(Схема 3)

По описываемой схеме производство синтетического фенола состоит из 2-х стадий:

1) окислительного каталитического хлорирования бензола хлористым водородом;

2) каталитического гидролиза, получающегося на первой стадии хлорбензола водяным паром.

Обе стадии процесса проводятся непрерывно в паровой фазе. Химизм получения фенола на первой стадии процесса выражается уравнениями:

С6Н6+0,5О2+НС1 →

C6H5Cl+H2O,

С6Н5С1+Н20 →

С6Н5ОН+НС1

Образовавшийся по реакции (2) хлористый водород возвращается на первую стадию процесса; расход его определяется потерями в производстве, тогда как бензол и кислород непосредственно расходуются на получение фенола по суммарной реакции:

С6Н6+0,5О2 → С6Н5ОН

Для приготовления исходной реакционной смеси пары бензола, идущие из аппарата 24, поступают в перегреватель паров 36, обогреваемый путем сжигания газообразного топлива. Перегретые пары бензола поступают в среднюю часть смесителя паров 1.

Свежая и обратная соляная кислота из напорного бака 2 поступает в испаритель 27. Образовавшиеся в нем пары соляной кислоты смешиваются в верхней части смесителя 1 с воздухом и в средней части с парами бензола. Получившаяся при этом паро-газовая смесь с температурой около 210°С поступает на хлорирование в трубчатый контактный аппарат 37, в межтрубном пространстве которого циркулирует высокотемпературный теплоноситель.

При окислительном хлорировании с катализатором, состоящим из окиси алюминия, пропитанной раствором хлорной меди, в контактном аппарате протекают реакции образования хлорбензола:

4НС1+02 →2С12+2Н20,

С6Н6 + С12 → С6Н5С1+НС1

В результате побочных реакций образуется также некоторое количество полихлорбензолов, окиси углерода и углекислого газа.

Реакционная смесь орошается в парциальном конденсаторе 4 бензолом и водой из сборника 39. Сконденсировавшиеся хлорбензол, бензол, полихлориды, хлористый водород и вода спускаются в сепаратор 40. Верхний слой жидкости, состоящий в основном из хлорбензола, подается центробежным насосом вниз нейтрализационной колонны 35, орошаемой 10-12%-ным раствором щелочи из напорного бака 3. Нейтрализованный хлорбензол промывается водой в колонне 6 и стекает в сборник 41. Пары, поднимающиеся из нейтрализационной колонны 35, конденсируются в конденсаторе 5. Газовая фаза сбрасывается через фазоразделитель 7. Отслоившийся бензол уходит сверху сепаратора 8, снизу его вытекает в сборник 39 вода с небольшой примесью бензола.

Из сборника 41 хлорбензол центробежным насосом подается в дистилляционную колонну 9, предварительно нагреваясь в конденсаторе 12. Выходящие из верхней части пары бензола конденсируются в конденсаторе 10, конденсат направляется в сборник обратного бензола. Кубовая жидкость колонны 10 центробежным насосом подается в дистилляционную колонну 11 для отделения от полихлорбензолов. Пары хлорбензола конденсируются в конденсаторе 12. Окончательная конденсация и охлаждение конденсата происходит в конденсаторе-холодильнике 13. Конденсат собирается в сборнике 44, откуда частично подается на орошение колонны 11. Кубовый остаток из колонны 11, состоящий в основном из полихлорбензолов, перекачивается центробежным насосом в колонну 15 для окончательной отгонки хлорбензола от полихлорбензолов. Пары хлорбензола конденсируются в конденсаторе-холодильнике 13; образовавшийся конденсат поступает в сборник 44. Полихлорбензолы выпускаются из кубовой части колонны 15 в сборник 45 и выводятся из системы. Дистилляционные колонны 9, 11 и 15 обогреваются кипятильниками 42, 43 и 46.

Хлорбензол из сборника 44 и кислая вода из сепаратора 40 центробежными насосами подаются на орошение конденсационной башни 18, в которой происходит отмывка хлористого водорода от продуктов пиролиза. Вода и хлорбензол испаряются и вместе с парами, проходящими через башню, поступают для нейтрализации следов соляной кислоты в колонну 32, орошаемую горячим раствором едкого натра. Циркуляция щелочи в колонне идет через сборник 52.

Азеотропная смесь паров воды, хлорбензола, фенола и инертные газы направляются в фенольный скруббер 21, орошаемый горячей водой. Вытекающая из скруббера вода с некоторым содержанием фенола собирается в сборнике 53 и центробежным насосом через холодильник 54 подается в экстракционную колонну 22. Паровая фаза с температурой 90—95°С выходит из скруббера 21 сверху, подогревается в подогревателе 20 и циркуляционным турбокомпрессором через теплообменник 30 нагнетается в перегреватель 36. В перегревателе паровая фаза, представляющая собой азеотропную смесь паров воды и хлорбензола, нагревается до температуры 420°С и поступает на вторую стадию процесса—каталитический гидролиз- Контактный аппарат для гидролиза—трубчатый. Катализатор—комплексная соль диаммоний фосфата и хлорной меди—помещается между перфорированными трубками двух диаметров. В контактном аппарате 28 протекает основная реакция