Гидравлические машины, подъемно-транспортные устройства и приводы машин. Технология процесса производства капролактама
Отчет по практике - Разное
Другие отчеты по практике по предмету Разное
-оксима в трубопроводах и оборудовании.
Температура процесса оксимирования на второй ступени поддерживается в пределах от 78 С до 90 С. Нижний предел определяется температурой кристаллизации оксима (при массовой доле влаги в оксиме 5 % - 78 С); при повышении температуры выше 90 С интенсивно протекают побочные реакции. Протекание побочных реакций на 2-ой ступени сдерживается за счет 30 - 40 %-ного избытка ГАС, так как скорость реакции анона с ГАС значительно выше скорости реакции димеризации анона.
При проведении процесса оксимирования большое значение имеет хорошее смешение реагирующих компонентов. Смешение реагентов на 1-ой ступени осуществляется за счет циркуляционных насосов, а также тангенциального ввода линии нагнетания этих насосов в реактор первой ступени. Перемешивание реагентов в реакторе оксимирования 2-ой ступени, осуществляется пропеллерной мешалкой, кроме того, за счет циркуляционных насосов и тангенциального ввода линии нагнетания этих насосов в реактор оксимирования 2-й ступени. Оксим, полученный на второй ступени процесса оксимирования, содержит значительное количество воды, что отрицательно сказывается при проведении процесса перегруппировки, поэтому он подвергается осушке при помощи 40 % - ного раствора сульфата аммония, подаваемого из цеха сульфата аммония. Для подавления гидролиза оксима в реактор - осушитель 2-й ступени оксимирования подается раствор ГАС и 25 % - ная аммиачная вода.
Примеси, содержащиеся в исходных продуктах, могут повлиять на процесс оксимирования и как следствие на качество готового продукта следующим образом:
повышенное содержание железа в аммиачной воде, при высокой температуре, оказывает каталитическое действие на окисление анона в циклогексадион
повышенное содержание меди в аммиачной воде приводит к ухудшению окраски при получении оксима;
повышенное содержание циклогесанола в аноне приводит к увеличению оптической плотности чистого капролактама;
повышенное содержание гептанона-2 в аноне приводит к увеличению содержания летучих оснований в капролактаме.
4.3.2 Стадия перегруппировки и нейтрализации
В основе процесса переработки оксима в капролактам (далее по тексту лактам) лежит реакция.
Реакция идет с выделением тепла в количестве 235 кДж - в пересчете на 1 моль оксима.
Реакция перегруппировки протекает при катализе сильными минеральными кислотами (олеумом). Механизм является ионным и включает образование катиона с положительным зарядом на атоме азота и миграцию к нему алкильной группы. На заключительной стадии лактимная форма ? - капролактама переходит в лактамную.
Выход реакции в промышленных условиях составляет 99,5 % при температуре от 96 С до 125 С.
Механизм Бекмановской перегруппировки оксима в лактам можно представить в следующем виде: 1 стадия
стадия
При этом происходит образование катиона с положительным зарядом на атоме азота. 3 стадия
Гидролиз сульфоэфира лактимной формы ? - капролактама с образованием ?- капролактама в лактимной форме и серной кислоты:
Стадия гидролиза сульфоэфира в крепком олеуме протекает незначительно, этим и обусловлена необходимость стадии нейтрализации, где в основном проходит гидролиз сульфоэфира. 5 стадия
Переход e - капролактама из лактимной формы в лактамную (лактим-лактамная таутомерия)
Лимитирующей стадией Бекмановской перегруппировки является разрыв связи С - С с образованием связи С - N. Ввиду незначительного гидролиза сульфоэфира в 21,5 - 24 %-ном олеуме, перегруппированный продукт состоит из следующих соединений:
В связи с этим процесс получения лактамного "масла" заканчивается обработкой перегруппированного продукта аммиачной водой на стадии нейтрализации.
Процесс Бекмановской перегруппировки оксима в лактам проводится в реакторах перегруппировки по двухступенчатой схеме. Предусмотрена возможность ведения процесса перегруппировки по одноступенчатой схеме. Вторая ступень перегруппировки работает параллельно с одной из первых ступеней или одновременно с двумя первыми ступенями. Перегруппировка оксима на первой ступени при работе по двухступенчатой схеме осуществляется при температуре от 96 С до 115 С, на второй ступени при температуре от 100 С до 125 С. При работе в стадии перегруппировки в одну ступень перегруппировка оксима осуществляется при температуре от 114 С до 125 С. Данные температуры обеспечивают наивысшую скорость целевой реакции при относительно низких скоростях побочных реакций. При более низкой температуре происходит накопление оксима вследствие понижения скорости реакции и увеличения вязкости циркулирующего перегруппированного продукта. Оксим и олеум подаются в молярном соотношении 1/1,65, так чтобы кислотность перегруппированного продукта составила от 57,5 % до 61,5 % при работе по одноступенчатой схеме и от 61 % до 65 % при работе по двух ступенчатой схеме. При кислотности менее 57,5 % происходит увеличение вязкости перегруппированного продукта и как следствие этого, ухудшение теплосъема и накопление оксима в продукте, что может привести к выбросу. Кроме того, при снижении кислотности происходит неполное связывание воды в оксиме, что приводит к гидролизу оксима на анон и ГИАМ. Выделившийся анон в свою очередь вступает в реакции поликонденсации с образованием продуктов конденсации и воды. Реакция идет как цепная и приводит к выбросу токсичных продуктов. Увеличение кислотности перегруппированного продукта ?/p>