ISSN 1991-3087

Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-24978 от 05.07.2006 г.

ISSN 1991-3087

Подписной индекс №42457

Периодичность - 1 раз в месяц.

Вид обложки

Адрес редакции: 305008, г.Курск, Бурцевский проезд, д.7.

Тел.: 8-910-740-44-28

E-mail: jurnal@jurnal.org

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика

Повышение селективности процесса производства 1,2-дихлорэтана

 

Корчагина Татьяна Константиновна,

доцент кафедры технологии органического и нефтехимического синтеза,

Курдюбова Ангелина Александровна,

студент-магистрант 6-го курса.

Волгоградский государственный технический университет.

 

1,2-Дихлорэтан является одним из самых крупнотоннажных галогенпроизводных углеводородов. Примерно 90 % производимого в мире дихлорэтана используется для получения винилхлорида, важного исходного соединения для синтеза полимерных материалов, в частности — поливинилхлорида. Дихлорэтан находит широкое применение в различных областях промышленности и как растворитель. Используется в сельском хозяйстве как инсектицид для обеззараживания зерна, зернохранилищ и почвы виноградников.

Дихлорэтан получают прямым хлорированием этилена. Жидкофазное хлорирование этилена проводят в среде дихлорэтана. В жидкость подают газообразные реагенты – хлор и этилен. Катализатором процесса является хлорное железо FeCl3 [1]. Температура процесса не более 85 оС, давление 0,35-0,5 МПа. Для более полного расходования хлора на основную реакцию хлорирования этилена, этилен берут в 5% избытке по отношению к хлору. Селективность по дихлорэтану достигает 97 % [3].

Процесс хлорирования этилена осуществляют в реакторе барботажного типа (барботажная колонна), который представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат со встроенными холодильниками для съема тепла реакции.

Реакция хлорирования этилена в жидкой фазе сопровождается образованием побочных высококипящих продуктов, что ведет к снижению выхода целевого продукта. В связи с этим, поиск путей повышения селективности процесса жидкофазного хлорирования этилена является достаточно актуальным.

Процесс получения 1,2-дихлорэтана сопровождается выделением значительного количества тепла. По способу отвода тепла различают низкотемпературное и высокотемпературное жидкофазное хлорирование. При низкотемпературном процессе реакция протекает при температуре ниже температуры кипения дихлорэтана, продукт выводится из реактора в жидком виде. Достоинством этого способа является высокая селективность, достигающая 99,0-99,6%. Существенным недостатком является необходимость очистки продукта от катализатора. При высокотемпературном процессе реакция протекает при температуре кипения дихлорэтана, что позволяет отводить дихлорэтан в парообразном состоянии. В этом случае нет необходимости очищать 1,2-дихлорэтан от катализатора, однако из-за высоких температур увеличивается скорость побочных реакций заместительного хлорирования и как следствие, падает селективность [4].

При анализе способа получения 1,2-дихлорэтана были выявлены основные недостатки существующего производства:

1. Применение 5% избытка этилена, предотвращающего проскок хлора через реактор, который отрицательно сказывается на коррозионной стойкости материала реактора и последующих аппаратов. Но увеличение избытка этилена приводит к увеличению выхода побочных продуктов реакции, следовательно, требуется высокий контроль подачи реагентов в определенном соотношении.

2. Повышение температуры приводит к увеличению выхода побочных продуктов заместительного хлорирования.

При переходе в режим кипения происходит насыщение жидкой реакционной массы парами дихлорэтана (в виде пузырей). Подаваемый в зону реакции газообразный хлор взаимодействует с парами дихлорэтана, и реакция заместительного хлорирования смещается в газовую фазу. Поскольку ингибитор реакции – хлорное железо, вследствие малой летучести в рассматриваемом диапазоне температур способен эффективно действовать только в жидкой фазе, скорость реакции заместительного хлорирования резко возрастает. Очевидно, что введение в зону реакции веществ, способных ингибировать радикально-цепные реакции, должно снижать скорость заместительного хлорирования дихлорэтана в режиме кипения. Известно, что кислород является эффективным ингибитором газофазных реакций заместительного хлорирования углеводородов, благодаря своей способности к обрыву цепей за счет образования малоактивных радикалов типа •C2H3ClO2.

В качестве варианта совершенствования предложен способ получения 1,2-дихлорэтана путем взаимодействия этилена с хлором в присутствии кислорода и катализатора – треххлористого железа в жидком 1,2-дихлорэтане при повышенных температуре и давлении.

Процесс осуществляют при мольном соотношении этилен : хлор 0,995-1,005 : 1. Хлор содержит 5,0-10,0 об.% кислорода. В реакторе поддерживается температура 84 оС и давление 0,4 МПа [2].

Проведение процесса получения 1,2-дихлорэтана при мольном соотношении этилен : хлор 0,995-1,005 : 1 позволяет резко сократить расход этилена при производстве 1,2-дихлорэтана.

Использование в способе получения 1,2-дихлорэтана хлора содержащего 5,0-10,0 об.% кислорода, позволит резко снизить образование побочных продуктов и повысить качество 1,2-дихлорэтана-сырца. Селективность процесса возрастает до 99,94%.

 

Литература

 

1.                  Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: учебник для вузов / Н. Н. Лебедев. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва: Альянс, 2013. – 592 с.: ил.

2.                  Пат. 2021244 Российская Федерация, МПК С 07 С 19/045. Способ получения 1,2-дихлорэтана / В. Н. Майстренко, В. В. Лисицкий, В. Д. Шаповалов, З. Г. Расулев, Л. Г. Кузина: патентообладатель Башкирский государственный университет. - №4947144/04: заявл. 20.06.1991; опубл. 15.10.1994.

3.                  Постоянный технологический регламент № 102-02/09-2010 производства винила хлористого технического (винилхлорида) / ОАО «Каустик». – Волгоград, 2010. – 455 с.

4.                  Флид М. Р. Винилхлорид: химия и технология. В 2-х кн. Кн. 1 / М. Р. Флид, Ю. А. Трегер. – М.: Калвис, 2008. – 584 с.

 

Поступила в редакцию 19.10.2016 г.

2006-2018 © Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.
Все материалы, размещенные на данном сайте, охраняются авторским правом. При использовании материалов сайта активная ссылка на первоисточник обязательна.