Фталевый ангидрид - Гуревич Д.А.
Скачать (прямая ссылка):
1 — .хранилище исходного сырья; 2 — испаритель; 3—компрессор; 4 — смеситель; 5 — конвертор, 6* —теплообменник; 7—холодильник; 8 —емкость; 9 — распределительное устройство; 10, 15 — конденсаторы намораживания; 11 — аппарат для санитарной очнсткн отходящих газов; 12 — емкость для сырого фталевого ангидрида; 13 — погружной насос; куб днстнлляционной колонны; 16 — ди-стилляцнонная колонна; 17 — конденсатор-дефлегматор; И —паровой подогреватель.
охлаждаются и конденсируются в теплообменнике 16. Перегнанный продукт собирается в хранилище 18, откуда поступает на дистилляцию в куб 19. Охлаждение и конденсация паров происходят в теплообменнике 21. В обеих колоннах дистилляцию ведут в вакууме. Некондиционный фталевый ангидрид возвращается в куб 14, а очищенный продукт собирается в алюминиевой емкости 22, откуда он поступает в кристаллизатор 23 из нержавеющей стали. Кристаллический продукт ссыпается в бункер 23 и после весов 25 автоматически упаковывается в бумажные мешки. При транспортировании фталевого ангидрида в расплавленном виде продукт не кристаллизуют, а хранят в обогреваемых сборниках.
На рис. 78 представлена технологическая схема производства фталевого ангидрида из о-ксилола, нафталина или из их смеси 472. о-Ксилол, нафталин или их смесь из хранилища / поступают в обогреваемый паром испаритель 2. Пары исходных углеводородов смешиваются с воздухом в смесителе 4, куда воздух нагнетается
компрессором 3. Полученная смесь поступает в трубчатый конвертор 5 со стационарным слоем катализатора. Конвертор охлаждается расплавом солей, циркулирующим в межтрубном пространстве. Реакционная паро-газовая смесь продуктов контактирования из конвертора 5 поступает в теплообменник б, охлаждаемый водой. Пар, получаемый в теплообменнике, утилизируется в производстве.
Паро-газовая смесь продуктов контактирования направляется в теплообменник 6 и затем в холодильник 7, где охлаждается до температуры, несколько превышающей точку росы. Если часть фталевого ангидрида конденсируется, то полученную жидкость собирают в емкости 8. Далее смесь продуктов контактирования поступает через распределительное устройство 9 в конденсаторы намораживания 10 и 15, охлаждаемые водой. Выплавление уловленного фталевого ангидрида производится паром.
Расплавленный фталевый ангидрид-сырец собирается в емкости 12, откуда погружным насосом 13 перекачивается в куб 14. Газы из конденсаторов 10 и 15 направляются в аппарат //, который представляет собой печь для дожигания примесей или скруббер для водной очистки. Куб 14 оборудован выносным паровым подогревателем 18. Дистилляционная колонна 16 снабжена конденсатором-дефлегматором 17. Дистиллированный фталевый ангидрид н-аправляется в сборники готового продукта (на рисунке не показаны).
Окисление о-ксилола в псевдоожиженном слое катализатора — процесс более сложный по сравнению с процессом окисления нафталина. Это объясняется, видимо, образованием большего количества промежуточных и побочных продуктов реакции, которые в дальнейшем тоже подвергаются окислению. В псевдоожиженном слое быстро усредняются концентрации продуктов, находящихся в газовой фазе, поэтому достигнуть высоких выходов фталевого ангидрида при окислении о-ксилола оказалось труднее, чем при окислении нафталина. Однако преимущества применения псевдоожиженного слоя катализатора стимулируют развитие исследований этого метода окисления о-ксилола 474-477.
о-Ксилол можно окислять во фталевый ангидрид в псевдоожиженном слое пятиокиси ванадия 467 (размер частиц 0,3—0,8 мм). Скорость движения паро-газовой смеси в поперечном сечении реактора 0,3—0,6 м\сек. Температура контактирования 480—550° С. Отношение воздуха к углеводороду — от 12:1 до 18:1. Выход фталевого ангидрида при этих условиях составляет около 60%. Можно ожидать, что в ближайшие годы метод окисления о-ксилола до фталевого ангидрида в псевдоожиженном слое катализатора будет широко применяться в промышленности. Уже сейчас строится завод 478 мощностью 34 000 т/год фталевого ангидрида, получаемого таким методом. Предполагается, что выход составит 120 кг фталевого ангидрида из 100 кг о-ксилола (85% от теоретического) .
ЖИДКОФАЗНОЕ КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ О-КСИЛОЛА
В процессе жидкофазного окисления о-ксилола в качестве окислителей применяют кислород воздуха, азотную кислоту и другие реагенты. Существенным преимуществом жидкофазного, окисления является возможность получать более концентрированные продукты окисления (по сравнению с методом парофазного окисления), что исключает необходимость выделения фталевого ангидрида из разбавленной смеси продуктов контактирования. В жидкой фазе можно окислять смесь всех трех изомерных ксилолов без предварительного разделения.
При жидкофазном окислении о-ксилола в качестве промежуточного продукта образуется о-толуиловая кислота, окисление которой до фталевой кислоты протекает труднее, чем окисление исходного о-ксилола до о-толуиловой кислоты. Поэтому появились методы ступенчатого жидкофазного окисления о-ксилола до фталевого ангидрида: в три и две стадии. Известен метод окисления в одну стадию. Методы отличаются катализаторами, окислителями и условиями проведения процесса.
