Непрерывное нитрование - бензол
Cтраница 1
Непрерывное нитрование бензола проводится в нитраторе с охлаждающей рубашкой и внутренними змеевиками, куда поступает холодная вода. Аппарат оборудован мощным перемешивающим устройством. В нитратор непрерывно поступают бензол, нитрующая смесь и отработанная кислота. Подача бензола и нитро-смеси автоматически регулируется по заданному соотношению, а количество отработанной кислоты - по температуре в нитраторе. Реакционная масса из верхней части аппарата перекачивается в два расположенных последовательно спиральных холодильника, где завершается реакция нитрования и температура реакционной массы снижается до 30 С. Затем в сепараторе непрерывного действия нитробензол отделяется от отработанной кислоты. Сырой бензол нейтрализуют аммиачной водой или раствором соды, после чего перегоняют. Отработанная кислота содержит до 2 2 % растворенного нитробензола и около 0 5 % азотной кислоты. Поэтому ее подвергают двухступенчатой экстракции полуторным по массе количеством бензола, в результате чего нитробензол полностью извлекается, а азотная кислота почти полностью расходуется на нитрование бензола. Бензол отработанной кислотой не задерживается и после экстракции используется для нитрования. [1]
Непрерывное нитрование бензола проводится в нитраторе ( рис. 14), куда одновременно поступает бензол, отработанная кислота и свежая нитросмесь. Реакционная масса из верхней части аппарата перекачивается в два расположенных последовательно спиральных холодильника, где завершается реакция нитрования и температура реакционной массы снижается до 30 С. Затем в сепараторе непрерывного действия нитробензол отделяется от отработанной кислоты. Сырой нитробензол нейтрализуют аммиачной водой или содой, сушат, после чего перегоняют или используют непосредственно. Отработанная кислота содержит около 2 % растворенного нитробензола и 0 5 % азотной кислоты. Ее дважды экстрагируют бензолом, который полностью извлекает нитробензол, а азотная кислота почти полностью расходуется на нитрование бензола. Бензольный экстракт возвращается в цикл, а отработанная кислота идет на укрепление. [2]
 |
Схема опытной установки для неперывного нитрования бензола. [3] |
Технология непрерывного нитрования бензола была впервые разработана в СССР на опытной установке Рубежанского химического комбината в апреле-мае 1937 г. С. А. Щекотихи - ным72 с участием Г. В. Уварова, И. И. Эйтингона, С. Г. Гольд-штейна, И. И. Кравцова, О. [4]
Скорость реакции непрерывного нитрования бензола этой нитросмесью, определенная И. [5]
Скорость - реакции непрерывного нитрования бензола этой нитросмесью, определенная И. [6]
К третьей группе процессов относятся: непрерывное нитрование бензола ( стр. [7]
В результате тщательно Проведенной экспериментальной работы были установлены следующие параметры оптимального режима непрерывного нитрования бензола: а) состав нитросмеси - 34 % HNO3, 54 5 % H2SO4, 11 5 % Н2О; б) состав отработанной кислоты после нитрации - 72 5 % HzSO. [8]
В процессах непрерывного нитрования бензола применяются нитраторы различных систем. [9]
В процессах непрерывного нитрования бензола применяются нитраторы различных систем. [10]
При нитровании бензола, толуола и хлорбензола выделяется большое количество тепла. Каждая введенная в ароматическое ядро нитрогруп-па снижает количество тепла, выделяющегося при дальнейшем нитровании. В процессе нитрования углеводородов, кроме тепла реакции, выделяется также тепло гидратации серной кислоты, составляющее при непрерывном нитровании бензола 7 5 - 10 % от тепла нитрования. Этого тепла достаточно для того, чтобы температура реакционной смеси, состоящей из 1 моль бензола, 1 03 моль азотной кислоты, 1 2 моль серной кислоты и 1 5 моль воды, значительно превысила 200 С. Такое повышение температуры неизбежно вызовет бурные окислительные процессы, сопровождающиеся еще большим тепловым эффектом и обильным газовыделением, а также образование и взрыв полинитро-соединений. [11]
В отличие от сульфирования реакция нитрования необратима. Ни для каких ароматических нитропроизводных не существует процесса гидролиза. Большое выделение тепла при нитровании создает опасность взрыва реакционной массы при каких-либо неполадках в системе охлаждения. Реакция сульфирования протекает а обычных условиях медленно, и необходимое время пребывания реагентов в аппарате исчисляется минутами и даже часами ( например, для бензола); нитрование ароматических углеводородов заканчивается быстро, причем, как правило, оно проводится при значительно более низкой температуре, чем сульфирование. Азотная кислота способна окислять углеводороды три значительно более низкой температуре как в отсутствие, так и в присутствии воды. С другой стороны, условия образования ди-нитросоединений отличаются от условий образования моно-нитро соединений больше, чем это наблюдается для моно - и дисульфокислот. Наконец, нитробензол, нитрохлорбензол и нитротолуолы представляют собой нейтральные высококипящие органические жидкости, отделяемые друг от друга ректификацией в вакууме, в то время, как сульфокислоты могут разделяться только в виде солей, обладающих разной растворимостью в воде. Если при разработке процессов непрерывного сульфирования ароматических углеводородов основным являет ся вопрос об ускорении реакции и о снижении количества примесей ( дисульфокислот и сульфонов) в реакционной массе, то основные вопросы при непрерывном нитровании - отвод тепла реакции и смешение органической и кислотной фаз. В некоторых случаях ( например, при непрерывном нитровании бензола) сравнительно просто предотвращается образование нежелатель ных примесей к нитробензолу, что практически неосуществимо при сульфировании. Нитрование бензола, хлорбензола и толуола проводится в СССР исключительно по непрерывному ( поточному) методу. [12]
В отличие от сульфирования реакция нитрования необратима. Ни для каких ароматических нитропроизводных е существует процесса гидролиза. Большое выделение тепла при нитровании создает опасность взрыва реакционной массы при каких-либо неполадках в системе охлаждения. Реакция сульфирования протекает в обычных условиях медленно, и необходимое время пребывания реагентов в аппарате исчисляется минутами и даже часами ( например, для бензола); нитрование ароматических углеводородов заканчивается быстро, причем, как правило, оно проводится при значительно более низкой температуре, чем сульфирование. Азотная кислота способна окислять углеводороды при значительно более низкой температуре как в отсутствие, так и в присутствии воды. С другой стороны, условия образования ди-нитросоединений отличаются от условий образования моно-нитро соединений больше, чем это наблюдается для моно - и дисульфокислот. Наконец, нитробензол, нитрохлорбензол и нитротолуолы представляют собой нейтральные высококипящие органические жидкости, отделяемые друг от друга ректификацией в вакууме, в то время, как сульфокислоты могут разделяться только в виде солей, обладающих разной растворимостью в воде. Если при разработке процессов непрерывного сульфирования ароматических углеводородов основным является вопрос об ускорении реакции и о снижении количества примесей ( дисульфокислот и сульфонов) в реакционной массе, то основные вопросы при непрерывном нитровании - отвод тепла реакции и смешение органической и кислотной фаз. В некоторых случаях ( например, при непрерывном нитровании бензола) сравнительно просто предотвращается образование нежелательных примесей к нитробензолу, что практически неосуществимо при сульфировании. Нитрование бензола, хлорбензола и толуола проводится в СССР исключительно по непрерывному ( поточному) методу. [13]
Страницы: 1