Реактор окисления нафталина до фталевого ангидрида

Наряду с фталевым ангидридом при окислении о-ксилола как побочные продукты образуются о-толуиловый альдегид, бензойная кислота, малеиновый ангидрид, бензальдегид, оксикарбоновые кислоты, а также оксид и диоксид углерода и вода. Реакционная смесь охлаждается так же, как и при окислении нафталина — обычно расплавом солей. Тепло реакции утилизируется для получения пара высокого давления. Температура реакции поддерживается строго в интервале 350—360 °С (с повыщением температуры увеличивается выход побочных продуктов, в частности, малеинового ангидрида, и степень полного сгорания о-ксилола возрастает). Время контакта в реакторе составляет 4—5 с. [c.82]

Рис. У1-61. Реакторы с движущимся слоем для окисления о-ксилола или нафталина во фталевый ангидрид.

В — при 360—550 С при производстве фталевого ангидрида из нафталина или о-ксилола путем каталитического окисления воздухом. И — нагреватели, реакторы, конверторные трубы, приемники-охладители, теплообменники, вакуумные реакторы для очистки, насосы, конверторные бесшовные трубы, применяемые для проведения низко- и высокотемпературных процессов, а также процессов в кипящем слое с катализатором при 450°С. [c.478]

Послойная загрузка катализатора разной активности позволяет получить более равномерный профиль температур. Профиль температур в трубчатом реакторе окисления нафталина во фталевый ангидрид показан на рис. 4.12. В начале слоя в области максимальных температур превращается 50% нафталина. Остальная часть окисляется в [c.198]

Реакторы с кипящим слоем катализатора впервые были применены в крупном масштабе в процессе каталитического крекинга. В настоящее время их используют при осуществлении многочисленных химических реакций. Область их применения постоянно расширяется. Сюда относятся, в частности, окисление нафталина (ортоксилола) во фталевый ангидрид, получение акрилонитрила из аммиака, пропилена из воздуха. [c.99]

Уменьшение диаметра трубок сильно усложняет конструкцию, так как требуется много трубок. Достаточно сказать, что в современном реакторе окисления нафталина до фталевого ангидрида 3000—5000 трубок. [c.104]

Катализатор получения фталевого ангидрида окислением нафталина в реакторах с псевдоожи-/кенным слоем (индекс 65—1111) 168]. Характеристика [c.416]

Существует также катализатор получения фталевого ангидрида окислением нафталина в реакторах со стационарным слоем (индекс 65—1713) [53]. [c.416]

Полная кинетическая модель описывает скорость реакции во всей области изменения параметров процесса в промышленном реакторе. Например, скорость окисления нафталина во фталевый ангидрид была измерена в безградиентном реакторе при варьировании в нем концентрации нафталина в двух сериях экспериментов в одной изменяли начальную концентрацию исходного вещества, в другой - продолжительность контакта (рис. 1.2), Соотношения концентраций продуктов реакции, влияющих на ее скорость при одинаковой концентрации нафталина, различаются в двух сериях экспериментов, и поэтому для них получены существенно разные результаты. [c.12]

Реакторы взвешенного слоя начали применять для процессов, не требующих регенерации катализатора, получения фталевого ангидрида из нафталина или ксилола, окисления этилена до оксида его, в производстве акрилонитрила, для окисления диоксида серы. [c.248]

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]

Газофазным окислением нафталина в трубчатом реакторе со стационарным слоем катализатора (У Ов с добавкой КгЗО на силикагеле) при атмосферном давлении и температуре 300-400 °С производят фталевый ангидрид, выход которого составляет около 90 %. Основными побочными продуктами являются малеиновый ангидрид и 1,4-нафтахинон. [c.851]

Лабораторными исследованиями и промышленными испытаниями реакторов доказана целесообразность применения взвешенного слоя для гидрирования окиси углерода с целью синтеза метанола [15, 161, высших спиртов [17], синтина [181 и в синтезе аммиака (т. е. для гидрирования азота на железном катализаторе) [19, 201. Кипящий слой оказался более технологичным и экономичным, чем фильтрующий слой катализатора во многих окислительных процессах, в частности при окислении этилена до окиси [21, 221, нафталина до фталевого ангидрида [23, 241, сернистого газа в серный ангидрид [1,2, 25—271, при окислительном аммонолизе пропилена в производстве акрилонитрила [28, 291. [c.91]

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]

Углеводород расходуется полностью, причем часть его окисляется в СО2 и Н2О. Помимо основных продуктов, при окислении нафталина образуются хинон, малеиновая и бензойная кислоты. При окислении о-ксилола образуется большее количество малеиновой и бензойной кислот, а также некоторое количество фталимида /35/, Выход фталевого ангидрида в расчете на исходный углеводород составляет 93-97% /14/, а на некоторых недавно построенных заводах - еше выше. Следует заметить, что на заводах, производящих фталевый ангидрид, каталитические реакторы занимают относительно неболь- [c.305]

X — при производстве фталевого ангидрида из нафталина путем окисления дымящей серной кислотой, содержащей 23% трехокиси серы. И — реакторы из углеродистой стали или чугуна. [c.478]

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]

Фталевый ангидрид получают окислением нафталина в трубчатом реакторе (длина труб 3 м, диаметр 30X2,5 мм) производительностью 540 кг/ч по фталевому ангидриду. В реактор поступает иафталиио-воздушная смесь (массовое соотношение нафталин воздух=30 1) с объемной скоростью 1240 ч 1. Определить число труб в реакторе, если выход фталевого ангидрида равен 88% в расчете на нафталин. [c.155]

Существенным недостатком предлагаемой конструкции является трудность разделения зон внутри конвертора. Наилучшая регенерация катализатора достигается при размещении зоны регенерации в выносном аппарате. Видимо, промышленное решение конструкции конвертора с использованием принципа регенерации катализатора может и должно быть более совершенным по сравнению с описанным. Изложенное можно рассматривать только как первое приближение к конструкции секционированных реакторов промышленного масштаба для окисления нафталина во фталевый ангидрид. [c.68]

Получение фталевого ангидрида. Фталевый ангидрид получают путем окисления нафталина или о-ксилола воздухом в паровой фазе в присутствии катализатора (пятиокиси ванадия). Выходящий из реактора поток с парами фталевого ангидрида обычно охлаждают воздухом в прямоугольных камерах, при этом фталевый ангидрид выкристаллизовывается в виде длинных игл (игольчатых кристаллов). По мере роста кристаллов они падают на дно камер и периодически удаляются. [c.341]

Описание процесса (рис. 97). Наиболее целесообразно получать фталевый ангидрид парофазным окислением нафталина на стационарном катализаторе. Сырьевая смесь, состоящая из нафталина, ортоксилола или их смесей, испаряется, смешивается с воздухом и после нагрева в теплообменниках выходящими из реактора газами поступает в реактор. Для охлаждения реактора служит система с расплавом солей (на схеме не показана), циркулирующим в межтрубном пространстве реактора. [c.194]

По технологии окисление нафталина и окисление о-ксилола аналогичны, и существуют установки, на которых можно перерабатывать оба вида сырья. Процесс ведут при атмосферном давлении и большом избытке воздуха, обеспечивающем концентрацию реагента 0,7—0,9 % (об.), находящуюся вне пределов взрывоопасных концентраций в смеси с воздухом. Наиболее распространены многотрубные реакторы со стационарным слоем катализатора, охлаждаемые кипящим водным конденсатом или чаще нитрит-нитратной смесью, с производством пара. В последнее время большое внимание уделяется эффективной утилизации тепла, которого хватает для работы установки, и часть генерируемого пара (до 3,6 т на 1 т фталевого ангидрида) используют для других нужд. [c.417]

Реакторы с кипящим слоем катализатора используются для крекинга нефтепродуктов, гидроформинга, дегидрирования углеводородов в различных производствах, получения нитрилакриловой кислоты и др. [14, 49 168]. Перспективно применение этого метода для окисления нафталина во фталевый ангидрид, гидрирования этилена, хлорирования метана, окисления сернистого ангидрида, синтеза и окисления аммиака, дегидрирования бутана в бутадиен, изомеризации циклопропана и для многих других процессов [231]. [c.7]

Многоступенчатые реакторы используются также для синтеза аммиака (рис. 36), окисления метилового спирта в формальдегид, нафталина во фталевый ангидрид н других процессов, так как в [c.63]

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]

Реакция окисления бензола в малеиновый ангидрид и реакции окисления нафталина и о-ксилола во фталевый ангидрид ускоряются катализаторами различного типа на основе пятиокиси ванадия. Эти реакции положены в основу важных промышленных процессов и изучались они в основном с точки зрения получения кинетических данных для конструирования подходящих каталитических реакторов. При изучении механизмов этих частных реакций и влияния поверхности катализатора большую роль сыграли исследования механизмов каталитического окисления. Было высказано предположение, что при окислении бензола в малеиновый ангидрид образуются различные промежуточные соединения, нанример фенол, гидрохинон и хинон. Диксон и Лонгфилд [4] предположили, что по такому пути происходит окисление всего лишь около 10% бензола, тогда как большая его часть одновременно окисляется в малеиновый ангидрид, а также в окись и двуокись углерода. Сообщалось также, что окисление нафталина происходит путем одновременно идущих реакций с образованием фталевого ангидрида. [c.329]

Наилучшим катализатором является пятиокись ванадия [117]. Для облегчения удаления из реактора тепла, выделяюш егося во время реакции окисления, нафталин смешивают 6 большим избытком воздуха (1 на 20— 30 г нафталина) и этим регулируют тепловой режим конвертора. Выход фталевого ангидрида, считая на нафталин, составляет 69—70%. Помимо окиси ванадия, используют и смешанный катализатор, содержащий 10% У Ов, 60—65% ЗЮа и 30—35% Н2304. [c.719]

Пример использования реактора. В блочном многоканальном изотермическом реакторе получена информация об активности и избирательности эталонного образца промышленного ванадийкалий-сульфатносиликагелевого катализатора для окисления нафталина во фталевый ангидрид, которые хорошо согласуются с известными. Температура опыта 360—365 ° С, производительность катализатора 40 г/л ч, избирательность по фталевому ангидриду 90%. [c.48]

ТРУБЧАТЫЙ РЕАКТОР - расчет профилей температур и концентраций в трубчатом реакторе с неподвижным слоем катализатора для процессов окисления этилена в зтиленоксид, метанола в формальдегид, нафталина во фталевый ангидрид, паровой конверсии метана, синтеза аммиака, дегидрирования циклогексанола. Предлагается одномерная или двухмерная (с радиальным переносом) модель процесса. Предоставлена возможность изменять параметры и условия процесса, проводить секционирование реактора. [c.469]

Опыты по окислению 2-нафтальдегида велись с раздельной подачей азота (через испаритель) и кислорода (непосредственно в реактор), при этом содержание кислорода поддерживалось равным 20%. Окислением 2-метилнафталина и 2-нафтальдегида, как было показано специальными опытами, без катализатора до температуры 400°С можно пренебречь. Изучение влияния добавок одного углеводорода на окисление другого шрошодили цри постоянной объемной скорости. Реакция исследовалась при температуре 370"С, поскольку при более низких температурах происходит сильное изменение стационарного состоя ния катализатора, что ведет к невоспроизводимо-сти опытов. Методика отбора проб и анализа продуктов окисления аналогичны [4]. При окислении смесей количественно определялись нафталин (н), 2-метилнафталин (мн), фталевый ангидрид (фа), 5-метилфталевый и малеиновый ангидриды 1,4-нафтохинон (нх), 2-нафтальдегид, 2-метилнафтохинон и 7-метилнафтохинон, а также продукты полного сгорания. [c.82]

Изложенные выше результаты позволяют представить кинетическую схему процессов, происходящих при окислении смесей нафталина и металнафталина в проточном реакторе. Метилиафталин содержится в смеси в меньших количествах, чем нафталин, и окисляется быстрее, поэтому он влияет на окисление нафталина только в первых слоях катализатора, сильнее тормозя образование 1,4-нафтохинона, чем фталевого ангидрида, тем самым увеличивая селективность реакции окислепия нафталина во фталевый ангидрид. Аналогично повышается селективность по фталевому ангидриду реакции окисления фенантрена при окислении смеси антрацен-фенантрен [7]. [c.85]

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]

В процессе окисления нафталина во фталевый ангидрид (рис. XI-21) в испаритель 3 поступают расплавленный нафталин и сжатый воздух, нагретый в теплообменнике 6. Образующаяся парогазовая смесь подается в реактор /, ожижая слой ванадиевого катализатора с размером частиц до 900 мк. Тепло реакции утилизируется в паровом котле 5, расположенном непосредственно в реакторе (на некоторых установках используют выносной теплообменник, через который циркулирует катализатор). Газообразные продукты реакции очищаются в свечевых фильтрах 7, охлаждаются и конденсируются, после чего обратный газ промывается ОТ иесконденсировавшихся продуктов в колонне 11. Диаметр и [c.427]

Свободнокипящий слой находит промышленное применение в процессах синтеза акрилонитрила (процесс Sohio), получения фталевого ангидрида окислением нафталина. Чаще всего реактор снабжается теплообменником. [c.393]

Для определения кинетических параметров окисления нафталина используем данные экспериментального распределения продуктов реакции, полученные Г. М. Корнейчуком, Г. Г. Гируштиным, В. Я. Мо-лотнюх и Г. А. Александровым (Кинетика и катализ, 1977, т. ХУШ, вып. 1, с. 247). Опыт проводился в блочном многоканальном изотермическом реакторе. Концентрация нафталина в исходной смеси составляла 30 10 моль/л, скорость потока 7,5 л/мин, температура опыта 360°С, время контактирования т вдоль слоя катализатора по камерам изменялось от 0,075 до 0,75 с. Были получены кривые распределения продуктов реакции (фталевого ангидрида и 1,4-нафтахинона) в зависимости от времени. Распределение продуктов реакции приведено в табл. 8. Исходное количество кислорода в реакционной смеси (нафталина и воздуха) составляло Хо= 13,42, если принять исходное содержание нафталина в этой газовой смеси за единицу. В данном процессе нафталин является источником параллельного образования [c.76]

Исследование кинетики гетерогенных каталитических процессов обычно заканчивается нахождением уравнений, удовлетворительно описывающих зависимость скорости продесса от концентрации и температуры. При этом принимается, что сопутствующее процессу изменение состава газовой фазы и температуры не оказывает влияния на состав катализатора. Однако это положение в каждом отдельном случае должно проверяться. Вейс с сотрудниками еще в 1923 г. опубликовал работу [1], в которой показано, что катализатор из пятиокиси ванадия в процессе окисления бензола кислородом воздуха восстанавливается до низших окислов. При этом степень восстановления его зависит от соотношения количеств бензола и кислорода в исходной смеси. Нами проведено исследование состава катализатора из пятиокиси ванадия по длине слоя в промышленном реакторе после длительного окисления на нем нафталина во фталевый ангидрид. В начале слоя катализатор на 50% был восстановлен до низших окислов [2]. При этом наблюдалось, что такое изменение состава приводило к изменению его производительности и, что особенно важно, к снижению избирательности по фталевому ангидриду и повышению — по малеиновому ангидриду. Исследование кинетики в таких случаях весьма затруднено. Говорить о выводе кинетического уравнения для этого процесса, т. е. о нахонедении зависимости скорости процесса от концентраций и температуры, без учета изменения состава катализатора в процессе работы не приходится. [c.329]

При конструировании таких больших реакторов с отводо.м тепла на заводах IG использовали, например, опыт процесса каталитического окисления нафталина воздухом до фталевого ангидрида и окисления антрацена до антрахинона. В реакторах, применявшихся для проведения этих процессов, имелось большое ч гсло узких трубок, в которые загружали катализатор трубки охлаждались омывающей их под давлением водой, атем стали применять решетчатые реакторы , в которых катализатор находится на решетках между охлаждающими змеевиками с частыми витками. [c.155]

Образование окиси этилена из этилена можно рассматривать как частичное сгорание . При протекании этой реакции выделяется 56 ккал1моль тепла, в то время как при полном сгорании этилена выделяется 631 ккал/моль. Чтобы задержать реакцию на неустойчивой стадии окисления, приходится применять специальные меры, которые сводятся к подбору катализатора специфического действия (серебро на АЬ Оз) и предотвращению любого местного перегрева. Для этого стремятся к возможно меньшему отдалению любой точки реакционного пространства от охлаждающей поверхности и быстро отводят образующуюся окись этилена. Процесс проводят в трубчатом реакторе катализатор возможно более равномерно распределяют в большом количестве труб, чем достигается и равномерное заполнение каждой трубы газом. Такие трубчатые реакторы уже давно успешно применяются в процессе каталитического окисления нафталина во фталевый ангидрид. [c.220]

Как уже указывалось, применение пылевидного катализатора создает очень хорошие условия отвода тепла и выравнивания температуры в реакционной зоне. Имеются сообщения о том, что - 6 такой метод работы в полуза-водском масштабе применен 1 5 для производства фталевого ангидрида окислением нафталина Реакция окисления нафталина в этом случае осуществляется в башне диаметром около 1,7 м и высотой около 10 м. Внутри башни катализатор находится во взвешенном состоянии, поддерживаемый поступающим снизу током смеси воздуха с парами нафталина. Выходящие из реактора газы направляются на конденсацию после прохождения ряда цикло-Рис. 26. Схема конвертора с ртутной фильтров для отделения [c.858]

Наименьшая себестоимость фталевого ангидрида достигается в случае использования в качестве сырья 95%-ной нафталиновой фракции. С целью проверки опытных данных, полученных в лабораторных условиях, был проведен пробег на опытной установке в масштабе 1 1, на которой воспроизводилось несколько трубок промышленного реактора для окисления нафталина во фталевый ангидрид (см. рисунок). Катализатор и условия проведения процесса полностью соответствовали принятым в промышленности. В качестве сырья применяли 957о-ную нафталиновую фракцию, выделенную из продуктов гидродеалкилирования на опытной установке НИИНефтехим по получению нефтяного нафталина. [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология