Реферат: Производство фенола
серной кислоты 0,07 т
Схема 2. Технологическая схема производства фенола через хлорбензол
Обозначения на схеме 2:
1, 3, 4, 6 – напорные баки,
2,5 – смесители,
7 – подогреватель,
8 – реактор,
9 – конденсатор,
10 – скруббер,
11 – испаритель,
12 – разделительный сосуд,
13 – выпарной аппарат,
14, 15, 19 – сборники,
16 – нейтрализатор,
17 – каустификатор,
18 – фильтр-пресс.
фенол химический вещество бензол
3. ПРОИЗВОДСТВО ФЕНОЛА ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ ХЛОРИРОВАНИЕМ БЕНЗОЛА
(Схема 3)
По описываемой схеме производство синтетического фенола состоит из 2-х стадий:
1) окислительного каталитического хлорирования бензола хлористым водородом;
2) каталитического гидролиза, получающегося на первой стадии хлорбензола водяным паром.
Обе стадии процесса проводятся непрерывно в паровой фазе. Химизм получения фенола на первой стадии процесса выражается уравнениями:
С6 Н6 +0,5О2 +НС1 → C6 H5 Cl+H2 O,
С6 Н5 С1+Н2 0 → С6 Н5 ОН+НС1
Образовавшийся по реакции (2) хлористый водород возвращается на первую стадию процесса; расход его определяется потерями в производстве, тогда как бензол и кислород непосредственно расходуются на получение фенола по суммарной реакции:
С6 Н6 +0,5О2 → С6 Н5 ОН
Для приготовления исходной реакционной смеси пары бензола, идущие из аппарата 24, поступают в перегреватель паров 36, обогреваемый путем сжигания газообразного топлива. Перегретые пары бензола поступают в среднюю часть смесителя паров 1.
Свежая и обратная соляная кислота из напорного бака 2 поступает в испаритель 27. Образовавшиеся в нем пары соляной кислоты смешиваются в верхней части смесителя 1 с воздухом и в средней части с парами бензола. Получившаяся при этом паро-газовая смесь с температурой около 210°С поступает на хлорирование в трубчатый контактный аппарат 37, в межтрубном пространстве которого циркулирует высокотемпературный теплоноситель.
При окислительном хлорировании с катализатором, состоящим из окиси алюминия, пропитанной раствором хлорной меди, в контактном аппарате протекают реакции образования хлорбензола:
4НС1+02 →2С12 +2Н2 0,
С6 Н6 + С12 → С6 Н5 С1+НС1
В результате побочных реакций образуется также некоторое количество полихлорбензолов, окиси углерода и углекислого газа.
Реакционная смесь орошается в парциальном конденсаторе 4 бензолом и водой из сборника 39. Сконденсировавшиеся хлорбензол, бензол, полихлориды, хлористый водород и вода спускаются в сепаратор 40. Верхний слой жидкости, состоящий в основном из хлорбензола, подается центробежным насосом вниз нейтрализационной колонны 35, орошаемой 10-12%-ным раствором щелочи из напорного бака 3. Нейтрализованный хлорбензол промывается водой в колонне 6 и стекает в сборник 41. Пары, поднимающиеся из нейтрализационной колонны 35, конденсируются в конденсаторе 5. Газовая фаза сбрасывается через фазоразделитель 7. Отслоившийся бензол уходит сверху сепаратора 8, снизу его вытекает в сборник 39 вода с небольшой примесью бензола.
Из сборника 41 хлорбензол центробежным насосом подается в дистилляционную колонну 9, предварительно нагреваясь в конденсаторе 12. Выходящие из верхней части пары бензола конденсируются в конденсаторе 10, конденсат направляется в сборник обратного бензола. Кубовая жидкость колонны 10 центробежным насосом подается в дистилляционную колонну 11 для отделения от полихлорбензолов. Пары хлорбензола конденсируются в конденсаторе 12. Окончательная конденсация и охлаждение конденсата происходит в конденсаторе-холодильнике 13. Конденсат собирается в сборнике 44 , откуда частично подается на орошение колонны 11. Кубовый остаток из колонны 11, состоящий в основном из полихлорбензолов, перекачивается центробежным насосом в колонну 15 для окончательной отгонки хлорбензола от полихлорбензолов. Пары хлорбензола конденсируются в конденсаторе-холодильнике 13; образовавшийся конденсат поступает в сборник 44. Полихлорбензолы выпускаются из кубовой части колонны 15 в сборник 45 и выводятся из системы. Дистилляционные колонны 9, 11 и 15 обогреваются кипятильниками 42, 43 и 46.