В процессе газофазного восстановления нитробензола водородом катализатор работает в трех разных режимах: а) контактирование, б) регенерация, в) активирование. Во время контактирования на катализатор подают смесь водорода и паров нитробензола, которую готовят на стадии испарения нитробензола. Во время регенерации на катализатор подают смесь воздуха и водяного пара. Воздух служит для выжигания отложившихся на катализаторе смолистых продуктов, а водяной пар, понижая парциальное давление кислорода, позволяет проводить этот процесс при контролируемых температурах. В конце регенерации продувают катализатор практически чистым воздухом. Затем контактную систему продувают паром и подают в нее водород для активирования катализатора. Вслед за активированием снова начинается цикл контактирования.
Для осуществления указанных операций в производстве анилина имеется газодувное отделение (рис. 11). Водород из цеха его получения по трубопроводу поступает во всасывающий трубопровод газодувки 2. Чтобы сбалансировать приход водорода и его расход на восстановление нитробензола, из всасывающего трубопровода газодувки 2 отводят часть газа в газгольдер 1, играющий роль буферной емкости. Высота положения колокола газгольдера контролируется уровнемером, а при подъеме колокола в верхнее предельное положение происходит автоматическое сбрасывание водорода на факел.
Рис. 11. Схема газодувного отделения:
1 — газгольдер; 2, 3 — газодувки; 4 — воздуходувка; А, Б, В — панели отсекающих клапанов.
Газодувка 2 нагнетает свежий водород во всасывающую линию газодувки 3. В свежем водороде постоянно (автоматически) анилизируются содержание кислорода в водороде и избыточное давление во всасывающем трубопроводе. Газодувки 2 и 3 автоматически отключаются при повышении содержания кислорода свыше 0, 5 % (об.) и при снижении давления ниже 980 Па. Во всасывающий трубопровод газодувки 3 поступает циркулирующий водород из контактной системы. Суммарный поток водорода направляется на стадию испарения нитробензола.
Чтобы предотвратить попадание водорода в поток воздуха и попадание воздуха в водород при регенерации, установлены панели отсекающих клапанов А, Б и В. Во время контактирования панель А открыта, а панели Б и В закрыты. Чтобы предотвратить протечку воздуха и пара, в поток водорода между отсекающими клапанами подают азот при небольшом избыточном давлении. Для регенерации катализатора закрывают панель А и открывают панели Б и В. Заданное количество воздуха подают воздуходувкой 4, а водяной пар поступает из цеховой сети. Обычно в цехе имеется автоблокировка, предотвращающая одновременную работу двигателей газодувок водорода и воздуходувки. Водород с панели А поступает в теплообменник, где за счет тепла отходящих газов нагревается до температуры, близкой к температуре контактирования (200—240 °С), откуда подается в испаритель нитробензола.
Возможны два варианта организации процесса испарения: исчерпывающее и неисчерпывающее. В первом случае подаваемый в систему нитробензол испаряется полностью и в виде паров вместе с примесями (динитробензол, нитрофенолы) попадает на катализатор. Примеси м-динитробензола, который на катализаторе восстанавливается до м-фенилендиамина, приводят к частичному осмолению катализатора, снижению его активности и уменьшению межрегенерационного пробега. В связи с этим предпочтение отдается неисчерпывающим системам испарения, при которых можно накапливать высококипящие примеси в испарителе и выводить их (периодически или непрерывно). К таким системам относятся испарители с поверхностным испарением, тонкопленочные испарители и колонные испарители.