Позина М.Е. - Перекись водорода и перекисные соединения (1043378), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Нагревание надсерной кислоты необходимо не только для ее разложения, но и для испарения перекиси водорода. При этом продолжительность нагрева должна быть такой, чтобы за один и тот же промежуток времени произошло бы полное разложение надсерной кислоты до перекиси водорода, а также и испарение последней. Если бы продолжительность нагрева не была бы строго отрегулирована, происходилн бы потери активного кислорода как вследствие разложения уже образовавшейся перекиси водорода, так и из-за недостаточного образования ее, приводящего к повышенному содержанию активного кислорода в вытекающей серной кислоте. Важнейшими факторами при дестилляции перекиси водорода нз перекнсных соединений являются характер и скорость передачи тепла жидкости, а также скорость, с которой перекись водорода извлекается из раствора.
Поэтому при любом способе дестилляции скорость потока выбирается такой, чтобы сумма потерь из-за разложения перекиси водорода и недостаточного извлечения активного кислорода из раствора была бы, по возможности, минимальной. Ввиду того, что продолжительность нагрева не может быть сильно увеличена вследствие опасности разложения перекиси водорода, некоторая часть активного кислорода всегда остается в вытекающем растворе в вндс мононадсерной кислоты. Практически эти потери не превышают 1 — 3%.
Следует упомянуть о предложении Патека,"к который п(юводил испарение перекиси водорода из разбавленных рагткороя надсерной кислоты и персульфатов путем орошения последними горячей серной кислоты нлн расплавленного бисульфата нагрия, находящихся в чанах. Отвод паров перекиси водоршш огугцествлялся при помощи струи воздуха, продуваемой через ра:и>гретую жидкость. Аналогичный характер носит н н1к лложение Крауса (ам. пат. 434488), в котором также нскляянн обогрев паром, а растворы персульфата аммония тскуг цо разогретым поверхностям.
гз зэк. яяяя перекис волороаэ. 226 концвнтеиговлнив НзОз зплгивлнивм и лвстилляцивй Был предложен также и электрический способ обогрева, оказавшийся, однако, вследствие высокой стоимости электроэнергии по сравнению с паром, незкономичным. Было предложено "л' применение для дестилляции растворов надсерной кислоты и ее солей непосредственного обогрева жидкости переменным током. В случае применения платиновых электродов частота тока должна быть не менее 500 периодов в секунду, в'случае же угольных электродов достаточна частота 50 периодов в секунду.
Высокая частота тока в первом случае необходима для устранения разложения раствора током, тогда как при применении угольных электродов разложение не происходит вообще, вследствие того, что на электродах не достигается потенциал разложения. Угольные электроды перед употреблением подвергаются выщелачиванию раствором. Плотность тока должна быть менее 1 а/сл<<. Химический завод Косвиг-Анхалтза применял для обогрева раствора надссрной кислоты тонкие нагревательные провода или сетки из тантала, которые глубоко погружались в ванну.
Подвод и отвод тока осуществлялн при помощи толстых пластин из тантала. Танталовые провода (сетки) нагревались током выше 100' и отдавали тепло перекиси водорода, подвергающейся дестилляции нли концентрированию. Электрическим нагревателем сопротивления могут служить также и металлические стенки сосуда. По предложен<но Деберага "'"' растворь< персульфатов дестиллируются таким образом, что возникающие газы или пары сразу же в момент нх возникновения отделяются от жидкости; при этом не допускается попадание капелек отработанного раствора в паровую фазу. Практически дестилляцию проводят, применяя своеобразноп< вида центрифугу, барабан которой обогревается.
Дестиллирусмая жидкость проникает через вал вращающегося барабана внутрь последнего и в зависимости от скорости вращения принимает форму того или иного параболоида вращения. Скорость вращения должна быть такой, чтобы жидкость равномерно распространялась бы по внутренней стенке барабана в виде тонкого слоя. Благодаря центробежной силе жидкость придавлнвается к внутренней стенке барабана, пары же перекиси водорода и воды отсасываются сверху.
Поток жидкости регулируют таким образом, чтобы за время пребывания ее в барабане, до вытекания ее из трубы, расположенной у верхнего края барабана, из нее отогналась бы нся перекись водорода. Питание жидкостью. Существенное значение имеет равномерный поток дестиллируемой жидкости. Однако это условие трудно выполнимо вследствие того, что обычно в эксплоаташ<и одновременно находится много дестилляционных аппаратов. По предложению Деберага ыл скорость потока жидкости регулиру<тся автоматически. Это достигается посредством связи коммуняк;поп< для жидкости с коммуникацией для пара и с вакуум- двстилляция НзОз из влствогов Нзй Оз 227 насосом.
Согласно этому предложению, дестиллируемая жидкость годвергается действию центробежной силы в обогреваемых вращающихся дестилляционных трубках. Раствор вводится через разбрызгивающие сопла. Благодаря вращению нагревательных трубок, жидкбсть отбрасывается к стенкам, и, таким образом, она очень быстро получает тепло от нагревающего пара. Отрегулированная аппаратура не требует в дальнейшем «собого чаблюдения, так как колебания давления, приток тепла и жидкости выравниваются автоматически. Регулирование скорости лотока жидкости производится при помощи крана с двумя затворными приспособлениями, движущимися в противоположных направлениях.
Один из затворов приключен к паропроводу, другой — к вакуумной коммуникации. Каждый из них приводится з действие от поршня, двигающегося в цилиндре под влиянием давления нли вакуума. При максимальном давлении или при максимальном вакууме затвор совершенно свободно пропускает жидкость. При падении давления или вакуума отверстие, прог<ускающее х<идкость, уменьшается. Так как оба затвора работают в разных направлениях, то приток жидкости зависит от су<цествующего в данный момент в системе давления нли вакуума. Благодаря этому устраняется большее или меньшее скопление жидкости в трубчатом дестилляционном аппарате, заставляющее обычно в ущерб выходу выключать часть дестилляционной аппаратуры.
Производительность установки может быть увеличена,ы< если дестиллируемая жидкость перед впуском ее в испарнтель подогреть на водяной бане до температуры, при которой происходит гидролиз надсерной кислоты до мононадсерной кислоты и перекиси водорода. При этом уменьшается время контакта жидкости, содержащей перекись водорода, со свинцовыми нагревателями, быстро разрушающимися «од действием этой жидкости. Обогрев. Размеры нагревательной поверхности и количество подводимого тепла находятся в определенной зависимости от количества дестиллируемой жидкости и„следовательно, от пло. щади поперечного сечения дестилляционной трубки.
Наилучшими являются чрубкн малого сечения. Однако, чтобы сделать <як<- ножным использование труб большего сечения, Дебераг предлагает 'л' применять трубы с рифленой поверхностью. Таян< грубы при одинаковом диаметре имеют по сравнению с гладкими ббльшую поверхность нагрева. Наряду с увеличением и и<рхности увеличивается также и их механическая прочное«л б:шгодаря чему в значительной степени устраняется я< ф рчлцня нх под действием вакуума. Наряду с патентами, в которых рекомендуем и прям<зать либо только внешний обогрев дестилляционной трубил, лнГ>о только внутренний, имеются и такие, в которых прглллг;и <ся прнмевять 228 концвнтригованив Н Оа ьпагиванивм и двстилляцивй двсгилляция НвОв из растворов НвйвО 229 одновременно оба способа.зш ззз 'аз Дестилляционным трубкам можно придать также коническую фа))му,'з' непрерывную или прерывистую. При этом трубка расширяется в направлении движения паров.
Благодаря этому образующийся пар может быстро удалиться. Таким образом можно избежать гювышения давления, снижающего скорость потока жидкости, а следовательно, и производительность аппарата. Известны также способы, когда рекомендуется применять горизонтальные, обогреваемые снаружи или изнутри паром трубки, "' через которые пропускается жидкость. На рис. 28 изображен подобный трубчатый испарнтель. Он представляет собой горизонтально расположенную дестнлляцнонную трубку 1, окруженную нагревателем 2. Внутри тр»бкн 1 расположен второй трубчатый нагрева- тель — трубка 3. Кольцевое проф у странстзо 4, в котором пронс- ,7 ходит дестиллнпин, ограничено, следовательно, внешним 6 и внутренним 6 нагрева>ельныин пространств амн.
Дестпллнруе>> Ю ман жидкость протекает через Рис. 28. Трубчатый нспарнтсль с внешним пространство 4, причем нспарси внутрсппнл> обогревом >п>не»ц. нпе вызывается стзенно внутренним на лат. 174 ЗЬ)). лем. Йагреватель 3 сделан нз свинца нлн свннцоного сплава, дестнлляцнопнал жг трубка 1 — также пз свинца, нлн же, во избежание деформации под давлением, †керамических материалов. Вместо свинцовых труб можно применять железные илн медные, покрытые рапнбмерным аащнтным слоем свинца в тех местах, где они соприкасаются с кислой жидкостью н перехасью водорода. Танне трубы не деформируются под давлением пара. Внутренний нагреватель может быть расположен эксцентрично таким образом, что часть пространства, в котором он находится, заполнена жадностью, тогда как пространство над ннм остается свободным длн дестнллнруемых паров.
Для максимального непользования пара во внутреннюю нагревательную трубку вставляют винтообразное тело 6. Несколько подобных горизонтальных испарнтелсй соединяются друг с другам последовательно таким обра-,, зом, что жидкость, пройдя первый нспаритель, поступает во второй, в третий н т. д. Прз атом нспарнтелв могут быть расположены ступенчато нлн один над другим. На рнс. 29 изображена система пз четырех подобных трубчатых пспарнтелей, соедннею>ых последовательно н расположенных один под другим. Дестнллнруеман жидкость поступает через 1 в дестнллппнонное пространство испарнтела 1 н под действием вакуума протекает через асю систему пспарнтелей, Из нсгарнтелв ! жадность через штуцер 3 попадает в испарнтель Д, через штуцер 4 в в нспаритель 1!1, через 6 — в нспарнтель 1 г' н через 6 вытекает нз системы.
Огсасываемап смесь паров перекиси водорода « воды удаляется через трубки 7 и 6, ведущие х конденсатору. Если образующиесн в отдельных испарнтелях пары хонденснровать не вместе, а отдельно, то можно получить перекись водорода высокой концентрации, не прин«газ х фракпнонированной конденсации. По мере хода дестнллнцнн солгржзпне перекиси водорода в парах возрастает.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
