Щелочное плавление сульфокислот
Рис 2.2. Принципиальная технологическая схема щелочного плавления арилсульфонатов (непрерывная схема с каскадом плавильников)
Аппараты: 1 - обогреваемые плавильники; 2— аппарат для разбавления ("гашения") плава; 3 - фильтр для выделения сульфита натрия; 4 — скруббер для выделения фенолов из фенолятов; 5 - отстойник.
Потоки: I - арилсульфонат натрия, II — едкий натp; III - водяной паp; IV - продукты щелочного плавления; V - вода; VI - отбросные газы и пары; VII - paствop фенолятов в смеси с кристаллами сульфита натрия; IX - раствор фенолятов натрия; Х — двуокись серы; XI - фенолы; XII - сульфитный щелок.
мокрого песка, что увеличивает опасность пригорания и окисления плава. При большем избытке щелочи образуется светлый, подвижный плав, легко перемешивающийся якорной мешалкой.
Увеличение мольного отношения щелочь сульфокислота с 2,5 до 4 - 5 увеличивает выход крезола с 50—60 до 70 - 80%, считая на исходную соль. Однако при оптимальных температурах и при минимальном избытке щелочи (мольное соотношение щелочь - сульфонат 2,5) также возможно достижение выходов крезола порядка 84—92%.
Данные о влиянии температуры на выход крезолов противоречивы. По данным Энгланда, оптимальная температура составляет 340—360оС. Опыты показывают, что при этой температуре происходит значительное осмоление плава, а выход фенола увеличивается до 5%, считая на крезол. Максимальный выход достигается при температуре 320 оС.
Выход фенолов при щелочном плавлении зависит также и от избытка щелочи, что иллюстрирует рис. 429. Увеличение времени пребывания фенолята н сульфоната в зоне высоких температур усиливает образование побочных продуктов.
Существование оптимальных соотношений температур и времени пребывания в зоне нагрева подтверждается данными о щелочном плавлении сульфонатов ксилолов:
Таблица 2.1.
Щелочное плавление солей сульфокислот м-ксилола (мольное соотношение щелочь; соль равно 3)
|
Условия плавки |
Состав фенолов, % |
Выход 2 ,4- ксиленола, считая на исходную соль, % | |||
|
температура, оС |
время, ч |
фенол |
крезолы |
2,4-ксиленол | |
|
320 |
1,0 |
6,13 |
2,55 |
90,40 |
58,53 |
|
» |
1,5 |
2,00 |
4,3 |
92,5 |
78,25 |
|
» |
2,0 |
4,65 |
5,08 |
85,6 |
69,85 |
|
330 |
1,5 |
6,05 |
2,3 |
92,5 |
57,45 |
|
340 |
0,5 |
1,60 |
1,74 |
96,0 |
11,22 |
|
» |
1,0 |
4,88 |
1.95 |
92,5 |
15,66 |
|
» |
1,5 |
5,05 |
4,90 |
90,0 |
40,25 |
|
350 |
1,5 |
2,3 |
12,16 |
85,7 |
23,6 |
|
360 375 |
1,5 I 5 |
31,2 83,0 |
78,8 16,9 |
20,4 0,75 | |
Таким образом, в зависимости от условий щелочного плавления выход фенолов на этой стадии может колебаться в довольно широких пределах. В особенности это относится к щелочному плавлению дисульфокислот. Так, при щелочном плавлении соли бензол-м-дисульфокислоты по разным данным выход колеблется от 20 до 90%. Это объясняется особой легкостью окисления двухатомных фенолов и соответствующих сульфокислот, иx сравнительно малой термической устойчивостью, а также своеобразным изменением консистенции плава. До 200°С плав представляет асфальтоподобную вязкую массу. В интервале 200 - 280°С плав у большинства дисульфокислот приобретает жидкую консистенцию, при 290°С после завершения замещения одной сульфогруппы в плавильнике вновь тестообразная масса, даже иногда рассыпающаяся в порошок, после 290 - 300оС выделяется вода, образующаяся при замещении второй сульфогруппы, и масса вновь приобретает подвижность. И, наконец, при завершении отгона этой воды плав снова обращается в порошок. Все эти превращения резко меняют условия перемешивания содержимого плавильника, увеличивают опасность местных перегревов, пригорания реакционной массы, ее усиленного окисления.
 |
Смотрите также
Познавательная викторина по химии Угадай химический элемент
...