Нафта піролізують в еквімолекулярную суміш етилену і ацетилену, які очищають від небажаних домішок і вводять в реакцію з хлористим воднем. При цьому ацетилен перетворюється в хлористий вініл. Останній відокремлюють від етилену і інших газів, які піддають хлоруванню отримуючи дихлоретан.
Другий шлях вирішення проблеми використання хлористого водню у виробництві хлорвінілу з етилену полягає в окисленні хлористого водню в хлор або електрохіміческі або за допомогою процесу Дикона.
Спроби освоїти цей метод поки що не увінчалися успіхом хоча фірма Шелл оголосила, що такий процес нею розроблений.
Третій спосіб утилізації хлористого водню - це окисне хлорування. Почав використовуватися приблизно з 1964 року.
Каталізатор окисного хлорування етилену містить хлорне мідь обложену на інертному носії. Процес проводять при температурі 240-320 ° С. Вихід хлористого вінілу досягає 90-95%. Реакція досить екзотермічна. внаслідок чого необхідно відводити тепло. В умовах реакції сіль міді здатна випаровуватися, що значно скорочує термін служби каталізатора. Для зменшення виносу каталізатора додають солі лужних металів.
Одним з можливих шляхів розвитку цих методів полягає в створенні одностадійного процесу виробництва, без проміжного виділення дихлоретану.
Найважливішим процесом раціонально використовують хлор і базується на етилену є збалансований процес. Він є комбінацією трьох процесів: прямого адитивного хлорування етилену в 1, 2-дихлоретан, окисного хлорування етилену в 1, 2-дихлоретан і термічного дегідрохлорування 1, 2-дихлоретану в хлористий вініл, з використанням виділяється HCl в окислювальному хлорування етилену.
В результаті з етилену хлору і кисню отримують хлористий вініл і не утворюється HCl.
Рис.7. Технологічна схема виробництва вінілхлориду по збалансованість методу:
1 хлоратор; 2 конденсатори холодильники; 3 збірник; 4 змішувач; 5 реактор; 6, 20 холодильники безпосереднього змішування; 7, 10 холодильники; 8- циркуляційний насос; 9-скрубер; 11, 12- сепаратори; 13- компресор; 14- колона осушувач; 15- кип'ятильник; 16, 21, 22- ректифікаційні колони; 17- ємність; 18- насос; 19- трубчаста піч; 23- дросельний вентиль.
Пряме хлорування етилену проводять за двома варіантами:
А) Агрегат хлорування є реактор, з порожнистими нижньої реакційною частиною заповненої 1, 2-дихлоретаном з'єднаний з верхньою ректифікаційної частиною 1. Вихідні реагенти хлор і етилен з вологістю менше 20млн -1 подають по барботера вниз реакційної частини. Співвідношення 3-10% за обсягом надлишок етилену при t = 90-100ºС утворюється дихлоретан йде в ректификационную частина.
Б) Реактор являє собою порожнистий сталевий апарат із зовнішнім теплообмінником для зняття тепла реакції. Сухі етилен і хлор подаються в реактор 1 заповнений 1, 2-дихлоретаном. виходить з реактора 1, 2-дихлоретан для звільнення від солей заліза направляється на триступеневе промивання кислотою, лугом і водою на схемі не показано. Промитий 1, 2-дихлоретан надходить на колону азеотропного сушки.
У колоні підтримують постійний рівень рідини, в якій розчинений каталізатор (FeCl3). Тепло реакції відводять за рахунок випаровування 1, 2-дихлоретану; пари його конденсуються в конденсаторі-холодильнику 2. Конденсат потрапляє в збірник 3, звідки частину його повертають в колону (щоб забезпечити нормальний тепловий режим і постійний рівень рідини), а решті виводять на ректифікацію. У збірнику 3 від конденсату відокремлюються залишкові гази, які додатково охолоджують в розсільна холодильнику 2, направляють на очищення і потім виводять в атмосферу. Верх 6-колони вода, 7-легкі відходи, 8-дихлоретан, 8-низ (тяхелие відходи).
окислювальне хлорування
У реактор 5 - сталевий апарат колонного (для псевдозрідженим шаром каталізатора) або трубчастого (для стаціонарного шару каталізатора) типу - подають етилен (етилену 3-5% надлишку за обсягом) хлористий водень і повітря або технічний кисень, спочатку змішують HCl і етилен, а потім додають кисень так щоб суміш перебувала поза межами вибуховості, температуру підтримують 260-280ºС. Надмірне тепло відводять за допомогою теплообмінників з отриманням пара. Реакційні гази (непрореагіровавщій етилен О2. HCl, пари дихлоретану, Н2 Про надходять в гартівну колону 6, охлаждаемую сумішшю води і дихлоретан, яка циркулює через холодильник 7, тут відбувається охолодження газів і видалення з них хлористого водню. Далі охолоджену парогазову суміш очищають від HCl і Сl2 в гарячому лужному скрубері 9 і остаточно охолоджують в холодильнику 10, після чого рециркулюючий газ (суміш етилену, кисню і інертних речовин) компресором 13 повертають на оксіхлорірованіе.
Дихлоретан ректификат надходить в трубчасту піч дегідрохлорування 19 трубчастий апарат змієвидного типу, який обігрівають пальниками до температури 500ºС і тиску 1,5-2 МПа, ступінь конверсії 1, 2-дихлоретану за прохід становить 50-70%. Продукти дегідрохлорування після печі надходять в гартівну колону 20, для виділення з них смолистих продуктів і різкого охолодження. Далі продукти піролізу надходять в колону 21. Тиск в колоні підтримується таким, що дозволяє скондесувати HCl у вигляді флегми і ефективно очистити продукт від HCl, і отримати останній в сухому чистому вигляді і направити його на стадію окислювального хлорування. Кубова рідина колони 21, що складається з вінілхлориду і непревращенного 1, 2-дихлоретану надходить на колону 22, де зверху колони виділяється вінілхлорид, і надходить в наступну колону (на схемі не показана), з верху колони відділяється хлористий водень ацетилен, а куб колони йде на адсорбер заповнений твердим лугом, і надходить на склад. Кубова рідина колони 22 - так званий зворотний 1, 2-дихлоретан повертає на ректифікацію в колону 16.
Отриманий вінілхлорид містить 99,9% основної речовини і придатний для наступної полімеризації.
Процеси поєднують оксіхлорірованіе і розщеплення хлорпроізводних
У розглянутому прикладі синтезу вінілхлориду оксіхлорірованіе і відщеплення HCl проводили в різних реакторах. Однак при підвищенні температури до 400-450 ºC можна об'єднати обидва процеси і компенсувати витрати тепла на розщеплення. На цьому заснований найбільш ефективний в цей час метод отримання три- і тетрахлоретилену з 1,2-дихлоретану або інших хлорпроізводних С2
У порівнянні з поєднаним хлоруванням і дегідрохлорування 1, 2-дихлоретану він вигідно відрізняється мінімальною витратою хлору і відсутністю побічного освіти HCl. При використанні тетрахлоретилену взагалі відпадає потреба в сторонньому хлоре:
З метою ще більшого здешевлення хлорпроізводних С2 в якості сировини застосовують етан або його суміші з етиленом «Транскат» Незважаючи на використання найбільш дешевої сировини (етан) він має великий недолік, який заключаетсяв складній системі рециркуляції великих мас каталізатора. Тому цікаві інші методи переробки етану і його сумішей з етиленом в хлорорганічні продукти. Вони засновані на комбінуванні або поєднанні прямого і окисного хлорування з відщепленням HCl і з іншими реакціями. Так в промисловості реалізовано процес, де в реакторі 1 поєднане пряме хлорування етану і його сумішей з етиленом і отщеплением HCl від хлорпроізводних. На установці 2 з продуктів першої стадії виділяють хлоролефіни (хлорвініл і винилиденхлоридом), інші речовини включаючи етилен, етан, HCl направляють на оксіхлорірованіе, тут отримують хлоретану, які відокремлюють від повітря і направляють в реактор 1. Процес комбінують з гідрохлорування винилиденхлорида і метилхлороформ а також з окислювальним хлоруванням всіх нецільових хлорорганічних речовин в три- і тетрахлоретилен.
Рис.8. Блок-схема комбінованої переробки етану або його сумішей з етиленом:
1 термічне хлорування і дегідрохлорування; 2 ректифікація; 3 окислительное хлорування; 4 гідрохлорування; 5 окислительное хлорування і дегідрохлорування.
Таким чином поява таких процесів об'єднаних і комбінованих з розщепленням хлорпроізводних і окислювальним хлоруванням впливає на технологію і економічну ефективність цих виробництв і охорону навколишнього середовища.
Переробка хлорорганічних відходів
При отриманні вінілхлориду, хлорметанов, пестицидів утворюються відходи у вигляді кубових залишків. Відходи хлорорганічних виробництв є отруйними, трудноразлагаемих і в значній мірі забруднюють навколишнє середовище.
Існує кілька способів переробки хлорорганічних відходів:
синтез вінілацетату
мул. Лебедєв М.М. Хімія і технологіяосновногоорганіческого і нафтохімічного синтезу. М. Хімія, 1971. 840с. Закономірно технологііосновногоорганіческогосінтеза.-М. МИТХТ им.М.В.Ломоносова, 1981. 107с. Технологія нафтохімічного синтезу. Адельсон.
синтез пропиленгликоля
Курсова робота >> Хімія
Розробка енергозберігаючих технологій процесу ректифікації продуктів синтезу хлорбензолу
Дипломна робота >> Хімія
АКАДЕМІЯ ТОНКОЇ ХІМІЧНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ІМ. М.В. ЛОМОНОСОВА Кафедра Хімії і технологііосновногоорганіческогосінтеза Атестаційна робота по.
Промисловий синтез фенолу
Технологія виробництва полиакрилонитрила
ClО4) 2. Гомогенна полімеризація акрилонітрилу в органічних розчинниках (диметилформамід, диметилацетамід). Хімія, 1985. -560 с. Лебедєв, М.М. Хімія і технологіяосновногоорганіческого і нафтохімічного синтезу / М.М. Лебедєв. - 3-е изд. перераб. -.