Теоретический анализ процесса получения циклогексанона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра «Технология органического и нефтехимического синтеза»

Курсовая работа

По дисциплине «теория химических процессов органического синтеза»

На тему «Теоретический анализ процесса получения циклогексанона»



ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЦИКЛОГЕКСАНОНА

2. МАСШТАБЫ ПРОИЗВОДСТВА ЦИКЛОГЕКСАНОНА

3. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОНА

3.1 Получение циклогексанона из фенола

3.2 Получение циклогексанона из анилина

3.3 Получение циклогексанона по бензольной схеме

4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОЛА В ЦИКЛОГЕКСАНОН

4.1 Качественный термодинамический анализ

4.2 Количественный термодинамический анализ

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСЛОВИЯМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОЛА В ЦИКЛОГЕКСАНОН

ЛИТЕРАТУРА



1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЦИКЛОГЕКСАНОНА

Подавляющая часть производимого циклогексанона потребляется в производстве полупродуктов для производства синтетических полиамидов -- адипиновой кислоты, сырья для нейлона-6,6, и капролактама, сырья для найлона-6 (капрона).

Российскими химиками было предложено получение ароматических углеводородов из отходов производства капролактама. В этой работе рассмотрена возможность утилизации промышленных отходов, образующихся при крупнотоннажном производстве капролактама, которые содержат до 50% ценных продуктов: циклогексанола, циклогексанона и дианона [1]. Японские ученые нашли применение циклогексанона в получении циклогексаноноксима. В данной работе предложен способ получения циклогексаноноксима посредством взаимодействия циклогексанона, пероксида водорода и аммиака в присутствии титансиликатного катализатора. Способ обеспечивает получение циклогексаноноксима с высоким выходом без разрушения используемого катализатора [2].

Чуть позже в Германии разработали применение циклогексанона для получения растворов тримерных циклических перекисей циклогексанона. Для получения тримерных перекисей циклогексанона циклогексанон подвергают взаимодействию с H2O2 в присутствии HNO3 в качестве катализатора [3]. Экологический синтез адипиновой кислоты запатентовали английские химики. Синтез адипиновой кислоты проводился при окислении циклогексанона 30%-ной H2O2 в присутствии катализатора из вольфрамата натрия при кипении. Выход выделенной кислоты достигал 82,1% при высокой чистоте продукта [4].

Циклогексанон также используется в качестве растворителя нитратов и ацетатов целлюлозы, жиров, восков, природных смол, поливинилхлорида.



2. МАСШТАБЫ ПРОИЗВОДСТВА ЦИКЛОГЕКСАНОНА

Европейские мощности по производству циклогексанона, тыс. тонн в год [5].

Компания	Местоположение	Мощность
Azot Cherkassy	Cherkassy, Ukraine	60
BP	Gelsenkirchen, Germany	140
Cepsa	Huelva, Spain	150
Chemko AS	Strazske, Slovakia	90
Erdol-Raffinerie-Emsland	Lingen, Germany	260
ExxonMobil	Botlek, Netherlands	270
Fina Antwerp Olefins	Antwerp, Belgium	110
Grodno Azot	Grodno, Belarus	80
Holborn Refinery	Hamburg, Germany	63
Huntsman Petrochemicals	Wilton, UK	330
JSC Kuibyshevazot	Togliatti, Russia	120
Kemerovo Azot	Kemerovo, Russia	155
Lukoil Neftochim	Burgas, Bulgaria	50
PKN Orlen	Plock, Poland	120
Rivneazot	Rivne, Ukraine	30
Shchekinoazot	Shchekino, Russia	65
SSME Azot	Severodonetsk, Ukraine	50
ZA Pulawy	Pulawy, Poland	60
ZA Tarnowie-Moscicach	Tarnow, Poland	35



3. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОНА

3.1 Получение циклогексанона из фенола

Первый из осуществленных в промышленности способов синтеза циклогексанона - из фенола с предварительным гидрированием его в циклогексанол:

Фенол при гидрировании на никелевом катализаторе (130-150°С и 0,5-2МПа) дает циклогексанол (жидкость; температура кипения 160°С).

Это важный промежуточный продукт для синтеза циклогексанона, адипиновой кислоты и капролактама. При получении из фенола циклогексанола, циклогексанон является побочным продуктом, выход которого повышается при росте температуры и снижения давления. Его образование объясняется реакцией равновесного дегидрирования циклогексанола.

Гидрирование в газовой фазе осуществляют, пропуская смесь водорода с парами органического вещества, летучесть которых при температуре реакции достаточна для создания необходимого парциального давления их в парогазовой смеси. При большом избытке водорода, высокой температуре или снижении общего давления можно гидрировать менее летучие вещества.

Процесс газофазного гидрирования широко применяют для гидрирования бензола, фенола и т.д.

Реакция проводится со стационарным катализатором в виде шариков, таблеток или в других формах, размером 3-5мм.

В зависимости от степени экзотермичности реакции выбираются различные конструкции реакторов гидрирования. Гидрирование фенола осуществляется в трубчатом реакторе. Парогазовую смесь водорода с органическим реагентом обычно подают сверху (иногда снизу), и реакция протекает в трубках на зернах контакта. Выделяющееся тепло снимается хладоагентом, циркулирующем в межтрубном пространстве. В качестве хладоагента особенно подходит кипящий водный конденсат; в этом случае можно утилизировать тепло реакции для получения водяного пара. Но в таких аппаратах невелика степень использования реакционного объема.

Далее происходит дегидрирование образовавшегося циклогексанола.

Реакция является эндотермической, её тепловой эффект при 300°С равен 67кДж/моль (16ккал/моль). В зависимости от условий, особенно от температуры и давления, равновесие между прямой и обратной реакциями может сдвигаться. Повышение температуры и понижения давления сдвигают равновесие в сторону образования циклогексанона.

3.2 Получение циклогексанона из анилина

Другой метод синтеза циклогексанона - из анилина через циклогексиламин:



Гидрирование ароматических аминов в ядро проводят для синтеза циклогексиламина, который является промежуточным продуктом при одном из методов производства капролактама. При гидрировании анилина в ядро, побочно происходит отщепление аминогруппы, а также конденсация циклогексиламина с анилином и последующее гидрирования с образованием вторичного амина (дициклогексиламин):

Образование циклогексиламина можно уменьшить, снижая концентрацию аминов в реакционной массе (проводить реакцию в растворах, применять избыток водорода). И выбрав катализатор. Лучшими являются оксид кобальта, активированный известью, и никель на носителях.

Жидкофазное гидрирование проводят путем барботирования водорода через жидкую реакционную массу. Реакционная масса является трехфазной (жидкий реагент, твердый катализатор и газообразный водород). Реакция протекает на поверхности катализатора, причем её скорость при равных условиях зависит от концентрации водорода в жидкости, скорости его растворения в реакционной массе и скорости диффузии водорода к поверхности катализатора. Повышению скорости благоприятствует высокое давление водорода и перемешивание реакционной массы.

3.3 Получение циклогексанона по бензольной схеме

Окисление циклогексана проводят в жидкой фазе, однако окислитель - воздух поступает в зону реакции в виде газа, вследствие этого сложность самого химического процесса усугубляется непростыми гидродинамическими условиями его проведения.

Полученный из бензола циклогексан окисляют в смесь циклогексанона и циклогексанола:

В качестве катализатора наиболее эффективны соли кобальта при 120-160°С и 1-2МПа. Селективность по смеси спирта и кетона сильно зависит от степени конверсии циклогексана, и последнюю приходится поддерживать на уровне 4-5%, чтобы получить в конечном счете выход анона и анола около 80%. Окисление ведут в каскаде из 3-4 барботажных колонн.

Барботажные аппараты, применяемые для окисления, по типу близки к реакторам идеального смешения. В них благодаря высокой скорости продольного и поперечного перемешивания при развитом барботаже состав реакционной жидкости в любых местах аппарата почти одинаков.

Рассмотрев все выше изложенные способы получения, для выполнения качественного и количественного термодинамического анализа выбираю способ дегидрирования циклогексанола в циклогексанон.



4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОЛА В ЦИКЛОГЕКСАНОН

4.1 Качественный термодинамический анализ

Принцип Ле-Шателье - основа качественного термодинамического анализа, и результаты являются рекомендациями по направлению воздействия основных параметров процесса на положение равновесия.

Принцип Ле-Шателье применим к индивидуальным превращениям. Для системы взаимосвязанных равновесных превращений он не применяется.

Процесс дегидрирования циклогексанола:

Реакция является эндотермической. Для смещения равновесия в сторону продуктов реакции необходимо:

- повышение температуры;

- уменьшение давления;

- присутствие инертного разбавителя.

4.2 Количественный термодинамический анализ

При выполнении количественного термодинамического анализа определяется влияние параметров на равновесную степень превращения.

В ходе количественного термодинамического анализа устанавливается влияние параметров на энтальпийный и энтропийный эффект протекания реакции.

Количественный термодинамический анализ выполняется для индивидуальных превращений только в тех случаях, когда эти превращения могут быть выделены из совокупности системы превращения.

Процесс дегидрирования циклогексанола:

На количественный термодинамический анализ данного превращения влияет температура, давление и инертный разбавитель.

Количественный термодинамический анализ выполняется в следующей последовательности:

1) Выписывание табличных значений энтальпийных и энтропийных эффектов каждого компонента реакции в диапазоне температур от 298 до 1000К:

	Циклогексанол	Циклогексанон	Водород
T, K	S, кал/(моль*К)	H, ккал/моль	S, кал/(моль*К)	H, ккал/моль	S, кал/(моль*К)	H, ккал/моль
298	78,320	-70,400	77,000	-55,000	31,211	0,000
300	78,510	-70,450	77,170	-55,050	31,253	0,000
400	88,780	-72,860	86,090	-57,230	33,250	0,000
500	99,030	-74,710	95,110	-58,940	34,809	0,000
600	109,070	-76,040	104,030	-60,180	36,085	0,000
700	118,760	-76,890	112,700	-60,990	37,167	0,000
800	128,010	-77,350	121,010	-61,440	38,108	0,000
900	136,800	-77,480	128,940	-61,590	38,946	0,000
1000	145,140	-77,310	136,450	-61,490	39,704	0,000

2) Вычисление энтальпийного эффекта реакции при T = 298К:



,

3) Вычисление энтрапийного эффекта реакции при T = 298К:

,

4) Расчет энергии Гиббса ДG при T = 298 К:

,

Если ДG < 0 Дж/моль, то реакция протекает произвольно, если 0 < ДG < 40000 Дж/моль, то реакция осуществляется, но имеет термодинамические ограничения, если ДG > 40000 Дж/моль, то реакция не осуществляется. Делаем вывод, что при T = 298К реакция осуществляется, но имеет термодинамические ограничения.

5) Расчет константы равновесия при T = 298К по уравнению изотермы химической реакции:

,,

где

,

,



6) Для оставшегося диапазона температур расчет , , и выполняется аналогично. Результаты сведены в таблицу:

T, K	S реакции, кал/(моль*K)	H реакции, ккал/моль	G, кал/моль	G, Дж/моль	Kp
298	29,891	15,400	6492,482	27138,575	0,00002
300	29,913	15,400	6426,100	26861,098	0,00002
400	30,560	15,630	3406,000	14237,080	0,01383
500	30,889	15,770	325,500	1360,590	0,72087
600	31,045	15,860	-2767,000	-11566,060	10,16135
700	31,107	15,900	-5874,900	-24557,082	68,00457
800	31,108	15,910	-8976,400	-37521,352	281,82621
900	31,086	15,890	-12087,400	-50525,332	856,09080
1000	31,014	15,820	-15194,000	-63510,920	2077,73359

7) Дается графическая зависимость энтальпийных и энтропийных эффектов от температуры:

Рисунок 1. График зависимости энтальпийного эффекта от температуры

При увеличении температуры до 800К энтальпийный эффект реакции увеличивается. Следовательно, эндотермичность реакции также будет возрастать, что влечет за собой смещение равновесия в сторону продуктов реакции. циклогексанон бензольный дегидрирование термодинамический

Рисунок 2. График зависимости энтропийного эффекта от температуры

При увеличении температуры до 800К энтропийный эффект увеличивается. Следовательно, увеличивается хаотичность частиц в системе. Равновесие будет смещаться в сторону продуктов реакции.

8) Дается графическая зависимость в заданном диапазоне T, :

Рисунок 3. График зависимости константы равновесия от температуры

При увеличении температуры константа равновесия эндотермической реакции увеличивается. Равновесие смещается в сторону продуктов реакции.

9) Рассчитывается равновесная степень превращения при варьировании основных параметров процесса:

,

Алгоритм расчета степени превращения выполняется в следующей последовательности (без учета инертного разбавителя):

1) Заполнение таблицы равновесной степени превращения:

Компонент	Исх. кол-во	Число молей в равновесии	Мольная доля
Циклогексанол (A)	1	1-	(1-)/(1+)
Циклогексанон (B)	0		/(1+)
Водород (C)	0		/(1+)
сумма	1	1+	1

2) Расчет через парциальные давления компонентов:

,

,

3) Выражение переменной x:

,

,

,

,

,



,

,

,

4) Подстановка в полученное уравнение значения и расчет переменной для T = 298 K () и P = 1атм (, т.к. при данном значении образуется оптимальное количество продукта реакции и минимальные затраты на оборудование):

,

,

5) Расчет для оставшегося диапазона T и P выполняется аналогично. Результаты сведены в таблицу:

T, К	,	P, атм	,
298	0,00418	1	0,99823
300	0,00459	3	0,99472
400	0,11679	6	0,98952
500	0,64722	9	0,98441
600	0,95415	12	0,97937
700	0,99273	15	0,97441
800	0,99823	18	0,96952
900	0,99942	21	0,96470
1000	0,99976

6) Дается графическая зависимость x в заданном диапазоне T и P, :



Рисунок 4. График зависимости состава от температуры

Оптимальная температура процесса 800К, т.к. дальнейшее повышение температуры влияет на процесс незначительно.

Рисунок 5. График зависимости состава от давления

Оптимальное давление процесса является атмосферное, т.к. дальнейшее повышение давления понижает выход продукта.

7) Подстановка полученных значений в выражения мольных долей для каждого компонента и проверка (сумма мольных долей равна единице):

Для температуры 298 K:

- Циклогексанол:

- Циклогексанон:

- Водород:

- Сумма:

Для давления 1атм:

- Циклогексанол:

- Циклогексанон:

- Водород:

- Сумма:

8) Расчет для оставшегося диапазона T и P выполняется аналогично. Результаты сведены в таблицу:

T, K	Циклогексанол	Циклогексанон	Водород	Сумма
298	0,99167	0,00417	0,00417	1
300	0,99087	0,00457	0,00457	1
400	0,79085	0,10457	0,10457	1
500	0,21416	0,39292	0,39292	1
600	0,02346	0,48827	0,48827	1
700	0,00365	0,49818	0,49818	1
800	0,00089	0,49956	0,49956	1
900	0,00029	0,49985	0,49985	1
1000	0,00012	0,49994	0,49994	1

P, атм	Циклогексанол	Циклогексанон	Водород	Сумма
1	0,00089	0,49956	0,49956	1
3	0,00265	0,49868	0,49868	1
6	0,00527	0,49737	0,49737	1
9	0,00786	0,49607	0,49607	1
12	0,01042	0,49479	0,49479	1
15	0,01296	0,49352	0,49352	1
18	0,01548	0,49226	0,49226	1
21	0,01797	0,49102	0,49102	1



9) Дается графическая зависимость состава равновесной смеси от T и P:

Рисунок 6. График зависимости состава равновесной смеси от температуры

Оптимальная температура 800К, потому что при ней достигается максимум целевого продукта и минимум непрореагировавших веществ.

Рисунок 7. График зависимости состава равновесной смеси от давления

Оптимальное давление данного процесса - не более 3 атмосфер, так как при повышении давления концентрации компонентов изменяются незначительно. Так же использование давления более 3 атмосфер приводит к неоправданным затратам на оборудование.

Алгоритм расчета степени превращения с учетом инертного разбавителя выполняется в следующей последовательности:

1) Заполнение таблицы равновесной степени превращения:

Компонент	Исх. кол-во	Число молей в равновесии	Мольная доля
Циклогексанол	1	1-	(1-)/(1+ +)
Циклогексанон	0		/(1+ +)
Водород	0		/(1+ +)
Разбавитель			/(1+ +)
сумма	1	1+ +	1

2) Дается графическая зависимость состава равновесной смеси от T и P при n=1:

Рисунок 8. График зависимости состава равновесной смеси от температуры

T, K	Циклогексанол	Циклогексанон	Водород	Разбавитель	Сумма
298	0,49687	0,00209	0,00209	0,49896	1
300	0,49657	0,00229	0,00229	0,49886	1
400	0,41724	0,05517	0,05517	0,47241	1
500	0,13326	0,24449	0,24449	0,37775	1
600	0,01552	0,32299	0,32299	0,33851	1
700	0,00243	0,33171	0,33171	0,33414	1
800	0,00059	0,33294	0,33294	0,33353	1
900	0,00019	0,33320	0,33320	0,33340	1
1000	0,00008	0,33328	0,33328	0,33336	1

P, атм	Циклогексанол	Циклогексанон	Водород	Разбавитель	Сумма
1	0,00059	0,33294	0,33294	0,33353	1
3	0,00176	0,33216	0,33216	0,33392	1
6	0,00350	0,33100	0,33100	0,33450	1
9	0,00523	0,32985	0,32985	0,33508	1
12	0,00693	0,32872	0,32872	0,33564	1
15	0,00861	0,32760	0,32760	0,33620	1
18	0,01026	0,32649	0,32649	0,33675	1
21	0,01191	0,32540	0,32540	0,33730	1

Рисунок 9. График зависимости состава равновесной смеси от давления

3) Расчет через парциальные давления компонентов:

,

4) Выражение переменной :



,

,

,

,

,

,

,

,

,

Вывод: не подходит.

6) Расчет для оставшегося диапазона выполняется аналогично. Результаты сведены в таблицу:

1	0,99882	-1,99528	717088,709
2	0,99911	-2,99204	1274198,091
3	0,99929	-3,98868	1990159,495
4	0,99941	-4,98527	2864972,921
5	0,99949	-5,98181	3898638,369
6	0,99956	-6,97834	5091155,839
7	0,99961	-7,97486	6442525,332
8	0,99965	-8,97136	7952746,846
9	0,99968	-9,96786	9621820,382
10	0,99970	-10,96435	11449745,941

7) Дается графическая зависимость в заданном диапазоне , :

Рисунок 10. График зависимости состава от инертного разбавителя

Из графической зависимости видно, что увеличение инертного разбавителя благоприятно влияет на процесс.

8) Подстановка полученных значений в выражения мольных долей для каждого компонента и проверка (сумма мольных долей равна единице):

Для :

- Циклогексанол:

- Циклогексанон:

- Водород:

- Разбавитель:

- Сумма:

9) Расчет для оставшегося диапазона выполняется аналогично. Результаты сведены в таблицу:

n	Циклогексанол	Циклогексанон	Водород	Разбавитель	Сумма
1	0,00039	0,33307	0,33307	0,33346	1
2	0,00022	0,24983	0,24983	0,50011	1
3	0,00014	0,19989	0,19989	0,60009	1
4	0,00010	0,16658	0,16658	0,66673	1
5	0,00007	0,14280	0,14280	0,71434	1
6	0,00006	0,12495	0,12495	0,75004	1
7	0,00004	0,11107	0,11107	0,77781	1
8	0,00004	0,09997	0,09997	0,80003	1
9	0,00003	0,09088	0,09088	0,81821	1
10	0,00002	0,08331	0,08331	0,83335	1

10) Дается графическая зависимость мольных долей каждого компонента от :

Рисунок 11. График зависимости состава равновесной смеси от инертного разбавителя

При увеличении инертного разбавителя выход продуктов реакции падает.



5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСЛОВИЯМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОЛА В ЦИКЛОГЕКСАНОН

По результатам расчетов количественного термодинамического анализа для осуществления процесса получения циклогексанона можно дать следующие рекомендации:

1. Температура процесса должна быть в диапазоне от 700 до 800К;

2. Реакцию лучше проводить при атмосферном давлении;

3. Наличие инертного разбавителя в соотношении 1:1.

Принципиальная технологическая схема реализации дегидрирования циклогексанола в циклогексанон

В промышленности дегидрирование циклогексанола в циклогексанон осуществляют преимущественно в паровой фазе [6]. Процесс этот прост в аппаратурном оформлении и хорошо управляем. Получающийся циклогексанон-сырец легко очищается от примесей ректификацией. На рисунке 10 представлена принципиальная схема процесса. Циклогексанол-ректификат подают в трубное пространство теплообменника 6, где нагревается и испаряется за счёт тепла парогазовой смеси продуктов реакции, выходящей из реактора дегидрирования 4. Пары циклогексанола с температурой около 180 °С поступают в перегреватель 5, где нагреваются отходящими дымовыми газами до температуры реакции. В эту же линию предусмотрена подача водорода (для активации поверхности катализатора и поддержания его оптимальной структуры) и водяного пара (для подавления реакции дегидратации и уменьшения процесса зауглероживания катализатора). Из перегревателя 5 пары циклогексанола поступают в реактор дегидрирования 4. Тепло в зону реакции подводится горячими дымовыми газами из топки 1, где сжигается природный или попутный газ. Снижение перепада температуры между зоной катализа и греющим газом осуществляется циркуляцией газа с помощью циркуляционной газодувки 3. Камера сжигания представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, футерованный огнеупорным кирпичом. К форсункам камеры сжигания подается топливный газ из заводской сети с давлением 0,13 МПа и воздух, нагнетаемый воздуходувкой 2. Температура в камере сжигания достигает 1250 - 1300 °С. Горячие дымовые газы смешиваются в верхней части камеры с циркуляционным газом. Степень нагрева регулируется изменением количества подаваемого топливного газа.

Рисунок 10. Схема установки дегидрирования циклогексанола: 1 -- камера сжигания; 2 -- воздуходувка; 3 -- газодувка; 4 -- реактор; 5 -- перегреватель; 6 -- теплообменник; 7, 10-- гидравлические затворы; 8-- холодильник-конденсатор; 9, 12 -- сепараторы; 11 -- аммиачный испаритель; 13 -- сборник.

В целях обеспечения безопасных условий работы агрегатов дегидрирования на коллекторе топливного газа устанавливается отсекатель, который срабатывает при понижении давления газа в коллекторе и давления воздуха после воздуходувок. Кроме того, на линии подачи топливного газа в камеру сжигания также предусматривают отсекатель - на случай остановки циркуляционной газодувки или изменения температуры дымовых газов на входе в реактор. Реакционная парогазовая смесь из реактора дегидрирования поступает в межтрубное пространство теплообменника 6, где передаёт тепло циклогексанолу-ректификату. Охладившись до 130 - 150°С, она проходит холодильник-конденсатор 8, конденсируется и охлаждается оборотной водой до температуры ? 40°С. Через гидравлический затвор 10 циклогексанон-сырец поступает в сборник 13, откуда перекачивается на склад исходных и промежуточных продуктов и далее на стадию разделения. В гидравлический затвор 10 и сборник 13 от гидравлического затвора 7 подается азот (давление 4 кПа) для создания «азотной подушки». Реакционный водород, отделившийся от жидких продуктов дегидрирования в аппарате 8, проходит сепаратор 9 и поступает в трубное пространство аммиачного испарителя 11. За счёт охлаждения аммиаком, испаряющимся в межтрубном пространстве происходит глубокая конденсация органических продуктов и снижение температуры до 3 - 5°С. Из аммиачного испарителя газожидкостная смесь попадает в сепаратор 12, откуда циклогексанон и циклогексанол сливают в сборник 13, а водород выводят из установки.

Реактор дегидрирования представляет собой вертикальный кожухотрубный аппарат, в трубки которого загружается катализатор, а в межтрубное пространство подаётся обогревающая среда. Реакторы небольшой производительности выполняют в форме цилиндров, а аппараты большой мощности имеют квадратное сечение, что позволяет организовать более равномерное распределение топочных газов по их объёму. Трубки изготовлены из нержавеющей стали; в случае использования обычной углеродистой стали их, а также крышки омедняют изнутри, что предотвращает каталитическое действие железа, вызывающего деструкцию циклогексанона. Устройство нижней трубной решётки позволяет трубкам свободно удлиняться при нагревании. Для измерения температуры служат термопары, располагаемые на разных уровнях по высоте реакционной зоны. Особенностью конструкции аппарата, изображенного на рисунке 5, является наличие в его межтрубном пространстве внутренних поперечных перегородок, благодаря которым трижды меняется направление горячих топочных газов и обеспечивается равномерная теплопередача по всей реакционной зоне. Топочные газы проходят в межтрубном пространстве

32 прямотоком к парам циклогексанола, движущимся по трубкам сверху вниз, что исключает перегрев и разложение образующегося при реакции циклогексанона [6].



ЛИТЕРАТУРА

1. Патент 6700022, США7 С 07 С 49/105Е. Способ разложения циклогексилгидропероксида. I. du Pont de Nemours, Fodor Ludovik. Заявл. 10.06.2002, опубл. 02.03.2004. // РЖХ, 2005.-19Н.52П.

2. Красных Е.Л., Леванова С.В., Соколов А.Б., Гладков И.Л. Получение ароматических углеводородов из отходов производства капролактама. В сб. хим. пром-сть сегодня. 2004. № 1. С.27-31. // РЖХ, 2004.- 12-19Н.1.

3. Заявка 1468986 ЕПВ, Япония. МПК7 С 07 С 294/04. Способ получения циклогексаноноксима. Oikawa Miyuki, Fukao Masami. Заявл. 07.04.20004 № 2003104900, опубл. 20.10.2004. // РЖХ, 2005, 19Н.53П.

4. Заявка 10308891, Германия. МПК7 С 07 D 301/12 С 07 С 409/16. Способ получения тримерных циклических перекисей циклогексанона. Hagel Eberhfrd, Appel Hans. Заявл. 28.02.2003, опубл. 09.09.2004. // РЖХ 2005.- 19Н.70П.

5. Статья по теме «НОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО ЦИКЛОГЕКСАНОНА». «КуйбышевАзот».

6. Бадриан А.С., Кокоулин Ф.Г., Овчинников В.И. и др. Производство капролактама. под ред. Овчинников В.И., Ручинский В.Р. М.: Химия, 1977. - 262с.

7. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1981.-608с.

8. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под редакцией Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб и доп. М.: Химия, 1991-496с.

Размещено на Allbest.ru

...