Химическая технология органических веществ. Дьячкова Т.П - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

этого служат специальные смесители, например тангенциального типа, в которых происходит интенсивное завихрение и
перемешивание смеси.
Реакторы для хлорирования в газовой фазе бывают трех основных типов (рис. 9). Общими для них являются защита
стального корпуса керамической футеровкой (от действия высоких температур и коррозии), а также автотермичность проте-
кающего в них процесса. Последнее достигается тем, что выделяющееся при реакции тепло расходуется на нагревание смеси
до нужной температуры и на потери в окружающую среду. При этом в зависимости от теплового баланса процесса прихо-
дится подавать реагенты в хлоратор холодными (при синтезе полихлоридов метана, когда тепловой эффект реакций очень
велик) или предварительно подогретыми (при получении аллилхлорида).
В первом случае при термическом хлорировании используют хлоратор типа а, в котором холодные реагенты быстро
подогреваются разогретой насадкой, играющей роль аккумулятора тепла. При термокаталитическом хлорировании то же
самое достигается за счет нагретых частиц псевдоожиженного слоя катализатора или теплоносителя (тип б), причем для
сильно экзотермических синтезов полихлоридов метана регулирование температуры возможно за счет впрыскивания жидко-
го ССl
4
. В обоих случаях наблюдается значительное продольное перемешивание смеси, но при получении хлоридов метана
это не так существенно, так как все они имеют практическое применение. При подаче в хлоратор подогретых реагентов
(синтез аллилхлорида) реакция может начинаться уже в смесителе, и хлоратор выполняют в виде пустотелой трубы со зна-
чительным отношением ее высоты к диаметру (тип в).
Время контакта при разных процессах хлорирования изменяется в пределах 0,1 – 2 с.
Технология процесса. Технологическая схема хлорирования в газовой фазе состоит из тех же стадий, что и при жидкофаз-
ном хлорировании. Подготовка реагентов заключается в испарении жидкого хлора, предварительном нагревании газообразного
хлора, осушке реагентов концентрированной серной кислотой или адсорбентами, смешении реагентов друг с другом и с рецир-
кулятом. В случае синтеза аллилхлорида и металлилхлорида исходные углеводороды испаряют и подогревают до нужной тем-
пературы.
После проведения реакции очищают смесь от НСl и разделяют рециркулирующие вещества и целевые продукты. Для
этого применяют две основные схемы:
1) при затрудненной конденсации продуктов (как при синтезе метиленхлорида в большом избытке метана) всю смесь
вначале очищают от НСl с получением соляной кислоты (30 %), а затем компримируют, сушат, отделяют газообразный ре-
циркулят и ректифицируют жидкие продукты;
2) при возможности простой конденсации продуктов их вначале отделяют от рециркулята и НСl, а затем подвергают
ректификации. Газообразную смесь очищают от НСl, а рециркулят осушают и возвращают на реакцию.
Технологическая схема производства аллилхлорида изображена на рис. 10. Жидкий хлор испаряют в аппарате 1 и не-
много нагревают его пары в подогревателе 2, после чего они через расходомер поступают в хлоратор 4. Пропилен нагревают
до 350 °С в трубчатой печи 3, и он также идет в верхнюю часть хлоратора, играющую роль смесителя. Горячие реакционные
газы проходят циклон 5, где отделяются кокс и сажа, а затем – холодильник 6, где можно получать энергетический пар, по-
сле чего поступают в отпарно-конденсационную колонну 7. Она орошается жидким пропиленом, за счет испарения которого
газ охлаждается, и из него полностью конденсируются все хлорпроизводные.
Рис. 10. Технологическая схема производства аллилхлорида:
1 – испаритель; 2 – подогреватель; 3 – трубчатая печь; 4 – хлоратор;
5 – циклон; 6, 17 – холодильники; 7 – отпарно-конденсационная колонна;
8 – пленочный абсорбер; 9, 12, 16 – сепараторы; 10 – циркуляционный насос;
11 – щелочной скруббер; 13 – емкость жидкого пропилена; 14 – конденсатор;
15 – адсорбер-осушитель; 18 – компрессор; 19 – дроссельный вентиль
Пропилен и НСl с верха колонны 7 поступают на абсорбцию хлорида водорода с получением концентрированной соля-
ной кислоты. На рисунке показана схема пленочной абсорбции в графитовых кожухотрубных аппаратах 8, в которых тепло
абсорбции снимается водой, что позволяет получить наиболее концентрированную соляную кислоту. В каждом из абсорбе-
ров 8 газ и вода (или соляная кислота) движутся прямотоком сверху вниз, но в то же время осуществляется и их противоток
– за счет подачи воды в последний по ходу газа абсорбер и слабой кислоты– в первый. Газ после второго сепаратора 9 до-
полнительно очищают от НСl в щелочном скруббере 11, а непревращенный пропилен сжимают компрессором 18 до давле-
ния 1,5 – 2,0 МПа.
Сжатый пропилен охлаждают в холодильнике 17 и отделяют от сконденсировавшейся воды в сепараторе 16, после чего
газ проходит осушку в адсорбере 15 на Al
2
O
3
. Часть сухого пропилена в газообразном состоянии дросселируют, он поступа-
ет в трубчатую печь 3 и оттуда – на реакцию. Остальное количество конденсируется в аппарате 14 и собирается в емкости
C
3
H
6
+ HCl
H
2
O
Cl
2
(ж)
Пар
Сажа
Хлориды
NaOH
H
2
O
H
2
O
C
3
H
6
(ж)
Соляная
кислота
1
3
5
4
6
7
2
8
H
2
O
9
8
11
10
10
12
19
13
14
15
17
18
16

Страницы