химический каталог




Карбонильное железо

Автор В.Л.Волков, В.Г.Сыркин, И.С.Толмасский

рименяемый для получения технической окиси углерода, должен содержать не менее 96% 02. В этом случае получаемая окись углерода содержит до 0,2% 02, 1,0% С02, 6—7% N2 и не менее 92% СО при полном отсутствии сероводорода.

На опытных установках для синтеза пентакарбонила железа часто используют окись углерода, полученную дегидратацией муравьиной кислоты серной кислотой по реакции

НСООН + H2S04-> СО + Н20 + H2S04,

протекающей при температуре -—^130 °С при соотношении НСООН : H2S04 = 2:1.

Этот способ, хотя и обеспечивает получение более чистой окиси углерода — с содержанием СО до 98 %, является более дорогим и менее удобным, так как требует применения аппаратуры, стойкой к кислотам.

Более перспективно использование для синтеза пентакарбонила железа промышленных газов, являющихся отходами ряда производств. Например, для этой цели Успешно служил бросовый газ фосфорного завода, со-

53

держащий 80% СО, 0,5% Н2, 18% С02 и 1 % N2. Исследования, проведенные в 1933 г. П. В. Усачевым в Государственном институте высоких давлений, показали, что по реакционной способности этот газ мало отличается от чистой окиси углерода. Другой технический газ, имеющий состав77,3% СО, 6% С02, 10,5% Н2,0,8% СН4 и 5,4% N2, как показали исследования В. И. Евсеева, также годится для синтеза пентакарбонила железа. Необходимо отметить, что при осуществлении полного цикла переработки железосодержащего сырья в карбонильное железо по схеме карбонил-процесса основная часть окиси углерода, поступающей на синтез карбонила, возвращается из отделения его разложения. При этом техническая окись углерода, получаемая газификацией кокса, производится лишь в количествах, необходимых для восполнения потерь газа в производственном цикле.

3 Технологическая схема и основные параметры синтеза пентакарбонила железа

Промышленное получение пентакарбонила железа осуществляется следующим образом (рис. 15). Дробленое железосодержащее сырье в виде кусков размером 10—25 мм загружают в колонну (реактор) синтеза 1 через люк на ее верхней крышке. По окончании загрузки система синтеза опрессовывается сжатым азотом на давление 200 ат, после чего азот сбрасывается на воздух и происходит заполнение системы сжатой окисью углерода, которая поступает в нижнюю часть реактора из специального сборника 2, где она хранится при давлении до 325 ат. Система заполняется окисью углерода до давления 50—100 ат, после чего включается циркуляционный насос 3, осуществляющий проток реакционного газа через слой загруженного в колонну железосодержащего сырья. По мере расходования окиси углерода на синтез производится периодическая подача газа в систему из сборника 2. При поступлении в реактор 1 циркулирующая окись углерода очищается от масла в маслоотделителе 4 и подогревается до требуемой температуры в теплообменнике 5 типа «труба в трубе», обогреваемом кипящим даутермом. Обычно газ нагревается при входе в реактор до 150—190 °С. .Г

Поскольку реакция образования пентакарбонила железа экзотермична, рабочая температура в колонне син-

54

теза после начала циркуляции газа поддерживается за счет тепловыделения при взаимодействии железосодержащего сырья и окиси углерода. При использовании губчатого железа синтез протекает лучше всего при температуре 180—190 °С и давлении 100—150 ат. Для более полного использования железосодержащего сырья температуру в конце синтеза обычно повышают до 220 °С с одновременным увеличением в системе давления до 200 ат.

Во время процесса синтеза концентрация окиси углерода в циркулирующем газе поддерживается не ниже 80%, что достигается отдувкой части газа из цикла.

Образующиеся пары пентакарбонила железа вместе с непрореагировавшей окисью углерода очищаются от пыли в фильтре 6 и поступают в холодильник-конденсатор 7, где охлаждается реакционный газ и конденсируется карбонил.

Отделение жидкого пентакарбонила железа от циркуляционного газа происходит в сепараторе 8, после которого окись углерода проходит ловушку в фильтр высокого давления и поступает на всасывание в циркуляционный насос 3. Последний обеспечивает циркуляцию реакционного газа в системе под давлением 200 ат с объемной скоростью до 15 м3 сжатого газа на 1 м3 рабочего объема колонны синтеза.

железосодержащее сырье

Рис. 15. Принципиальная схема синтеза пентакарбонила железа

55

Жидкий пентакарбонил железа из сепаратора 8 направляется в десорбер, где происходит выделение растворенной в нем окиси углерода, затем поступает в сборник 9, фильтруется в фильтре и идет в емкость продукта 10.

Окончание процесса синтеза пентакарбонила железа определяется практически по прекращению поступления его в сепаратор 8 в течение 30 мин. После окончания процесса продолжается циркуляция газа для охлаждения колонны синтеза примерно до 70 °С, затем окись углерода из системы сбрасывается в атмосферу. Далее колонна синтеза продувается азотом до полного отсутствия окиси углерода в продувочном газе. После этого через люк в нижней крышке колонны выгружается остаток непрореаги-ровавшего железосодержащего сырья, количество которого при работе на губчатом железе составляет около 0,26 т на 1 т загруженной губки. После разгрузки открывают люк на верхней крышке колонны синтеза и вновь загружают железосодержащее сырье.

Поскольку синтез пентакарбонила железа является операцией периодической, для осуществления непрерывности производственного процесса в схеме обычно предусматривают не менее трех реакторов.

На основании работ ряда исследователей было установлено влияние различных примесей и добавок к железосодержащему сырью и окиси углерода на реакцию образования пентакарбонила железа [4]. Например, повышение содержания серы в железном штейне до определенного предела существенно увеличивает выход пентакарбонила железа (рис 16). При этом свободное железо, находящееся в сплаве, переходит в карбонил нацело.

Имеются также данные о положительном влиянии на процесс синтеза карбонила присадок к железосодержащему сырью никеля, висмута и алюминия. Положительный эффект здесь дает как искусственное в

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Скачать книгу "Карбонильное железо" (2.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить мягкую мебель для домашних кинотеатров
цифровой индикатор положения irc 102
видеостена оборудование
купить футбольную форму legea в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(16.12.2017)