Совершенствование технологии получения хлорпарафина марки ХП-30 методом термического жидкофазного хлорирования парафина испаренным хлором

Латышова Снежана Евгеньевна,

кандидат химических наук, доцент кафедры технологии органического и нефтехимического синтеза, научный руководитель,

Ермакова Юлия Викторовна,

студент-магистрант.

Волгоградский государственный технический университет.

Хлорпарафины – предельные углеводороды нормального строения с различной длиной цепи и степенью хлорирования – являются важными и перспективными химическими продуктами, имеющими широкое промышленное применение [1].

Жидкие хлорпарафины используются в качестве пластификаторов в полимерных композициях (ПВХ и др.) для изготовления смазок, для пропитки тканей, бумаги, полимерных пленок с целью придания огнебезопасных и гидрофобных свойств, для производства химически стойких, водостойких и огнезащитных красок и т.д. Полученные изделия обладают повышенной механической прочностью, морозостойкостью, устойчивостью к действию углеводородов и улучшенной гидрофобностью [2].

Хлорпарафины сравнительно дешевые и нетоксичные продукты, без запаха, практически нерастворимые в воде и хорошо смешивающиеся с большинством масел и растворителей. Мировое производство хлорпарафинов 200 тыс. т в год.

Изучен промышленный способ синтеза хлорпарафинов марки ХП-30, реализованный на предприятии ОАО «Каустик», который заключается в термическом хлорировании жидких парафинов фракции С₁₂-С­₁₇ испаренным хлором при температуре 100 – 130 °С, времени синтеза 10 ч, в вертикальном цилиндрическом эмалированном аппарате типа РИС-П, снабжённом рубашкой и мешалкой.

Уравнение процесса хлорирования парафинов в общем виде выглядит следующим образом:

С_nH_2n+2 + хCl₂ → С_nH_2n+2-хCl_х + хHCl

где n=12-17; х=1-7.

Массовая доля связанного хлора в молекуле хлорпарафина 28-32 %. Реакция экзотермическая. Побочные процессы отсутствуют [4].

Данный способ производства имеет ряд недостатков. Это периодичность процесса, и, как следствие, простой основного технологического оборудования во время загрузки и выгрузки продуктов, длительность процесса и унос некоторого количества целевого продукта вместе с абгазами, недостаточно высокая конверсия по хлору. Получаемый хлорпарафин содержит растворенные кислые газы – хлористый водород и непрореагировавший хлор, что снижает термостабильность целевого продукта. На стадии очистки абгазов образуется большое количество жидких отходов, требующих утилизации.

Для устранения этих недостатков и повышения эффективности рассматриваемого производства хлорпарафина марки ХП-30 предлагается проводить процесс в непрерывном режиме при атмосферном давлении и температуре 80-150 °С при противоточном движении парафина в растворе четыреххлористого углерода и хлора в растворе четыреххлористого углерода с последующей абсорбцией хлора, конденсацией четыреххлористого углерода и отгонкой хлора из хлорпарафина. Причем стадии хлорирования, абсорбции и отгонку хлора из хлорпарафина проводят в одном колонном аппарате, разделенном на три части - реакционную зону, зону абсорбции и нижнюю отпарную часть с возвратом хлора из отпарной части в реакционную зону[3].

Достоинство предлагаемого способа производства хлорпарафина марки ХП-30 заключается в достижении высокой степени хлорирования. Непрореагировавший хлор возвращается в аппарат благодаря его отгонке из нижней части колонны, следовательно, конверсия по хлору практически 100%-ая. Существенным преимуществом является отсутствие побочных продуктов, требующих утилизации. Хлористый водород, образующийся в процессе хлорирования в реакторе, направляется в абсорбционную колонну, орошаемую водой. Таким образом, помимо целевого продукта получают соляную кислоту, которая далее может быть использована в нуждах предприятия. Способ хлорирования компактный, надежный в работе и легко управляемый.

Литература

1.                  Огородников С.К. Справочник нефтехимика в 2х томах. Т.2/С.К. Огородников – Л.: Химия, 1978. – 592 с.

2.                  Ошин, Л.А. Промышленные хлорорганические продукты: справочник / Л.А. Ошин - М.: Химия, 1978. – 656 с.

3.                  Пат. 2158724 РФ, МПК C07C17/10, C07C19/01. Способ хлорирования парафина/ Вертузаев Е.Д., Юрьев В.М., Филимонов В.А., Балакирев Е.С., Ильин Б.А., Дьяконов И.А.; заявитель(и) и патентообладатель(и): Вертузаев Е.Д., Юрьев В.М., Филимонов В.А., Балакирев Е.С., Ильин Б.А., Дьяконов И.А; заявл. 11.01.1999; опубл. 10.11.2000.

4.                  Постоянный технологический регламент ОАО «Каустик» № 79-21/2008 производства жидких хлорпарафинов, абгазной соляной кислоты – Волгоград, 2008. – 248 с.

Поступила в редакцию 20.09.2014 г.