ВУЗ:
Составители:
счет чего температура реакционной массы повышается всего на 40…50 °С. Это дает возможность осуществлять процесс с
заранее приготовленным раствором α-оксида в воде или спирте. Для поддержания реакционной массы в жидком состоянии
при 150…200 °С необходимо давление
≈ 2 МПа.
Для таких процессов используют непрерывно действующие реакционные колонны, не имеющие поверхностей тепло-
обмена (рис. 7,
а). Исходная смесь, предварительно подогретая паром, подается сверху и поступает в низ колонны по цен-
тральной трубе, в которой она подогревается реакционной массой. Продукты реакции выводят сверху. Время контакта при
получении гликолей и целлозольвов в отсутствие катализаторов составляет 20…30 мин, что определяет наличие в аппаратах
значительного продольного перемешивания, снижающего селективность.
Для непрерывного осуществления указанных реакций, но в более интенсифицированном режиме (синтез гликолей при
катализе фосфорной кислотой, получение этаноламинов под давлением) наиболее подходят кожухотрубные реакторы (рис.
7,
б). В них обратное перемешивание незначительно, и процесс протекает с более высокой селективностью.
2. Реакции, в которых мольное отношение α-оксида к другому реагенту поддерживают от 1:(4–5) до (2–3):1, – синтез
оксиэтилированных аминов, тиогликолей и тиоэфиров, алкилен-карбонатов. В этих случаях
Рис. 7. Реакционные узлы для процессов оксиалкилирования:
а – адиабатический реактор; б – кожухотрубный реактор; в – реактор с циркуляцией жидкости через выносной холодильник; г – периоди-
ческий аппарат с разбрызгиванием жидкости (для синтеза неионогенных ПАВ)
выделяется большое количество тепла, и в отсутствие охлаждения неизбежен перегрев реакционной массы. Наиболее типич-
ными реакторами для таких процессов являются кожухотрубный аппарат с достаточно узкими трубками (рис. 7,
б), или ко-
лонна с выносным охлаждением (рис. 7,
в). Первый из них должен работать под давлением, обеспечивающим нахождение
смеси в жидком состоянии. Во втором происходит интенсивная циркуляция; этот аппарат применим только для тех реакций,
в которых последовательные превращения не играют существенной роли (получение алкиленкарбонатов, тиоспиртов и тио-
эфиров). Здесь средой часто является продукт реакции, в который под давлением барботируют газообразные реагенты (на-
пример, этиленоксид и СО
2
или H
2
S). В зависимости от температуры реакции выделяющееся тепло отводят водой или кипя-
щим конденсатом; в последнем случае генерируется технологический пар.
3. Реакции, в которых мольное отношение этиленоксида к второму реагенту превышает 3:1 (синтез полигликолей и не-
ионогенных ПАВ). В этом случае тепловой эффект настолько велик, что проблема теплоотвода приобретает первостепенное
значение, особенно ввиду ограничений в допустимых температурах, вызываемых ухудшением качества продукта. Долгое
время такие процессы проводили поэтому периодическим способом, барботируя
α-оксид через жидкую реакционную массу,
например в периодическом реакторе (рис. 7,
в) или в реакторе с мешалкой и внутренним охлаждением. Ввиду загустевания
массы при последовательном введении в молекулу алкиленоксидных групп эффективность барботирования слаба, скорость
реакции невелика и длительность процесса составляет 8…15 ч.
В периодическом процессе (рис. 7,
г) с использованием диспергирования жидкой реакционной массы в атмосфере газооб-
разного
α-оксида существенно увеличена поверхность контакта фаз, что позволяет завершить реакцию за 1,5…3 ч. Жидкость в
кубе, охлаждаемую подходящим теплоносителем (с генерированием технологического пара), непрерывно прокачивают через
специальные форсунки и впрыскивают в газовое пространство реактора, куда вводят
α-оксид, причем капли вновь оседают в
жидкую фазу.
Схема производства гликолей. На рис. 8 представлена технологическая схема получения этиленгликоля. Процесс про-
водят без катализаторов при температуре 160…200 °С под давлением, обеспечивающим сохранение смеси в жидком состоя-
нии. Исходную шихту готовят из свежего и оборотного водного конденсата и этиленоксида, причем концентрация оксида
составляет 12…14 %, что соответствует примерно 15-кратному мольному избытку воды по отношению к
α-оксиду.
Этиленоксид, свежий и оборотный конденсат подают под давлением в смеситель
1, затем – в паровой подогреватель 2,
где шихта нагревается до температуры 130…150 °С и поступает в реактор
3. Смесь проходит вначале по центральной трубе
аппарата и дополнительно подогревается горячей реакционной массой, находящейся в объеме реактора, где и образуются
продукты. Кроме этиленгликоля, ди- и триэтиленгликоля, побочно получаются ацетальдегид (за счет изомеризации этиле-
ноксида) и продукты его уплотнения. После выхода из реактора жидкость, нагретую до 200 °С, дросселируют до атмосфер-
ного давления, причем часть воды испаряется, а жидкость охлаждается до 105…110 °С.
Исходная
смесь
Продукты
Исходная
смесь
Продукты
Вода
Реагент
Продукты
Продукты
Конденса
т
Пар
α
-оксид
α-оксид
а) б) в) г)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- …
- следующая ›
- последняя »
