Реферат: Производство фенола
23 —мерник для щелочи,
24 —сборник обратного бензола.
2.ПРОИЗВОДСТВО ФЕНОЛА ЧЕРЕЗ ХЛОРБЕНЗОЛ
(Схема 2)
Метод производства фенола хлорированием бензола в последующим омылением образовавшегося при этом хлорбензола щелочью достаточно хорошо освоен в области получения хлорбензола. Но омыление хлорбензола вызывает затруднения в аппаратурном оформлении процесса, вследствие применения высокого давлення и коррозии аппаратуры.
Сырьем для производства фенола по описываемой схеме являются хлорбензол, едкий натр, углекислый газ и гидрат окиси кальция.
Необходимый для процесса 15—20%-ный раствор едкого натра готовится и смесителе 2, куда из напорных баков 3 в 7 подается свежий и циркуляционный растворы едкого натра. Хлорбензол в дифенилоксид, поступающие из напорных баков 4 и 6 , смешиваются в смесителе 5. Каждый из этих растворов подается насосами высокого давления в подогреватель 7. Поступая в него по одному трубопроводу, растворы при этом хорошо смешиваются. Обогрев трубчатки подогревателя производится дымовыми газами, полученными при сгорании топливного газа. Смесь, нагретая в подогревателе до 350°С, поступает затем в трубчатый реактор 8 с омедненными внутри трубами во избежание коррозии.
В реакторе протекает основная реакция получения фенола
C6 H5 Cl+2NaOH→ C6 H5 ONa + NaCl+H2 0
и побочные реакции образовании дифенилоксида п оксидифенила:
C6 H5 ONa+C6 H5 Cl → (C6 H5 )2 O+NaCl;
2C6 H5 Cl+2NaOH →С6 Н5 С6 Н4 ОН+2NaCl+H2 0
Выход дифенилоксида в равновесном состоянии составляет около 10% от веса исходного хлорбензола. С целью уменьшения расхода хлорбензола на образование дифенилоксида в него добавляют некоторое количество дифенилоксида. Избыток дифенилоксида будет гидролизоваться в фенол по реакции:
NaOН
(С6 Н5 )2 О + Н2 0 → 2С6 Н5 ОН
Поэтому вводимый в реакцию хлорбензол более полно будет превращаться в фенолят натрия и расход его на побочные реакции уменьшится.
Реакция хлорбензола с едким натром экзотермична. Тепла, выделяющегося при реакции, достаточно для поддержания необходимой температуры и, при хорошей теплоизоляции, компенсации потерь в окружающее пространство.
Продукты реакции охлаждаются в змеевике испарителя 11, отдавая свое тепло на испарение воды и дифенилоксида, и дросселируются до атмосферного давления, поступая в полость испарителя. Отогнанный дифенилоксид с парами воды конденсируется в конденсаторе 9 в собирается в сборнике 14. После отделения от воды (на схеме не показано) дифенилоксид частично возвращается в напорный бак 6 . Остальное количество идет на очистку и выпускается как готовый продукт, используемый в качестве составной части высокотемпературного органического теплоносителя.
Фенолят натрия стекает из испарителя в сборник 15, из которого центробежным насосом подается в скруббер 10.
Вниз этого скруббера вводится углекислый газ для нейтрализации фенолята по реакции:
2C6 H5 ONa+C02 +H2 0 → 2C6 H5 OH+Na2 C03
Вытекающие из скруббера 10 продукты реакции расслаиваются в разделительном сосуде 12. Фенольный слой нейтрализуется серной кислотой в нейтрализаторе 16 и отбирается на разгонку с целью выделения товарного фенола. Нижний слой, из разделительного сосуда, подфенольная вода, обрабатывается в каустификаторе 17 гидратом окиси кальция. Образующийся при этом по реакции
Na2 C03 +Ca(OH)2 → CaCO3 +2NaOH
углекислый кальций отфильтровывается на фильтрпрессе 18. Фильтрат упаривается в выпарном аппарате 13.
Выпавшая из раствора поваренная соль отфильтровывается на путч-фильтре 19.
Фильтрат, содержащий едкий натр и некоторое количество фенола, перекачивается в напорный бак 1 для регенерированного едкого натра.
Основные параметры производства
Концентрация едкого натра в растворе перед смешением 15—20%
Отношение едкого натра и хлорбензола в молях от 2,3: 1 до 2,5:1
Содержание дифенилоксида в смеси, поступающей в реактор 0—8%
Давление в подогревателе и реакторе 8 200атм.
Температура в подогревателе и реакторе 350°С
Температура реакционной массы перед дроссельным
вентилем у испарителя 150—200°С
Давление в испарителе около атмосферного
На 1 г фенола расходуется:
хлорбензола 1,5 т
едкого натра 0,61 г