решетки; 2 — импеллеры; 8 — лоток
По окончании отбора дифенилдихлорсилана обогрев куба выключают и доводят давление в системе до атмосферного. Затем куб разгружают. Кубовый остаток при необходимости поступает на четвертую ступень ректификации с целью выделения трифенилхлор-силана. Ректификация трифенилхлорсилана ведется аналогично ректификации фенилтрихлорсилана и дифенилдихлорсилана. Общий вид отделения ректификации приведен на рис. 19.
Для ректификации органохлорсиланов могут быть использованы и горизонтальные ректификационные колонны (рис. 20). Особенностью таких колонн является использование вращающихся импеллеров 2, разбрызгивающих жидкость через пар (в вертикальных колоннах, наоборот, пар под давлением проходит через жидкость) и таким образом перемешивающих жидкость и пар. В горизонтальных колоннах, кроме того, применены новые конструкции водосливных устройств и отбойных лопаток. Благодаря применению импеллеров горизонтальные ректификационные колонны более удобны в работе, чем вертикальные. Горизонтальные колонны могут иметь гебельшую длину, поскольку
Взаимодействие хлорпроизводных углеводородов с кремнием 69
в них не происходит уноса жидкости, как в вертикальных аппаратах. Кроме того, в горизонтальных колоннах можно вести вакуумную ректификацию с чрезвычайно незначительными перепадами давления, так как необходимость в повышенном давлении для осуществления массообмена отпадает.
Как известно, эффективность тарелок ректификационной колонны зависит от интенсивности массообмена пара и жидкости. В горизонтальной колонне жидкость троекратно участвует в массообмене с паром. Импеллеры горизонталь-Ной колонны сходны с импеллерами центробежного насоса. Жидкость, попадая на лопасти .импеллера, отбрасывается в виде мельчайших капелек. Решетки 1, разделяющие колонну, не дают капелькам жидкости попадать в примыкающие отделения, между тем как пары проникают туда свободно. Три импеллера обычно эквивалентны одной теоретической тарелке, независимо от вязкости ректифицируемой жидкости. Каждый импеллер имеет ширину 152 мм. Следовательно, То разделение, для которого требуется 3,5 м в колпачковой ректификационной колонне, осуществляется в горизонтальной колонне на отрезке всего 46 см.
Диаметр горизонтальной колонны может быть меньше диаметра вертикальных колонн. Помимо этого, если в вертикальных колоннах необходимо обеспечивать определенный минимум подачи пара во избежание вытекания жидкости через тарелки, в горизонтальных колоннах этого не требуется. Однако необходимо отметить,что при окружной скорости импеллера 9 м/сек на горизонтальной колонне расходуется немного больше энергии, чем Для подачи флегмы на верх вертикальной колонны. В целом же в экономическом отношении горизонтальные ректификационные колонны могут конкурировать с вертикальными, если жидкость перегоняется при температуре ниже ее температуры кипения при атмосферном давлении и если диаметр колонны меньше 3 м.
Фенилхлорсиланы (за исключением трифенилхлорсилана) представляют собой бесцветные, прозрачные, дымящие на воздухе и легко гидролизуемые жидкости со специфическим запахом хлор-ангидридов. Трифенилхлорсилан — бесцветные кристаллы, плавящиеся при 97 °С. Фенилхлорсиланы легко растворяются в органических растворителях.
