Термины, связанные с цементом. Производства капролактама

Главная --> Справочник терминов

Производства капролактама Свежеприготовленный ксантогенат целлюлозы коллоидно растворим в воде. Однако в растворе он быстро «стареет» — разлагается с частичным отщеплением ксантогенатных остатков и обратным образованием целлюлозы. При этом одновременно происходит постепенное возрастание вязкости жидкости, благодаря чему образующийся продукт получил название «вискозы». Он применяется для производства искусственного шелка (вискозный шелк, стр. 464).

Искусственная шерсть. Одним из видов искусственного волокна, имеющим большое значение в наши дни, является так называемая искусственная шерсть (Zell-wolle). Ее. получают из тех же соединений целлюлозы, что и искусственный шелк, т. е. из вискозы, медно-аммиачных растворов клетчатки и ацетилцеллюлозы. Однако, в отличие от описанных выше способов производства искусственного шелка, когда получаемая нить может быть непосредственно использована для изготовления тканей и трикотажных изделий, при производстве искусственной шерсти волокно сначала разрезают на короткие отрезки; затем измельченное волокно (после предварительной очистки и отбелки) перерабатывают на пряжу совершенно так же, как это делается в текстильной промышленности. Часто это искусственное волокно подвергают еще дополнительному кручению. Процесс прядения коротких нитей искусственного целлюлозного волокна и выработки из них пряжи аналогично получению шерстяной или хлопчатобумажной пряжи при переработке природного волокнистого сырья.

Твердый жир, получаемый путем гидрогенизации жидких растительных масел или жиров морских животных и рыб, называется саломасом. Его широко применяют для производства искусственного твердого пищевого жира —маргарина, а также в мыловарении и др.

Наибольшее значение в качестве исходного природного высокомолекулярного соединения для производства искусственного волокна имеет целлюлоза.

Для производства искусственного волокна имеется ряд способов, из которых наибольшее значение приобрел вискозный.

В дореволюционной России производства искусственного волокна практически не существовало. Имелась только одна фабрика (под Москвой), которая вырабатывала около 100 т искусственного волокна в год. За последние 30 лет в СССР создана мощная промышленность искусственного волокна.

Однако вследствие низкого выхода первичной смолы и низкого качества моторных тот и в .полукоксование, как способ получения моторных -горючих, не (получило (распространения и в настоящее время применяется как промежуточная стадия в процессе производства искусственного жидкого топлива или в комплексном процессе энергохимического использования твердых горючих ископаемых. В первом случае первичная смола методом гидрогенизации .превращается в высококачественное моторное топливо, а полукокс подвергается газификации с получением газов различного назначения. Во втором случае первичная 274

Коричный альдегид — желтое масло с характерным запахом корицы. При атмосферном давлении кипит при 252° с частичным разложением; т. кип. Н8— 120°/10 мм рт. ст.; 128— 130°/20 мм рт. ст.; температура застыванийч — 7,5°; плохо растворим в воде и петролейном эфире, хорошо — в спирте, эфире и бензоле; на воздухе легко окисляется. Содержится в кассиевом масле (75 — 96%) и в коричном масле (65 — 75%). Применяется для производства искусственного коричного масла.

Начало промь:п:ленного выпуска вискозного волокна откосится к 19С ЮМ: гг., когда были найдены подлолнщие составы осадитс.льпой пакны для $ моваиия полою:а из виском,: (вязкого раствора ксаптогепата целлюлозы). ДЕ нейшис усонероенствокапия вискозного метода (1012 г. н позжг) пр^нс.1:! значительному улучшению качс-ствк получ;;е^ой ш:ти и вслед за этим — к степенноку кытеснсш:ю других способов производства искусственного воло: Этому немило способстновялп доступпоси; и детпенизпа сырья (цг.ч.чюлозы, кого [!Етра, ссроуч'Лорода, серной кислоты н др.), применяемого для пропав ства вискозного нолокна. Уже к началу первой мировой воины удельный этого вида НОЛОКПЕ в общек производстве некуестнеиных но.чокон доспи (!( Произнодстнп вискозного волокна, начало особенно быстро развиваться в 20-х дах. В большой степени этому способствовало шпчч'Спвнос ркэштгс пропяг ства вискозного И!тк1!е;1Ы[О1'о волокна, обусловленное коренным юмешмшсм " ноло1'пческо]-о процесса, модернизацией старого и созданием более совершена оборудовании, благодаря чему повысилось КЕЧКСТПО волокна :; знкчнтельпо ум< пшлась его себестоимость. Вплоть до второй мировой войны удельный ВЕХ- ат волокна держался па уровне 8П—9Г%. В последнее врскя при неуклонном р< абсолютного объект производства его удельный вое из-за появления новых дои волокон (синтетических) снижался и а 1979 г. Составил 16,57о-

Основная масса полиэфирного волокна применяется в смеси С шерстью (55% лавсана и 45% шерсти), хлопком (соответственно 67% и 33%) и льном (50% и 50%). При использовании полиэфирного волокна п смесях повышается износоустойчивость и прочность, снижается сминаемость и усадочность смешанной ткани, сохраняется красивый внешний вид и форма готовых изделий при эксплуатации. Например, сорочки, изготовленные с применением лавсана, благодаря малой гигроскопичности последнего, легко стираются, быстро высыхают и не требуют глажения. Изделия излап-сана легко плиссируются, и складки не расходятся при стирке и носке. Из полиэфирного волокна в смеси с другими натуральными и химическими (чаще вискозными или полинозными) волокнами вырабатывают костюмные, пальтовые, плащевые, сорочечные, плательные, галстучные и другие ткани. Волокно большой линейной плотности используют дли производства искусственного меха и ковроп.

няется для производства искусственного коричного масла.

Гидрирование бензола в циклогексан является основным методом получения циклогексана. Последний используется для производства капролактама в промышленности синтетических волокон, для получения адипиновой кислоты и циклогексанола. Чистый бензол, не содержащий сернистых соединений, гидрируют в жидкой фазе над никелевым или платиновым катализатором при 4 МПа, 200 °С и объемной скорости подачи сырья 1—3 ч"1. Бензол, содержащий сернистые и азотистые соединения, гидрируют над сульфидным воль-фрамоникелевым катализатором при 24 МПа, 300 °С и объемной скорости 0,5 ч"1. При гидрировании бензола в циклогексан практически не образуется газообразных и других побочных продуктов.

Таблица 12. Доля различных схем производства капролактама [27, 38, с. 11]

ческого. Известным недостатком процесса являются сравнительно невысокая объемная производительность реактора, значительная коррозия и необходимость регенерации катализатора. Схема производства капролактама из бензойной кислоты по методу фирмы Snia Viscosa (Италия) базируется на трех основных химических превращениях — окислении толуола, гидрировании бензойной кислоты и нитрозированйи циклогексанкарбоновой кислоты в капролактам:

Такая технология производства капролактама реализована в СССР и Италии и экономически выгодна, учитывая коммерческую доступность толуола и более низкую потребность в толуоле по сравнению с бензолом.

Из псех рассмотренных способов наиболее осьоеииым в промышленности является произподство капролактама чере:* цпыогек-сап, получаемый из фенола. Однако этот способ имеет ряд недостатков, глапиымн из которых являются ыпогостаднйпостц значительный расход неорганических реагентов и сравпиппьно высокая стоимость фенола. Синтез канролактама через анилнп также освоен п промышленных масштабах. Недостатками этого метода являются большой расход азотсодержащих компонентов и затраты дорогостоящей перекиси лодорода- При освоении производства кнпролзк-тама через питрсщиклогексан встретились большие трудности на стадии очистки получаемого канролактама.

Остальные методы производства капролактама требуют Д нейщего технико-экономического анализа.

.Наиболее широко в промышленности используется двухстадий-н&й процесс, в котором на второй стадии окисление ,проводят азот-» ной кислотой. Такие процессы оказались особенно эффективными 7 йри создании комбинированных производств капролактама и адипиновой кцслоты. Образующиеся при окислении циклогексана '' воздухом циклогексанон и циклогексанол разделяют ректификацией и используют соответственно для производства капролактама ,„ и адипиновой кислоты.

При переработке водного слоя производства капролактама необходимо предварительно окислить содержащиеся в нем примеси т так как в их присутствии образовавшиеся диметиловые эфиры не удается разделить методом ректификации.

С хорошим выходом получены диметиловые эфиры дикарбоновых кислот из водного слоя производства капролактама [218]. Водный слой обычно содержит до 20% органических кислот, титруемых щелочью, в том числе только 7—12% свободных кислот. -Для освобождения от примесей и разрушения циклогексиловых эфиров водный слой доокисляют 55%-ной азотной кислотой, подаваемой в соотношении 1:1, при 70—80 °С. Доокисленный водный слой упаривают в вакууме при 75—85 °С до содержания дикарбоновых кислот около 50%, затем при 80—110 °С и остаточном давлении 1,33—13,3 кПа с подачей острого пара или в пленочном испарителе до расплава кислот. Расплав кислот содержит 1—5% азотной кислоты, которая является катализатором дальнейшей этерификации.

При переработке щелочного слоя производства капролактама •его предварительно подкисляют минеральными кислотами до рН 3 [219], полученный кислый слой перегоняют в вакууме совместно •с добавляемой насыщенной кислотой Q—Св [220]. Например, предлагается обрабатывать щелочной слой 55%-ной азотной кис-.лотой с последующим разделением слоев и выделением продуктов •8а счет испарения, ректификации и кристаллизации. Выделенная таким способом сырая адипиновая кислота имела температуру длавления 138—140 °С, а после очистки -150—152 °С. Одновре-менно выделяли нитрат натрия [221]. По данным [222], обработка щелочного слоя фосфорной кислотой позволяет более четко разделить продукты, чем при обработке азотной кислотой. Образующиеся фосфаты могут, как и нитраты, использоваться в качестве удобрений.

Кристаллизация, экстракция и другие физические методы разделения смесей дикарбоновых кислот, в том числе из щелочного и водного слоев производства капролактама, не обеспечивают получения достаточно чистых кислот. Представляется наиболее целесообразным использовать для разделения смесей дикарбоновых кислот химические методы: этерификацию или ангидридизацию с последующим разделением эфиров или ангидридов ректификацией. , • ,

Происходит коагуляция Происходит кристаллизация Пластическим деформациям Преобладающих количествах Происходит настолько Происходит непосредственно Пластической деформации Происходит незначительное Происходит обогащение