ВУЗ:
Составители:
Рис. 6. Хлораторы для жидкофазного радикально-цепного хлорирования:
а – реактор периодического действия с выносным охлаждением; б – реактор
непрерывного действия с внутренним охлаждением; в – реактор непрерывного действия со съемом тепла за счет испарения
Первый из них (рис. 6, а) предназначен для периодических процессов и представляет собой барботажную пустотелую
колонну с выносным охлаждением. Циркуляция реакционной массы через холодильник осуществляется принудительно (при
помощи насоса) или естественно (под влиянием разности плотностей относительно горячей и наполненной пузырьками газа
жидкости в колонне и более холодной и не содержащей газа жидкости в циркуляционном контуре). Таким способом полу-
чают полихлорпарафины. При хлорировании полимеров в растворе можно отводить тепло реакции за счет испарения рас-
творителя, который конденсируется и возвращается в реактор с помощью обратного холодильника.
Непрерывный вариант реактора с выносным охлаждением мало пригоден из-за сильного перемешивания смеси и сни-
жения селективности. По этой причине непрерывно действующие реакторы выполняют в виде барботажной колонны с внут-
ренним охлаждением (рис. 6, б) при помощи змеевиков (иногда при помощи водяной рубашки) и с обратным конденсатором.
Жидкость и газ обычно движутся противотоком, причем для снижения продольного перемешивания и повышения селектив-
ности выгодно секционировать реактор, установив по его высоте ряд тарелок или организовав каскад реакторов.
При хлорировании низкокипящих веществ (1,1- и 1,2-дихлорэтаны) выделяющееся тепло можно отводить за счет испа-
рения этих веществ в токе НСl. В этом случае внутреннее охлаждение оказывается ненужным, и эту роль принимает на себя
обратный холодильник (рис. 6, в).
Технологические стадии процесса. Технология жидкофазного радикально-цепного хлорирования складывается из не-
скольких стадий: подготовки исходных реагентов, хлорирования, переработки отходящего газа и утилизации НСl, перера-
ботки жидкой реакционной массы и выделения продуктов реакции.
Подготовка реагентов обычно заключается в испарении жидкого хлора и его нагревании до температуры, близкой к
комнатной. Органические реагенты иногда используют без специальной очистки, транспортируя их насосом в реактор. При
наличии в них влаги осушают испаренный хлор серной кислотой, а органический реагент – путем азеотропной отгонки воды
или с помощью твердых адсорбентов. Иногда требуется очистка от металлов или их солей, катализирующих ионные реак-
ции, и тогда хлор фильтруют от окалины, а органический реагент перегоняют. Наконец, при наличии в органическом реаген-
те соединений серы (или других ингибиторов) осуществляют гидрообессеривание.
Переработка отходящего газа прежде всего состоит в улавливании из него паров исходного органического реагента,
для чего применяют охлаждение рассолами или абсорбцию растворителем (лучше всего – более высококипящим побочным
продуктом этого же производства). При хлорировании нелетучих веществ, например мягкого или твердого парафина, доста-
точно охлаждать газ водой. Затем из газа поглощают НСl. При аддитивном хлорировании получается мало хлорида водоро-
да, и в этом случае газ промывают водой, сбрасывая ее в канализацию. При заместительном хлорировании НСl получается в
большом количестве, и его утилизируют, абсорбируя водой с получением соляной кислоты (20 – 30 %). Остаток газа выводят
в атмосферу.
Переработка жидкой реакционной массы состоит в очистке от растворенного НСl и в выделении продуктов. Для очи-
стки от НСl применяют несколько способов (рис. 7).
При получении малолетучих веществ (хлорпарафины, бензилхлорид, гексахлоран, хлорксилолы) НСl отдувают в ко-
лонне азотом или воздухом (рис. 7, а). В остальных случаях применяют промывку жидкости в экстракционных колоннах
водой, водной щелочью и снова водой при противоточном движении фаз (рис. 7, б). Это приводит к образованию значитель-
ного количества сточных вод. На других установках НСl отгоняют вместе с избыточным исходным реагентом в ректифика-
ционной колонне (рис. 7, в) с последующей конденсацией жидкости, ее возвращением на реакцию и выводом НСl в линию
отходящего газа. Схемы, исключающие промывку, являются наиболее прогрессивными.
После очистки от НСl целевой продукт иногда получается уже в готовом виде (полихлорпарафины); требуется только
кристаллизация (гексахлорксилолы) или отгонка растворителя с водяным паром, фильтрование или кристаллизация (хлори-
рованные полимеры, гексахлорциклогексан). В других случаях осуществляют ректификацию с выделением непревращенно-
го органического реагента, целевого и побочных продуктов (синтез хлорэтанов, бензилхлорида).
HCl
RH RH RH
HCl HCl
Cl
2
Cl
2
Cl
2
RH, RCl RH, RCl RH, RCl
H
2
O
H
2
O
H
2
O
а)
б)
в)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- …
- следующая ›
- последняя »
