![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
Вариант 8
.pdf![](/html/2706/243/html_u5pkbQhbYF._kMm/htmlconvd-9UKCAu1x1.jpg)
Вариант 8
Производство фенола щелочным гидролизом хлорбензола
Первая фаза производства
Фенол С6Н5ОН - бесцветное кристаллическое вещество со специфическим запахом; температура плавления 42,3°С, температура кипения 182°С, плотность при температуре 41°С -
1,06г/см3 Фенол является одним из основных продуктов органического синтеза. Еще в прошлом столетии его начали применять в производстве лекарственных веществ и красителей. В дальнейшем фенол стали применять при производстве взрывчатых веществ. Выработка фенола возрастает, так как в последние годы определяются все новые области его применения, например, при производстве пластмасс, синтетических волокон и других продуктов.
Известно несколько методов получения фенола. Один из них - метод хлорирования бензола с последующим омылением хлорбензола раствором едкого натра. Целесообразность его применения в производстве обусловлена наличием достаточного количества дешевой электроэнергии для выработки хлора и каустика. К недостаткам данного метода следует отнести: - необходимость проведения процесса при высоком давлении до 35 МПа для обеспечения реакции гидролиз; сильную коррозионную активность среды в процессе производства продукта.
Сырьем для производства фенола по данной схеме служит хлорбензол C6H5Cl, едкий натр NaOH, двуокись углерода С02 и гидрат окиси кальция Са(OН)2.
Необходимый для проведения процесса 15%-ный водный раствор едкого натра готовится в смесителе 2, в который через штуцеры в верхней части корпуса самотеком поступают циркуляционный и свежий растворы едкого натра из напорных баков 1 и 3, выходные штуцеры которых расположены в конических днищах.
Во второй такой же смеситель 5 из напорных баков 4 и 6 самотеком загружают хлорбензол и дифениловый спирт дифенилоксид (C6H5)2O Растворы в обеих смесителях перемешиваются
быстроходными пропеллерными мешалками и через штуцеры в эллиптических днищах перекачиваются насосами высокого давления 7 и 8 по общему трубопроводу, в котором происходит их турбулентное перемешивание, в трубчатку печи 9. Входной штуцер трубчатки располагается в нижней части корпуса печи.
Обогрев трубного пучка (трубчатки) печи производится дымовыми газами, получаемыми присжигании в топке печи топливного газа. Топливный газ подводится в топку через форсунку вместе своздухом в нижней части корпуса. Дымовые газы, отдавшие теплоту нагреваемой среде, отводятсяиз печи 9через дымоотвод к дымовой трубе.
Раствор, проходя по трубам печи 9, нагревается и через верхний штуцер в стенке корпусавыходит из нее в змеевик реактора 10. Концы змеевика оборудованы штуцерами, расположеннымив плоской крышке реактора 10. Стальные трубы змеевика омеднены во избежание коррозии.
В реакторе 10 при температуре 350°С протекает основная реакция гидролиза хлорбензола едким натром. Высокая температура реагирующей массы обусловлена тем, что атом хлора в хлорбензоле, непосредственно связанный с ароматическим ядром, удерживается очень прочно. Для отщепления его от ядра приходится нагревать раствор в змеевике до указанной температуры. Раствор во время процесса для обеспечения приемлемых значений скорости химической реакции поддерживается при давлении от 200 до 250 МПа.
Гидролиз хлорбензола приводит к образованию фенолята:
С6 Н5 Сl + 2NaOH ®C6 H5 ONa + H2 O.
Одновременно происходит его конденсация в смеси с хлорбензолом. При этом в качестве побочного продукта получается дифениловый эфир (дифенилоксид):
![](/html/2706/243/html_u5pkbQhbYF._kMm/htmlconvd-9UKCAu2x1.jpg)
C6 H5 ONa +C6 H5 CI ®С6 H5 OC6 H5 + NaCl.
Дифенилоксид также подвергается гидролизу. В результате основной и побочной реакций получается равновесная смесь фенолята натрия и дифенилоксида. Жидкие продукты реакции из змеевика реактора 10 через штуцер в крышке отводятся в змеевик испарителя 11. Входной штуцер расположен в верхней части корпуса испарителя. Смесь из испарителя 11 отводится через штуцер в нижней части корпуса в обводной трубопровод, на котором установлен дроссельный клапан 12. Смесь дросселируется в нем до атмосферного давления, охлаждается при этом и направляется уже в межтрубное пространство испарителя 11. При дросселировании часть жидкости испаряется, что приводит к понижению температуры жидкого продукта. Из оставшейся в испарителе жидкости, обогреваемой змеевиком, отгоняют смесь воды и дифенилоксида.
Фенолят натрия из испарителя 11 через штуцер в коническом днище стекает в горизонтальный сборник фенолята 16. Входной штуцер сборника расположен вверху корпуса.
Отогнанные от фенолята пары дифенилоксида и воды, через штуцер в крышке испарителя11 направляются в трубы конденсатора 13. Входной штуцер трубного пространства расположен в верхней крышке аппарата. Пары в аппарате 13 конденсируются при охлаждении их водой с температурой на входе 20°С, движущейся в межтрубном пространстве противотоком. Входной и выходной штуцеры охлаждающей воды располагаются в нижней и верхней частях обечайки корпуса аппарата соответственно. Конденсат из трубного пространства аппарата 13 через штуцер в днище стекает в горизонтальный сборник 14. Входной штуцер сборника расположен в верхней части корпуса. После отделения воды (процесс на данной схеме не отображен) часть дифенилоксида из горизонтального сборника 14 через штуцер в крышке насосом 15 возвращается в напорный бак 6через штуцер в верхней части корпуса. Остальной дифенилоксид направляют на очистку и выпускают как готовый продукт, используемый качестве составной части органических теплоносителей.
![](/html/2706/243/html_u5pkbQhbYF._kMm/htmlconvd-9UKCAu3x1.jpg)
А л ь б о м
условных изображений технологического оборудования
2007
![](/html/2706/243/html_u5pkbQhbYF._kMm/htmlconvd-9UKCAu4x1.jpg)
|
Ёмкости и фильтры |
|||
а |
б |
в |
|
г |
д |
е |
|
ж |
з |
и |
к |
|
л |
м |
а-ёмкость вертикальная; б-ёмкость с рубашкой; в-ёмкость |
||||
горизонтальная (сборники, приёмники, ёмкости промежуточные, |
||||
буферные и разделительные, бакинапорные, отстойники); г-мерник; |
||||
д-гидрозатвор с барботёром; е-бункер; ж-сепаратор низкого |
||||
давления; з,и-сепараторы высокого давления; к-фильтр коксовый; |
||||
л-фильтр вакуумный (нутч-фильтр); м-фильтрпресс. |
![](/html/2706/243/html_u5pkbQhbYF._kMm/htmlconvd-9UKCAu5x1.jpg)
|
Аппараты теплообменные |
||
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
а-аппарат типа "труба в трубе" односекционный; б-аппарат типа |
|||
"труба в трубе"двухсекционный; в,г-теплообменник со змеевиком |
|||
(холодильники, конденсаторы); д-аппарат теплообменный с |
|||
дросселированием потока (испаритель); е-аппарат теплообменный |
|||
кожухотрубный (холодильники, конденсаторы, дефлегматоры, |
|||
кипятильники); ж-куб перегонный с дефлегматором; |
|
||
з-аппарат выпарной. |
|
|
![](/html/2706/243/html_u5pkbQhbYF._kMm/htmlconvd-9UKCAu6x1.jpg)
|
Аппараты колонные |
|
|
а |
б |
|
в |
г |
д |
е |
ж |
а,б,в-насадочные, г,д,е,ж-тарельчатые, |
|
||
а,г-абсорбционные (абсорберы), д-десорбционные (десорберы), |
|||
в,д,е,ж-ректификационные |
|
|
![](/html/2706/243/html_u5pkbQhbYF._kMm/htmlconvd-9UKCAu7x1.jpg)
|
Реакторы и печи |
|
|
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
а-реактор газлифтный; б-реактор газлифтный с рубашкой; |
|||
в-аппарат контактный с испарителем; г-аппарат контактный; |
|||
д-реактор с пропеллерной мешалкой; е-реактор с рамной |
|||
(якорной) мешалкой; ж-реактор со змеевиком; |
|
||
з-печь технологическая |
|
|
![](/html/2706/243/html_u5pkbQhbYF._kMm/htmlconvd-9UKCAu8x1.jpg)
Центрифуга |
|
Насосы и трубопроводная арматура |
|
Насос |
Фильтр-влагоотделитель |
Насос центробежный |
Конденсатоотводчик |
|
|
Насос шестеренный |
Окно смотровое |
|
|
Насос водоструйный |
Воронка |
|
|
Насос пароструйный |
Воздухозаборник |
Компрессор |
Клапан дроссельный |
Газодувка (вентилятор) |
Клапан редукционный |
|
|
Вакуум-насос |
Клапан обратный |
|
|
Фильтр |
|
Влаго (масло)отделитель |
|