ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава двенадцатая. Производство хлорбензола из "Коррозия и защита химической аппаратуры Том 7 " Хлорбензол eHs l — бесцветная прозрачная жидкость со своеобразным резким запахом, температурой кипения 132°С (при 760 мм рт. ст.), температурой плавления — 45°С. Хорошо растворим в этиловом спирте, диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе, сероуглероде и других органических растворителях растворимость в воде при 30° С—0,148%. [c.259] Хлорбензол, подобно многим другим органическим соединениям, не агрессивен по отношению к металлам и сплавам. Эти материалы не корродируют в хлорбензоле даже при наличии в нем примеси воды. Однако, по данным [I], хлорбензольные растворы кислот более агрессивны по отношению к отдельным металлам и сплавам, чем их водные растворы. [c.259] Из неметаллических материалов хорошей стойкостью в хлорбензоле обладают керамика, стекло, фарфор, фторопласт-4, графит, пропитанный феноло-формальдегидной смолой, и прочие материалы на ее основе (табл. 12.1). Большинство других полимерных материалов в хлорбензоле значительно набухает или разрушается, особенно при повышенной температуре. [c.259] В обоих случаях процесс протекает в присутствии катализатора. Подробное описание каждого из этих методов и оценка их экономичности обстоятельно изложены в литературе [6]. [c.261] В СССР хлорбензол получают хлорированием бензола в темноте в присутствии хлорного железа. Существуют периодический и непрерывный способы хлорирования. При периодическом способе в реактор заливается бензол и пропускается хлор хлорирование ведется до тех пор, пока соотношение бензола, хлорбензола и полихлоридов в реакционной массе не достигнет заданной величины. После этого хлорированная масса поступает в следующие аппараты для разделения. При непрерывном способе хлор и бензол подаются в реактор непрерывно и также непрерывно отводится из него реакционная масса заданного состава. [c.261] Для хлорирования применяется чистый каменноугольный бензол, содержащий не более 0,005% тиофена и не более 0,0005% сероуглерода. Наличие большего количества тиофена приводит, как показала практика, к отравлению катализатора, а следовательно, к полному нарушению технологического режима. Согласно [6], примесь сероуглерода не вызывает отравления катализатора. Однако в процессе ректификации продуктов хлорирования он, как и тиофен, может быть источником образования сероводорода, который в присутствии даже малых количеств воды придает погонам кислую реакцию, что вызывает значительную коррозию стальной аппаратуры. [c.261] Если в бензоле, поступающем на хлорирование, содержится более 0,02% влаги, это также весьма опасно. С одной стороны, влага, как и тиофен, понижает активность катализатора, а с другой — способствует увеличению интенсивности коррозии металлов под воздействием продуктов хлорирования, содержащих хлористый водород и хлор. Поэтому перед подачей на хлорирование бензол подвергается азеотропной осушке до содержания влаги не более 0,02%. [c.261] Для хлорирования используется хлор с содержанием влаги не более 0,04%. Хлорирование осуществляется в реакторах 1 колонного типа, заполненных вперемешку стальными и керамическими кольцами Рашига. В верхней части реактора имеется свободное пространство, не содержащее насадки. Бензол и хлор подаются в реактор прямотоком снизу. Продукты хлорирования непрерывно отводятся из верхней — сепарационной — части аппарата. [c.261] Катализатор—хлорное железо — образуется непосредственно в реакторе в результате хлорирования стальных колец Рашига. В продуктах хлорирования бензола, вытекающих из реактора, содержится 0,3—0,9% Fe U- Для удобства регулирования концентрации хлорного железа в реакционной массе стальной реактор изнутри защищается двухслойной футеровкой диабазовыми плитками на диабазовой замазке. Такой способ защиты обеспечивает к тому же и продолжительный срок службы аппарата. Процесс хлорирования проводится при 80—90° С. Наряду с основной реакцией хлорирования протекают также побочные с образованием о-, м- и п-дихлорпроизводных бензола и полихлоридов бензола. [c.263] Нейтральная или слабощелочная масса собирается в емкости 7 и далее подвергается ректификации. На первой стадии ректификации отгоняется не вступивший в реакцию бензол. Для этого используется насадочная ректификационная колонна 8 непрерывного действия с выносным подогревателем 9. Процесс ведется под давлением 0,2—0,3 ат. [c.263] Кубовый остаток, обогащенный полихлоридами, поступав г в сборник 18, а затем подвергается последующей ректификации в колонне 19 для отделения остаточного хлорбензола. Отгоняемые пары хлорбензола конденсируются в холодильнике 20, а затем конденсат смешивается с товарным продуктом. [c.264] Поступающие из куба ректификационной колонны 19 полихлориды бензола в колонне 21 перегоняются с паром для выделения и-дихлорбензола, применяемого в качестве инсектицида, сырья для получения органических красителей и других продуктов, а также о-дихлорбензола, которым пропитывают деревянные шпалы, чтобы предотвратить гниение. [c.264] содержащий пары воды, п- и о-дихлорбензола, конденсируется в холодильнике 22, после чего из жидкой смеси в кристаллизаторе 23 выделяется вымораживанием я-дихлорбензол, который затем отделяется от жидкой массы на центрифуге 24. Фильтрат, содержащий в основном о-дихлорбензол, поступает в продажу без очистки или подвергается дальнейшей ректификации для получения чистого о-дихлорбензола. [c.264] Основными составляющими технологических сред в производстве хлорбензола описанным способом являются бензол, хлор, хлористый водород, соляная кислота. Бензол и хлорбензол не агрессивны даже при повышенной температуре. Срок службы стального оборудования, предназначенного для хранения сухого и влажного бензола, а также для его азеотропной осушки, составляет более 10 лет. Поэтому такое оборудование не нуждается в дополнительной защите. [c.264] Агрессивность многих технологических сред в производстве хлорбензола в основном определяется присутствием в них хлора, хлористого водорода и воды. До введения стадии нейтрализации хлористого водорода в хлорированной массе, поступающей на ректификацию, весьма быстрому коррозионному разрушению подвергались дефлегматоры, холодильники, ректификационные колонны, трубопроводы и запорная арматура. После введения нейтрализации срок службы стальных ректификационных колонн 8 я 13 увеличился до 10—12 лет. Кожухотрубные подогреватели кубовой жидкости в этих колоннах при толщине стенок 2,0—2,5 мм эксплуатируются без ремонта более 6 лет. Однако срок службы стальных холодильников, используемых для охлаждения и конденсации паров бензола, хлорбензола, а также паров смеси воды и дихлорпроизводных бензола при перегонке с паром, составляет лишь 1—2 года. Холодильники, применяемые для охлаждения и конденсации паров хлорбензола, поступающих из ректификационной колонны 19, эксплуатируемой при более высокой температуре, приходят в полную негодность через 4—6. месяцев. [c.264] Наблюдаемые на практике интенсивную коррозию холодильников и повышенный износ дефлегматоров на стадии ректификации нейтральных или слабощелочных продуктов хлорирования бензола нельзя объяснить непосредственным действием хлорбензола и дихлорпроизводных бензола на металл. Можно было предполагать, что высокая агрессивность погонов связана с присутствием в них влаги и сероводорода, источником которого являются тиофен и сероуглерод. Однако в настоящее время возможность появления сероводорода в погоне практически исключена, поскольку для хлорирования используется бензол высокой чистоты. Накопленные экспериментальные данные однозначно показывают, что причиной интенсивной коррозии стали является присутствующий в погонах хлористый водород. При конденсации влажных органических продуктов, он, абсорбируясь водой, выделяющейся в виде отдельных капель на холодных стенках аппарата, образует соляную кислоту. [c.265] Кислотность погонов хлорбензола и дихлорбензола повышается с увеличением температуры кубовой жидкости и продолжительности ее нагревания. Железо оказывает каталитическое действие на протекание процессов в кипящих продуктах хлорирования бензола, сопровождающихся образованием хлористого водорода . [c.265] Вернуться к основной статье