Фталевый ангидрид - Гуревич Д.А.
Скачать (прямая ссылка):
тепло. В практике эксплуатации конверторов с псевдоожиженным слоем катализатора не отмечалось случаев взрыва или загорания, несмотря на то, что во всех конверторах смесь воздуха и нафталина является взрывоопасной.
При снижении отношения воздух : нафталин сокращается расход электроэнергии на компримирование воздуха, уменьшаются диаметр конвертора и площадь фильтров, устанавливаемых для отделения катализаторной пыли (что является одним из наиболее существенных факторов), значительно облегчаются условия выделения и улавливания фталевого ангидрида из паро-газовой смеси продуктов контактирования. Таким образом, снижение отношения воздух : нафталин дает возможность сократить расход энергии и уменьшить капитальные затраты, т. е. снизить себестоимость готовой продукции. Что касается влияния соотношения воздуха нафталин на. выход фталевого ангидрида, то соотношения, принятые для промышленных систем, мало влияют на выход продукта при проведении процесса в псевдоожиженном слое 37.
Благодаря - более точному регулированию технологических параметров, в конверторах с псевдоожиженным слоем катализатора можно получать продукт большей степени чистоты, чем в конверторах со стационарным слоем катализатора. Получение более чистого продукта облегчает условия дистилляции. При сравнительных опытах 161 на установке с псевдоожиженным слоем катализатора были получены партии продукта, содержащего 99,3—99,6% фталевого ангидрида. Температура кристаллизации отдельных образцов составляла 130,5—130,9° С. В продукте, полученном на установке со стационарным слоем катализатора, содержание фталевого ангидрида составляло 99,1—99,4%, а температура кристаллизации была равна 130,3—130,6° С. Более низкое качество продукта, полученного при окислении нафталина в стационарном слое катализатора, объясняется наличием большего количества примесей, главным образом 1, 4-нафтохинона.
Имеются сведения 1б8'1б9, что на установках с псевдоожиженным слоем катализатора были достигнуты наиболее высокие выходы фталевого ангидрида (92—95% от теоретического) из известных в промышленности.
Суммируя изложенное выше, в качестве основных преимуществ применения псевдоожиженного слоя катализатора в производстве фталевого ангидрида назовем следующие: возможность значительно более точного регулирования температуры в зоне катализа; большая безопасность работы; значительное улучшение условий теплоотвода; уменьшение расхода энергии и капитальных затрат; возможность создания агрегатов большой мощности; уменьшение размеров конденсаторов в связи со снижением отношения воздуха к нафталину.
Недостатком псевдоожиженного слоя является продольное перемешивание газовой фазы, приводящее к выравниванию концентраций реагентов и, следовательно, к снижению скорости реакции.
Кроме того, в псевдоожиженном слое катализатор подвергается частичному истиранию, что в некоторой степени способствует снижению срока его службы.
Встретились большие трудности в моделировании процессов при переходе от лабораторных опытных аппаратов к промышленным агрегатам, так как с увеличением размера аппарата гидродинамический режим в псевдоожиженном слое существенно меняется. Моделирование подобных процессов и аппараторов разработано еще недостаточно.
В настоящее время мощности по производству фталевого ангидрида увеличиваются в значительной степени за счет создания агрегатов с псевдоожиженным слоем катализатора. В 1962 г. мощности действующих и строящихся установок производства фталевого ангидрида с псевдоожиженным слоем катализатора 37 составляли 164 400 г/год. В США в 1964 г. в одной треги цехов по производству фталевого ангидрида применялся псевдоожиженный слой катализатора170, а в 1966 г. эта цифра превысила 171 50%. В Европе 20% фталевого ангидрида вырабатывается на установках с псевдоожиженным слоем катализатора.
Конструкции конверторов
Конверторы с псевдоожиженным слоем катализатора отличаются относительной простотой конструкции. Как правило, это аппараты колонного типа, внутри которых размещается контактная камера, представляющая собой цилиндр, заполненный катализатором. Газ в зону катализатора подается через газораспределительную решетку, обеспечивающую равномерное распределение газового потока по всему поперечному сечению конвертора. Съем тепла реакции осуществляется двумя способами: либо циркуляцией катализатора через теплообменники, расположенные вне зоны катализатора, либо при использовании теплообменивающих элементов, размещенных непосредственно в слое катализатора. При окислении нафталина во фталевый ангидрид в псевдоожиженном слое катализатора второй метод отвода тепла более прост и надежен в эксплуатации. В этом случае отпадает необходимость в непрерывной циркуляции катализатора через теплообменник в целях поддержания определенного гидравлического режима системы.
Отличительной особенностью конверторов с псевдоожиженным слоем катализатора является также наличие в них пылеотдели-тельных устройств. Высокая стоимость катализаторов, применяемых для окисления нафталина, обусловливает необходимость полного улавливания всего катализатора, уносимого газовым потоком из реакционной зоны. Для этого непосредственно над слоем катализатора располагается камера осаждения, где отделяется значительная часть катализаторной пыли. Над пылеотделительной камерой установлены фильтры.
