Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Промышленные производства -> Овчинникова В.И. -> "Производство капролактама" -> 7

Производство капролактама - Овчинникова В.И.

Овчинникова В.И., Ручинского В.Р. Производство капролактама — M., «Химия», 1977. — 264 c.
Скачать (прямая ссылка): kaprolaktam.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 < 7 > 8 9 10 11 12 13 .. 108 >> Следующая


ГЛАВА II

ПОЛУЧЕНИЕ ЦИКЛОГЕКСАНА

Первым промежуточным продуктом окислительной схемы производства капролактама является циклогексан, который получается преимущественно гидрированием бензола. Циклогексан содержится в большинстве нефтей в количестве от 0,3 до 1%, однако препятствием для использования «нефтяного» циклогексана в промышленности органического синтеза является сложность его выделения, В Литературе описаны различные методы выделения циклогексана: экстрактивная дистилляция с фенолом [1], комбинированный метод, включающий дистилляцию, экстрактивную дистилляцию и дробную кристаллизацию [2], комплексообразованиес тио-карбамидом [3] и другие [4]. Все они непригодны для создания промышленного производства циклогексана. Основным методом получения циклогексана является метод, основанный на гидрировании бензола.

Механизм и кинетика гидрирования бензола

Бензол в присутствии катализаторов легко гидрируется до циклогексана. Реакция обратима и сопровождается выделением значительного количества тепла (207 кДж/моль): С понижением температуры и повышением давления реакция сдвигается в сторону образования циклогексана.

Константа равновесия этой реакции К в области 500—550 К вычисляется из уравнения {5]: 9590

IgK= —f— — 9,9194 IgГ + 0,00228571 + 8,565

Зная величину К, можно определить степень конверсии бензола в циклогексан а

Pc6H12 a (X+I — За)3

Pc6H6^2-(1-а)(^-3а)2р3 гДе Pc6Hi2' Pc6H611Ph2'—парциальные давления циклогексана, бензола и водорода в равновесной смеси; X — мольное отношение водорода к бензолу; P — общее давление.

- . .

wo

* 7f

Ї

I so

1

Ǥ 25

O 150



\z


\ I
VN






















ZQO

250- JOO 350 Температура, °С

WO 4SO

Вычисленные значения равновесных степеней конверсии бензола в циклогексан при разных давлении, температуре и мольном отношении водорода к бензолу представлены на рис. I [6]. Из рисунка видно, что при атмосферном давлении и температуре ниже 2000C процесс идет почти нацело.слева направо до циклогексаиа, а при температуре выше 3500C равновесие полностью сдвигается влево. Поэтому, при использовании малоактивных катализаторов (например, сульфидных), когда температуру реакции необходимо повышать до 350—370 °С, полное-то превращения бензола удается достичь только при давлении около 30 МЛа.

Сведения о механизме и кинетике процесса гидрирования бензола в литературе весьма разноречивы [7—9]. Это относится не только к порядку реакции по бензолу, водороду и циклогексану, но и к температурным коэффициентам, энергии активации и другим характеристикам. Некоторые авторы считают, что процесс протекает по нулевому порядку по бензолу и первому по водороду. В то же время для температур выше 100 °С порядок реакции, определенный разными авторами, оказывается различным [7].

Такие расхождения объясняются главным образом тем, что исследования велись в неодинаковых условиях, с применением зачастую несовершенных экспериментальных методик, например, в статических или проточных установках, не обеспечивавших изотер-мичности процесса.

Механизм и кинетика гидрирования бензола на никелевых катализаторах подробно исследовались Г. Д. Любарским с сотр. с применением проточно-циркуляционного метода, дающего надежные результаты при широком варьировании температуры, давления, объемной скорости, парциальных давлений компонентов, размеров зерна катализатора'и других параметров процесса [10—13]. На рис. 2 представлена зависимость скорости реакции в кинетической области от парциального давления бензола (рн2= const) При разных температурах.

В температурном интервале до 1000C скорость реакции остается практически постоянной вплоть до степени конверсии 80%, что свидетельствует о нулевом порядке по бензолу в этой области. При степени конверсии выше 80% скорость реакции падает с уменьшением парциального давления бензола, и Tlu|3HMtC ДІ^^ВД^

Рис. 1. Равновесная степень конверсии бензола в циклогексан при различных давлении, температуре и отношении H2: Сб'Нб:

1 — H2 :-СбН6 = 3, P = 0,1 МПа; 2 — H2: : СеНв>3, Р = 0,1 МПа; 3—H2-. СеНв=3. P = 5 МПа; 4 — H2 : C6H6 »3, P = 5 МПа.

2-1808

золу становится больше нуля. При высоких температурах область отклонений от нулевого порядка по бензолу значительно расширяется, и при 185 °С порядок реакции по бензолу составляет 0,5.

По водороду порядок реакции при те'мпературах до 1000C равен 0,5. С ростом температуры он повышается до 1,2, что связано с изменением адсорбционных характеристик катализатора. Продукт реакции, циклогексан, тормозит процесс лишь в небольшой степени.

I«:

|й75

¦I ,

.§ OJSl

as]







/





/





/





\



/











а

О

рс6н6.'

Рис. 2. Зависимость скорости гидрирования при температурах до 1050C \(а) и до /185 °С |(б) от !парциального давления бензола:

/ — прн 85 °С; 2 —прн 97 °С; 3 — прн 105 0C; 4 — прн 165 °С; 5 — при 185 °С.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 < 7 > 8 9 10 11 12 13 .. 108 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама