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

Усовершенствование процесса получения винилиденхлорида

 

Корчагина Татьяна Константиновна,

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

Егорушкина Екатерина Викторовна,

студент-магистрант 6-го курса.

Волгоградский государственный технический университет.

 

Винилиденхлорид производят на заводе АО «Каустик» в городе Волгоград. Производство ведется методом жидкофазного дегидрохлорирования 1,1,2-трихлорэтана известковым молоком. При температуре 75-105 °С, давлении 0,05 МПа. Выход целевого продукта составляет 94 % [6].

На основе анализа промышленного аналога производства винилиденхлорида выявлены следующие недостатки:

-                   образование значительного количества сточных вод, что обусловлено малой активностью щелочного агента;

-                   значительный избыток щелочного агента и не полное расходование его на превращение;

-                   большие потери хлора в виде образующейся соли хлорида кальция.

С целью усовершенствования процесса производства винилиденхлорида предлагается заменить известковое молоко на новый щелочной агент (гидроксид натрия).

Щелочное дегидрохлорирование 1,1,2-трихлорэтана осуществляется 30-35%-ным водным раствором гидроксида натрия при температуре 20-40 °С и атмосферном давлении в присутствии 0,5-1%масс. катализатора межфазного переноса этилаттриэтилбензиламмония, что позволит снизить расход щелочного агента и увеличить выход целевого продукта до 99% [1].

Процесс получения винилиденхлорида описывается следующей реакцией:

CH2Cl – CHCl2 + NaOH → CH2 = CCl2 + NaCl + H2O

Данный процесс относится к типу бимолекулярного нуклеофильного отщепления:

δ−                                 δ−

CH2ClCHCl2 + OH <—> [Cl---CH2—CCl2---H---OH] —>

—> CH2=CCl2 +H2O + Cl

Процесс выгодно проводить в среде с высокой основностью. Высокая основность среды достигается приливанием 1,1,2-трихлорэтана к раствору щелочи [3].

Наряду с основной реакцией идет следующая побочная реакция:

CHCl2 – CH Cl2 + NaOH → CHCl = CCl2 + NaCl + H2O

Изучение нового способа, его термодинамический анализ, рассмотрение механизма и кинетики реакции позволили подобрать конструкцию реактора для проведения промышленного процесса.

Процесс получения винилиденхлорида необходимо проводить в реакторе непрерывного действия, оснащенном рубашкой, в верхней части – насадочной колонной, заполненной кольцами Рашига, а в нижней части – барботером. Верхняя часть реактора, колонны и трубопроводы для транспортировки винилиденхлорида, выполнены из нержавеющей стали во избежание полимеризации винилиденхлорида, которая ускоряется ионами железа [6].

Рассчитанный материальный баланс показал, что для получения 16000 т/год винилиденхлорида необходимо подать на процесс 2836,875 кг/ч 1,1,2-трихлорэтана и 1275 кг/ч едкого натра. Конечный выход винилиденхлорида 99 %, степень конверсии 100 %.

Расчёт теплового баланса показал, что тепло от реактора необходимо отводить в количестве 2,6·104 кДж.

В результате технологического расчета реактора определен общий необходимый объем реактора 5 м3; поверхность теплообмена 88 м2. Высота реактора 6,08 м, внутренний диаметр 3м. Высота рубашки 3,1 м. Реактор оборудован барботёром с диаметром 83×3,5 мм. Необходимое количество отверстий с диаметром 10 мм составит 64 [2].

В результате анализа технологической схемы на соответствие нового способа требуется введение дополнительной емкости для хранения катализатора на стадии подготовки процесса объемом 0,125 м3.

Был подобран центробежный насос [5] марки Х8/30 для подачи нового щелочного агента.

Кроме этого, провели расчет конденсатора [4], чтобы проверить, справится ли с нагрузкой при новых технологических условиях. Замены конденсатора не потребуется.

Таким образом, предложенный вариант модернизации производства винилиденхлорида путем замены щелочного агента и ввода катализатора позволит добиться увеличения выхода целевого продукта до 99 % и снизить расход щелочного агента.

Проведенные технологические расчеты (материальный и тепловой балансы, расчет реактора, конденсатора, насоса и стандартной емкости для хранения катализатора) позволили подобрать стандартное оборудование, которое обеспечивает все заданные параметры процесса.

 

Литература

 

1.                  Авторское свидетельство СССР №1127881, МПК С 07 С 21/08, С 07 С 17/34. Способ получения хлористого винилидена / Т. В. Шутенкова, Г. А. Толстиков, С. С. Шаванов, Г.А. Викторов, И. Х. Бикбулатов, Е. В. Шурупов, А. С. Исханов, Ю. Д. Морозов, С. Р. Рафиков, Е. Н. Денисов: патентообладатель Институт химии Башкирского филиала АН СССР и Стерлимакское производственное объединение «Каустик». – заявл. 21.01.1981; опубл. 07.12.1984.

2.                  Михаил Р. Реакторы в химической промышленности / Р. Михаил, К. Кырлогану; перевод П. Г. Романкова. – Ленинград: Химия, 1968. – 388 с.

3.                  Муганлинский Ф. Ф. Химия и технология галогенорганический соединений / Ф. Ф. Муганлинский, Ю. А. Трегер, М. М. Люшин. – Москва: Химия, 1991. – 272с.

4.                  Основные процессы и аппараты химической технологии / Г. С. Борисов [и др.]; под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: Химия, 1991. – 496 с.

5.                  Павлов К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учебное пособие / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков; под ред. П. Г. Романкова. – 10-е изд., перераб. и доп. – Ленинград: Химия, 1987. – 576 с.

6.                  Постоянный технологический регламент № 4-18/2008 по производству винилиденхлорида – сырца / ОАО «Каустик». – Волгоград, 2008 г.

 

Поступила в редакцию 10.04.2017 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.