Получение аллилового спирта гидролизом хлористого аллила
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ферические, конические, торовые, комбинированные;
) по схеме нагрузки - работающие под атмосферным давлением или вакуумом, нагруженные внутренним или внешним давлением;
) по температуре стенок - не обогреваемые, обогреваемые;
) по тепловому режиму - изотермические, адиабатические, политропические;
) по условиям коррозионного воздействия - работающие в условиях интенсивного или умеренного разъедания;
) по положению в пространстве - вертикальные, горизонтальные, наклонные;
) по способу сборки - разъемные, неразъемные; по толщине стенки- - тонкостенные, толстостенные (с цельной стенкой, многослойной стенкой);
) по гидродинамическому режиму - аппараты полного вытеснения, полного смешения, промежуточные;
) по организации процесса - периодические, непрерывные, полунепрерывные.
Процесс гидролиза хлористого аллила в аллиловый спирт осуществляется при наличии двух жидких фаз. При этом большое значение имеет увеличение поверхности их контакта. Обычно это достигается смешением в насосе, на всасывающую линию которого подают оба реагента. Дальнейшее сохранение системы в эмульгированном состоянии обеспечивается турбулизацией потока за iет достаточно большой его линейной скорости [20].
Оптимальная температура процесса определяется желаемой скоростью и реакционной способностью хлорпроизводного; она равна 150 С - 160 С, она выбирается таким образом, чтобы время контакта составляло лишь несколько минут. Это определяет работу под давлением 10 - 15 кгс/см2 (от 1,0 - 1,5 МПа), необходимым для поддержания смеси в жидком состоянии [14, 20].
Реакция синтеза аллилового спирта является изотермической, поэтому ее следует проводить только в непрерывных реакторах, так как для поддержания постоянной температуры в реакторе периодического действия отвод тепла должен изменяться во времени, что в промышленных условиях осуществить трудно. В связи с этим, изотермические реакторы периодического действия на практике не применяются. Таким образом, целесообразно выбирать реактор непрерывного действия [16].
При протекании реакций, порядок которых выше n=0, тип реакторов имеет важное значение, так как для достижения одинаковой степени превращения в реакторе смешения нужно большее время, чем в реакторе вытеснения и, следовательно, интенсивность РИВ выше [18].
Если порядок основной реакции выше порядка побочной реакции, т.е. n1>n2, и, следовательно, n1 - n2=а, то при увеличении концентрации исходного вещества СА селективность возрастает. Следовательно, для достижения высокой селективности необходимо поддерживать концентрацию исходного реагента на максимально высоком уровне, т.е. выгодно применять РИВ или К-РИС, так как в этих реакторах средняя концентрация реагента СА выше, чем в РИС-Н [18, 19].
При проведении эндотермических реакций более эффективным является РИВ, так как средние значения СА, Т в нем выше, чем в РИС-Н [18].
Реакционная масса для синтеза аллилового спирта - гомогенная жидкофазная система. Ввиду последовательно - параллельного типа протекающих реакций для повышения селективности выгоден реактор, близкий к модели идеального вытеснения, при отсутствии циркуляции смеси. Вместе с высокой линейной скоростью потока это предопределяет выбор трубчатого реактора с большой длиной труб малого диаметра (змеевик, трубчатка). Первая его секция служит для подогрева смеси, что для высокотемпературных реакций осуществляют в трубчатой печи топочными газами, а для других - в пароподогревателях типа, например, труба в трубе [20].
Исходя из вышеизложенного, выбираем реактор идеального вытеснения непрерывного действия трубчатого типа. Это распространенный тип реактора для проведения реакций в жидкой среде, он представлен на рис. 8. Реакторы такой конструкции широко используют в промышленности органической и неорганической химии.
Реактор для получения аллилового спирта представляет собой вертикальную проточную колонну. Для регулирования температуры в зоне реакции, проходящей с поглощением тепла, средняя часть аппарата выполнена в виде трубчатки 2. В межтрубное пространство подаются топочные газы. Режимная температура поддерживается при помощи регуляторов, установленных на линиях обратных газов, выходящих из реактора. Через штуцер 1 реакционная смесь поступает в реактор [61].
Осмотр и чистку аппарата осуществляют через люки 6. С целью защиты от коррозии внутренняя поверхность отстойных секций покрыта медью; трубы и трубные решетки выполнены из меди [62].
Реактор описанного типа менее громоздок, чем аппараты с мешалками, требующие к тому же большого расхода электроэнергии. Такого рода противоточные реакторы, производительность которых (примерно в 2,5 раза) выше, чем производительность прямоточных аппаратов, отличаются минимальным перемешиванием вдоль оси движения материальных потоков и их применение целесообразно для быстро протекающих химических реакций.
Рис.8. Трубчатый реактор с трубчаткой.
1 -штуцер для входа реагентов; 2 - штуцер для входа топочных газов; 3 - трубчатка; 4 - люк; 5 - штуцер для выхода продукта; 6 - штуцер для выхода топочных газов.
Реактор идеального вытеснения (РИВ) представляет собой трубчатый аппарат, в котором отношение длины трубы L к ее диаметру d достаточно велико. В реактор непрерывно подаются исходные реагенты, которые превращаются в продукты реакции по мере перемещения их по длине реактора.
Гидродинамический режим в РИВ характеризуется тем, что любая частица потока движется толь