Анилин сегодня используют для производства полиуретанов, искусственных каучуков, красителей, взрывчатых веществ, лекарственных средств и присадок для моторных масел. Применение анилина в широком спектре химических производств говорит о необходимости совершенствования процесса его получения.
На сегодняшний день наиболее распространенным способом получения анилина является восстановление нитробензола водородом в газовой фазе с использованием различных типов катализаторов. В ходе нашего исследования был изучен гетерогенно-каталитический процесс получения анилина на твердом медьсодержащем катализаторе НТК-4.
Данный процесс является высокоэкзотермическим, и для его проведения на производстве используют кожухотрубчатый реактор с большой площадью поверхности теплообмена. Конверсия нитробензола составляет 98 %, технологический выход анилина 97 %. Основным недостатком получения анилина в трубчатом реакторе является неэффектинвый съем тепла, в результате чего температура в начальных слоях катализатора увеличивается, и возникают местные перегревы. Вследствие этого происходит спекание катализатора в некоторых трубках реактора, увеличивается расход нитробензола на другие трубки, из-за чего он не успевает прореагировать, и увеличивается его проскок.
Для устранения вышеописанных недостатков целесообразным направлением совершенствования процесса синтеза анилина является замена конструкции реактора, а именно использование реактора с псевдоожиженным слоем катализатора. Такая схема реализована фирмой American Cyanamide (США).
Для создания псевдоожиженного слоя необходимо измельчить катализатор до дисперсности от 20 до 150 мкм, помимо этого частицы катализатора должны быть устойчивы к истиранию. Катализатор НТК-4 соответствует этим требованиям[1].
Непрерывное взвешивание катализатора позволяет выровнить температуру по всему реакционному объему, избежать местных перегревов. Таким образом, процесс проходит в изотермическом режиме.
Наше иссследование показало, что в результате замены конструкции реактора коэффициент теплопередачи увеличивается в 2 раза, в результате чего требуемая площадь поверхности теплообмена, соответственно, уменьшается в 2 раза.
[1]ТУ 113-03-2001-91.