مقدمة إلى العملية الكيميائية الضوئية - عملية الإنتاج المستمر من نوع الغلاية

تعد عملية الإنتاج المستمر من نوع الغلاية تقدمًا يعتمد على عملية الإنتاج الدفعي من نوع الغلاية. تتميز هذه العملية بالإنتاجية العالية (مقارنة بطريقة الدُفعات)، والاستخدام العالي للمعدات، والتحكم المركزي السهل من خلال الأدوات، وجودة المنتج المستقرة نسبيًا. ومع ذلك، لا يزال لديه عيوب مثل الاستهلاك العالي للفوسجين، وانخفاض الإنتاج، وكمية كبيرة من المنتجات الثانوية مثل اليوريا، والخطوات المتعددة لاستعادة الفوسجين.

المذيبات المختارة لا تزال مذيبات خاملة مثل ثنائي كلورو البنزين وكلورو البنزين، مع كمية مذيب تبلغ 5-10 أضعاف وزن الأمين العضوي. النسبة المولية للفوسجين إلى الأمين هي 2-3. في غلاية الفوسجين الباردة الأولى، يلزم وجود أكثر من 1.25 مول من الفوسجين. تتراوح مدة بقاء المادة في غلاية الفوسفات الأولى حوالي 30-60 دقيقة. في غلاية الفوسجين الساخنة الثانية، يتم إضافة 0.75 مول إضافي أو أكثر من الفوسجين، وتبقى المادة هناك لمدة 60-120 دقيقة.

يظهر الرسم البياني أدناه تدفق العملية لعملية الإنتاج المستمر من نوع الغلاية. من الرسم البياني يمكن ملاحظة أن اتجاه تدفق المواد في كل غلاية هو من أسفل الغلاية، من خلال التحريك والخلط، ثم يفيض من أعلى الغلاية. بشكل عام، لتصميم الغلاية، يفضل أن تكون نسبة العرض إلى الارتفاع عالية. ومع ذلك، نظرًا للقيود الهيكلية للغلاية نفسها وظاهرة الخلط الخلفي للمواد أثناء التحريك، فإن مجموعات الأيزوسيانات (NCO) المتكونة أثناء التفاعل تتلامس مع الأمينات العضوية الخام أو هيدروكلوريداتها لتكوين مركبات اليوريا، وبالتالي تقليل الناتج من المنتج النهائي.

تتم العملية تقريبًا كما يلي: يتم تغذية محلول البوليامين من خزان التخزين 1 ومحلول الفوسجين من خزان التخزين 5 بشكل متناسب إلى غلاية الفسفرة الباردة 3. يتم التحكم في درجة حرارة غلاية الفوسجين البارد عند 100-160°C بواسطة ملف تبريد المحلول الملحي 6، مع نسبة مولية من الفوسجين إلى الأمين تبلغ 1.1-1.4. تتدفق المنتجات الشبيهة بالملاط، مثل كلوريد الكاربامويل، إلى خزان التخزين الوسيط 7. يتم بعد ذلك ضخ الملاط إلى غلاية ذات درجة حرارة عالية 12.

مخطط تدفق عملية الإنتاج المستمر من نوع الغلاية

يتم الحفاظ على درجة الحرارة عند 100-160°C لمدة 30-60 دقيقة، مع التحريك وإضافة الفوسجين، مع كمية الفوسجين التي تبلغ 1-2 مول لكل مول من هيدروكلوريد كلوريد الكاربامويل المغذي. ثم يدخل بعد ذلك إلى غلاية الفوسجين الساخنة 13، مع التحريك وإضافة 0.1-0.5 مول من الفوسجين، عند درجة حرارة أعلى من درجة حرارة غلاية الفوسجين ذات درجة الحرارة العالية، حوالي 130-160°ج- لمدة 30-50 دقيقة. يتم إرجاع بخار المذيب المتولد أثناء التفاعل من خلال مكثف، ويتم استرداد غاز كلوريد الهيدروجين والفوسجين المتبقي في صورة فوسجين سائل من خلال مكثف المحلول الملحي (مكثف منخفض الحرارة) 10 وإرسالهما إلى خزان التخزين 14 لإعادة التدوير. يذهب سائل التفاعل الشفاف الذي يتم تفريغه من غلاية الفسفرة الساخنة إلى غلاية تفريغ الغاز 9 لإزالة بقايا حمض الهيدروكلوريك والفوسجين. يحتوي خزان التخزين 11 على المنتجات شبه النهائية، والتي يتم بعد ذلك إرسالها إلى قسم التقطير للمعالجة.

كما ذكرنا في المقالات السابقة، أثناء مرحلة تفاعل الفسفرة الباردة، فإن المنتجات الرئيسية للأمينات العضوية والفوسجين هي كلوريدات الكاربامويل العضوية وأملاح الأمونيوم العضوية. أثناء مرحلة تفاعل الفسفرة الساخنة، تتشكل مركبات الإيزوسيانات بشكل رئيسي. لتقليل التفاعلات الجانبية وتحسين الإنتاجية، فإن المفتاح هو تجنب الاتصال بين أملاح الأمونيوم العضوية والإيزوسيانات أثناء التفاعل ومنع الخلط الخلفي للمواد أثناء التدفق. لذلك، قامت بعض الشركات المصنعة بتعديل غلاية الفوسجين الساخن ذات درجة الحرارة العالية إلى هيكل برج الفوسجين الساخن الطويل والضيق، مما أدى إلى التخلص من جهاز التحريك. خصائص تدفق التفاعل هذا هي: بالنسبة للفسجينة في درجات الحرارة المنخفضة، مع الأخذ في الاعتبار اللزوجة العالية للمواد في منطقة درجات الحرارة المنخفضة وصعوبة الخلط، يتم استخدام الفسجين البارد من نوع الغلاية؛ بالنسبة لفوسجيناتيون ذو درجة حرارة عالية، مع الأخذ في الاعتبار ظاهرة هطول اليوريا الناجم عن الخلط الخلفي للمواد، يتم اختيار فوسجيناتيون ساخن من نوع البرج. تعتبر هذه العملية المحسنة أكثر منطقية، مما يؤدي إلى تقليل الرواسب الصلبة والمواد الشبيهة بالقطران في المنتج، وبالتالي تحسين جودة المنتج وإنتاجيته.