Окисление нафталина в псевдоожиженном катализатор

В промышленности фталевый ангидрид получают каталитическим газофазным окислением нафталина или о-ксилола кислородом воздуха над неподвижным или псевдоожиженным катализатором. Технология этих процессов практически одинаковая. [c.213]

При окислении о-ксилОла на установках с псевдоожиженным катализатором процесс протекает сложнее, чем при окислении нафталина, и с низким выходом фталевого ангидрида [85, 87] . Это может объясняться дополнительным окислением продуктов реакции при контакте с мелкозернистым катализатором над слоем. [c.84]

Окисление нафталина. Процесс может проводиться в стационарном слое катализатора и в псевдоожиженном слое. Реактор для окисления нафталина е стационарном слое (рис. 62) представляет [c.209]

Как выяснилось уже в первых опытах прн непосредственном окислении нафталиновой фракции каменноугольной смолы выделяется большое количество тепла, так как наряду с основной реакцией окисления нафталина протекают реакции сгорания примесей. Поэтому для окисления нафталиновой фракции потребуется применение конверторов с более совершенными системами теплоотвода. Наиболее перспективным является использовани псевдоожи-женного слоя катализатора, так как при этом коэффициент теплопередачи от контактных газов к охлаждающему агенту наиболее высок. Опыты по окислению нафталиновой фракции каменноугольной смолы в псевдоожиженном слое катализатора si велись на лабораторной установке и на установке полупромышленного масштаба В последнем случае нафталиновая фракция испарялась непосредственно в слое катализатора. Испытывались образцы обогащенной нафталиновой фракции, состав которой характеризуется следующими данными %). [c.25]

Как уже говорилось, для псевдоожиженного состояния характерен перепад давления, определяемый по уравнению па стр. 58. Это уравнение справедливо не для одной, а для многих скоростей газового потока, соответствующих постоянному перепаду давления в псевдоожиженном слое (участок, параллельный оси абсцисс, на кривой рис. 18). В соответствии с этим процесс окисления нафталина в псевдоожиженном слое катализатора осуществляют в щи-роком диапазоне скоростей газового потока — от 0,16 до [c.61]

Одним из существенных преимуществ окисления нафталина во фталевый ангидрид в псевдоожиженном слое катализатора является возможность снижения отношения воздуха к нафталину до 15 1 и даже до 12 1 и 10 1. Хотя эти соотношения соответствуют взрывоопасным концентрациям, но присутствие в реакторе мелких, быстро движущихся частиц предотвращает опасность взрыва, так как эти частицы быстро рассеивают выделяющееся [c.61]

Благодаря - более точному регулированию технологических параметров, в конверторах с псевдоожиженным слоем катализатора можно получать продукт большей степени чистоты, чем в конверторах со стационарным слоем катализатора. Получение более чистого продукта облегчает условия дистилляции. При сравнительных опытах на установке с псевдоожиженным слоем катализатора были получены партии продукта, содержащего 99,3—99,6% фталевого ангидрида. Температура кристаллизации отдельных образцов составляла 130,5—130,9° С. В продукте, полученном на установке со стационарным слоем катализатора, содержание фталевого ангидрида составляло 99,1—99,4%, а температура кристаллизации была равна 130,3—130,6° С. Более низкое качество продукта, полученного при окислении нафталина в стационарном слое катализатора, объясняется наличием большего количества примесей, главным образом 1, 4-нафтохинона. [c.62]

Конверторы с псевдоожиженным слоем катализатора отличаются относительной простотой конструкции. Как правило, это аппараты колонного типа, внутри которых размещается контактная камера, представляющая собой цилиндр, заполненный катализатором. Газ в зону катализатора подается через газораспределительную решетку, обеспечивающую равномерное распределение газового потока по всему поперечному сечению конвертора. Съем тепла реакции осуществляется двумя способами либо циркуляцией катализатора через теплообменники, расположенные вне зоны катализатора, либо при использовании теплообменивающих элементов, размещенных непосредственно в слое катализатора. При окислении нафталина во фталевый ангидрид в псевдоожиженном слое катализатора второй метод отвода тепла более прост и надежен в эксплуатации. В этом случае отпадает необходимость в непрерывной циркуляции катализатора через теплообменник в целях поддержания определенного гидравлического режима системы. [c.63]

Отличительной особенностью конверторов с псевдоожиженным слоем катализатора является также наличие в них пылеотделительных устройств. Высокая стоимость катализаторов, применяемых для окисления нафталина, обусловливает необходимость полного улавливания всего катализатора, уносимого газовым потоком из реакционной зоны. Для этого непосредственно над слоем катализатора располагается камера осаждения, где отделяется значительная часть катализаторной пыли. Над пылеотделительной камерон установлены фильтры. [c.63]

Рис. 25. Конверторы с псевдоожиженным слоем катализатора для окисления нафталина во фталевый ангидрид.

На рис. 25 Представлен общий вид установки с двумя конверторами для окисления нафталина во фталевый ангидрид в псевдоожиженном слое катализатора"" [c.69]

Рассмотренные выше методы расчета процесса парофазного ка- талитического окисления нафталина справедливы для условий, не осложненных гидродинамикой потока. Ниже рассмотрим взаимосвязь кинетических, гидродинамических и тепловых факторов в реальных конверторах применительно к условиям стационарного и псевдоожиженного слоев катализатора, а также методы расчета основных конструктивных элементов конверторов. [c.92]

Расчет фильтров. Специфическим узлом конвертора окисления нафталина в псевдоожиженном слое катализатора являются фильтры. Они представляют собой трубы из пористого материала, установленные, как правило, внутри аппарата и предназначенные для отделения катализаторной пыли от контактных газов. Обилую фильтрующую поверхность рассчитывают по удельной производительности фильтров, которую находят опытным путем в рабочих условиях при заданном перепаде давления на фильтрах. После определения фильтрующей поверхности Рф мо.жно рассчитать наружный диаметр фильтра йф, его длину 1ф, шаг между фильтрами I и число фильтров п. [c.106]

Рассмотрим условия устойчивости процесса окисления нафталина в стационарном и в псевдоожиженном слоях катализатора. [c.117]

Подставив (70) и (71) в (69), после соответствующих преобразований получим следующее условие устойчивости режима, окисления нафталина в псевдоожиженном слое катализатора [c.118]

Таким образом, процесс окисления нафталина в псевдоожиженном слое катализатора устойчив, если температура хладоагента выше 305° С. [c.118]

Весьма эффективно и эконом-йчё( ки целесообразно до поступления контактных газов в конденсаторы часть фталевого ангидрида выделять из них в жидком виде. В значительных количествах (40—60%) фталевый ангидрид может быть выделен в жидком виде при относительно низком отношении воздуха к нафталину в исходной нафталино-воздушной смеси Чем ниже это отношение, тем выше концентрация фталевого ангидрида в паро-газовой смеси продуктов контактирования и тем большее количество продукта может быть выделено в жидком виде. Повышение давления в системе сдвигает равновесие в системе пар—жидкость в сторону увеличения код.ичества жидкой фазы. Наиболее благоприятные условия для выделения части продукта в жидком виде имеются при окислении нафталина в псевдоожиженном слое катализатора, так как при этом отношение воздуха к нафталину наименьшее. [c.131]

Окисление о-ксилола в псевдоожиженном слое катализатора — процесс более сложный по сравнению с процессом окисления нафталина. Это объясняется, видимо, образованием больщего количества промежуточных и побочных продуктов реакции, которые в дальнейщем тоже подвергаются окислению. В псевдоожиженном слое быстро усредняются концентрации продуктов, находящихся в газовой фазе, поэтому достигнуть высоких выходов фталевого ангидрида при окислении о-ксилола оказалось труднее, чем при окислении нафталина. Однако преимущества применения псевдоожиженного слоя катализатора стимулируют развитие исследований этого метода окисления о-ксилола [c.178]

Влияние макрокинетических факторов на скорость реакции окисления нафталина в псевдоожиженном слое катализатора, Хим. пром., № 4, 258 (1961). [c.218]

Основным методом получения фталевого ангидрида в мировой промышленной практике до недавнего времени был метод, основанный на каталитическом парофазном окислении нафталина на стационарном или псевдоожиженом катализаторе. Однако за последние 10-15 лет во всем мире наметился значительный дефицит нафталина, в связи с чем усилия большинства исследователей и ведущих фирм- производителей фталевого ангидрида были направлены на разработку и совершенствование другого метода получения фталевого ангидрида - каталитическим окислением о-ксилола. Интерес к о-ксилолу, как сырью для производства фталевого ангидрида, объясняется еще и тем, что о-ксилол фактически является отхо -дом производства терилена (в СССР - лавсана), для производства которого требуется п-ксилол. [c.156]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЕ НАФТАЛИНА ВО ФТАЛЕВЫЙ АНГИДРИД В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА [c.54]

Начало промышленного применения псевдоожиженного слоя обычно связывают с газификацией бурых углей в газогенераторе Винклера [247] и внедрением в практику флюид-процесса каталитического крекинга нефти, запатентованного в 1934 г. и в 1942 г. . Первая установка каталитического крекинга нефти с применением псевдоожиженного слоя катализатора была пущена в 1940 г. [247]. Успехи, достигнутые в этой области за сравнительно короткое время, послужили стимулом для дальнейшего развития теории и техники псевдоожижения и широкого внедрения этого прогрессивного метода в многочисленные производственные процессы различных отраслей промышленности. Кроме каталитического крекинга нефти, метод псевдоожижения успешно применяется, например, для окисления нафталина во фталевый ангидрид, дегидрирования бутана в бутадиен, прямого синтеза крем-нийорганических соединений, окисления руд и минералов, прямого восстановления металлов, обжига цементного клинкера, сушки разнообразных материалов, очистки и выделения некоторых медицинских препаратов и т. д. [c.18]

Рис. Х1-21. Схема установки для окисления нафталина во фталевый ангидрид в псевдоожиженном слое катализатора

Среди способов предотвращения образования крупных пузырей и поршней в слое (абсолютно недопустимых в процессах хлорирования некоторых углеводородов) заслуживает внимания псевдоожижение мелкозернистого материала в свободном объеме неподвижной насадки [34, 361]. Этот способ был применен для регенерации катализатора процесса окисления нафталина во фталевый ангидрид. Аппараты такого типа могут работать по схемам прямотока и противотока (в последнем случае нужно учитывать возможность захлебывания ). Заметим, однако, что попытки органи- [c.428]

Альтернативное решение принято [676] для реактора окисления этилена в псевдоожиженном слое катализатора. Реактор представляет собой трубчатку с калиброванными газораспределительными устройствами для каждой трубки. В этом случае создаются примерно равные условия контакта фаз в различных сечениях слоя. Кроме того, известную положительную роль играет увеличение Яо/Da, так как реакция протекает в условиях, приближающихся к идеальному вытеснению. Аппараты такого типа применяют [498] также для окисления нафталина во фталевый ангидрид (рис. ХП1-7). [c.583]

Самой первой работой по окислению этилена в окись этилена на псевдоожиженном катализаторе была работа Беккера [9]. Следует напомнить, что Беккер был, очевидно, автором идеи использования псевдоожиженного катализатора окиси ванадия для окисления нафталина. [c.261]

Выше уже отмечалось, что крупнейшими потребителями полиметилбензолов являются производства топлив и растворителей. Третье место по объему потребления занимает производство продуктов окисления, особенно типа многоосновных кислот и их сложных эфиров. Исследования в этой области, ведущиеся с начала 20-х годов [122, 123], привели к разработке парофазного процесса получения малеинового ангидрида окислением бензола, фталевого ангидрида — окислением нафталина. Этот парофазный процесс, проводимый в присутствии пятиокиси ванадия, первоначально осуществляли на стационарном катализаторе, но в последние годы разработан вариант окисления нафталина в псевдоожиженном слое. [c.346]

Рис. 133. Реактор для окисления нафталина в псевдоожиженном слое катализатора и схема автоматического регулирования температуры

Получение фталевого ангидрида в промышленности в СССР и за рубежом базируется в основном на парофазном окислении нафталина или о-ксилола в стационарном слое катализатора. В зарубежной промышленности широкое распространение также получили процессы с использованием псевдоожиженного слоя ката- [c.264]

Фталевый ангидрид получают окислением нафталина в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора. Внутренний диаметр реактора 4 м, высота слоя катализатора в стационарном состоянии 1 м. В реактор с объемной скоростью 560 ч поступает нафталино-воз-душная смесь, объемная доля нафталина в которой равна 1,5%. Катализаторную пыль улавливают из реакционных газов в фильтрах, нагрузка на 1 поверхности которых составляет 36 м реакционных газов в час. Определить площадь фильтрующей поверхности, если на [c.156]

По характеру движения частиц во взвешенном слое аппараты классифицируют следующим образом с собственно псевдоожиженным слоем - аппараты каталитического крекинга, гидроформинга, восстановления железной руды водородом, обжига сульфидных руд, окисления нафталина с разрыхленным слоем - газогенераторы Винклера, дробилка Лурги для песка, реакторы обжига цементного клинкера с фонтанирующим слоем - аппараты для сушки катализаторов и других сыпучих материалов и др. [c.648]

Причиной образования отходящих газов является больщой избыток воздуха для окисления. Например, при газофазном каталитическом окислении нафталина во фталевый ангидрид в стационарном слое катализатора требуется 5-кратный избыток воздуха по сравнению с теоретическим количеством избыточный воздух в данном случае служит хладоагентом, снимающим часть выделяющегося тепла непосредственно в зоне контактирования. При окислении нафталина в псевдоожижен-ном слое катализатора условия теплоотвода значительно более благоприятны, поэтому избыток воздуха уменьшают вдвое, что позволяет соответственно снизить и количество отходящих газов. Значительно уменьшаются отходы при производстве фталевого ангидрида одностадийным жидкофазным окислением [c.14]

Фирма Badger разработала процесс окисления нафталина в псевдоожиженном слое катализатора (рис. 6.30). Предварительно нагретый воздух подают в реактор 1 через распределительную решетку в слой катализатора. Выше [c.215]

При переходе от пеподвижпого слоя к псевдоожиженному диаметр зерен изменяется по величине на порядок, в то время как скорость газового потока изменяется мало. Например, в работе [2] приведены некоторые данные для окисления нафталина во] фталевый ангидрид в промышленных условиях. Процесс проводится в неподвижном слое катализатора с зернами порядка 5—7 мм при линейной скорости 1,35 м1сек, а в псевдоожиженном слое—с зернами 0,125 при линейной скорости 0,25 м1сек, т. е. диаметр частиц уменьшается в 48 раз, а линейная скорость — лишь в 5,4 раза. Подробное изложение экспериментальных данных по массообмену в неподвижном и псевдоожиженном слоях приведено в монографии М. Лева [3]. В большинстве случаев коэффициент массопередачи от газового потока к частицам определяется для неподвижного и нсевдоожиженного слоев практически одинаковыми зависимостями, прямо пропорционален линейной скорости газа в степени 0,49—0,66 и обратно пропорционален эквивалентному диаметру частиц в степени 0,34ч-4-0,51. Можно принять приблизительно, что [c.349]

Один из конверторов с псевдоожиженным слоем катализатора, применяемый для окисления нафталина во фталевый ангидрид з, изображен на рис. 20. Конвертор представляет собой колонну, внутри которой имеется газораспределительная решетка 4. Над решеткой находится реакционная зона 5, заполненная катализатором в псевдоожиженном состоянии, а выше — зона сепарации 2, где паро-газовая смесь продуктов контактирования частично освобождается от катализаторной пыли. Более тщательное отделение пыли происходит в верхней части конвертора, где расположены фильтры / из стеклянной ткани. Фильтры разделены на несколько секций, периодически продуваемых обратным током воздуха. Воздух, необходимый для окисления нафталина, подается под решетку 4. Расплавленный нафталин поступает непосредственно в зону катализатора. Тепло реакции отводится в парогенераторе б, через который циркулирует катализатор, поступающий из реакционной зоны. Для обесяе-чения циркуляции катализатора в парогенератор снизу подается воздух. [c.64]

На рис. 21 представлен конвертор другой системы, также применяемый для окисления нафталина во фталевый ангидрид в псевдоожиженном слое катализатора. Воздух поступает, в нижний конус конвертора, где его тем- Воздух пература измеряется термопарой 1. Псевдо-ожиженный слой катализатора находится над газораспределительной решеткой 5. Расплав нафталина вводится в слой катализатора. В зоне катализатора помещен теплообменник (3, в змеевик которого подается вода. Температура в слое катализатора измеряется термопарой 7, связанной через регулятор с клапаном б, автоматически регулирующим подачу воды в теплообменник. Дублирующий замер температуры в слое катализатора производится термопарой 4, подключенной к потенциометру со звуковой сигнализацией. В верхней части конвертора смонтирован воздушный теплообменник 2 для охлаждения контактных газов воздухом, поступающим на контактирование. Над теплообменником 2 расположен секционный фильтр 8 из пористой керамики, секции которого периодически продуваются сжатым воздухом, поступающим через непрерывно работающий многоходовой кран 9. Темпе-Daтypa в различных точках конвертора измеряется термопарами 1. Токазания всех приборов непрерывно и автоматически записываются. [c.64]

При окислении нафталина в псевдоожиженном слое ванадий-калий-сульфатного катализатора наблюдалось, что содержание низших окислов (в пересчете на У204) повысилось с 10,2 до 68,5% за 1 ч, через 7 ч оно достигло 85%, а через 31 ч — 89%- При этом заметно снизился выход фталевого ангидрида, который через 4,5 ч после начала контактирования был равен 1,02 кг на 1 кг нафталина, а через 30 ч составлял 0,92 кг/кг. Одновременно возрос выход 1, 4-нафтохинона, который через 4,5 ч был равен 0,019 кг на 1 кг нафталина, а через 30 ч составлял 0,063 кг/кг. Эти опыты были повторены в условиях частичной регенерации катализатора. Последнюю осуществляли путем вывода части катализатора из зоны контактирования и окисления его воздухом при высокой температуре до У2О5. Окисленный катализатор возвращали в реакционную зону. [c.66]

На рис. 24 представлена схема предлагаемой конструкции промышленного конвертора секционного типа с использованием метода регенерации катализатора в псевдоожиженном слоеДиаметр конвертора 3—4 м, высота 18—24 м. Воздух подается в конвертор по трубе 1 через газораспределительную решетку 2. В нижней зоне конвертора происходит регенерация катализатора с частичным окислением низших окислов ванадия в высшие. Для обеспечения необходимой температуры процесса в этой зоне конвертора расположен нагревательный элемент 4. Нафталин с остальной частью воздуха подается по трубе 5. Зона // окисления нафталина отделена от зоны III охлаждения катализатора диафрагмой 7. Поднявшийся в зону /// частично восстановленный [c.67]

Сложность процесса окисления нафталина побудила некоторых исследователей 289 не составлять кинетических уравнений отдельных реакций, а, варьируя основные параметры процесса (температуру, время контактирования, концентрацию исходного нафталина и др.), выяснить суммарную зависимость определенных величин от этих параметров. Так, например, предпринята попытка 287 выяснить зависимость выходов фталевого ангидрида, малеинового ангидрида и 1,4-нафтохипона, а также степени полного сгорания нафталина, теплового эффекта реакции и концентрации полученного фталевого ангидрида от соотношения воздуха к нафталину, температуры процесса и времени контактирования. Уравнения, полученные обработкой опытов, проведенных в псевдоожиженном слое ванадий-калий-сульфатного катализатора, имеют следующий вид 2 [c.91]

Для отвода тепла реакции окисления нафталина во фталевый ангидрид в конверторах с псевдоожиженным слоем катализатора в качестве хладоагента применяют кипящую воду, находящуюся под избыточным давлением О—6 ат. Температура ее при этих условиях 100—164° С, т. е. ниже 305° С. Поэтому в этих условиях режим процесса неустойчив. Это повышает требования к регулирующим устройствам кроме стабилизации заданных параметров, они должны в данцом случае воздействовать на технологический процесс. Таким образом, неустойчивость процесса в псевдоожиженном слое катализатора на практике характеризует повышенные требования к качеству и надежности систем контроля и регулирования. Длительный опыт эксплуатации промышленных конверторов показал, что температуру в псевдоожиженном слое можно изменять с достаточно большой точностью с помощью регулятора расхода воды, получающего первичный импульс от термопары, помещенной в слой катализатора. [c.118]

При окислении нафталина в псевдоожиженном слое катализатора, когда расллав вводят непосредственно в катализаторное [c.187]

Реакцию окисления нафталина во фталевый ангидрид обычно осуществляют в псевдоожиженном слое из-за больш<й экзо-термичности процесса и необходимости строгого соблюдения температурного режима во избежание взрывов. Однако существующие отечественные реакторы малопроизводительны и работают с весьма ниэкс нагрузкой на катализатор, что обусловлено недостаточно тесным контактом газа с катализатором. [c.54]

На рис. И-17 приведен реактор для окисления нафталина в псевдоожиженном слое. С помощью форсунок жидкий нафталин распыляется непосредственно в слое. Жидкость немедленно испаряется и равномерно распределяется по слою 120]. Температура легко поддерживается в узких пределах благодаря наличию теплоносителя. Расходное соотношение но катализатору составляет 5 кг на 1000 кг нафталина. Фракционный состав катализатора 0—300 мкм, условное время контахгта 10—20 с, скорость газа в слое — 30—60 см/с. Процесс успешно осуществлен в 1945 г. Шервин Вильямс Компани . Современный реактор производит до 100 т фталевого ангидрида в сутки с выходом ангидрида порядка 95 или 85 кг на 100 кг нафталина. [c.48]

Недавно Уест [203] обнаружил, что такие же высокие выходыг антрахинона можно получить при окислении антрацена в псевдоожиженном слое катализатора, который применялся для окисления нафталина во фталевый ангидрид. [c.239]

Другой метод каталитического окисления нафталина, интерес к которому возрастает, характеризуется применением псевдо-ожиженного пылевидного катализатора. Такая установка введена в эксплуатацию в Чикаго в 1944 г. описание ее опубликовано . Жидкий нафталин подается инжектором непосредственно в псевдоожиженный слой катализатора снизу, где он тотчас же испаряется. Отмечают, что этот способ обеспечипает получение очень чистого фталевого ангидрида и что он менее взрывоопасен, что дает возможность работать с меньшим из- [c.36]

Пример. Фталевый ангидрид получают окислением нафталина в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора производительностью по фталевому ангидриду 985 кт/ч. В реактор поступает наф-талино-воздушная смесь, массовая доля нафталина в которой равна 6,3>%. Определить внутренний диаметр реактора, если выход фталевого ангидрида по нафталину равен 85,2%, рабочая скорость-контактных газов в сечении реактора 0,4 м/с, а их плотность в рабочих условиях составляет 1,38 кг/м . [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология