Фталевый ангидрид - Гуревич Д.А.
Скачать (прямая ссылка):
Сульфат ванадила VOSO4 • 2H2O представляет собой кристаллы голубого цвета, растворимые в воде.. В промышленности в соответствии с ЦМТУ 2112—49 (см. Приложение) выпускают два сорта сульфата ванадила: «чистый для анализа» (ч. д. а.) и «чистый» (ч.).
При работе на смешанном ванадий-калий-сульфатном катализаторе степень превращения нафталина характеризуется следующими показателями: во фталевый ангидрид превращается 87— 91%, в 1, 4-нафтохинон 1—2,5%, в малеиновый ангидрид 2,8—3,3%, сгорает и переходит в другие продукты 2,0—4,1% исходного нафталина. Производительность ванадий-калий-сульфатного катализатора 65—70 г фталевого ангидрида с 1 кг катализатора в час, или 40—42 г фталевого ангидрида с 1 л катализатора в час (при выходе 86—91% от теоретического на стадии контактирования)153. Срок службы катализатора более 5 лет 12. Предполагается, что сульфат калия играет роль ингибитора, снижающего высокую активность катализатора (получаемого при применении высокопористого силикагеля) и повышающего его избирательность.
Существенным показателем катализатора является механическая прочность. Предлагается считать катализатор действительно прочным, если для разрушения таблетки требуется усилие 5— 10 кгс, а при вращении таблеток в шаровой мельнице количество образующейся за 1 ч пыли составляет не более 3% от массы катализатора 154. Для повышения механической прочности силикагеля предлагают пропитывать гидрогель 1 — 10%-ным раствором виннокислой соли щелочного металла с последующей промывкой, сушкой и активацией силикагеля 155.
Основной задачей дальнейшего усовершенствования катализаторов является повышение их избирательности и производительности. Для улучшения показателей работы ванадий-калий-сульфатного катализатора предлагается вводить в него различные добав-
ки, главным образом соединения Ag, Li, Ce, Rb и др.,56. Достижением является разработка катализатора, стойкого по отношению к сере (в количестве до 1%, считая на исходное сырье37), и катализатора, пригодного для работы на нафталине, о-ксилоле или смеси нафталина с о-ксилолом 157. При работе на таких катализаторах значительно повышается экономическая эффективность процесса.
В установках с псевдоожиженным слоем применяют катализаторы в основном того же состава, что и в установках со стационарным слоем. Отличительной особенностью первых катализаторов является высокая дисперсность и повышенная прочность. Первоначально в промышленных агрегатах с псевдоожиженным слоем катализатора применяли плавленую пятиокись ванадия, но в дальнейшем ее заменили ванадий-калий-сульфатным катализатором, обеспечивающим более высокие выходы фталевого ангидрида. Один из образцов подобного катализатора75 (насыпная масса 0,7—0,95 кг/л) характеризуется следующим составом (%)•
( Металлическое железо и окислы (в пе-
ресчете на Fe), не более .... 0,2 Сульфат ванадила (в пересієте на
V2O5).......... 6—9
Щелочные металлы (в пересчете на
v K2O)............ 11—13
Серная кислота (в пересчете па SO J-) 19—22
Окись кремния ...... 54—65
Размер частиц катализатора и соотношения между различными фракциями в нем определяются его плотностью и выбранной скоростью потока паро-газовой смеси в поперечном сечении конвер-
Таблица 3
Гранулометрический состав катализатора для псевдоожиженного слоя
Размер частиц
MK
Доля фракции вес. %
Размер частиц
MK
Доля фракции вес. %
Данные р
600— 420 420—295 295—210 210—150 150—104 104— 76
76-60
60—40
40—30
30—20
20—10
10—5 <5
а б о т ы 159
0,1 1,1 6,1 9,0
21,0 6,5 7,2
12,1 7,4 9,2 9,8 5,0 5,5
Данные р
359—250 250—150 150—105 105-75
<75 Данные р
> 450 450—355 355—275 275—150 150—100 100—75 75-60
<60
а б о т ы 160
<5 30-50 15-20 5—10 25—30 а б о т ы 1,7 0,0 0,3 1,3 33,4 19 2 12,7 19,7 12,7
4*
51
тора. Іак правило, основная масса частиц катализатора в йсевдо-ожиж* ином слое имеет размеры 37'158 в пределах от нескольких до 300' мі:. Это подтверждается примерами гранулометрических составов катализаторов, приведенных в табл. 3.
Сведения о производительности катализатора в псевдоожижен-ном слре очень скудны. Имеются данные 160, что нагрузка на ка-тализатЬр составляла 22—26 г нафталина на 1 кг катализатора в час, но эта цифра представляется заниженной.
Высокую селективность и производительность катализатора можно обеспечить, заменяя часть отработанной пыли свежей. По одним данным 161 расход катализатора в этом случае будет равен 10% в год, а по другим 37>158— 1 кг катализатора на 1000 кг переработанного нафталина.
Эти данные блнзкн друг к другу, как видно из следующего конкретного расчета. Если принять нагрузку на катализатор 25 г нафталина на 1 кг катализатора в час 148 н производительность системы по нафталину 8000 т/год, то масса катализатора в системе при 8000 рабочих часов в год будет равна:
8000 - 1000 • 1000 .„ ^ 8000 - 25-= 40 000 кг
Если расход катализатора равен 10% в год, т. е. 400 кг/год, или 0,5 кг/ч, то это составит 0,5 кг катализатора на 1000 кг переработанного нафталина.
