Opublikowano: 30.Y.1968 55490 KI. 12 n, 37/12 MKP C 01 g iJljA UKD 661.876.21 Wspóltwórcy wynalazku: Czeslawa Bandrowska, Andrzej Królikowski, Daniel Zmuda Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Nieorganicznej, Gliwice (Polska) Urzadzenie do wytwarzania bezwodnika kwasu chromowego Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wy¬ twarzania w sposób ciagly bezwodnika chromowego dzialaniem stezonego kwasu siarkowego na dwu¬ chromian sodowy.Produkcja przemyslowa bezwodnika chromowego opierajaca sie na dzialaniu stezonego kwasu siar¬ kowego na dwuchromian sodowy posluguje sie urza¬ dzeniami do pracy okresowej. Przebieg tej' produk¬ cji polega na przeprowadzaniu reakcji w tempera¬ turze 100 — 150°C w ogrzewanych zbiornikach z mieszadlami oraz na rozdziale produktów reakcji w stanie stopionym na podstawie róznic ciezaru wlasciwego. Rozdzial przeprowadza sie w tempe¬ raturze 190 — 200°C. Po odstaniu cieczy bezwodnik chromowy stanowi warstwe dolna jako ciezszy, a wodorosiarczan sodowy warstwe górna. Rozdzial ten przeprowadza sie albo w tym samym zbiorni¬ ku, w którym przeprowadzono reakcje albo w spe¬ cjalnych odstojnikach, do których przelewa sie mieszanine reakcyjna ogrzana do wymaganej tem¬ peratury i ewentualnie podgrzewa ja dalej.Francuski opis patentowy nr 890. 757 podaje roz¬ wiazanie urzadzenia do pracy w sposób ciagly.Urzadzenie to sklada sie z cylindrycznego pionowe¬ go zbiornika ogrzewanego z zewnatrz, w którym jest zawieszony wspólsrodkowy cylinder otwarty od dolu zaopatrzony w mieszadlo. Przez krócce w pokrywie wprowadza sie do srodkowego Cylindra oba substraty, które reaguja ze soba pod wplywem mieszania i ogrzewania. Mieszanina poreakcyjna 20 25 80 2 znajdujaca sie ponizej strefy reakcja ma sie wedlug opisu patentowego natychmiast rozwarstwiac, przy czym frakcja lzejsza wznosi sie w przestrzeni o przekroju pierscieniowym miedzy cylindrem srod¬ kowym, a sciana naczynia i odplywa króccem przelewowym umieszczonym w górnej czesci zbior¬ nika. Ciezsza frakcja moze byc odbierana zamyka¬ nym króccem znajdujacym sie przy dnie zbiornika, badz przelewa sie przez drugi Ikróciec przelewowy znajdujacy sie nizej od poprzedniego w czesci zbiornika oddzieloiniej przegroda siegajaca pionowo prawie ze do dna.Urzadzenie to w praktyce zawodzi z nastepuja¬ cych przyczyn. Zgodnie z zalozeniem zbiornik wy¬ pelnia sie ciecza tworzaca* nieprzerwany slup od strefy reakcyjnej wlacznie az do dna. Górna war¬ stwe cieczy wewnatrz srodkowego cylindra stano¬ wi swiezo wprowadzany kwas mieszajacy sie z krysztalami dwuchromianu. Mieszanina ta ma niz¬ sza temperature i ogrzewa sie powoli. Na skutek nizszej temperatury swieza mieszanina reakcyjna ma wyzszy ciezar wlasciwy i ma sklonnosc do wni¬ kania w glab goretszej cieczy znajdujacej sie poni¬ zej. Powoduje to telndencje do rozciagania sie stre¬ fy reakcyjnej w dól do strefy, w której ciecz win¬ na znajdowac sie w spokoju w celu rozwarstwiania sie.Przy tym zachodzi równiez zjawisko wrecz od¬ wrotne, gdy wraz z krysztalami dwuchromianu do¬ stana sie wieksze ilosci powietrza pod powierzchnie 554903 cieczy. Powstaja wówczas pecherzyki, a nawet pia¬ na, które zmniejszaja ciezar wlasciwy dalnej partii cieczy. Zdarza sie, ze reakcja i ostateczne rozpusz¬ czanie krysztalów zachodza ponizej dolnej krawe¬ dzi srodkowego cylindra, spieniona mieszanina poreakcyjna zostaje uniesiona jako lzejsza do prze- strzelni pierscieniowej, która winna sie wznosic frakcja wodorosiarczanu sodowego, a z niej gór¬ nym króccem przelewowym mieszanina nie roz¬ dzielona opuszcza urzadzenie.Ponadto konstrukcja znanego urzadzenia nie u- wzglednia mozliwosci powstawania osadów na skutek reakcji ubocznych zachodzacych na gora¬ cych scianach naczynia, zwlaszcza przy zastoju cieczy. Osady jak trójtlenek chromowy lub bez¬ wodny siarczan sodowy zatykaja waskie przejscia przeznaczone dla przeplywu stopu, zwlaszcza przejscie miedzy dnem i sciana zbiornika, a prze¬ groda oddzielajaca przestrzen, w której ~jest kró- ciec wyplywowy.Urzadzenie wedlug wynalazku, podobnie jak urza¬ dzenie znane, jest ogrzewanym z zewnatrz cylin¬ drycznym zbiornikiem z mieszadlem. Nie wykazuje ono wad urzadzenia znanego dzieki temu, ze ma komore reakcyjna oddzielona od slupa rozwarstwia¬ jacej sie cieczy strefa posrednia nie wypelniona cieczy, a1 ponadto nie ma ono wasfkich przejsc dla cieczy, które mogly by ulegac zatkaniu.W urzadzeniu wedlug wynalazku komore reak¬ cyjna stanowi górna czesc naczynia cylindrycznego powyzej pólki rozdzielajacej to naczynie na mniej¬ sza czesc górna i wieksza dolna. W pólce znajduje sie otwór wspólsrodkowy nieco wiekszy niz potrzeb¬ ny do przeprowadzenia walu mieszadla. Przez otwór ten przecieka mieszanina reakcyjna,. Korzystne okazalo sie uksztaltowanie pólki w postaci stozka scietego z wieksza podstawa w dole, dzieki czemu otwór przelewowy znajduje sie w komorze reafccyj- nej na pewnej wysokosci. Mieszadlo ma lopatki powyzej pólki, czyli w komorze reakcyjnej, oraz tuz ponizej pólki, czyli w strefie posredniej.Dolna granice strefy posredniej stanowi powierz¬ chnia cieczy wypelniajacej dolna czesc naczynia. O poziomie tej powierzchni decyduje umieszczenie przelewu, Iktóry przypada mniej wiecej w polowie wysokosci naczynia. Króciec przelewowy prowadzi z czesci naczynia oddzielonej pionowa scianka za¬ mknietej od góry. Scianka ta ma dolna krawedz na znacznej wysokosci powyzej dna, gdyz oddzielona czesc naczynia sluzy do zbierania lzejszej górnej frakcji, a króciec przelewowy do odbioru tej frak¬ cji czyli wodorosiarczanu sodowego. Do odbioru frakcji ciezszej czyli bezwodnika chromowego slu¬ zy wylacznie króciec zamykany umieszczony w dnie lub w scianie tuz przy dnie. Okazalo sie korzystne stosowanie idna pochylego, gdyz sprzyja ono stale¬ mu przeplywowi bezwodnika i chroni przed jego zastojem i rozkladem termicznym.Substraty podczas mieszania i ogrzewania w stre¬ fie reakcyjnej ulegaja reakcji, a w miare ich do¬ prowadzania mieszanina reakcyjna przelewa sie do strefy ponizej. Tam scieka po mieszadle, którego lopatki przerzucaja ja ma ogrzana sciane. Podczas sciekania po ogrzanej scianie nastepuje doskonale 55490 4 wydzielenie z cieczy pecherzyków powietrza oraz ostateczne wykonczenie reakcji, gdyby nie zostala dokonczona w strefie reakcyjnej, jak równiez na¬ grzanie mieszaniny poreakcyjnej mniej wiecej do B tej samej temperatury, która panuje ponizej w czesci wypelnionej ciecza.Dzieki temu w czesci wypelnionej ciecza panuje wzgledny spokój pozwalajacy na rozwarstwianie, przy czym warstwa lzejsza, Jak juz zaznaczono, 10 wznosi sie w Oddzielonej czesci i wyplywa górnym króccem przelewowym, a ciezsza odbiera sie z do¬ lu. Szczególnie wazne okazalo sie zapewnienie spe¬ cjalnym króccem odpowietrzenia strefy posredniej, gdyz to warunkuje nalezyty rozdzial miedzy strefa JB reakcyjna, a slupem cieczy, który zaipewtma strefa posrednia nie wypelniona ciecza i znajdujaca sie pod cisnieniem atmosferycznym.Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione jest na rysunku schematycznym w przekroju osio- 20 wym- Cylindryczny zbiornik 1 jest zaopatrzony w plaszcz 2izolujaco-grzejny. Podzial uzwojen grzej¬ nika elektrycznego 3 umozliwia regulacje tempe¬ ratury poszczególnych stref wysokosci,, azeby za- 25 pewnic temperature reakcji 100 — 170°C oraz naj¬ korzystniejsza temperature cieczy rozwarstwiaja¬ cej sie okolo 195°. Pólka 4 zaopatrzona jest w otwór 5 sluzacy do przelewu, a zarazem do przeprowa¬ dzenia walu 6 mieszadla, którego lopatki 7 znaj- 80 duja sie ponad pólka w komorze reakcyjnej 8, a lopatki 9 ponizej pólki w strefie posredniej 10.Krócce w pokrywie 11 sluza do doprowadzania substratów, króciec 12 laczy strefe posrednia z atmosfera, króciec 13 sluzy do odbioru lzejszej frak¬ cji i znajduje sie w czesci oddzielonej scianka 14 a króciec 15 zaopatrzony w organ odcinajacy sluzy do odbioru frakcji ciezszej. Dno 16 jest pochyle.Urzadzenie jest zaopatrzone w szereg termometrów 17. 40 45 50 55 60 PL