Реакторы для нитрования

Нитрование бензола включает следующие этапы приготовление нитрующей смеси, собственно нитрование, разделение, нейтрализация и перегонка полученного нитробензола, регенерация кислот. Технологические условия (температура, соотношение реагентов) зависят от типа используемого реактора. Нитрование можно проводить периодически и непрерывно. [c.304]

Паро-газовые смеси окислов азота с избыточными углеводородами и окисью углерода при определенных условиях могут быть взрывчатыми. Решение вопроса о границах взрывоопасности образующихся смесей возможно только на основе метода унификации пределов взрываемости, поскольку эти смеси содержат не менее 7 компонентов. При этом нужно учитывать, что в технологическом процессе состав не остается постоянным. После реактора нитрования (окисления) паро-газовая смесь охлаждается и пары углеводорода конденсируются, Затем для частичной регенерации азотной кислоты окислением окиси азота до двуокиси к газовой смеси добавляется воздух, образовавшаяся двуокись абсорбируется слабой азотной кислотой. [c.81]

Для эмульгирования углеводорода в азотной кислоте и обеспечения необходимого теплоотвода через охлаждаемые элементы в реакторе нитрования были предусмотрены механические мешалки. Чтобы повысить производительность установки нитрования, решили увеличить поверхность теплообмена и дополнительно установили выносные охлаждаемые рассолом теплообменники. При этом механические мешалки заменили погружными насосами, которыми нитромасса подавалась в выносные теплообменники. Температура нитромассы в реакторе замерялась в одной точке на значительном удалении от места ввода углеводорода в нитрующую смесь. Погружные насосы не обеспечивали необходимое равномерное распределение углеводорода во всем объеме азот- [c.160]

Исходная 98% НЫОз разбавляется водой до концентрации 60—65% в аппарате 1, снабженном оросительным холодильником 2 (рис. 6.1). Полученный раствор насосом 3 перекачивается в сборник 4 и затем насосом 5 — в реактор нитрования 6. Одновременно в реактор 6 подаются -парафины из аппарата 8. Реакционная масса нагревается паром до 160° С при постоянном перемешивании. [c.202]

Реактор нитрования парафинов [c.223]

В нитраторах непрерывного действия типа центробежного смесителя или инжектора время пребывания реакционной смеси снижается в десятки раз по сравнению с -временем пребывания Б нитраторах емкостного типа и исчисляется секундами. В этом случае при расчете непрерывного процесса приходится учитывать скорость реакции. Интенсивность промышленного нитрования может быть увеличена в несколько раз при снижении степени конверсии с 98—99 до 90—95% и повышении температуры на 10—20 °С. Значительное повышение ф. н. а. нитросмеси при этом нецелесообразно. При очень коротком времени пребывания нитросмеси в реакторе нитрование обычно проводят в две ступени, благодаря чему суммарная степень конверсии углеводорода в нитросоединение повышается от 90—92 до 98—99%. [c.61]

Промышленное нитрование пропана, имеющее в настоящее время первостепенное значение, осуществляется следующим образом. Пропан под давлением 7 ат нагревается до температуры 430—450° и в изолированном реакторе приводится в соприкосновение с потоком тонко распыленной 75%-ной азотной кислоты. Азотная кислота подается через насадки (жиклеры) в различные точки потока пропан-газа (рис. 70). Насадки расположены таким образом и количество подаваемой через них кислоты дозировано так, чтобы теплота испарения кислоты полностью компенсировала теплоту реакции нитрования. В то- [c.126]

Выходящие из реактора пары охлаждаются, ненрореагировавший углеводород возвращается в процесс, а продукты нитрования разделяют ректификацией. Состав нитропарафинов, получаемых описанным выше способом, примерно следующий нитрометана 25%, нитроэтана 10%, 1-нитропропана 25%, 2-нитропропана 40%. [c.127]

При нитровании углеводородов реакционная масса состоит из двух несмешивающихся жидкостей. Процессы нитрования могу г быть как периодическими (их проводят в аппаратах периодического действия), так и непрерывными (их проводят в каскаде реакторов с мешалками). После каждого аппарата устанавливают сепаратор для отделения органической фазы от нитрующей смеси. Лри этом свежую нитрующую смесь подают в последний аппарат, в котором находится пронитрованный углеводород и возможно создание более жестких условий для исчерпывающего нитрования исходного, вещества. Отработанные кислоты из этого аппарата отделяют и направляют в предыдущий аппарат и т. д. Таким [c.117]

В производстве нитроцеллюлозных эмалей на одном из лакокрасочных заводов произошел взрыв в нитраторе при проведении процесса нитрования. Взрыв вызван подачей в реактор этилаце-тата, камфарного масла при включении мешалки. Причина аварии— заполнение реактора взрывоопасными продуктами в отсутствие азота. В производстве промежуточных продуктов в анилинокрасочной промышленности отмечены аварии при нитровании, вызванные превыщением температуры реакционной массы и попаданием в реакционную массу воды. [c.118]

Рис. 1У-8. Нитрование бензола в пятиступенчатом реакторе (к примеру 1У-4).

Реакторы для нитрования должны быть снабжены эффективными системами охлаждения и перемешивания. В качестве конструктивного материала используют коррозионноустойчивый кремнистый чугун или хромоникелевые стали. Емкость реакторов достигает 4 — [c.303]

Для перемешивания в реакторах применяют различные системы мешалку пропеллерного или винтового типа (несколько сот оборотов в 1 мин). Смешение реагентов можно эффективно осуществить и в трубчатых реакторах. На некоторых современных установках нитрование проводят непрерывно. [c.304]

Затем в течение 2—3 ч добавляют расчетное количество кислот, необходимое для нитрования (см. выше). После добавления реагентов температуру в реакторе повышают до 60 °С и интенсивно перемешивают смесь в течение 2 ч. Общая продолжительность цикла достигает 5—б ч. На 100 /сг бензола требуется от 240 до 290 кг нитрующей смеси в зависимости от концентрации в ней кислот. [c.304]

Примером более желательного иопользования первой схемы по кинетическим соображениям является реакция нитрования гексамина, которая была рассмотрена ранее. В этом случае мгновенный выход проходит через максимум. Таким образом, оптимальный вариант для данной реакции (и действительно лучший, чем любой другой из рассмотренных в предыдущем параграфе) сводится к использованию одноступенчатого реактора смешения, работающего при постоянном составе реагентов, соответствующих максимальному мгновенному выходу ф, к которому последовательно присоединяется реактор вытеснения, доводящий реакционную смесь до требуемого отношения pt путем (монотонного, а не ступенчатого перемещения направо вниз по кривой, изображенной на рис. 31. [c.129]

Самым эффективным методом жидкофазного нитрования парафинов >Сю, кипящих выше 160—180°С, является нитрование парами азотной кислоты. В этом случае жидкий углеводород в реакторе барботажного типа нитруют при 130—220 °С. В змеевик, погруженный в реакционную массу, непрерывно подают жидкую кислоту. При нагревании и испарении кислота поглощает тепло, выделяющееся во время реакции. Пары кислоты попадают затем в распределительное устройство и барботируют через реакционную массу, осуществляя нитрование углеводорода. Преимуществом этого метода является наличие в реакционном объеме только незначительного количества паров азотной кислоты, благодаря чему процесс безопасен и легко контролируется. [c.350]

Проводя нитрование в лабораторных условиях, вещества А и S смешивали в мольном соотношении 2 1 в присутствии водоотнимающего агента. После того, как в течение 40 мин прореагировала 1/3 начального количества вещества А, в смеси обнаружили 21% R, 72% S и 7% Т. Пользуясь этими данными, рассчитать состав смеси (количества веществ А, В, R, S т Т) в промышленном реакторе, в который загружено 1433 кг вещества А и 571,5 кз вещества В. Процесс осуществляют в условиях, аналогичных лабораторным. Продолжительность операции 90 мин. [c.201]

Нитрование, сульфирование и эмульсионная полимеризация — наиболее важные химические процессы, протекающие в гетерогенной системе жидкость — жидкость. Реакторы, используемые для проведения этих процессов, должны быть просты по конструкций и, кроме того, удовлетворять следующим требованиям [c.321]

В распространенных случаях, когда жидкий углеводород расходуется не полностью и образуется равновесная паро-газовая смесь, взрывобезопасность реактора нитрования (окисления) обеспечивается его термоста-тированием. Пределы взрываемости смесей, образующихся в технологических процессах, изучены экспериментально в основном для нормальных условий. Пределы, соответствующие более высоким давлениям, могут быть вычислены по величине барического коэффициента е [см. уравнение (3.3)], который можно определить для модельного компонента. Значения в для смесей с окислами азота примерно такие же, как для смесей с кислородом. [c.82]

Реактор нитрования парафинов Нитропарафины....... 35—45 Непрореагнровавшне парафины. ........... 50 Примесн (альдегиды, нитриты, карбоновые кислоты). ........... 10—15 Кислотность......... 0,3 160 0,6 Сталь Х18Н10Т прокладки — фторопласт-4 сальниковая набивка — ФУМ [c.228]

Точные и подробные сведения о промышленном газофазном нитровании низкомолекулярных парафиновых углеводородов до настоящего времени в литературе отсутствуют. В последнее время Файт и его сотрудники [111] опубликовали более подробные данные о промышленном нитровании пропана. Пропан нагревают до 430—450° и помещают в изолированный реактор под давлением около 7 ат, где он смешивается с потоком 757о-пой мелко распыленной азотной кислоты. Азотная кислота подается форсунками, находящимися в различных местах потока пропана. Расстановка форсунок и количество впрыскиваемой кислоты дозированы так, что теплота испарения достаточна для компенсации тепла, выделяемого при реакции. Этим достигается широкое тем- [c.297]

Лишь значительно позже этому открытию было уделено необходимое внимание в 1949 г. Хэсс и Александер [113] и в 1952 г. Бахман, Хэсс и Аддисон опубликовали подробные сведения о влиянии добавки кислорода на нитрование пропана и н-бутана азотной кислотой и двуокисью азота. При нитровании азотной кислотой с добавкой кислорода реакция превращения значительно ускоряется, но конеч-ный выход нитропарафинов сильно падает. Если же увеличить соотношение поверхности к объему реактора -или ввести водяной пар, то выход будет удовлетворительным по отнои1 нию к прореагировавшему углеводороду. При нитровании двуокисью азота добавка кислорода ускоряет. превращение и увеличивает выход. При этом время пребывания при нитровании можно значительно сократить. Добавка кислорода при нитровании с двуокисью азота благоприятно влияет на нитрование, чем при при- ленении азотной кислоты. [c.298]

В реакторе емкостью 100 мл при 190° и 4 ат, при оптимальной продолжительности реакции 18 сек. с применением нитровальной смеси, состоящей из 5 объемов углеводорода и 1 объема двуокиси азота, получают около 200 кг нитрододекана в день. В последнее время Гейзеле-ром [132а] подробно описаны результаты опытов по этому методу. Он установил выход нитросоединений при нитровании н-гептана и изооктана (2,2,4-триметил-пентан) с двуокисью азота в зависимости от объемной скорости при прочих равных условиях. [c.310]

Многие промышленные процессы, такие, как сульфирование п нитрование, зависят от взаимной растворимости двух фаз. В некоторых случаях можно добиться значительных преимуществ, введя в реактор вторую фазу, экстрагирующую продукт реакции и таким образом подавляющую обратную реакцию. Мы не пытаемся дать полное математическое онисанне такого рода процессов, так как эта проблема трудна п еще не вполне исследована, а лишь обсудим основные идеи расчета. [c.207]

При разработке новых процессов необходимо учитывать, что высокая скорость реакции нитрования дает возможность перехода на непрерывный метод, имеющий ряд преимуществ перед периодическим. Проведение процесса нитрования непрерывным способом позволяет резко сократить объемы реакторов и соответственно уменьшить количество нитропродуктов в аппаратах, интенсифицировать массо- и теплопередачу, повысить надежность контроля и регулирования процесса, что в итоге дает возможность значительно снизить опасность и последствия возможных аварий. Такой непрерывный процесс нитрования хлоргидринстирола азотной кислотой на некоторых химических и химико-фармацевтических предприятиях уже применяют. [c.361]

Перед началом нитрования в реактор загружали уксусной ангидрид, охлаждали его до —5 °С и при постоянном перемешивании в течение I—1,5 ч приливали азотную кислоту, не допуская нагрева выше О °С. По окончании загрузки азотной кислоты полученную нитрующую смесь охлаждали до —8 С, затем в течение 3,5—5 ч приливали смесь метилового эфира трйт-бутилметакре-зола и уксусного ангидрида при —5—3 С. После окончания прилива этой смесн охлаждение прекращали и массу выдерживали в течение 1 ч при —3—О °С и постоянном перемешивании. [c.361]

При расследовании комиссии не удалось установить конкретную причину взрыва в реакторе. Полагают, что разложение реакционной массы было вызвано недостаточным охлаждением и остановкой мешалки. Другой причиной взрыва могла быть быстрая подача нитруемой смеси при недостаточном теплосъеме, что привело к росту температуры и давления в аппарате. Разрыв предохранительной мембраны не обеспечил полного сброса давления, что и привело к разрушению аппарата. Комиссия установила, что нитрующим агентом по существу был ацетилнитрат, образующийся при смешении уксусного ангидрида с азотной кислотой. Известно, что ацетилнитрат СНзСО-ОЫОз мгновенно разлагается под воздействием воды при нагревании. При этом выделяется большое количество тепла и газов. В отсутствие воды ацетилнитрат может сохраняться при температуре ниже 20°С в течение нескольких суток. Как показали расчеты, теплота взрывчатого превращения нитрующей смеси равна 2180 кДж/кг (520 ккал/кг), т. е. потенциальная опасность взрыва создалась еще до начала нитрования, по окончании загрузки азотной кислоты и уксусного ангидрида. [c.362]

Пример 1У-4. Нитрование бензола смесью водных растворов азотной и серной кислот проводилось в пятиступенчатом реакторе мeшeния . Рабочие условия указаны на рис. 1У-8. В реакторе при помощи водяной рубашки поддерживается температура 30 °С. Объем системы в процессе реакции остается по существу постоянным. В соответствии с приведенными расходами реагентов количество кислотной фазы составляло 31,414 кмольЫ смеси, а количество органической фазы—2,5151 кмоль1м смеси. Объем каждой ступени равен 0,103-10 м . Для данной концентрации серной кислоты скорость реакции определяется концентрацией азотной кислоты в кислотной (водной) фазе и концентрацией бензола в органической фазе. На рис. 1У-9 представлены результаты периодических опытов при концентрации серной кислоты [c.127]

Нитрование парафинов i—С4 СН3-СН2-СН3 + HONO2 -> - СНз-СНг СНз NO2 + (СНз)гСН-Ы02+ + СНз— Hj—NOa СНз—NO2 Галоидирование углеводородов i—Сз СзНз — СзН,С1 + СзНбОг +. . . . + H I lj СНз—СН=СНа- СНг=СН-СНаС + H I Трубчатые реакторы [c.33]

Следует отметить, что полунепрерывные процессы применяются когда затруднен отвод тепла с другой стороны, выделение этого тепла хорошо контролируется изменением расхода реагентов в реакторе. Такие проблемы часто встречаются при пройедении реакций нитрования (толуола, глицерина) и сульфирования серным ангидридом. [c.42]

При нитровании этана при атмосферном давлении, температуре 420° и времени пребывания 2,8 сек. за одпн проход смеси через реактор получается только 9% нитропарафинов, состоящих в основном из нитроэтана (80—90%) и нитрометана (10—20%). При нитровании этана под давлением 1 ат в присутствии KNOa глубина превращения составляет 33% за один проход, а выход нитросоединений 90% от теории (в расчете на азотную кислоту). Повышение температуры до 455—470° дает возможность уменьшить время пребывания до 0,2—0,3 сек. Наряду с нитроэтаном в продуктах нитрования содержатся значительные количества нитрометана. [c.127]

Коммершел Солвент , проводящей нитрование пропана азотной кислотой в паровой фазе, отвод тепла осуществляется путем пспа-ренпя части азотной кислоты, поступающей на нитрование. Основным аппаратом установки является реактор, представляющий собой вертикальную трубу, разделенную па несколько секций. В поток подогретого до 430° пропана, вводимого в верхнюю часть реактора, вместе с производственным паром впрыскивается распыленная жидкая азотная кнслота, на испарение которой и затрачивается избыточное тенло реакции. В случае адиабатического ведения процесса концентрация применяемой азотной кислоты составляет 75—78%. [c.128]

Настоящая глава посвящена рассмотрению вопросов, связанных с выбором оптимального типа реактора с точки зрения химической кинетики конкретной реакции. Будет показано, почему один тип реактора обеспечивающий больщой выход или лучшее качество продукта, оказывается предпочтительнее другого. Эти химические факгоры могут существенно влиять на издержки производства. Имеются и другие не менее важные факторы, к которым относятся капиталовложения и эксплуатационные расходы, связанные с оплатой рабочей силы, расходом электроэнергии, пара и т. п. Еще одним существенным фактором, не поддающимся денежному выражению, является охрана труда. Так, нри реализации некоторых реакций нитрования, используемых в производстве взрывчатых веществ, технологически выгоднее применять реактор вытеснения, однако реактор смешения лучше удовлетворяет требованию безопасности процесса . [c.106]

Иллюстрацией данного положения может послужить исследование, проведенное автором и его коллегами [21] в годы войны. Речь идет о разработке метода нитрования гексаметилентетра-мина (гексамина) с целью получения взрывчатого вещества цик-лонита (R. О. X.). Мелкие кристаллы гексамина добавляли к 97—100%-ной азотной кислоте при соответствующей температуре. Кинетика реакции была неизвестна, но было обнаружено, что суммарный выход, полученный в лабораторном реакторе периодического действия, весьма чувствителен к соотношению гексамина и азотной кислоты в реакционной смеси. По-видимому, это связано с влиянием эффективной концентрации нитрующей среды. По мерс протекания реакции расходуется азотная кислота и выделяется вода. При этом происходит постепенное растворение и взаимодействие все новых и новых количеств твердого гексамина при непрерывном разбавлении кислоты. Логичное объяснение экспериментальных наблюдений дает гипотеза, согласно которой мгновенный выход, т. е. выход на каждую вновь добавляемую порцию гексамина, почти полностью определяется мгновенной концентрацией кислоты. [c.124]

Однако при нитровании гексамина экономические показатели процеоса зависят не только от выхода, но и от количества избыточной кислоты, которую приходится выводить из аппарата, направлять на регенерацию и возвращать в процесс. Для этого необходимо, чтобы конечное значение отношения гексамина к кислоте р( было больше того, которое соответствует максимальному ф, и это значение должно находиться значительно правее максимума. В этих условиях реактор периодического действия или реактор вытеснения обеспечивают больший выход, чем реактор смешения Ч Если же необходимо применять реактор смешения (большая производительность, эффективность охлаждения), то выход может быть повышен за счет применения нескольких последовательно соединенных аппаратов при независимой подаче гексамина в каждый из них. Иначе говоря, продеос будет характеризоваться рядом отношений гексамина к кислоте р1, Ра...,Р соответствующих вписанным прямоугольникам, как это показано на рис. 30. [c.127]

При нитровании углеводородов или хлорпроизводных реакци-энная масса состоит из двух несмешивающихся жидкостей. Во избежание местных перегревов и побочных реакций окисления необходимо интенсивное охлаждение и перемешивание, что одновре-мепио способствует ускорению процесса. Его обычно проводят в каскаде реакторов с мешалками после каждого аппарата установлен сепаратор для отделения органической фазы от нитрующей смеси. При это.м свежую нитрующую смесь (или углеводород) подают в последний реактор, где необходимы наиболее жесткие условия для исчерпывающего нитрования исходного вещества. Отработанные кислоты из этого реактора отделяют и направляют в предыдущий аппарат и т. д. так совершается противоток нитрующей смеси по отношению к органическому реагенту (рис. 99). [c.344]

Технологическая схема газофазного нитрования пропана азотной кислоты изображена на рпс. 100. Процесс осуществляется в цилиндрическом аппарате 2 адиабатического тппа, не имеющем теплообменных устройств. Теплота реакции расходуется на нагревание исходного углеводорода и испарение азотной кислоты, которую впрыскивают в реакционное пространство через форсунки, расположенные в разных точках по высоте аппарата. Этим достигается большой избыток углеводорода по отношению к кислоте во всем объеме реактора, предотвращается возможность образования пзрывоопасных смесей, перегревов и слишком глубокого окисления. [c.348]

Подогретый пропан поступает в низ реактора. Продукты нитрования II окисления вместе с непрореагировавшим пропаном, который берут в значительном избытке, охлаждаются водой в холодильнике 3 и поступают в абсорбер 4 для улавливания продуктов окисления (альдегиды и кетоны) и конденсации нитросоединений. Абсорбер оронгается водным раствором солянокислого гидроксил-амнпа связывающего летучие карбонильные соединения в виде оксимов. Жидкость из куба абсорбера направляется в отпарную колонну б, где нитропарафины, а также альдегиды и кетоны, образовавшиеся при гидролизе оксимов, отгоняются от абсорбента, который после охлаждения в холодильнике 5 возвращают в абсорбер. Пары из отпарной колонны 6 конденсируются в холодильнике-конденсаторе 7, а в сепараторе 8 разделяются на два слоя. Нижний, водный слой возвращают на верхнюю тарелку отпарной колонны, а верхний, органический слой направляют в ректификационную колонну 9. Там отгоняются легколетучие альдегиды и кетоны, а смесь нитропарафинов собирается в кубе колонны. Нитропарафины поступают на дальнейшую переработку, состоящую в их очистке и ректификации, при которой последовательно отгоняют воду, нитрометан, нитроэтан, 2-нитропропан и 1-нитропропан. [c.349]

Очевидно, что метод ограничения перерабатываемых объемов хранения применяется в производстве ядерного топлива, где следует избегать достижения критической массы. То же относится к производству взрывчатых веществ, при котором в прошлом, как правило, проводился периодический процесс нитрования с единовременной загрузкой достаточно большого количества вещества. В настоящее время периодическое нитрование заменено на непрерывное, причем в значительно меньших объемах. На рис. 19.1 дана схема реактора для проведения периодического процесса нитрования, взятая из работы [Read, 1942] согласно [Kietz,1984], вплоть до 1950 г. в такие реакторы загружали 1 т исходных веществ. [c.519]