Получение хлористого винила окислительным хлорированием этилена. Комбинированный процесс получения винилхлорида из прямогонного бензина, его стадии. Катализаторы процесса получения хлористого винила окислительным хлорированием этилена, его схема.
Аннотация к работе
3.2 Технология приготовления катализатораВинилхлорид (хлористыйвинил, хлорвинил, хлорэтилен, хлорэтен, этиленхлорид) - органическое вещество ; бесцветный газ со слабым сладковатым запахом, имеющий формулу C2H3Cl и представляющий собой простейшее хлорпроизводное этилена .В настоящий момент существует три основных способа получения винилхлорида, реализованные в промышленных масштабах. получение хлористого винила окислительным хлорированием этилена; Первый метод является самым современным, распространенным и экономически наиболее эффективным технологическим производством, однако последние два способа, хоть и являются устаревшими, до сих пор существуют на многих предприятиях, ориентированных (по разным причинам) на использование дорогостоящего ацетилена. Также существует новый способ, пока не получивший распространения и реализованный в виде пилотного проекта в 1998 году на одном предприятии в Германии - окислительное хлорирование этана. В обоснованном на этилене процессе винилхлорид получается пиролизом дихлорэтана, который, в свою очередь, синтезируется каталитической реакцией хлора с этиленом. Хлороводород, получаемый в результате дегидрохлорирования дихлорэтана, вступает в реакцию с кислородом и этиленом в присутствии медного катализатора, образуя дихлорэтан и тем самым уменьшая расход элементарного хлора, используемого для прямого хлорирования этилена.Процесс получения винилхлорида гидрохлорированнем ацетилена состоит из четырех стадий: синтез и очистка ацетилена; синтез винилхлорида; очистка реакционного газа; ректификация винилхлорида. Сырье для синтеза винилхлорида - ацетилен - получают из карбида кальция или высокотемпературным пиролизом углеводородов нефти, синтетический или абгазный хлороводород. Соотношение ацетилен, хлористый водород составляет обычно от 1,0 до 1,1.Комбинированный процесс получения винилхлорида из концентрированных ацетилена и этилена состоит из следующих шести стадий: 1)синтез и очистка 1,2-дихлорэтана, 2)дегидрохлорирование 1,2-дихлорэтана с получением винилхлорида и хлористого водорода, 3)разделение продуктов дегидрохлорирования, 4)синтез и очистка ацетилена, 5)синтез винилхлорида из ацетилена, 6) ректификация винилхлорида. Образующийся 1,2-дихлорэтан подвергается дегидрохлорированию в трубчатой печи змеевикового типа.Процесс получения винилхлорида комбинированным методом из бензина состоит из девяти стадий: 1)пиролиз прямогонного бензина, 2)компримированне, очистка и осушка пирогаза, 3)гидрохлорирование разбавленного ацетилена, 4) абсорбционное улавливание винилхлорида после реактора гидрохлорировання, 5)хлорирование разбавленного этилена до 1,2-дихлорэтана. Исходное сырье - бензин, легкий нефтяной погон подвергается термоокислительному пиролизу с получением смеси разбавленных (от 8 до 9%) ацетилена и этилена. Эта смесь без концентрирования и разделения подвергается сначала каталитеческому (HGCL2) гидрохлорированию с превращением ацетилена в винилхлорид. Оставшийся этилен хлорируется до дихлорэтана в присутствии катализатора - хлорного железа - при давлении 0,51 МПА в кипящей реакционной массе.На основании кинетических данных предполагается, что взаимодействие катализатора с этиленом протекает медленно и предшествует стадии окисления катализатора с участием кислорода. Отсутствие зависимости скорости от парциального давления HCL позволяет предположить, что адсорбция HCL на катализаторе, являющаяся первичным актом процесса, протекает быстро. Поскольку реакция оксихлорирования этилена весьма экзотермична (238 КДЖ/моль), из реакторов необходимо отводить большое количество тепла. В реакторах с кипящим слоем катализатора отвод тепла осуществляют с помощью охлаждающих змеевиков, погруженных в кипящий слой. Катализаторы, работающие в кипящем слое, должны иметь прочную структуру, чтобы исключить возможность образования мелких частиц.Катализатор представляет собой цилиндрические гранулы имеющие по меньшей мере три сквозных отверстия, причем 40% объема пор имеет радиус, который соответствует максимальной величине кривой распределения пористости. Катализатор содержит хлорид меди (II) в качестве основного компонента (к которому для снижения летучести добавляют KCL, образующий с CUCL2 комплексы), нанесенный на оксид алюминия в форме полых цилиндрических гранул. Благодаря высокому соотношению поверхность / объем, который обеспечивают гранулы вышеуказанного катализатора, и характеристикам пористости гранул, этот катализатор позволяют значительно снизить потери напора, имеющие место в реакторах с неподвижным слоем катализатора, и существенно улучшить активность и селективность катализатора. Оксид алюминия в форме бемита в виде порошка, имеющего удельную площадь поверхности 270 м2/г и пористость 0,5 см3/г таблетируют так, чтобы придать форму трехлепестковых цилиндрических тел, имеющих сквозные отверстия, по одному в каждом из трех лепестков.