Совершенствование процесса получения 1,2-дихлорэтана с целью повышения технологических показателей
Процесс получения 1,2-дихлорэтана жидкофазным хлорированием этилена. Хлорирование этилена в реакторе барботажного типа (барботажная колонна). Анализ основных технологических принципов, направленный на оптимизацию процесса получения 1,2-дихлорэтана.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.03.2018 |
| Размер файла | 155,8 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/
Совершенствование процесса получения 1,2-дихлорэтана с целью повышения технологических показателей
Шишкин Вениамин Евгеньевич,
доктор химических наук, научный руководитель,
Петрова Анна Алексеевна,
студент-магистрант 6-го курса.
Волгоградский государственный технический университет.
В настоящее время 1,2-дихлорэтан используется почти исключительно как полупродукт в органическом синтезе. Свыше 90% полученного дихлорэтана идет на производство винилхлорида. В небольших количествах он также используется для получения этилендиамина, этиленгликоля, тиоколов и хлорорганических растворителей: три- и перхлорэтилена.
Каждый год в США, Европе и Японии производится более 17,5 млн. тонн 1,2-дихлорэтана. Поэтому поиски, направленные на совершенствование процесса получения 1,2-дихлорэтана являются актуальными [4].
1,2-Дихлорэтан получают жидкофазным хлорированием этилена в среде синтезируемого продукта:
Процесс проводят при температуре кипения дихлорэтана (85°С) и давлении 0,35 - 0,46 МПа. Катализатором служит хлорное железо вследствие его доступности, а также постоянного присутствия в реакционной среде за счет коррозии реакторного оборудования. Соотношение этилена и хлора берут близким к стехиометрическому лишь с небольшим избытком этилена (? 5 %), чтобы обеспечить полное исчерпание хлора. Селективность по дихлорэтану достигает 97 % [1].
Процесс хлорирования этилена осуществляют в реакторе барботажного типа (барботажная колонна), который представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат со встроенными холодильниками для съема тепла реакции.
В результате проведенного анализа способа получения 1,2-дихлорэтана, были выявлены основные недостатки функционирования существующего производства:
1) образуется по параллельным реакциям значительное количество побочных продуктов (трихлорэтан, дихлорпропан и дихлорэтилен), так как 1,2-дихлорэтан загрязнен примесями;
2) возникает необходимость в добавлении катализатора и в его регенерации;
3) быстрое накопление высокохлорированных соединений в реакционной массе, что вызывает дезактивацию катализатора и перерасход сырья;
4) возникает необходимость обновления реакционной массы из-за накопления в ней катализатора, осмолов и высокохлорированных продуктов;
5) выделяются абгазы, которые загрязняют окружающую среду, и требуются дополнительные затраты на утилизацию жидких отходов.
Анализ основных технологических принципов, направленный на оптимизацию процесса получения 1,2-дихлорэтана, позволил выявить:
1. Использование в процессе получения 1,2-дихлорэтана разбавленного, дешевого крекинг-газа приводит к увеличению его расхода для получения необходимого количества дихлорэтана (чем чистого этилена), вызывает дезактивацию катализатора и отрицательно сказывается на селективности процесса.
2. Селективность данного процесса снижается из-за ускорения реакций заместительного хлорирования (увеличение выхода побочных продуктов). На селективность влияют:
а) стехиометрическое соотношение этилена и хлора обеспечивает полное исчерпание хлора, однако при увеличении этого соотношения уменьшается выход полихлоридов;
б) повышение давления положительно сказывается на увеличении скорости реакции и скорости отвода продукта из реактора, однако при этом происходит увеличение температуры процесса, что негативно отражается на его селективности;
в) в процессе применяется 5 % избыток этилена, предотвращающий проскок хлора, 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 [3].
Изучение мировых тенденций в получении 1,2-дихлорэтана показало, что основным направлением совершенствования данного процесса с целью повышения технологических показателей является замена способа и конструкции реактора.
В качестве варианта совершенствования предложен способ получения 1,2-дихлорэтана методом жидкофазного хлорирования этилена при температуре 85°С и давление 1 атм. Процесс ведут с раздельной подачей газообразных реагентов хлора и этилена непосредственно в жидкий дихлорэтан. При этом хлор и этилен перед подачей в реактор предварительно подогревают в теплообменниках до температуры 80°С. Катализатором процесса является хлорное железо, которое находится в реакторе в растворенном виде.
Реактор представляет собой барботажную колонну, снабженную циркуляционной трубой и перфорированными тарелками (рисунок 1).
После предварительного подогрева в теплообменниках хлор и этилен будут иметь температуру, равную температуре рабочей среды в реакторе (85 °С). Это позволит предотвратить образование аэрозоля в пузырях хлора и этилена, т. е. не будет происходить конденсация паров 1,2-дихлорэтана.
В результате при испарении раствора хлора в этилен его пары не будут конденсироваться в газовой фазе - этилене. При отсутствии аэрозоля раствора хлора внутри пузырей этилена ликвидируются зоны образования побочных продуктов, и увеличится селективность процесса [2].
Таким образом, целесообразным направлением совершенствования процесса получения 1,2-дихлорэтана является способ с предварительным подогревом реагентов. Выбранное направление совершенствования позволит снизить выход побочных продуктов и повысить селективность до 99,97 %.
Рис. 1. Барботажный реактор жидкофазного хлорирования этилена.
1 - реактор; 2 - распределитель хлора; 3 - распределитель этилена; 4 - циркуляционная труба; 5 - перфорированные тарелки
дихлорэтан жидкофазный хлорирование этилен
Литература
1 Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: учебник для вузов / Н. Н. Лебедев. - М.: Химия, 1988. - 592 с.
2 Пат. 2299875 Российская Федерация, МПК С 07 С 17/02. Способ получения 1,2 - дихлорэтана с предварительным подогревом реагентов / А. В. Бальчугов, Е. В. Подоплелов, Б. А. Ульянов; заявитель и патентообладатель Ангарская государственная техническая академия (RU). - № 2005112117/04; заявл. 22.04.05; опуб. 27.05.07.
3 Тимофеев В. С. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза: учеб.пособ. для вузов / В. С. Тимофеев, Л. А. Серафимов. - М.: Высшая школа, 2003. - 536 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.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Промышленные методы получения винилхлорида. Принципиальная схема прямого хлорирования этилена и ректификация дихлорэтана. Блок-схема получения винилхлорида из этана. Годовая производительность винилхлорида. Расчет на прочность корпуса, стенки обечайки.
курсовая работа [287,3 K], добавлен 11.05.2012Пиролиз дихлорэтана в печах R-501 А, В, С. Инициирование цепи. Развитие и рост цепи. Обрыв цепи. Состав дихлорэтана. Давление дихлорэтана на входе в печь пиролиза. Закалка продуктов пиролиза. Технологическая схема установки. Колонна закалки С-501А.
курсовая работа [77,2 K], добавлен 29.07.2008Основные направления использования окиси этилена, оптимизация условий его получения. Физико-химические основы процесса. Материальный баланс установки получения оксида этилена. Расчет конструктивных размеров аппаратов, выбор материалов для изготовления.
отчет по практике [1,2 M], добавлен 07.06.2014Сущность комбинированного и сбалансированного методов получения винилхлорида. Каталитическое гидрохлорирование ацетилена. Технология получения дихлорэтана путем прямого хлорирования. Классификация вторичных энергетических ресурсов промышленности.
курсовая работа [548,0 K], добавлен 30.04.2012Окисление этилена с целью производства этиленоксида как одно из крупнотоннажных производств нефтехимической промышленности. Кинетические уравнения процесса окисления этилена. Зависимость основных показателей процесса окисления от времени реакции.
лабораторная работа [442,8 K], добавлен 19.10.2015Процесс совместного получения хлорметанов в реакторе со стационарным или псевдоожиженным слоем катализатора. Технологическая схема процесса хлорирования метана. Составление материального баланса процесса. Технологические, технико-экономические показатели.
реферат [27,4 K], добавлен 25.08.2010Свойства винилацетата и его применение. Общие методы получения винилацетата. Технология получения винилацетата окислением этилена в присутствии уксусной кислоты. Характеристика сырья технологии. Сравнение различных методов получения винилацетата.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 25.12.2009Анализ служебного назначения и технологичности детали, свойства материала. Выбор метода получения заготовки и определение типа производства. Экономическое обоснование метода получения заготовок. Расчет технологических размерных цепей и маршрут обработки.
курсовая работа [77,1 K], добавлен 07.12.2011Анализ развития производства химических волокон. Основные направления совершенствования способов получения вискозных волокон. Современные технологии получения гидратцеллюлозных волокон. Описание технологического процесса. Экологическая экспертиза проекта.
дипломная работа [313,0 K], добавлен 16.08.2009Химический состав сплава АК9. Анализ возможных способов получения отливки. Описание технологических литейных указаний. Разработка конструкции модельно-литниковой оснастки и технологических этапов производства отливки. Материал деталей пресс-формы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.01.2014Историческая справка о методах получения и использования полиэтилена. Процесс полимеризации этилена. Техническая характеристика сырья полуфабрикатов и продукта. Расчет материального баланса производства полиэтилена низкого давления газофазным методом.
дипломная работа [530,5 K], добавлен 26.01.2014Исследование основ порошковой металлургии. Изучение основных способов получения и технологических свойств порошков. Изготовление металлокерамических деталей. Приготовление смеси, спекание и окончательная обработка заготовок. Формообразование деталей.
курсовая работа [538,0 K], добавлен 11.10.2013Конструкторский осмотр, анализ эксплуатационных свойств и технологичности конструкции детали. Характеристика и выбор оптимального метода получения заготовки. Технологический процесс обработки заготовки до получения заданных размеров с нужными точностями.
курсовая работа [139,0 K], добавлен 24.10.2009Описание служебного назначения детали и ее технологических требований. Выбор типа производства. Выбор способа получения заготовки. Проектирование маршрута изготовления детали. Расчет и определение промежуточных припусков на обработку поверхности.
курсовая работа [150,2 K], добавлен 09.06.2005Переработка хлорорганических отходов, производство перхлоруглеводородов, хлорирование метана. Необходимые материалы для оборудования процессов получения хлорорганических соединений. Хлорирование в присутствии свободных радикалов, газофазное хлорирование.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 20.11.2009Рассмотрение механизма получения биоэтанола из растительного сырья. Изучение трансформации целлюлозы в растворимые формы простых углеводов, определение оптимальных условий для протекания процесса. Исследование состава субстрата после гидролиза.
презентация [279,1 K], добавлен 19.02.2014Анализ конструкции детали. Выбор способа получения заготовки. Составление маршрута механической обработки деталей типа шестерня. Выбор режимов резания. Нормирование технологических операций. Определение припусков на механическую обработку поверхности.
курсовая работа [861,8 K], добавлен 14.12.2015Конструкция, назначение и условия работы детали. Определение типа производства и его организационной формы. Виды технологических процессов. Выбор способа получения заготовки. Анализ технических требований чертежа. Расчет режимов резания и норм времени.
презентация [567,9 K], добавлен 21.12.2010Разработка технологического процесса обработки вала. Анализ технологичности конструкции детали. Определение типа производства. Выбор и экономическое обоснование способов получения заготовки. Выбор технологических баз и разработка маршрутной технологии.
курсовая работа [84,2 K], добавлен 06.08.2008Технологический процесс производства холоднокатаной полосы из стали. Выбор типа оборудования и его основных параметров. Ориентировочный расчёт деформационного и скоростного режимов. Расчёт часовой и годовой производительности основного агрегата.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 12.01.2015
