ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности газового анализа в установках для окисле- К ния циклогексана из "Окисление циклогексана" На рис. 22 изображена схема такой установки, рассчитанная на загрузку до 0,3 л циклогексана [13]. Газ-окислитель (обычно воздух) подается из баллона или резервной емкости компрессора через вентиль 1 в буферную емкость 2 объемом 1 л. Эта емкость необходима для увеличения баростатической инерции системы, что влажно для создания нормальных условий работы механизмов, регулирующих давление и скорость подачи газа. Из буферной емкости лаз поступает в реактор через вентиль 3. Реактор 4 представляет собой автоклав с мешалкой, выполненный из стали ЭЯ-1Т из этой же стали изготовлены все коммуникации и детали, соприкасающиеся с отходящими газами или окисленным циклогексаном. Воздух поступает в автоклав по трубке, пропущенной до верхнего края мешалки. Газы, отходящие из 1автоклава, проходят двойной холодильник. 5, нижняя часть которого охлаждается водой, а верхняя льдом, дросселируется на вентиле б и их скорость замеряется контактным реометром. Пробы окисленного циклогексана отбираются при помощи пипетки высокого давления 7. [c.72] Регулировка скорости струи газа и постоянства давления в системе производится раздельно. Контактный реометр (рис. 23) заполнен ртутью, соединенной через платиновый впай с одним из полюсов источника напряжения. Два проволочных никелевых контакта / и 2 сделаны передвижными и установлены так, что при заданной скорости газа ни один не соприкасается с поверхностью ртути. При этом реле находится в нулевом положении. Если скорость струи газа повысится, то это приведет к замыканцю контакта /, при этом реле 3 включит реверсивный электродвигатель 4, установленный на выходном вентиле 5 6 на рис. 22), который начнет этот вентиль медленно закрывать до тех пор, пока скорость газа не примет прежнего значения. При уменьшении скорости газа замкнется контакт 2, и двигатель начнет открывать выходной вентиль. [c.72] Регулировка давления в описываемой установке производилась с помощью контактного манометра и электромагнитного клапана. Значительно удобнее, однако, пользоваться мем бр анным маностатом. [c.72] Для отбора проб служат трубка 1 и пипетка высокого давления 2 (рис. 24). При открывании вентиля 5 окисленный циклогексан силой давления вбрасывается в объем пипетки 4. После закрывания вентиля 3 отобранная проба выпускается из пипетки через краник 5. Для удобства промывки кроме нижнего краника 5 имеется также верхний краник 6 кроме того, верхняя и нижняя крышки 7, 8 пипетки сделаны съемными. Вкладыш 9 служит для увеличения в случае необходимости объема 4. [c.74] Пипетка высокого давления может быть также использована для введения в окисляемый циклогексан различных Добавок (растворы промежуточных соединений, катализаторов, ингибиторов). Для этой цели вкладыш помещают в нижнюю часть объема 4, заполняют пипетку раствором, крышку 7 удаляют и вместо нее навинчивают накидную гайку, крепящую соединительный конус коммуникации, которая через вентиль сообщается с буферной емкостью (см. рис. 22). При открывании этого вентиля и закрывании вентиля 3 содержимое пипетки давлением воздуха вбрасывается в объем реактора. [c.74] На рис. 25 изображена схема установки, использованная для отработки режима катализированного окисления циклогексана [14]. Автоклав изготовлен из стали ЭЯ-1Т, его объем равен 0,5 л. Перемешивание содержимого осуществляется за счет барботажа воздуха обогрев электрический. Катализа-торный мерник 4 служит для ввода раствора кобальтового катализатора в циклогексане, после того как в загруженном реакторе установилась заданная температура. Вентиль 11 в случае необходимости позволяет отбирать пробы окисленного циклогексана по ходу реакции. Через этот же вентиль производится загрузка реактора путем засасывания циклогексана. [c.74] Величина загрузки циклогексана составляла всего 3 мл. Возможность визуального наблюдения за протеканием реакции позволила довольно точно регистрировать момент появления в реакторе водно-кислотной фазы. Давление, при котором проводилось окисление в этой установке, равнялось 9 ат. Однако, как показали испытания, можно было работать и при давлениях до 20 ат без опасения разрыва реактора. [c.77] Для проведения кинетических исследований описанная установка малоудобна, так как конструкция ее не позволяет производить отбора проб по ходу реакции. От этого недостатка свободна установка с автоклавом, рассчитанным на загрузку в 20—30 мл циклогексана. Все детали установки выполнены из нержавеющей стали. Схема установки, изображенная. на рис. 27, является точным повторением схемы автоклавной установки, рассчитанной на загрузку 0,3 л. При величине загрузки в 25 мл максимальный объем отбираемой для анализа пробы не превышал 1,5 мл. Вследствие этого к конструкции устройства для отбора проб предъявлялись особые требования необходимо было добиться, во-первых, того, чтобы объем коммуникаций, ведущих из реактора к пипетке высокого давления, был минимальным во-вторых, при малом диаметре коммуникаций важно было, чтобы они на большей части своей длины обогревались во избежание засорения вследствие кристаллизации адипиновой кислоты наконец, было необходимо предусмотреть удобство извлечения пробы и в случае необходимости промывки пипетки высокого давления. [c.77] За протеканием окисления удобно следить по количеству кислорода в воздухе на выходе из установки. Количество образовавшегося СОг позволяет оценить размер вторичных процессов превращения продуктов окисления. Так как в реакторе наряду с жидкой фазой всегда присутствует газо-паровая фаза, то в результаты газовых анализов должны быть внесены некоторые поправки. Величина первой поправки зависит от того, насколько интенсивно газ, находящийся над жидкостью, подвергается перемешиванию. Если это перемешивание за счет диффузии и конвекции настолько велико, что содержание различных компонентов газовой смеси успевает усредняться практически мгновенно, то концентрации кислорода к СОг в газо-паровой фазе будут отличаться от концентраций в газе непосредственно после выхода его из жидкой фазы. Допустим, что объем газо-паровой фазы равен V, а скорость прохождения воздуха ш. Допустим также, что по всему объему концентрация а компонента А вследствие очень интенсивного перемешивания поддерживается одинаковой. [c.79] выходящий из циклогексановой фазы, имеет концентрацию компонента А. равную а. Тогда за момент времени в объем V поступает хюа йЬ и выходит шай1 компонента А. [c.79] Разность а —а) представляет собой ту поправку, которую вужно внести в измеренную концентрацию а, чтобы найти величину а. [c.80] Другая поправка, которую нужно учитывать при обработке результатов лазометрических анализов, связана с тем, что момент отбора газовой пробы не совпадает с моментом реакции. При полной турбулизации газо-паровой фазы необходимо учитывать лишь время, потребное для перемещения газа по выпускной коммуникации. При отсутствии турбулизации поправка должна исчисляться с учетом времени, необходимого для перемещения элемента объема лаза от поверхности жидкой фазы до выхода из системы. [c.80] Описанная выше лабораторная установка для окисления циклогексана регулируется на постоянство скорости газа на выходе. Замер скорости газа на входе в реактор значительно сложнее и не является необходимым, так как количество поглощаемого в процессе реакции кислорода может быть достаточно точно вычислено и без этого. [c.80] Графическое интегрирование этого уравнения позволяет определить общее количество поглощенного кислорода. [c.81] Вернуться к основной статье