ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство фталевого, малеинового и других циклических ангидридов из "Теория технологических процессов основного органического и нефтехимического синтеза Издание 2" Парофазное гетерогеннокаталитическое окисление углеводородов получило большое практическое значение для синтеза ангидридов ди- и тетракарбоновых кислот, обладающих высокой термоокислительной стабильностью (малеинового, фталевого и др.). [c.515] Фталевый ангидрид является их важнейшим представителем. Это твердое кристаллическое вещество (т. пл. 130,8 °С т. возг. 284,5 °С). Важнейшей областью применения фталевого ангидрида является производство алкидных полимеров поликонденсацией его с глицерином, пентаэритритом и другими многоатомными спиртами. [c.515] Эфиры фталевой кислоты со спиртами С4—Се широко используются как пластификаторы полимерных материалов, а ее метиловые и этиловые эфиры — как препараты для отпугивания кровососущих насекомых. В меньшем количестве фталевый ангидрид потребляют для синтеза красителей. [c.515] Методы его синтеза путем жидкофазного окисления рассмотрены на стр. 491. [c.516] Основной из побочных реакций является полное окисление углеводорода до СОг и НгО, которое протекает параллельно, так как циклические ангидриды сравнительно стабильны к термоокислительным превращениям. Это позволяет вести процесс до почти полной конверсии углеводорода. Другими побочными продуктами при окислении нафталина являются нафтохинон, бензойная кислота и малеиновый ангидрид. Быход лоследнего прл окислении о-ксидода--значительно возрастает (до 4—5 /о), и становится выгодным выделять его в качестве сопутствующего продукта. При окислении бензола кроме СОг побочными продуктами являются бензохиноны, а при окислении бутиленов — метилвинилкетон, низшие кетоны и карбоновые кислоты. Наиболее высокий выход фталевого ангидрида (около 90%) достигается при окислении нафталина, в то время как при использовании о-ксилола он снижается примерно до 70%. Прй получении пиромеллитового диангидрида из дурола выход еще ниже —около 50%. Синтез малеинового ангидрида из бензола и бутилена характеризуется выходом целевого продукта соответственно 80—85 и 50—70%. [c.517] Все рассматриваемые реакции наиболее экзотермичны среди других процессов окисления (см. стр. 427), причем с учетом полного окисления для их проведения требуется 4—6 моль кислорода на 1 моль углеводорода. Это делает необходимым применение большого избытка воздуха, который должен, кроме того, обеспечить взрывобезопасность исходной смеси с углеводородом и частичное аккумулирование тепла реакции, предотвращающее местные перегревы. На практике применяют объемное отношение углеводорода к воздуху от 1 75 до 1 130. [c.517] Процесс чаще всего проводят в трубчатых реакторах со стационарным слоем катализатора, охлаждаемым через межтрубное пространство расплавов солей ( 50% МаЫОг и 50% КНОз). Один из таких реакторов изображен на рис. ПО (ап. 3). В нем охлаждающий элемент, где утилизируют тепло реакции для получения пара, выполнен в одном блоке с реактором. Чаще применяют комбинацию реактора с котлом-утилизатором через них циркулирует расплав, что упрощает конструкцию аппаратов и их ремонт. В последнее время для этих процессов предложены и реакторы с псевдоожиженным слоем катализатора, отличающиеся более эффективным отводом тепла и регулированием температуры. [c.517] Процесс включает стадии приготовления углеводородо-воздушной смеси, окисления, улавливания продуктов из реакционных газов, их выделения и очистки. Важное значение для экономичности процесса имеет использование тепла, выделяющегося при реакции и уносимого с горячими реакционными газами, для получения пара. [c.517] Технологическая схема парофазного окисления на примере получения фталевого ангидрида изображена на рис. 110. [c.517] В изображенном на схеме трубчатом реакторе неподвижный катализатор находится в трубах, которые для улучшения теплопередачи имеют небольшой диаметр (25 мм). Паро-воздушная смесь движется по ним сверху вниз, и при 370—450 °С происходят реакции окисления. Выделяющееся тепло отводится расплавом солей, заполняющим межтрубное пространство аппарата. С целью улучшения теплопередачи расплав перемешивается мешалкой. Для охлаждения расплава в центральные трубы, не заполненные катализатором подают водный конденсат, за счет испарения которого генерируется пар высокого давления, что значительно повышает экономичность процесса. При таком устройстве реактора нет необходимости в дополнительном холодильнике для охлаждения расплава и его рециркуляции. [c.518] При получении малеинового ангидрида ввиду его более высокой летучести стадия выделения отличается от только что рассмотренной. После охлаждения в холодильнике 4 газы направляют в абсорбер, орошаемый циркулирующей водой. Она обогащается малеиновой кислотой, образовавшейся при гидролизе малеинового ангидрида. Концентрированный раствор кислоты обесцвечивают активированным углем и направляют в колонну обезвоживания, где отгоняется вода, а кислота дегидратируется в малеиновый ангидрид. Последний дополнительно перегоняют и получают в виде товарного продукта. [c.519] Вернуться к основной статье