Процесс протекает ступенчато и используется для синтеза динитрилов изо- и терефталевой кислот из м- и п-ксилола или их смесей.
Реакцию проводят при 350-480 оС и атмосферном давлении в реакторах со стационарным или псевдоожиженным катализатором при времени контакта 1-2 с. В отличие от синтеза акрилонитрила, используют значительный избыток аммиака и кислорода (в виде воздуха) по отношению к ксилолу - двух-трехкратный от стехиометрического.
Получаемая таким образом терефталевая кислота используется в качестве мономера для получения лавсана.
Окисление ароматических соединений до ангидридов кислот
Промышленное значение имеет получение фталевого, малеинового, пиромеллитового ангидрида.
Получение фталевого ангидрида
ФА получают 2-мя способами:
Окисление нафталина
Окисление осуществляют кислородом воздуха в его недостатке. Конверсию нафталина доводят до 100 %, так как ФА устойчив к окислению. В качестве катализатора используют V2О5, нанесенный на А12О3, в качестве промотора - K2SО4. Селективность по ФА - 90 %. Температура синтеза 360-400 °С.
|
|
Расплавленный нафталин при 100°С подают в испаритель 2, имеющий несколько колпачковых тарелок. Туда же вводят часть воздуха (предварительно подогретого в аппарате 1), который насыщается парами нафталина до концентрации 8-10%, что превышает верхний предел взрываемости. Остальной воздух нагревают в теплообменнике 3 горячим реакционным газом, смешивают с воздухом, насыщенным парами нафталина, и подают смесь в трубчатый реактор 4.
Реактор охлаждается циркулирующим расплавом солей, при этом в котле-утилизаторе 5 генерируется пар высокого давления (до 5 МПа). При помощи этого пара осуществляют привод турбокомпрессора, подающего воздух на окисление, причем мятый пар с турбины частично используют на этой же установке, а частично передают для других целей. Горячие реакционные газы отдают тепло воздуху в теплообменнике 3 и затем охлаждаются в теплообменнике 6, где (в разных схемах) или производят пар низкого давления, или подогревают водный конденсат, идущий в котел-утилизатор 5.
Охлажденные реакционные газы поступают далее в систему из двух попеременно работающих конденсаторов 7 с ребристыми трубами, охлаждаемыми маслом. Фталевый ангидрид отлагается на трубах в твердом виде; когда он накапливается в достаточном количестве, переключают поток газа на второй конденсатор, а первый подогревают горячим маслом. Расплавленный фталевый ангидрид стекает из конденсатора в промежуточную емкость 8,а из нее поступает на очистку в систему из двух вакуум-ректификационных колонн 9 и 10. В первой отгоняют более летучие вещества, а из второй в качестве дистиллята выводят чистый фталевый ангидрид. Легкий погон колонны 9 и тяжелый кубовый остаток колонны 10 сжигают. Остаточный газ после конденсаторов 7 в случае синтеза фталевого ангидрида из нафталина дожигают в печи.
|
|