I.II. Селективность и способы её регулирования

Селективность реакций окисления зависит от многих факторов, в том числе:

1. Возможностью последовательно – параллельного протекания реакции

   1. последовательные

   2. параллельные – до полного окисления до СО₂

2. Главный способ снижения роли побочных процессов – регулирование степени конверсии исходного сырья. В этом отношении все процессы подразделяются на 2 группы:

2.1. Процессы, протекающие с целевым получением веществ, устойчивых к дальнейшему окислению (низшие алифатические и ароматические кислоты).

Степень конверсии до 95 – 99%.

2.2. Процессы, направленные на целевой синтез промежуточных веществ, склонных к дальнейшему разложению или окислению (получение гидропероксидов, спиртов, альдегидов, кетонов, высших карбоновых кислот)

К = 5 …. 30%

Больше затрат на регенерацию (и, возможно на рецикл).

3. Температура

1. Т.к. энергия активации побочных реакций процессов выше, то с ростом температуры растёт их выход.

2. Повышение температуры может перевести процесс в диффузионную область и, следовательно, увеличить выход побочных продуктов.

Для перевода в кинетическую зону – перемешивание, турбулизация.

Таким образом, выбор условий реакций окисления является сложной функцией многих химических и технологических параметров.

2. Инженерные основы процессов радикально – цепного окисления

   1. Рекционные узлы

   2. Технология и технологические схемы [1], с.353…356, рис.103

1. Подавляющее число процессов окисления осуществляется в жидкой фазе, барботирование окислителя через устройство. Выбор температуры от интенсивности и селективности процесса. Выбор давления – обеспечить жидкую фазу.

2. Конструкция: Н = 10….15 м, D = 2…3 м. Секционирование, каскады, материал – антикоррозионный. Замер температуры, отбор проб и т.д.

3. Способ отвода тепла.

4. Регулирование режима изменения скорости подачи окислителя и органического реагента. Контроль: отбор проб, анализ.

5. Регулирование селективности: степенью конверсии окисляемого субстрата:

92 – 95 % для повторно неокисляемых и 5 – 30% для глубоко окисляемых.

6. Техника безопасности

При жидкофазном процессе необходимо исключить образование взрывоопасных смесей в местах, где имеется сплошная газовая фаза: верхняя часть барботажных колонн; пространство над каждой тарелкой в реакторе типа 103Г.

Это достигается высокой степенью конверсии кислорода в совокупности с выбором давления в зависимости от летучести исходного органического вещества. Иногда предусмотрена "подземка" из инертов (N₂).

Тем не менее пожаро- и взрывоопасность на этих производствах значительно выше, поэтому – меры предупреждения, локализации и тушения пожаров и т.д.

Вопросы – Ответы

1. Почему подавляющее число технологий окисления осуществляется в жидкой фазе (путём барботирования воздуха, реже технологического кислорода через органический реагент)? Ответ: хороший теплообмен, т.е. теплоотвод)

2. От каких основных факторов зависит выбор температуры? Ответ: от интенсивности и селективности.

3. От какого основного фактора зависит выбор давления? Ответ: с целью поддержания реакционной массы в жидкофазном состоянии.

4. От каких факторов зависит выбор материала реактора окисления? Ответ: карбоновые кислоты корродируют обычно сталь, поэтому в этом случае применяют дюралюминий, титан или некоторые сорта легированной стали.

5. Почему размеры реакторов для технологий оксипроцессов имеют большие размеры (2-3 м в диаметре и 10-15 м высотой)? Ответ: