ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вторая дистилляция из "Промышленный синтез хлорбензола" На вторую дистилляцию поступает хлорбензол-сырец, содержащий 0,15—0,25% бензола и 3,5—4,5% полихлоридов. Согласно действующему стандарту на хлорбензол (ГОСТ 646—41), содержание бензола в нем не должно превышать 0,3%, а полихлоридов должно быть не более 1,1%-Такое качество хлорбензола может быть получено практически без охлаждения дефлегматора, при конденсации паров в результате тепловых потерь (расчетное минимальное флегмовое число равно 0,07). Однако многим потребителям требуется хлорбензол с меньшим количеством примесей, в первую очередь полихлоридов (для производства фенола контактным способом, мононитрохлорбензола и др.). Поэтому в действующих цехах, по мере надобности, выпускают хлорбензол с содержанием полихлоридов, не превышающим 0,3%. Хлорбензол такого качества получается на обычной насадочной колонне непрерывного действия с высотой насадки в укрепляющей части около 5 м (кольца 25x25 мм) при флегмовом числе, не превышающем 0,1—0,15. [c.66] При этом можно допустить содержание до 10% хлорбензола в полихлоридах, стекающих из исчерпывающей части колонны. Даже в этом случае потери хлорбензола с полихлоридами не превышают 0,35—0,45%, причем при нерера-боте полихлоридов они могут быть понижены до 0,1 % путем возвращения на вторую дистилляцию первой фракции погона, получившегося при перегонке полихлоридов с острым паром. Этот результат легко достигается при высоте насадки в исчерпывающей части колонны около 8,5 м из колец размером 25x25 мм (нижний слой) и 50X 50 мм (в остальной части). [c.66] В — вакуумметр Д, Т, М — см. подписи под рис. 1 и 5 (стр. 25 и 47). [c.67] Полихлориды отводятся из колонны снизу через барометрический затвор 6. Товарный хлорбензол конденсируется в холодильнике 7 и стекает через барометрический затвор 9 в емкости готового продукта. Остаток паров хлорбензола конденсируется в холодильнике 8. Вторая дистилляция проводится под вакуумом. Поэтому в отличие от схемы первой дистилляции в схеме второй дистилляции дополнительно имеется регулятор постоянства вакуума (в пределах Ъмм рт. ст.), промыватель 11 и осушитель 10, предохраняющие вакуум-насос от коррозии и агрегат дистилляции от попадания в него воды. [c.68] Оптимальное остаточное давление в верхней части ко- лонны второй дистилляции составляет 200 мм рт. ст. При Ч повышении остаточного давления повышается температура в кипятильнике и может потребоваться применение греющего пара с давлением, превышающим 8 ати (обычное давление пара в заводских сетях общего назначения). Понижение остаточного давления в верхней части колонны приводит к ухудшению разделительной способности колонны и к понижению ее производительности. [c.68] Подача хлорбензола-сырца производится со скоростью до 2,4 м час на 1 м полного сечения колонны. [c.68] На заводе в г. Нидерау (Германия) применялась периодическая дистилляция хлорбензола при атмосферном давлении. Обогрев кубов производился паро-водяной эмульсией, циркулировавшей в наварных змеевиках при 200 ати. [c.68] При переводе второй дистилляции в одном из цехов с вакуума на атмосферное давление подача хлорбензола-сырца увеличилась до 3,6—4,0 л /час на 1 л полного сечения колонны. Однако ввиду отсутствия на заводе пара с давлением больше 8 ати приходится оставлять в полихлоридах до 30% хлорбензола. с га смесь подвергается дополнительной периодической перегонке в вакууме. При работе по такому режиму наблюдается значительный перерасход пара по сравнению с вакуум-дистилляцией, проводимой в одну стадию. Дистилляция при атмосферном давлении целесообразна только в том случае, когда имеется возможность обогревать кипятильники паром с давлением 12 ати. [c.68] При установившемся режиме орошение должно поддерживаться постоянным, колебания его более +5% и —25% от оптимального режима недопустимы. [c.69] На некоторых заводах для улучшения качества партий хлорбензола, не отвечающих стандарту по содержанию бензола (если в хлорбензоле-сырце содержится более 0,25% бензола), на сборнике товарного хлорбензола, снабженном греющими змеевиками, устанавливают небольшую колонну периодического действия с дефлегматором для отгонки избытка бензола. Эта колонна нужна только в пусковой период, когда процесс первой дистилляции еще полностью не освоен. В дальнейшем необходимость в этой колонне отпадает. На одном из заводов ее вообще демонтировали. [c.69] При хлорировании бензола плохого качества на второй дистилляции товарный хлорбензол иногда приобретает окраску и начинается коррозия холодильников ( кислая струя ). Такое явление наблюдалось в производстве хлорбензола и ранее. Неосновательность предположения, что это явление вызывается гидролизом полихлоридов бензола в присутствии воды при температуре 140°, была показана О. М. Чернцовым (НИОПиК) еще в 1941 г. К тому же выводу пришли в лаборатории одного из цехов хлорбензола в 1954 г. При температуре до 140° полихлориды бензола не гидролизуются. Единственная причина, вызывающая окраску и кислотность хлорбензола, это отщепление хлористого водорода от хлорированных примесей к бензолу. Единственным способом ликвидации кислой струи является применение бензола с минимальным содержанием примесей (во всяком случае не хуже бензола ЧДН). [c.69] В опытном цехе в г. Вайсиг (Германия) вторую дистилляцию хлорбензола проводили при атмосферном давлении с подачей в колонну острого пара. Из колонны отгонялась азеотропная смесь хлорбензол—вода, кипящая при 90,2°. На установке получался хлорбензол хорошего качества, полихлориды при дистилляции отмывались от хлорного железа. Недостатком этого способа являлась заметная коррозия аппаратуры, наблюдавшаяся, несмотря на то, что сырьем служил бессернистый бензол и хлорбензол-сырец не содержал хлорпроизводных тиофена. [c.70] Кроме насадочных колонн, для дистилляции хлорбензола-сырца как в СССР, так и в Германии применялись тарельчатые колонны. Однако тарельчатые колонны постепенно вытесняются насадочными даже в тех отраслях промышленности, в которых они применялись несколько десятков лет подряд. В. Н. Стабников и др. показали, что на установке мощностью 2000 декалитров безводного спирта в сутки при замене тарельчатых колонн насадочными достигается экономия металла до 9 т. Кроме экономии металла, в насадочных колоннах меньше потери вакуума на одну теоретическую тарелку, и эти колонны значительно легче очищаются от засорений. [c.70] В последнее время предложен новый тип насадочной колонны, работающей на эмульгационном режиме з. 34 Схема такой колонны изображена на рис. 15. В отличие от обычной эта колонна заполнена паро-жидкостной эмульсией. При таком режиме эквивалентная высота насадки, а следовательно, и высота колонны в 8—9 раз меньше обычной. [c.70] Качество хлорбензола. Действующий ГОСТ 646—41 на хлорбензол нормирует содержание бензола и полихлорид дов, удельный вес, внешний вид и кислотность. После внедрения нового метода производства хлорбензола качество его улучшилось главным образом в отношении содержания полихлоридов (0,1—0,7% вместо 1,1% по ГОСТ). Это весьма существенно, поскольку присутствие полихлоридов в бензоле, как показали работы, проведенные на анилинокрасочных заводах, ухудшает качество динитрохлорбензола и фенола, получаемого парофазным омылением хлорбензола. [c.72] Научно-исследовательский институт полупродуктов и красителей предложил изменить не только показатели старого ГОСТ, но и способы определения качества продукта. Основным показателем качества, по проекту нового ГОСТ, являются пределы кипения готового продукта. Количество вещества, перегоняющееся при повышении температуры на Г (для 1-го сорта) и на 2° (для 2-го сорта) в интервале 129— 132°, должно быть не менее 95%. [c.72] Проверка проекта нового ГОСТ на всех заводах, производящих хлорбензол, показала, что лишь небольшое количество партий соответствует показателям 2-го сорта и ни одна партия не соответствует показателям 1-го сорта. По показателям действующего ГОСТ качество хлорбензола, производящегося на разных заводах, мало отличается содержание бензола колеблется от О до 0,28%, а полихлоридов от 0,1 до 0,7%. Вместе с тем определяемая по проекту нового ГОСТ температура начала кипения товарного продукта колеблется от 125,1° (хлорбензол, полученный из бензола южных заводов) до 130,6° (хлорбензол из бензола сибирских заводов). Соответственно температура конца кипения хлорбензола, полученного из бензола южных заводов, не превышает 130,6°, а для продукта из бензола сибирских заводов—достигает 135,6°. Интервал выкипания 95% хлорбензола составляет от 1,8 до 4,4°. Для сравнения укажем, что британский стандарт 2533—54 предусматривает отгонку 95% хлорбензола в интервале 131,3—132,0° (при 760 мм рт. ст.), т. е. в пределах 0,7°. [c.72] Следует указать, что качество хлорбензола может бцргь улучшено и при применении того бензола, которым наищ заводы пользуются сейчас. Например, содержание бензола в хлорбензоле может быть понижено до 0,2%, если из первой колонны будет выпускаться хлорбензол-сырец, содержаш,ий не более 0,15% бензола. В лучших цехах хлорбензола после установки точных термометров и электронных регуляторов количество бензола в сырце колеблется в пределах О—0,1 % и только в редких случаях возрастает до 0,2—0,25%. Более точная разгонка реакционной массы может быть достигнута путем перестановки термометра из куба первой колонны в нижнюю царгу (на высоте 1—1,5 м от нижней решетки). [c.73] Для уменьшения количества полихлоридов в готовом хлорбензоле до 0,2-0,3% необходимо установить более точные термометры в верхней части хлорбензольной колонны и более точно регулировать вакуум. Целесообразно также увеличение высоты насадки в укрепляющей части колонны (7 м вместо 5 м). [c.73] Однако постоянный выпуск хлорбензола указанного качества затруднителен. Вследствие разного качества бензола, поступающего на хлорирование, температура кипения внизу первой колонны и наверху второй колонны, соответствующая требуемому содержанию бензола и полихлоридов в хлорбензоле, колеблется и подлежит] корректированию по результатам анализов. Во время корректирования неизбежно ухудшение качества хлорбензола, тем более, что приборов для автоматического непрерывного анализа хлорбензола пока не существует. [c.73] Вернуться к основной статье