ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение 1,2-дихлорэтана окислительным хлорированием этилена из "Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза" При достаточно низких (до 30°С) температурах хлор присоединяется почти исключительно по двойной связи, а при более высоких температурах увеличивается выход продуктов заместительного хлорирования. Соотношение подаваемых реагентов также влияет на выход продуктов заместительного хлорирования. [c.501] не только ускоряет переход тс-комплекса в с-комплекс, но и образует комплекс [РеС1 С1- - С1. Считается, что все реакции процесса хлорирования этилена (хлорирование этилена и продуктов его хлорирования) представляют сложную систему параллельно-последовательных реакций, протекающих в жидкой фазе со сложной кинетикой. [c.502] Каталитическая реакция 15.4 имеет первый порядок по олефину, С1, и РеС1у побочные процессы имеют по хлору более высокий порядок. [c.502] Для подавления этого процесса можно снизить температуру. Но этот путь не используют, а применяют ингибиторы цепных реакций наряду с катализаторами апротонного типа. В частности, ингибитором, этого процесса служит кислород. Поэтому используют электролитический хлор-газ, содержащий кислород. В результате совместного действия катализатора и кислорода выход побочного продукта замещения при хлорировании этилена снижается с 10 до 0,5-2%. [c.502] Учитывая, что основная реакция отличается высокой селективностью и скоростью, часто реагенты дополнительно не очищают (за исключением осушки), так как катализатором служит /еС/3, который может гидролизоваться. Процесс осуществляют путем бар-ботирования газообразных реагентов через жидкий продукт, содержащий катализатор (т. е. в жидкой фазе). [c.502] Раньше процесс проводили при низкой температуре (30 С), чтобы избежать дальнейшего замещения. Производительность реактора в этом случае лимитировала необходимость интенсивного отвода тепла. Теперь процесс проводят в присутствии катализатора и ингибитора при более высоких температурах (70—100 С). [c.502] Катализатор может готовиться отдельно или получаться из специально уложенных в реакторе чугунных брусочков при воздействии хлора. Соотношение этилена и хлора берется близким к стехиометрическому Небольшой избыток этилена (=5 %) необходим для обеспечения полного исчерпывания хлора. [c.502] Следует отметить, что возможны три варианта оформления реакторного узла (рис. 15.1). В первом случае (рис. 15.1,а) реакция осуществляется в барботажной колонне, снабженной выносным хо-лодильником-конденсатором по паровой фазе и циркуляционным холодильником по жидкой фазе. Таким образом тепло реакции отводится как за счет скрытой теплоты парообразования, так и за счет охлаждения во внещнем циркуляционном контуре. Продукты отбираются в жидкой фазе. [c.503] Во втором случае (см. рис. 15,6) все тепло реакции отводится за счет скрытой теплоты испарения 1,2-дихлорэтана. Конденсат из холодильника-конденсатора разделяется на две части. Одну отбирают в качестве продукта, вторую возвращают в реактор. В этом случае катализатор совсем не попадает в продукт, а остается в колонне. И наконец, предложен совмещенный вариант (рис. 15.1,в), по которому 1,2-дихлорэтан выводится из колонны, как и во втором варианте, а из куба колонны вьшодится трихлорэтан вместе с катализатором. В этом случае тепло реакции используется ддя разделения продуктов. Отходящие газы во всех вариантах оформления реакторного узла пропускают через воду для улавливания H l. Жидкие продукты, выводимые из верхней части (вариант 15.1,о) и нижней части (вариант 15.1, в), очищают от катализатора и подвергают ректификации. [c.503] Часть 2. Технология крупнотоннажных произволств. .. [c.504] В целом же процесс получения 1,2-дихлорэтана прямым хлорированием этилена состоит из двух стадий синтеза 1,2-дихлор-этана и его очистки. [c.504] В целом при прямом хлорировании этилена конверсия хлора близка к 100%, а конверсия этилена зависит от его избытка и составляет 90—97 %. При этом выход дихлорэтана достигает более 99 %. При рассмотрении этих двух вариантов прямого хлорирования этилена предпочтение следует отдать первому (рис. 15.2), так как в нем теплота реакции используется в колонне для отделения легкокипящих примесей и 1,2-дихлорэтана от полихлоридов, что приближает этот процесс к безотходному Во втором же варианте (рис. 15.3) тепло отводится водой. При этом получается подогретая вода, тепло которой может быть использовано с трудом, а при ректификации потребуется подводить тепло. [c.505] Рассмотрим применение остальных основных принципов создания технологий 00 и НХС на примере использования комплексного реакционного аппарата (рис. 15.2). [c.506] В этом случае реализован процесс, имеющий высокие конверсии исходных реагентов за один проход. В одном аппарате (в ряде случаев с целью упрощения конструкции используют отдельно стоящие реактор и ректификационную колонну, связанные потоками пара и жидкости) совмещены процессы синтеза и разделения. Реактор-колонна обеспечивает вьщеление продуктового дихлорэтана в практически чистом виде и одновременно позволяет отделить тяжело-и легкокипящие побочные фракции, т. е. реализуется принцип полноты выделения продуктов из реакционной смеси. В технологии эффективно как и во всех совмещенных реакционно-ректификационных процессах реализован принцип полноты использования энергии системы, поскольку теплота реакхщи непосредственно используется для разделения реакционной смеси. Экзотермичный характер процесса дает возможность говорить о низком энергопотреблении, так как процесс разделения обеспечивается теплом реакции. Кроме того, так как целевой продукт отбирается в паровой фазе, то не требуется его от-мьшка от катализатора. Это позволяет избежать образования солевых стоков и загрязнения окружающей среды. Все это дает возможность организовать кругооборот воды с минимальным ее использованием в технологии. [c.506] Причиной разработки процессов оксихлорирования явилась необходимость утилизации больщих объемов отходящего газообразного хлорида водорода. Последний образуется в производствах хлорорганических продуктов во всех процессах заместительного хлорирования и дегидрохлорирования. Объединение стадий хлорирования и оксихлорирования позволяет создавать сбалансированные по хлору производства. [c.506] Основой для процесса оксихлорирования послужил газофазный процесс окисления хлорида водорода, протекающий на катализаторах, содержащих хлорид меди (процесс Дикона). При совместном протекании реакций Дикона и хлорирования равновесие реакции сдвигается за счет расходования хлора, поэтому имеем практически полное превращение H l. Все рассмотренные реакции оксихлорирования практически необратимы в интересующем нас интервале температур. При этом хлорид меди остается основным катализатором окисления H l и оксихлорирования. Для этого процесса Диконом была предложена следующая схема протекания окисления НСГ. [c.507] При этом, видимо, кислород окисляет Си,С1, в оксохлориды меди (П), которые в присутствии H l переходят в u l,. [c.507] Очень высокая экзотермичность процесса требует организации отвода тепла в реакторе. Если используется реактор с псевдоожиженным слоем катализатора, то в него подают холодные реагенты, а избыток тепла отводится с помощью внутреннего теплообменника за счет испарения парового конденсата. В кожухотрубных реакторах со стационарным слоем катализатора тепло отводится за счет испарения водного конденсата, подаваемого в межтрубное пространство. [c.508] В качестве окислителя используют кислород воздуха (тогда воздух подается при давлении 0,3-1,0 МПа) или чистый кислород, что позволяет лучще организовать рециркуляцию непрореагировавших веществ. Кислород для окисления H l обычно подается с небольшим избытком ( 5%) по отношению к стехиометрическому. При этом конверсия H l и кислорода достигает 80—90 %, а 2—5 % этилена превращается в СО,. [c.508] Суммарный процесс оксихлорирования может проводиться в реакторе со стационарным слоем катализатора (соли меди, нанесенные на оксид алюминия или алюмосиликат) — трубчатом реакторе или в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора. В первом случае тепло отводится за счет испарения водного конденсата, подаваемого в межтрубное пространство, а во втором случае - также за счет испарения водного конденсата, но подаваемого во встроенный теплообменник. [c.508] Вернуться к основной статье