ВУЗ:
Составители:
Для гидрирования адиподинитрила пригодны кобальтмедный катализатор при 125
°С и 20 … 30 МПа, кобальт на
силикагеле и др. Хорошие результаты даёт скелетный никелевый или кобальтовый катализатор при 80 … 100
°С и 5 … 8
МПа. Реакция протекает в жидкой фазе в избытке аммиака; выход гексаметилендиамина составляет 80 … 90%.
Гидрирование нитросоединений. Восстановление нитросоединений в амины, открытое Н.Н. Зининым в 1842 г., было
первым процессом этого типа, осуществлённым в промышленности:
C
6
H
5
NO
2
+ 3H
2
- 2H
2
O
C
6
H
5
NH
2
.
При каталитическом гидрировании любых нитросоединений до аминов следует иметь в виду, что в более жёстких
условиях возможно расщепление С–N-связи с выделением NH
3
:
RNO
2
+ 3H
2
- 2H
2
O
RNH
2
+ H
2
RH + NH
3
.
Гидрирование алифатических нитросоединений до аминов чаще всего осуществляют с Ni-катализатором при 150 …
200
°С и 1 … 5 МПа.
Восстановление ароматических нитросоединений до аминов может сопровождаться гидрированием ароматического
ядра, что особенно характерно при катализе Pt, Pd и Ni. Поэтому для восстановления таких нитросоединений используют
медь (при 200 … 300
°С и 0,15 … 0,2 МПа). Если в исходных веществах присутствуют каталитические яды, гидрирование
ведут с сульфидами Ni и Mo при 300 … 350
°С и 20 … 30 МПа.
Анилин C
6
H
5
NH
2
вырабатывают каталитическим гидрированием нитробензола с медным катализатором в газовой фазе.
Ароматические ди- и полиамины имеют большое значение для получения полимерных материалов. м-Фенилендиамин,
производимый гидрированием м-динитробензола, применяют для синтеза полиамидов путём поликонденсации с
ароматическими дикарбоновыми кислотами. Толуилендиамин, образующийся при гидрировании 2,4-динитротолуола,
является промежуточным продуктом в синтезе толуилендиизоцианата, используемого в качестве основного мономера в
производстве полиуретанов и полиэфируретанов.
1.3.4. Технология жидкофазного гидрирования
Жидкофазное гидрирование проводят путём барботирования водорода через жидкую реакционную массу. Этим
способом всегда гидрируют высококипящие вещества (жиры, высшие карбоновые кислоты и их эфиры, динитрилы,
динитросоединения), поскольку для их перевода в состояние насыщенного пара потребовались бы чрезмерный избыток
водорода и излишние экономические затраты. При высоком давлении в жидкой фазе можно гидрировать и более летучие
вещества.
Процессы жидкофазного гидрирования классифицируют по нескольким основным признакам. По составу жидкой фазы
их можно разделить на следующие группы.
1. Гидрирование в среде гидрируемого соединения без посторонних добавок. В этом случае жидкая реакционная масса
состоит из исходного органического вещества, в котором постепенно накапливаются образующиеся продукты. Такой способ
применяется наиболее часто.
2. Гидрирование в растворе веществ, инертных в условиях реакции. Этот способ используется при восстановлении
соединений, твёрдых при рабочей температуре или склонных (при высокой их концентрации) к повышенному образованию
побочных продуктов. Так, альдегиды гидрируют в виде их растворов в соответствующих спиртах, чтобы избежать развития
процессов альдольной конденсации.
3. Гидрирование в эмульсиях, например восстановление ароматических динитросоединений в водной эмульсии. При этом
улучшаются условия отвода реакционного тепла, облегчается выделение растворимого в воде диамина, предотвращается
разложение термически нестабильных динитросоединений.
В зависимости от того, в какой форме применяется катализатор, жидкофазные процессы гидрирования можно разделить
на три группы.
1. С тонкодиспергированным катализатором, нередко получаемым непосредственно в массе гидрируемого вещества.
Такой катализатор очень активен, но его трудно отделять от гидрогенизата при последующей переработке.
2. С суспендированным в реакционной массе катализатором, измельчённым до определённого размера. Он легче
отделяется от гидрогенизата при последующем фильтровании, но постепенно истирается при работе, что ведёт к износу
стенок аппаратов и трубопроводов.
3. С неподвижным (стационарным) катализатором, используемым в виде гранул разной формы, достаточно крупных,
чтобы их не уносили потоки жидкости и газа. Этот вариант наиболее удачен, так как исключается стадия последующего
фильтрования гидрогенизата.
Данные процессы проводят периодически или непрерывно.
Типы реакционных устройств. Реакционная масса в процессах жидкофазного гидрирования является трёхфазной
(жидкий реагент, твёрдый катализатор и газообразный водород). Реакция протекает на поверхности катализатора, её
скорость при прочих равных условиях зависит от концентрации водорода в жидкости, зависящей от давления, скорости
растворения водорода в реакционной массе и скорости его диффузии к поверхности катализатора. Повышению скорости
благоприятствуют высокое давление водорода и перемешивание реакционной массы, что характерно для процессов
жидкофазного гидрирования.
Оформление реакционного узла для жидкофазного гидрирования сильно зависит от степени экзотермичности реакции и
способа отвода тепла. Только в редких случаях выделение тепла настолько мало, что реакцию можно осуществить без
охлаждения (гидрирование карбоновых кислот и их эфиров). В случае гидрирования летучих веществ (превращение бензола
в циклогексан) иногда отводят тепло за счёт испарения компонентов смеси, которые конденсируют и возвращают в реактор.
Наиболее часто для процессов с диспергированным и суспендированным катализатором осуществляют принудительное
–
–
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- …
- следующая ›
- последняя »
