Определение технологической топологии ХТС
В первоначальном варианте гетерогенного метода разложения разбавленная (10%-ная) серная кислота и гидроперекись энергично смешивались в реакторе. Затем после отстаивания и разделения органический и водный слои подвергали раздельной обработке для выделения целевых продуктов. Недостатки этого метода: влияние эффективности перемешивания на скорость реакции, корродирующее действие разбавленной серной кислоты, сложность системы выделения целевых продуктов, вызванная тем, что фенол и ацетон растворимы в органических и неорганических фазах. Серьезным недостатком является также необходимость удаления большого количества сточных вод, содержащих фенол. Гетерогенный процесс кислотного разложения гидроперекиси изопропилбензола, по имеющимся сведениям, был реализован в промышленности только на первом зарубежном заводе по производству фенола и ацетона, введенном в действие в Монреале (Канада) в 1953 г.
В дальнейшем все большее применение стал находить гомогенный процесс кислотного разложения, заключающийся в том, что кислота применяется в таких небольших количествах, которые полностью растворимы в реакционной смеси и не образуют второго слоя.
Так, в кратком описании завода по производству фенола и ацетона в Пон-де-Кле (Франция) указывается, что гидроперекись выделяется в концентрированном виде путем вакуум-ректификации продуктов, полученных в результате окисления изо-протшлбензола. Здесь же сообщается, что при современном состоянии техники такой метод концентрирования гидроперекиси не вызывает затруднений. Разложению на фенол и ацетон подвергается уже концентрированная гидроперекись. В сообщении о пуске в начале 1960 г. завода по получению фенола и ацетона в Гренжмаутсе (Англия) говорится, что концентрированная гидроперекись разлагается на фенол и ацетон в присутствии серной кислоты. Процесс разложения протекает настолько быстро, что в любой момент количество гидроперекиси в реакторе незначительно.
Для осуществления реакции разложения в гомогенной среде было разработано несколько методов, согласно которым один из основных продуктов реакции возвращают в аппарат на разложение в количестве, достаточном для гомогенизации реакционной массы.
Применение фенола в качестве гомогенизатора было осуществлено рядом французских производителей. В данных процессах в реакторе создается пленка из фенола. Для этого гидроперекись изопропилбензола, серную кислоту, а также дополнительное количество фенола подают в реактор непрерывно.
Концентрация кислоты составляет 30—75%, а количество ее — около 1—5% от веса гидроперекиси. Реакцию можно проводить при 50 °С и скорость подачи сырья регулировать таким образом, чтобы содержание гидроперекиси изопропилбензола в смеси не превышало 0,5%.
Реакционная смесь непрерывно поступает во второй реактор, в котором также поддерживается температура 50 °С и где реакция заканчивается. Смесь, выходящая из этого реактора, содержит менее 0,1% гидроперекиси и подается в третий реактор, в котором кислоту нейтрализуют каустиком до щелочной реакции по метилроту. Нейтрализованная смесь отстаивается от небольшого водного слоя, содержащего главным образом сульфат натрия. Органический слой перегоняют в трех колоннах. В первой из них, работающей при атмосферном давлении, в виде дистиллята отгоняется ацетон, во второй — α-метилстирол и в третьей — фенол путем перегонки в вакууме. Выход фенола составляет 94—96%, ацетона — 95% в пересчете на гидроперекись изопропилбензола.
Смотрите также
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез
СВС - это разновидность горения, в котором
образуются ценные твердые вещества, путем перемещения волны химической реакции
по смеси реагентов с образованием твердых конечных продуктов, провод ...
Введение
Количество вторичных металлов в мире с каждым
годом растет в связи с непрерывным увеличением общего металлофонда черных и
цветных металлов, который превысил 8 млрд. т. Пропорционально увеличению мет ...