непрерывный метод изомеризации пинена

  Главная       Учебники - Лесное производство      Технология лесохимических производств (В.А.Выродов)

 поиск по сайту           правообладателям

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  ..

 

 

Ректификация скипидара

 

В ЛТА разработан непрерывный метод изомеризации пинена в камфен в трехфазной системе, при которой выход камфена и трициклена достигает 92—95 % против 65—70 % при периодическом способе и исключается как самостоятельная стадия ректификации изомеризата (рис. 29).

Пиненовая фракция (96—98 % а- и р-пиненов) из напор­ного бака 1 поступает в бачок 2 постоянного уровня и через рас­ходомер в подогреватель 4. Подогретый до 135—140 °С пинен (процесс ведется при соответствующем вакууме) из подогре­вателя поступает в куб-испаритель 5. Пары пинена из куба-ис­парителя поступают под нижнюю тарелку колонны-изомериза- тора 6. Для обеспечения устойчивой турбулентности на колпач­ковых тарелках скорость паров в полном сечении колонны должна поддерживаться 0,6—1 м/с. На верхнюю тарелку ко- лонны-изомеризатора подается суспензия титанового катализа­тора в камфене. Образование суспензии происходит в фонаре 8, расположенном на флегмовой линии, в который вводится не­обходимая масса катализатора в сухом виде из емкости 7 с по­мощью дозирующего устройства. Туда же из бачка 9 подается нагретый до 135—140 °С камфен. Подача камфена из емкости 9 должна производиться только в период пуска установки и продолжаться до момента, когда процесс в колонне-изомеризаторе установится и пары дистиллята, поступающего в дефлег­матор 10, будут состоять в основном из паров технического камфена. После этого бачок 9 отключается и смыв катализа­тора осуществляется флегмой, С этого момента колонна-изомеризатор 6 работает как изомеризатор и ректификационная колонна. Технический камфен из дефлегматора 10 и холодильника 11 направляется в вакуум-приемник 12, а оттуда в сборник товарного камфена 14.

Катализатор, суспензированный в кубовом остатке, собирается в кубе 15, откуда направляется на изомеризацию скипидара без пинена при производстве окситерпеновых смол. Вакуум в системе создается вакуум-насосами через ресивер 13.

 

 

 


Рис. 29. Технологическая схема изомеризации пинена в камфен по непрерывному способу:
1 — бак; 2 — бачок; 3 — расходомер; 4 — подогреватель; 5 — кубы-испарители; 6 — колонна; 7, 9 — емкости; 8 — фонарь; 10 — дефлегматор; 11 — холодильник; 12 — вакуум-приемник; 13 — ресивер; 14 — сборник; 15 — сборник суспензии; 16 — приемники суспензии; 17 — сборник полимеров
 

 

 

 

Формилирование камфена с целью получения изоборнилфор-миата является следующей стадией при синтезе камфары. Формилирование камфена осуществляют в две ступени: 96— 98%-ной муравьиной кислотой; формилирование, которое проводится в реакторах-этерификаторах, снабженных мешалкой и паровой рубашкой, при температуре 60—70 °С до получения

55—65 % изоборнилформиата без катализатора. Затем добавляют 4—5 % серной кислоты от массы камфена. Так как реакция

 


С10Н16+НСООН -> С10Н17ОСОН (53)

 

обратимая, а сдвиг ее вправо лучше проходит при пониженных температурах, то вторую ступень проводят при охлаждении реакционной массы до 15—20 °С путем подачи охлаждающей воды в паровую рубашку или змеевик. Реакция заканчивается при достижении в реакционной смеси 92—94 % изоборнилформиата (остальное — камфен и другие терпены). Продолжительность реакции в целом составляет 15—20 ч. Эфир после нейтрализации содержащихся в нем серной и избытка муравьиной кислот и промывки направляют на вакуум-ректификацию и вакуум-дистилляцию с целью отделения камфена и полимеров.

В настоящее время осваивается непрерывный способ фор-милирования камфена, разработанный сотрудниками ЦНИЛХИ совместно с работниками Горьковского ПО «Оргсинтез». Этот способ будет осуществлен в колонном аппарате тарельчатого типа, изготовленном из титановых сплавов. Процесс формили-рования будет идти в результате контакта паров муравьиной кислоты с жидким камфеном, подаваемых в аппарат противотоком. В этом же аппарате будет происходить и ректификация эфиров, которые сразу будут поступать на омыление. Омыление изоборнилформиата проводится 20 %-ным водным раствором едкого натра:

 

С10Н17ОСОН + NaOH С10Н17ОН + HCOONa. (54)
 

Щелочь добавляют в избытке против расчета на 10 %. При омылении эфиров после вакуум-ректификации выход изоборнеола составляет практически 100 % от теоретического, а при омылении изоборнилформиата, не прошедшего вакуум-ректификацию, снижается на 5—10%. Реакция омыления в течение

4—6 ч проводится в реакторах-автоклавах с мешалкой и паровой рубашкой при температуре 150—160 °С и давлении 500— 600 кПа. В принципе реакция омыления изоборнилформиата при хорошем контакте его со щелочью идет мгновенно. В процессе реакции образуется изоборнеол, кристаллы которого плавятся при температуре 203—206 °С, поэтому при остаточном содержании в органической части эфиров (10—15 %) при температуре реакции 150 °С образуется твердая фаза (кристаллы изоборнеола), которая затрудняет контакт щелочи и эфира, отчего скорость реакции резко затормаживается и длится часами. Для ускорения реакции можно добавлять растворители, в частности ксилол или толуол, которые используются на. стадии жидкофазного дегидрирования изоборнеола в камфару. Но при добавке растворителя необходимо значительно интенсифицировать перемешивание реакционной массы, иначе произойдет расслоение растворов эфира в растворителе и водного раствора щелочи. Тогда реакция вообще не будет идти. Увеличить скорость можно и пропуском паров эфира через нагретый до 100 °С слой 20 %-ного раствора едкого натра, подаваемого противотоком в полочный аппарат. Однако этот способ нецелесообразен в связи с большими удельными расходами тепла на стадии испарения эфира. Можно проводить процесс омыления непрерывно и при температурах выше температуры кристаллизации изоборнеола.