ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние параметров процесса на реакцию окисления из "Производство терефталевой кислоты и ее диметилового эфира" Температурный режим окисления п-ксилола влияет прежде всего на скорость реакции, качество получаемой ТФК и на ско-Р Ость окислительной деструкции уксусной кислоты. Поскольку тепло реакции снимается за счет испарения уксусной кислоты и реакционной воды, температура реакции зависит в основном от давления в реакторе и в меньшей степени — от состава реакционной среды. С повышением температуры возрастает скорость окисления п-ксилола и образования ТФК, увеличиваются потери уксусной кислоты, возрастает количество побочных высокомолекулярных продуктов (за счет окислительной деструкции и конденсации промежуточных соединений), уменьшается содержание в ТФК п-карбонсибензальдегида и п-толуиловой кислоты. [c.64] П-КБА и ТФК появляются в реакционной омеси в значительных количествах при наличии в ней непрореагировавшего /г-ксило- ла. Основными промежуточными продуктами окисления являются л толуиловый альдегид, п-толуиловая кислота и /г-карбо-ксибензальдегид с повышением тем-пературы концентрация их убывает. [c.66] Перемешивание реакционных продуктов с воздухом при окислении /г-ксилола на кобальтбромидном катализаторе имеет весьма существенное значение. Это связано с тем, что в промышленных реакторах в условиях повышенных температур и давлений, а также больших объемов реагирующих продуктов диффузионные факторы могут быть определяющими. [c.66] Максимальная скорость превращения /г-ксилола в ТФК о беспечивается подбором активных катализаторов, нахождением оптимальных параметров реакции (температура, давление, концентрации реагентов и т. д.). Кроме того, условия проведения реакции должны обеспечить и максимальный выход целевого продукта. Всего этого можно достигнуть, если скорость реакции окисления не осложняется диффузионными факторами и расчет реактора может быть проведен по установленным кинетическим параметрам. На лабораторных и опытных установках такие условия создаются относительно легче, когда парциальное давление кислорода и интенсивность перемешивания Р еактантов перестают влиять на скорость химической реакции. Однако при переходе от лабораторных (опытных) к промышленным реакторам, когда масштаб изменяется с 10 до 100, обеспечить кинетическую область протекания реакции жидкофазного окисления алкилароматических углеводородов, в частности /г-ксилола, значительно сложнее и воспроизвести результаты и приемы лабораторных экспериментов не всегда возможно. [c.66] Две турбинные мешалки 13 (см. рис. 3.4) обеспечивают быстрое смешение вводимых реагентов. Частота вращения мешалки может меняться с помощью преобразователя частоты ТПЧ-60, подключетюго к взрывозащищенному электроприводу, от 10 до 220 об/мин. Исходная реакционная смесь, содержащая растворенные в уксусной кислоте /г-ксилол, ацетат кобальта, бромид -натрия и 2% воды, поступает чер ез патрубок 3. Воздух поступает через патрубок 4 в -нижнюю часть реакционной зоны. Необходимое распределение газа в жидкости и быстрое смешение исходных реагентов с рсакционньши продуктами в зоне реакции создаются необходимым числом оборотов мешалок, имеющих оптимальные р азмеры и соответствующую конфигурацию лопастей, установкой отражательных перегородок 2 и отражательных полок 15, а также оптимальным расположением вводных и выводных патрубков жидких и газообразных продуктов. [c.67] Проведетаные нами исследования о влиянии коицентр-ации /г-ксилола в исходной реакционной смеси на скорость его окисления и качество ТФК при использовании кобальтбромидного катализатора показали, что при повышении концентрации /г-ксилола с 0,4 до 2 моль/л продолжительность конверсии возрастает примерно в 3,8 раза, а максимальная скорость окисления — только в 1,8 раза. При дальнейшем увеличении концентрации /г-ксилола реакционная смесь становится нетранспортабельной. Ее перемешивание и транспортирование между аппаратами затрудняется, и качество ТФК ухудшается. Потери уксусной кислоты за счет окислительной деструкции при этом снижаются. Концентрация /г-ксилола в исходной реакционной смеси, обеспечивающая приемлемую скорость окисления в изученных условиях при сохранении достаточной подвижности суспензии, может находиться в пределах 1,5—2,0 моль/л. Качество ТФК при этом п-КБА — 0,2-1-0,5, /г-ТК — 0,02%, цветность 25-н35°Н ) удовлетворяет требованиям процесса ее очистки. [c.68] Существенное влияние оказывает длительность пребывания смеси в реакторе на гранулометрический состав ТФК с ее увеличением кристаллы измельчаются, что затрудняет выделение ТФК на стадии фильтрации и вызывает больший ее унос с фильтратом. [c.68] Переток (под давлением) оксидата между последовательно работающими аппаратами и уровень в них регулируют клапанами специальной конструкции, устанавливаемыми непосредственно на аппарате, в который поступает суспензия. Поскольку при ступенчатом снижении давления оксидата в шлюзовых камерах уксусная кислота вскипает непосредственно в сопле клапана, эти клапаны назвали дросселирующими. Общий вид дросселирующего клапана представлен на рис. 3.10. [c.75] Корпус дросселирующего клапана 1 снабжен обогревающей рубашкой 2. В верхней части корпуса в цилиндрической проточке расположены сальник 3 и уплотняющий шток клапана 4. Входной патрубок 5 соединен с внутренней камерой 6 под углом 45° к оси корпуса. В нижней части корпуса с помощью резьбового соединения закреплена опорная втулка 7 с коническим отверстием, расширенным у нижнего и верхнего основания втулки. В отверстии втулки на резьбовом соединении закреплено седло 8. Дросселирующий клапан изготовлен из титана ВТ1-0, седло и шток с запирающей головкой — из более прочных сплавов титана. [c.75] Крепится дросселирующий кла пан с помощью шпилек на бобышке, расположенной непосредственно на обечайке аппарата. Размеры внутренней камеры, в которой размещается запирающая голо вка штока, должны быть минимальными, обеспечивающими продольное дв ижение штока па 10—25 мм в зависимости от его, условного прохода. Расстояние между седлом 8 и входным патрубком 5 следует уменьшить до возможного конструктивного минимума. Для смазки сальника и создания противодавления инертной жидкостью в полость корпуса сальника обычно подают инертную жидкость, например воду. Необходимые условия надежной работы дросселирующего клапана — герметичность в закрытом положении и термостатирование. [c.75] В период прочистки линии процесс шлюзования проводят на резервном омсидатно м трубопроводе. Однако промывка трубопроводов щелочью или продувка их паром высокого давления осложняет технологию процесса. В первом случае ТФК и уксусная кислота нейтрализуются, т. е. происходит необратимая потеря трех продуктов щелочи, уксусной кислоты и ТФК-После упар ки фильтрата эти продукты в виде ацетата и тере-фталата натрия выводят вместе с кубовыми смолообразующими остатками на сжигание. [c.76] При использовании для продувок линий пара высокого давления оксидат разбавляю водой. Особенно отрицательно действует вода при добавлении ее в реактор окисления (при продувке линии в сторону реактора). Она вызывает торможение реакции окисления, качество ТФК ухудшается ио всем показателям возрастает содержание в ней /г-КВА, /г-ТК и увеличивается показатель цветности. Если разбавление водой происходит в шлюзовой камере, то в этом случае осаждается растворенная п-ТК, увеличивается нагрузка по воде на выпарную и ректификационную аппаратуру стадии регенерации уксусной кислоты, что потребует дополнительного расхода пара для отгонки воды. Кроме того, при доупарке фильтрата на роторно-пленочном аппарате с большим содержанием воды возрастает тепловая нагрузка, ухудшается текучесть смолы. При продувке линий азотом осложнений в технологическом процессе не происходит. [c.76] Вернуться к основной статье