Файл: Технология гидролизных производств учебник..pdf

для 4—6-часового отстаивания эмульсии. Верхний слой скипидара периодически сливается в сборник 11, откуда его направляют на сжигание в топку парового котла.

Кислый фурфурольный конденсат из сборника 2 непрерывно по­ ступает на 23-ю тарелку первой, исчерпывающей, колонны 4 двух­ колонного аппарата. Перед поступлением в колонну конденсат по­ догревается в теплообменнике 3 теплом отходящего из колонны 4 лютера. Эта колонна изготовляется из кислотоупорной стали, с прямым обогревом. В ней происходит предварительное укрепле­ ние летучих компонентов, содержащихся в конденсате, за исклю­ чением органических кислот, большая часть которых остается

влютере.

Благодаря работе дефлегматора 7 конденсат паров, возвращаю­

щийся в верхнюю часть колонны 4, укрепляется до содержания в нем 18—20% фурфурола. Часть укрепленного конденсата отби­ рается во вторую, очистную, колонну 21. В этой колонне стекаю­ щий по тарелкам конденсат освобождается от летучих продуктов и в виде лютера отводится вместе с лютером из первой колонны

всборник, где остатки фурфурола и органические кислоты смеши­ ваются с известью для обезвреживания. Концентрация фурфурола

влютере не должна превышать 0,02—0,03%. Концентрирующиеся

вукрепляющей части второй колонны летучие компоненты разде­ ляются соответственно температурам кипения.

Так, с верхней тарелки через холодильник 10 отбирается метанольная фракция, содержащая смесь эфиров, альдегидов и мета­ нола. Эта фракция обычно не очищается и вместе со скипидаром сжигается.

Если очистная колонна имеет 41 тарелку и питание получает на 23-ю тарелку, то на 32-й и 33-й тарелках концентрируется смесь скипидара и метанола. Эта фракция отбирается в смеситель с во­ дой, где разбавляется трехкратным ее количеством, охлаждается в холодильнике 12 и возвращается в сборник конденсата отстой­ ник 1, где разделяется на слой скипидара и водный слой, содержа­ щий 10— 12% метанола.

На этой же колонне с 27-й и 28-й тарелок отбирается водно-фур- фурольная фракция. Она охлаждается в холодильнике 13 и разде­ ляется в декантаторе 14 на слой сырого фурфурола, собираемый в сборнике 16, и на водный раствор фурфурола, возвращаемый по трубе 15 также в отстойник 1. .

Собираемый в сборник 16 фурфурол-сырец содержит еще около 5% воды и около 13% терпенов и их производных. Последующая очистка его от примесей производится в вакуум-перегонной ко­ лонне 17 периодического действия. Эта колонна заполняется керамическими кольцами или кусками кварца. Вся насадка этой колонны эквивалентна 10 тарелкам. Перед разгонкой свободная кислота в сыром фурфуроле нейтрализуется 5%-ным водным рас­ твором кальцинированной соды, подаваемой в куб колонны из сбор­ ника 19. В этой колонне через дефлегматор и холодильник 18 из фурфурола отгоняются оставшиеся в нем легкокипящие примеси,

320

вода, фурфурол в сборники 20 и собираются тяжелые фракции ку­ бового остатка. На практике встречаются разные варианты опи­ санной схемы.

фурфурол, полученный описанными выше методами, является бесцветной жидкостью, которая при соприкосновении с воздухом и при длительном стоянии быстро темнеет. Одновременно возрастает кислотность фурфурола. Исследования показали, что при этом про­ текает ряд реакций нуклеофильного и электрофильного характера. В присутствии кислорода в фурфуроле образуются: перекись водо­ рода, гидроперекись фуроила, дифуроилперекись, угольная, му­ равьиная, фумаровая, малеиновая, яблочная, винная и щавелевая кислоты. Одновременно образуются темноокрашенные смолистые вещества. Эти вещества снижают качество фурфурола. Поэтому к фурфуролу, предназначенному для хранения, добавляют анти­ окислители или стабилизаторы. Одним из лучших стабилизаторов является триэтаноламин, прибавляемый к фурфуролу в количестве 0,05—0,1%. Значительно снижается скорость осмоления фурфурола при хранении его в атмосфере инертных газов, например азота. Защита фурфурола от кислорода воздуха должна начинаться с ва­ куум-разгонки. Процесс осмоления фурфурола ускоряется в при­ сутствии железа и меди. Поэтому сборники фурфурола рекомен­ дуется изготовлять из легированной стали, алюминия или оцинко­ ванного железа.

При работе с фурфуролом необходимо помнить, что при систе­ матическом вдыхании воздуха, содержащего 0,007—0,053 мг/л фурфурола, он начинает оказывать заметное физиологическое дей­ ствие, проявляющееся в раздражении слизистых оболочек, голов­ ных болях, возбуждении и расстройствах нервной системы.

4. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДНЫХ ФУРФУРОЛА

Принципиальная схема технологического процесса получения малеинового ангидрида из фурфурола показана на рис. 78.

Фурфурол из сборника 1 подается в испаритель 2, где он нагре­ вается глухим паром до 75° С, и одновременно через него проду­ вается воздух. Проходя через слой нагретого фурфурола, воздух обогащается им, образуя смесь, содержащую в 1 л воздуха около 20 г фурфурола. Эта смесь проходит через реактор 3, состоя­ щий из ряда параллельных трубок, заполненных алюминиевыми

цилиндриками, на поверхность которых нанесен катализатор, со­ держащий молибден, титан, ванадий и окислы фосфора. Трубки с катализатором обогреваются циркулирующим между ними жид­ ким теплоносителем дифенилоксидом^, поддерживающим в них тем­ пературу 320—350° С. Паровоздушная смесь, проходя через катали­ затор, образует из фурфурола малеиновый ангидрид, пары кото-

Рис. 78. Схема получения малеинового ангидрида из фурфурола:

рого с остатками воздуха выходят по трубе 5 в холодильник 15, где охлаждаются, и поступают далее в скруббер 6, в котором ма­ леиновый ангидрид поглощается из воздуха водой и превращается в малеиновую кислоту. Промытый воздух выбрасывается в атмо­ сферу, а водный раствор малеиновой кислоты с непрореагировав­ шим фурфуролом поступает в испаритель 7, избыток воды отгоня­ ется через конденсатор 8, а концентрированный раствор малеино­ вой кислоты, содержащий ее до 40%, поступает в дегидрататор 9, где оставшаяся вода отгоняется под вакуумом с помощью ксилола, поступающего из сборника 10 и отгоняемого с водой через холо­ дильник 11 в разделительный сосуд 12. Образующийся конденсат разделяется в декантаторе на ксилол, возвращающийся в произ­ водство, и водный раствор фурфурола, поступающий в ректифика­

322

ционную колонну для его выделения. В дегидрататоре 9 малеино­ вая кислота переходит в малеиновый ангидрид.

Полученный малеиновый ангидрид с выходом около 63% от исходного фурфурола собирается на дне дегидрататора 9 и оттуда в расплавленном виде поступает в дистилляционный аппарат 14. После дополнительной очистки перегонкой малеиновый ангидрид разливают в бочки 13, в которых он застывает при температуре 52,8° С. В таком виде он представляет собой белую кристалличе­ скую массу с резким запахом, плотностью 1,5 г/см3 и температурой

с п и р т ы . Оба этих производных получаются гидрированием фур­ фурола водородом в присутствии катализаторов по уравнению

С воздухом образует взрывоопасные смеси (нижний предел содер­ жания в воздухе 1,8% об., верхний — 16,3% об.). Фурфуриловый спирт находит широкое применение для производства прочных ав­ томобильных красок, антикоррозийных покрытий, Электроуглей, быстротвердеющих дорожных покрытий, различных полимерных материалов, водонепроницаемого бетона и т. д.

Тетрагидрофурфуриловый спирт также представляет собой бес­ цветную жидкость плотностью 1,049 г/см3, с температурой кипения 177— 178° С. Является хорошим растворителем для смол, лаков, каучуков и красителей. Используется как антифриз и в качестве компонента авиационного топлива.

Фурфуриловый спирт получается гидрированием жидкого фур­ фурола водородом под давлением 50—100 кгс/см2 и температуре 120— 180° С в колонках, заполненных катализатором, представляю­ щим собой сплав меди и хрома с примесью небольших количеств других элементов, играющих роль'промоторов. Выход фурфурилового спирта достигает 98% от теоретически возможного.

Тетрагидрофурфуриловый спирт получается гидрированием фурфурилового спирта водородом под давлением 65 кгс/см2 и темпера­ туре 100— 120° С в колоннах, заполненных катализатором, состоя­ щим из активированного никеля и окиси хрома. Выход тетрагидрофурфурилового спирта достигает 95% от фурфурилового спирта. При объединении обоих катализаторов в одной колонке процесс превращения фурфурола в тетрагидрофурфуриловый спирт проте­ кает в одну ступень.