Позина М.Е. - Перекись водорода и перекисные соединения (1043378), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Получение. Самый старый и наиболее известный технический . способ получения перекиси натрия заключается в окислении натрия воздухом е больших туннельных печах (Кастнер). "' П п е ывн р р ом производстве натрий, находящийся в алюминиевых вагонетках, при ЗОΠ— 350' постепенно подвергается окислению .
смесью кислорода и азота. Хотя происходящие при этом реакции . сильно экзотермичны, все же их теплоты недостаточно для поддер-:, жания температуры в 350', поэтому реакционные сосуды следует, нагревать снаружи. Окисление в тонких слоях происходит быстрее, чем а толстых, если материал не перемешивается.
При производстве по способу Кастнера небольшие алюминиевые вагонетки вводят в железную трубу, помещенную в печь, н заставляют двигаться в трубе вдоль всей длины печи. П и п хо ени жд и через печь натрий подвергают окислению воздухом, который в значительной степени очищен от влаги и углекисл слепне производят по принципу противотока: свежий металл подвергают воздействию воздуха, наиболее бедного кислоро е, достигший выхода из печи, обрабатывают свежим кислородом, воздухом, Сначала, при воздействии отработанного возд ха, натрий переходит в окись натрия.
Лишь перед выходом из п4 и~ при соприкосновении со свежим воздухом окись натрия превращается в перекись. Воздух, вдуваемый в печь, предвари- тельно пропускают через пылеуловитель и тщательно осушают. Осушку производят обычно в башнях, орошаемых серной кислотой. Этот способ имеет ряд недостатков, а именно: из-за медленно идущего окисления требуется, чтобы натрий был распределен в виде тонкого слоя, вследствие этого увеличиваются объем и стоимость аппаратуры; кроме того, процесс приходится часто прерывать для измельчения реакционной массы. Здесь же следует упомянуть, что в отношении кислорода были испытаны любые возможные варианты." озон, чистый кислород, воздух с ббльшим или меньшим, чем нормалыюе, содержанием кислорода, например смесь с 5 — 10% кислорода и 90 — 95% азота.
Из того, что при всех этих вариантах (за исключением озонного, при котором происходит разложение) образуется перекись натрия, следует, что содержание кислорода в реакционном газе для самого процесса окисления не является реша4ощим. С возрастанием концентрации кислорода увеличивается лишь скорость реакции. Все остальные известные способы получения перекиси натрии принципиально мало отличаются от вышеприведенного. Различие касается лишь аппаратурного оформления. Так, по предложению Нейендорфа,'44 натрий подвергают окислению не в туннельной, а в особого рода кольцевой печи.
Загружают его в системы плоских чугунных ящиков (противней). По способу Хулина 'ж окисление производят в двухэтажной печи в горизонтально расположенных стальных или чугунных ретортах. В нижнюю реторту на алюминиевой сковороде загружают металлический натрий, подвергающийся окислению воздухом. Обычно через 4 часа сковороду выгружают из печи. Окисленный продукт перемешивают на воздухе вручную железными лопатами. Прн этом особое внимание обращают на соскабливание корок, приставших к стенкам и ко дну. Основательное перемешивание необходимо по многим причинам. При температуре реакции около 350' металлический натрий плавится и при окислении быстро покрывается коркой более высокоплавкой перекиси.
Под ней находится беловатая масса неаполне окислившегося продукта, содержащая включения частиц металлического натрия. Последний и мс«4ах наибольшего скопления при разрушении корок воспламеияе ни на воздухе. Чем неравномернее перемешан продукт, тем иынн содержание в нем окиси натрия и металла, так как нрн элом ио.- дух лишь с трудом может проникнуть сквозь слой ш Осенен натрия. ТаК КаК дрОбЛЕНИЕ В ПраКтнЧЕСКИХ уСЛОИИЕХ пропп«Ляг На воздухе, то довольно значительное количество окиси натрия переходит под действием влаги воздуха и гнл144е ки ъ и дальнейшее окисление его становится невозможным, 11оэтому ИВОРГАнические пРОизВОдные НЯОЗ 288 289 пеРекись нАТРии достигнуть максимального содержания активного кислорода н удается. Маргетвзз предложил производить механическое перемешива-, иие путем движения реакционной массы.
Бго аппарат снабжен" двойным скребком, имеющим две прямые и две изогнутые рамы, укреплснные на внешнем конце вала. Они разрушают корку, покрывающую продукт. Вследствие конструктивной сложности аппарат этот не нашел практического применения. Он не способствовал упрощению процесса, хотя и оказалось, что при дви-, жении натрий легче подвергается окислению, чем в спокойном состоянии.
Остальные прелложения касаются материалов для аппаратов.. Алюминий легко подвергается в процессе эксплоатации разрушению: при интенсивном нагревании ои при соприкосновении с пере- ° кисью натрия сильно корродирует. Однако способы усовершенствования, которые были предложены до сих пор, не оправдали себя. Предлагалось, например, применять железные сосуды, покрытые слоем мела. Однако даже самое тщательное покрытие не предохраияло стенок сосуда от соприкосновения с металлическим натрием или перекисью. В результате получался продукт, содержавший примеси железа, и поэтому сильно обесцененный. Не оправдало себя также и покрытие железа графитом на жидком стекле.
"' Был предложен способ,з'з позволивший получать перекись натрия, не содержашую железа, в железных сосудах. Благодаря регулированию количества подводимого тепла, в реакционном пространстве поддерживалась такая температура, прн которой не происходило оплавление окиси натрия. Последняя получалась ' в рыхлом пористом виде и легко и полностью окислялась до перекиси.
При этом способе Окисление производится в простой железной чаше диаметром 170 лья. Вследствие медленного протекания процесса сгорания, в реакционном пространстве поддерживается относительно низкая температура (подача воздуха регулируется так, чтобы 8 кг натрия окислялись дб окиси в течение 20 часов). Тот же принцип разделения окислительного процесса на две стадии мы находим и в способе Ресслер — Хаслвхера,ззз осуществленном в крупном масштабе в Рейнфельдене.з'о Сначала, при предварительном окислении, получают порошкообразный продукт„ состоящий в основном из окиси натрия, который затем подвергают дальнейшему окислению во вращающейся печи. Окись натрия применяют лишь в качестве твердого разбавителя и металлический натрий добавляют к ней в количестве 1 — 2%. Зп Температура окисления при этом лежит в пределах 120 — 200; Процесс осушествляют следующим образом.
В предварительно полученную окись натрия вводят металлический натрий и смесь при испрерывном перемешивании подвергают окислению возду- ' хом. Приток воздуха регулируют таким образом, чтобы окисление происходило медленно и небольшими количествами воздуха. Загрузка свежей порции металлического натрия производится лишь после того, как весь ранее загруженный металл окислится до окиси. Получение окиси лучше всего осуществлять во врагцаюшейся печи.
Таким путем получается порошкообразиая окись натрия, которуго не требуется измельчать перед дальнейшим окислением; ее просто загружают во вращающуюся печь, нагретую до 200 — 250'. При этом способе окисление можно производить в двух последовательно-соединенных вращающихся печах .или, лучше, в одной печи, в которой одновременно происходит н предварительное и окончательное окисление. При этом Нерхнюю часть вращающейся течи используют для предварительного окисления, тогда как в примыкающей нижней части производят окончательное окисление.
В каждой части поддерживают соответствующий технологический режим. Для получения перекиси натрия по этому способу применяют сухой, очищенный от углекислоты воздух, Обогащенный кислородом, или чистый кислород. Прн повышении концентрации кислорода в окисляющем газе сокращается время окисления, а следовательно, — и разрушение материала печи. Печь почти целиком сделана из железа, но загрязнение перекиси железом в этих условиях не происходит. Далее, прн более высокой концентрации кислорода удается получить более чистую и высоко- процентную перекись. Благодаря ускорению реакции лучше используется емкость аппаратуры и требуется меньше времени для перевода окиси натрия в перекись.
Нз рис. 44 изображена врзшвюшввси печь для ировсдсиив описанного процесса. 1 — реторта из железа, врзщзющзися ил полых осях, ироходицик с обоих концов через подшипники 2. алики се около 4 м, диаметр около хм. Гав поступает через 3, выходйт через 4. Внутри ретор- У ты находится порошкосбрвзизи окись натрия 5. Металлический 2,1 натрий периодически зкгружзетси через отверстие 6, которое лри повороте из Гзсг служит .гт длв выгрузки продукта; У— металлический кожух с крыш- 8 кой 7, иолиостью окружзющий реторту 1. При помощи устройствз (ие изобрзжсииого из рисуикс) кожух может либо ив Рис. 44. Вращающаяся печь Гщи и зт и иви грезиться, ли о охлаждаться в зависимости от потребности и дзииый момеит.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
