Основы синтеза промежуточных продуктов и красителей - Ворожцов Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
предоставить реакционную смесь самой себе на некоторое время (12-24 час.) и после этого уже приступить к выделению продуктов.
С целью уменьшения возможных вредных влияний местного повышения температуры, от теплоты реакции, каковое влияние распространяется преимущественно на частицы материала, приходящие в непосредственное соприкосновение с нитрующей смесью, стремятся быстрее заменить эти нагретые частицы новыми при энергичном перемешивании реакционной смеси. В технике реакция нитрования производится в чугунных котлах (нитраторах) с ме-
55
шалками, имеющих двойные стенки (рубашки) для охлаждения током воды или холодильного рассола, соотв. для нагрева паром; внутри аппарата установлен также цилиндрический полый или змеевиковый охладитель, соотв. нагреватель (рис. 1). Следят за ходом нитрования, анализируя неорганическую часть реакционной массы иа общую кислотность и содержание азотной кислоты (нитрометром Л у нге). Зная избыток азотной кислоты, взятой против расчета, легко определить момент, когда вся азотная кислота, могущая нитровать, уже израсходована.
Выделение нитросоединений, если они жидки при обыкновенной температуре или плавятся при небольшом нагревании, в производстве осуществляется путем отстаивания всей реакционной смеси в больших железных разделительных воронках - сепараторах. Нитропродукт через некоторое время отделяется от разведенной реакционной водой отработанной кислоты. Последняя по отделении может быть пущена на денитрацию и концентрацию или путем подкрепления серной кислотой (или олеумом) и азотной кислотой вновь войти в состав нитрующей смеси. Если нитрование давт в результате продукт твердый и не растворимый в холодной отработанной кислоте, то последнюю можно также отделить от него (фильтрацией, центрифугированием). Отработанная кислота в этих случаях всегда может извлечь с собой некоторое количество нитропродукта, частично в состоянии раствора. На эту потерю нужно обращать внимание.
Те процессы нитрования, продукт которых не выделяется из отработанной кислоты при стоянии (таковы нитропродукты некоторых производных аминов, сульфокислот, фенолов), заканчиваются разведением реакционной смеси при возможно низкой температуре водой или, лучше, льдом. Такое разведение необходимо проводить при энергичном размешивании, чтобы избежать местных перегревов, сопровождающихся обильным выделением окислов азота.
В тех случаях, когда разведением реакционной массы не удается выделить продукт, иногда пользуются введением в кислотную смесь (до или после разведения ее) какой-либо легкодоступной соли, например поваренной, глауберовой, железного купороса и других. Обычно такое высаливание практикуется по отношению к нитропроизводным, имеющим кроме нитрогрупп еще кислотные группы (С02Н, 503Н). Введение поваренной соли применимо лишь при отсутствии или очень малой концентрации азотной кислоты в реакционной массе, так как иначе выделяется хлор, могущий весьма вредно повлиять на продукты реакции (окислением, охло-рением).
Нитропроизводные сульфо- и особенно полисульфокислот нередко не выделяются после нитрования из реакционной смеси ни одним из этих методов. Тогда прибегают к способу перехода через кальциевые соли, который мы рассмотрим ниже (см. сульфирование).
Как новый способ производственного проведения нитрования отметим предложенный недавно метод работы в аппарате непрерывного действия в). Аппарат состоит в существенной части из нитрующей колонны, разделенной на несколько камер (для бензола - 7, для ксилола - больше). Углеводород и нитрующая смесь подаются непрерывно - первый снизу вверх, вторая - сверху вниз. В камерах нитрующая смесь распределяется мелкими струями системой решеток и сеток. Охлажде-
56
нне свинцовыми змеевиками. Промывка идет также непрерывно в колонне, ннтро-продукт идет Сверху вниз, вода снизу вверх. Следующая операция - отгоика непрореагировавшего углеводорода - также осуществлена по принципу непрерывности.
Этот прием работы является развитием идеи, положенной в основу герм. п. 1915 г. (К у б е р ш к и). Преимуществом метода, оставляя в стороне трудности аппаратурного оформления, является осуществление работы в противотоке, следовательно устранение возможности слишком энергичной реакции при соприкосновении массы углеводорода со свежей нитрующей смесью. Другой принцип - прямого тока -проведен в герм. п. 1908 г. (М. Ь. В.). Углеводород, например бензол, и нитрующая смесь непрерывно идут каждый из своего сборника и, охлажденные до нужной температуры, проходят затем ряд (до 4) малых нитраторов с мешалками, соединенных последовательно. Каждый нитратор можно держать при нужной температуре. Из последнего нитратора реакционная смесь попадает в разделительный цилиндр, откуда, также непрерывно, выходит сьерху нитробензол, снизу отработанная кислота.
Тот же принцип прямого тока положен в аппарат для проведения нитрования н подобных реакций герм. п. 1910 г. ^М). В этом вертикальном аппарате, разделенном на несколько камер (сообщающихся через перегородки, попеременно не доходящие то до стенок цилиндрического аппарата, то до вертикального вала), реакционная смесь подвергается размешиванию в каждой камере пропеллерными мешалками.
