Совершенствование технологии получения фреона-22
Механизм реакции фторирования хлороформа фтористым водородом в присутствии катализатора пятихлористой сурьмы. Применение гомогенизатора в производстве фреона-22 для увеличения подачи фтористого водорода в 1,8 раза и повышению производительности реактора.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.03.2018 |
| Размер файла | 75,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Волгоградский государственный технический университет
Совершенствование технологии получения фреона-22
Шишкин Евгений Вениаминович,
кандидат химических наук, доцент кафедры технологии органического и нефтехимического синтеза,
Дудкин Алексей Михайлович,
магистрант,
Дудкина Мария Сергеевна,
магистрант
Фреон-22 (дифторхлорметан, хладон-22) применяют в качестве хладагента в холодильных машинах, в промышленных и бытовых кондиционерах, а также в качестве компонента смесевых хладагентов, в качестве пропеллента в аэрозольных баллончиках для распыления инсектицидов и косметических средств, порообразователя при получении пенопластов, в качестве наполнителя огнетушителей. Его широко используют для получения фтормономеров (тетрафторэтилена, гексафторпропена) и других фторорганических продуктов [3].
В промышленности дифторхлорметан получают методом жидкофазного фторирования хлороформа фтористым водородом в присутствии катализатора - пятихлористой сурьмы. Синтез проводится в двух последовательно соединенных реакторах при температуре 60-90°С и давлении 5,5-8,5 атм. Выход дифторхлорметана составляет 80 %, а селективность по основной реакции равна 84 %. В ходе синтеза образуются побочные вещества: фреон-21 (фтордихлорметан) и фреон-23 (трифторметан).
Механизм реакции получения фреона-22 основан на том, что катализатор пентахлорид сурьмы выполняет функцию переносчика фтора - при контакте с фтористым водородом дает фторхлориды сурьмы, которые, в свою очередь, при последующем взаимодействии с хлороформом образуют дифторхлорметан (рис. 1) [5].
Рис. 1. Механизм реакции фторирования хлороформа фтористым водородом в присутствии катализатора пятихлористой сурьмы.
Недостатком данного способа производства дифторхлорметана является то, что при увеличении подачи жидкого фтористого водорода более 3,8 моль/ч на 1 моль катализатора SbCl5, образуется комплекс фтористого водорода с катализатором пятихлористой сурьмой, который практически нерастворим в хлороформе [1]. Образовавшийся нерастворимый комплекс приводит к прекращению контакта хлороформа и фтористого водорода, в результате реакция гидрофторирования останавливается.
Известно, что данную проблему можно устранить путем подачи в реакционную массу не жидкого, а газообразного фтористого водорода, при температуре 60-110°С и давлении 7-10 атм. [4]. Использование газообразного фтористого водорода позволяет избежать образования нерастворимого комплекса за счет равномерного распределения нерастворимого в хлороформе фтористого водорода по всему объему реакционной смеси в виде эмульсии. Данный метод получения эмульсии носит название конденсация в парах, когда газообразный фтористый водород (дисперсная фаза) подается в жидкий хлороформ (дисперсионная среда). В таких условиях фтористый водород становится пересыщенным и конденсируется в виде эмульсии с размером капель порядка 1мкм.
Вместе с тем, применение газообразного фтористого водорода связано с установкой распределительного устройства сложной конструкции в реакторе синтеза [7], а также с необходимостью установки специального коррозионно-стойкого испарителя фтористого водорода на стадии подготовки сырья [6], что заметно усложняет технологический процесс.
Мы предлагаем проводить процесс создания эмульсии фтористого водорода в хлороформе без предварительного испарения фтористого водорода. Для этого необходимо смесь исходных жидких реагентов, фтористого водорода и хлороформа, пропустить через смеситель - гомогенизатор. Размер образующихся при этом капель фтористого водорода сопоставим с размером капель, получаемых методом конденсации в парах [2].
Гомогенизатор представляет собой устройство, в котором диспергирование двух несмешивающихся жидкостей достигается их совместным пропусканием через малые отверстия под высоким давлением 25-40 МПа. Гомогенизатор состоит из корпуса, внутри которого перпендикулярно потоку размещены пластины с отверстиями.
Применение гомогенизатора в производстве фреона-22 позволит увеличить подачу фтористого водорода в 1,8 раза, что приведет к повышению производительности реактора. За счет более равномерного распределения фтористого водорода в реакционной массе, повышаются технологические показатели процесса: выход дифторхлорметана увеличивается до 95 %, конверсия по фтористому водороду достигает 98 %, а селективность по основной реакции 97 %.
Таким образом, использование гомогенизатора в производстве фреона-22 позволяет равномерно распределить фтористый водород в хлороформе без энергетических затрат на его предварительное испарение, а значит избежать образования нерастворимого комплекса фтористого водорода с катализатором, и как следствие, увеличить производительность реактора и улучшить технологические показатели процесса.
фреон реактор гомогенизатор водород
Литература
1. Верещагина Н.С., Голубев А.Н., Захаров В.Ю. Производство фторхлоруглеводородов на Кирово-Чепецком химическом комбинате. Журнал Российского химического общества им. Д. И. Менделеева.-М. 2002.- С.110-114.
2. Гельфман М. И., Ковалевич О. В., Юстратов В. П. Коллоидная химия. - СПб.: Издательство «Лань», 2003. - 336 с.
3. Промышленные фторорганические продукты: Справочник / Под ред. Б. Н. Максимов, В. Г. Барабанов, И. Л. Серушкин и др.-- Л.: Химия, 1990. -- 464 с.
4. Способ получения дифторхлорметана: пат. 1150919 СССР: МПК С07С 19/08 / Л. М. Боровнев, А. Н. Голубев, Н. С. Верещагина, И. М. Уткина, В. А. Царев и А. Н. Пугин заявитель и патентообладатель Л. М. Боровнев, А. Н. Голубев, Н. С. Верещагина, И. М. Уткина, В. А. Царев и А. Н. Пугин -№ 3616790/23-04; заявл. 08.07.83; опубл. 15.05.86, Бюл. №18.
5. Шеппард У., Шарст К. Органическая химия: учебник для вузов - М.: Химия, 1971. - 470 с.
6. Устройство для распределения жидкости: пат. 218029 Россия: МПК В01D1/22 А. Н. Голубев, Ю. А. Голубев, Н. С. Верещагина, Царьков В. Г., С. Г. Коновалов, В. А. Царев, В. В. Крешетов, Ю. Н. Смирнов, С. А. Дедов, Н. Н. Махов: Патентообладатель: ОАО Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова. -№ 2000127047/12; заявл. 27.10.2000; опубл. 10.05.2002.
7. Реактор синтеза хладонов: пат. 2023502 Россия: МПК С07С 19/24/ А. Н. Голубев, Н. С. Верещагина, Френдак В. М., Коновалов С. Г., Царьков В. Г.: Патентообладатель: Кирово-Чепецкий химический комбинат. -№ 5067441/26; заявл. 18.09.92; опубл. 30.11.94.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие теории гомогенного катализа. Стадии процесса катализа и скорость реакции. Кинетика каталитической реакции диспропорционирования пероксида водорода в присутствии различных количеств катализатора Fe2+, влияние pH на скорость протекания реакции.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 18.09.2012Свойства и применение хлороформа. Антимикробное, дезорирующее действие. Меры предосторожности при работе с йодоформом. Синтезы йодоформа. Реакции нуклеофильного замещения галогеналканов. Реакции отщепления (элиминирование). Методы синтеза галогеналканов.
курсовая работа [668,3 K], добавлен 17.01.2009Физико-химические основы процесса получения этилбензола в присутствии хлорида, технологическая схема процесса. Материальный баланс процесса производства этилбензола алкилированием в присутствии хлорида алюминия. Расчет теплового баланса алкилатора.
курсовая работа [551,4 K], добавлен 09.08.2012Определение действительной мощности компрессора холодильной парокомпрессионной машины с сухим циклом, удельной массовой холодопроизводительности. Расчет фреона и его количества в испарительной системе, испарителя, конденсатора, насос для подачи рассола.
курсовая работа [391,6 K], добавлен 05.05.2014Химические компоненты древесины. Способы получения целлюлозы: сульфатный и сульфитный. Расчет выхода целлюлозного продукта. Методика определения лигнина с 72%-ной серной кислотой в модификации Комарова. Нахождение средней степени полимеризации целлюлозы.
дипломная работа [977,3 K], добавлен 13.06.2015Обзор методов получения глюкозы. Анализ основной реакции: физические, химические свойства и электронная структура целлюлозы, глюкозы и воды. Механизм и кинетическая модель реакции, расчет материального и теплового баланса, расчет объема реактора.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 14.05.2011Гидролитическая поликонденсация органоалкоксисиланов. Стерические, индукционные эффекты. Гидролиз в присутствии кислоты и щелочи, как катализатора. Механизм реакций конденсации. Влияние катализатора и растворителя. Получение диметилтетраэтоксидисилоксана.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 17.06.2014Положение водорода в периодической системе химических элементов и особенности строения его атома. Свойства газа, распространенность и нахождение в природе. Химические реакции получения водорода в промышленности и лабораторным путем и способы применения.
презентация [2,2 M], добавлен 13.02.2011Физико-химические основы процесса метанирования, применение катализаторов и промышленные схемы. Программа расчета адиабатического коэффициента для выбора типа реактора, определение зависимости производительности от давления и начальной концентрации.
курсовая работа [1008,4 K], добавлен 09.06.2011Характеристика преимуществ использования микрокаталитических систем. Метанол как источник водорода для мобильных устройств. Схема реактора полного смешения. График зависимости производительности по водороду от объема реактора при различных давлениях.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 09.02.2013Английский естествоиспытатель, физик и химик Генри Кавендиш - первооткрыватель водорода. Физические и химические свойства элемента, его содержание в природе. Основные методы получения и области применения водорода. Механизм действия водородной бомбы.
презентация [4,5 M], добавлен 17.09.2012Изучение физических и химических свойств карбоновых кислот. Анализ реакции нуклеофильного замещения в ряду производных. Характеристика общей схемы механизма в присутствии катализатора. Обзор циклического, ароматического и гетероциклического ряда кислот.
реферат [314,0 K], добавлен 19.12.2011Особенности соединений s-элементов. Химические свойства водорода. Ионные, ковалентные и металлические гидриды как соединения элементов с водородом. Вода как главное соединение водорода, обладающее уникальными свойствами. Основные элементы IА-группы.
курсовая работа [139,9 K], добавлен 08.08.2015Термоэлектрические эффекты в полупроводниках. Применение и свойства термоэлектрических материалов на основе твердых растворов халькогенидов висмута–сурьмы. Синтез полиэдрических органосилсесквиоксанов (ОССО). Пиролизный отжиг полиэдрических частиц ОССО.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 11.06.2013Промышленное производство бутадиена из этилового спирта в присутствии бифункционального катализатора. Характеристика бутадиена и область его применения. Подготовка алюмохромового катализатора к работе. Продукт термохимической активации гидраргиллита.
контрольная работа [20,9 K], добавлен 13.01.2014Полугидратный способ получения фосфорной кислоты. Возможность получения экстракционной фосфорной кислоты и увеличения эффективности стадии фильтрации пульпы в 1,5-2 раза по сравнению с дигидратным способом. Характеристика сырья и готовой продукции.
курсовая работа [182,8 K], добавлен 05.04.2009Технология получения прядильного раствора полиакрилонитрила. Характеристика сырья. Изменение свойств акрилонитрильных волокон при замене итаконовой кислоты в сополимере. Органические растворители, используемые для получения полиакрилонитрильных волокон.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 29.03.2009Термодинамические параметры активности гетерогенных катализаторов при амидировании м-толуиловой кислоты диэтиламином. Кислотность и стабильность катализаторов в процессе амидирования. Конверсия сырья и селективность реакции гидроксилапатита кальция.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 19.06.2011Обзор возможных методов получения изобутилена. Анализ основной реакции: физические и химические свойства реагентов, их электронная структура. Особенности кинетики и механизма данной реакции. Выбор типа реактора и расчеты материального и теплового баланса.
дипломная работа [548,2 K], добавлен 11.05.2011Расчет полезного объема реактора и определение направлений оптимизации технологического процесса по приготовлению катализатора гидрохлорирования ацетилена. Составление материального и теплового баланса процесса и его технико-экономическое обоснование.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 05.12.2013
