Производство капролактама - Бадриан А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Капролон применяют как конструкционный и антифрикционный материал для изготовления купногабаритных изделий механической обработкой. Полиамид Г1-АК80/20—продукт поликонденсации капролактама ,(20%) и АГ-соли (80%) идет для изготовления различных технических изделий методом литья под давлением. Полиамид П-А1К7 — продукт сополимеризации АГ-соли '(93%) и капролактама, представляет -собой материал, стойкий к истиранию и воздействию растворителей, обладает низким коэффициентом трения.
Прочность, Разрывное,
Н/мм2 удлинение, %
Текстильная и техническая нить . Техническая высокопрочная нить Высокообъемная нить . . . .
Штапельное волокно .
390—560 22—45
560—890 16—22
120—440 24—40
330—390 до 100
14
Полиамиды П-54, П-548 и другие сополимеры капролактама, АГ- и СГ-со-лей, попользуют для изготовления клеев, лакав, пленок, прокладочных материалов и изделий, применяемых в> авиационной, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Литература
1. Фурман М. С. и др. Производство циклогексанона и адипиновой кислоты окислением циклогексана. М., «Химия», 11967. 235 с.
2. Greek В., Chem. a. Eng. News, 20/Х 1975, р. 10—12.
3. Моке М. Б., Чечик Е. И. Хим. пром. за рубежом, 1975, № 10,,с. 3—<16.
4. Фишман К. Е., Хрузин Н. А. Производство волокна капрон. Изд. 3-е. М., «Химия», 1976. 310 с.
5. Справочник по пластическим массам. Под ред. М. И. Гарбара, М. С. Акутина,
Н. М. Егорова. Ч. 1. М., «Химия», 1967. 46(2 с.
6. landa !., Chem. prum., 1975, № 1, p. 51—56.
i
ГЛАВА II
ПОЛУЧЕНИЕ ЦИКЛОГЕКСАНА
Первым промежуточным продуктом окислительной схемы производства капролактама является циклогексан, который получается преимущественно гидрированием бензола. Циклогексан содержится в большинстве нефтей в количестве от 0,3 до 1%, однако препятствием для использования «нефтяного» циклогексана в промышленности органического синтеза является сложность его выделения, В Литературе описаны различные методы выделения цикло-гёксайа: экстрактивная дистилляция с фенолом [1], комбинированный метод, включающий дистилляцию, экстрактивную дистилляцию и дробную кристаллизацию [2], комплексообразование с тио-карбамидом [3] и другие [4]. Все они непригодны для создания промышленного производства циклогексана. Основным метод,ом получения циклогексана является метод, основанный на гидрировании бензола.
Механизм и кинетика гидрирования бензола
Бензол в присутствии катализаторов легко гидрируется до циклогексана. Реакция обратима и сопровождается выделением значительного количества тепла (207 кДж/моль): С понижением температуры и повышением давления реакция сдвигается в сторону образования циклогексана.
Константа равновесия этой реакции К в области 500—550 К вычисляется из уравнения {5]:
9590
lg к = —— — 9,9194 lgТ + 0,002285Г + 8,565
Зная величину К, можно определить степень конверсии бензола в циклогексан а
Рсен12 a (A, -f 1 — За)3
гДе Pc6Hi2> Рс6н6 и Рн2'—парциальные давления циклогексана, бензола и водорода в равновесной смеси; % — мольное отношение водорода к бензолу; Р — общее давление.
Ъ...
Вычисленные значения равновесных степеней конверсии бензола в циклогексан при разных давлении, температуре и мольном отношении водорода к бензолу представлены на рис. 1 [6]. Из рисунка видно, что при атмосферном давлении и температуре ниже 200°С процесс идет почти нацело.слева направо до циклогексана, а при температуре выше 350 °С равновесие полностью сдвигается влево. Поэтому, при использовании малоактивных катализаторов (например, сульфидных), когда температуру реакции необходимо повышать до 350—370 °С, полно^-го превращения бензола удается достичь только при давлении около 30 МПа.
Сведения о механизме и кинетике процесса гидрирования бензола в литературе весьма разноречивы [7—9]. Это относится не только к порядку реакции по бензолу, водороду и циклогексану, но и к температурным коэффициентам, энергии активации и другим характеристикам. Некоторые авторы считают, что процесс протекает по нулевому порядку по бензолу и первому по водороду. В то же время для температур выше 100°С порядок реакции, определенный разными авторами, оказывается различным [7].
Такие расхождения объясняются главным образом тем, что исследования велись в неодинаковых условиях, с применением зачастую несовершенных экспериментальных методик, н-апример, в статических или проточных установках, не обеспечивавших изотер-мичности процесса.
Механизм и кинетика гидрирования бензола на никелевых катализаторах подробно исследов&лись Г. Д. Любарским с сотр. с применением проточно-циркуляционного метода, дающего надежные результаты при широком варьировании температуры, давления, объемной скорости, парциальных давлений компонентов, размеров зерна катализатора* и других параметров процесса [10—13].
На рис. 2 представлена зависимость скорости реакции в кинетической области от парциального давления бензола (рн2= const)
При разных температурах.
В температурном интервале до 100 °С скорость реакции остается практически постоянной вплоть до степени конверсии 80%,
Что свидетельствует о нулевом порядке по бензолу в этой области.
