химический каталог




Хлористый водород и соляная кислота

Автор М.И.Левинский, А.Ф.Мазанко, И.Н.Новиков

акция окисления хлористого водорода протекает по уравнению

4нс1 + 02= 2н20 + 2с12

Катализатор процесса - хлорид меди, нанесенный на кирпич или пемзу, температура 450 °С. Главным недостатком этого

132

Рис. 9-2. Технологическая схема Кель-хлор процесса:

1 - абсорбер-окислитель; 2 - доокнслнтель; 3 - вакуум-нспаритель.

рис. 9-3. Технологическая схема сбалансированного процесса получения хлор метанов:

1 - реактор прямого хлорирования; 2 - реактор окснхлорнроваиия; 3 - коиден сациокно-отпарная колонна.

метода является получение 6-8%-ного хлора, применение которого в хпорорганическом синтезе затруднено. С целью устранения этого недостатка разработан ряд способов концентрирования хлора, такие как сольвентный, адсорбционный и др.

Наиболее эффективным методом переработки НС1 является метод окислительного хлорирования органических соединений, основанный на окислении хлористого водорода в присутствии веществ, способных хлорироваться в условиях реакции. Степень использования хлора в таких процессах достигает 100%.

Окислительное хлорирование углеводородов было подробно изучено на примере хлорирования бензола, что легло в основу промышленного способа получения фенола методом Рашига:

свн6 + нет + У202^- С6Н5С1 + н2о

C6HSC1 -I- н2о —- с6н5он + но

В этом методе и для оксихлорирования, и для прямого хлорирования бензола используются одни и те же катализаторы -хлориды меди, железа и других металлов, что приводит к значительному снижению температуры реакции. Для получения хлорбензола мольное соотношение бензол: хлористый водород составляет 10:1, при этом степень превращения хлористого водорода достигает 98%, а бензола в хлорбензол - 93%.

13

В связи с тем, что хлорбензол хлорируется легче, чем бензол, в процессе образуется большое количество попихпоридов. Эта особенность оксихлорирования бензола использована при переработке нетоксичных изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ). Гексахлорбензол получают окислением ГХЦГ кислородом воздуха в присутствии катализатора - оксида алюминия и хлорида меди при температуре 450 °С:

ИЛИ С6Н6С16 + 1.6 °2 —* СбС1б + зн2о

С6Н6С16 С6Н3С13 + ЗНС1 ^ СвС16 + ЗНгО

Поскольку лимитирующей стадией процесса является замес тительное хлорирование метана, оксихлорирование метана протекает наиболее трудно, температура процесса выше 400 С.

Как и при прямом хлорировании метана в объеме или в кипящем слое, при оксихлорировании образуются все хлорметаны Соотношение хлорметанов зависит от соотношения хлористого водорода и метана, однако с увеличением этого соотношения возрастает сгорание метана, реакционный газ разбавляется и затрудняется выделение целевых продуктов.

Для промышленных целей наиболее приемлемым является сбалансированный по хлору метод получения хлорметанов [2683, представленный на рис. 9-3.

Хлорметаны получают методом прямого хлорирования природного газа (метана) хлором и окислительного хлорирования метана смесью кислорода и хлористого водорода, образующейся при прямом хлорировании.

Разработанный процесс получения хлорметанов характеризуется отсутствием вредных отходов, сточных вод и газовых выбросов в атмосферу, а также низкими расходными коэффициентами по сырью. На 1 т хлорметанов образуется 50% CHClg, 28% CH2CI2 и 22% СС14, а расходуется 0,224 т метана, 0,969 т хлора и 0,385 т кислорода.

Окислительное хлорирование этана приводит к получению хлорэтана. При увеличении избытка хлористого водорода и кислорода при температуре 300 °С можно получить до 40% дихлорэтана. При более высоких температурах (500 °С) выделяют смесь хлорэтанов и до 50% винилхпорида.

При наличии дешевого этана этот метод получения винил-хлорида может оказаться конкурентоспособным по сравнению с методом окислительного хлорирования этилена.

В основе наиболее крупных производств винилхпорида в СССР и за рубежом в настоящее время положен сбалансированный процесс, химизм которого представлен схемой:

134

СН2=СН2 + С12 —- СН2С1—СН2С1 — СН2=СНС1 + но

СН,=СН2 + 2НС1 + ]/202

СН2С1—СН2С1 + н2

Широкое внедрение процесса оксихлорирования в промышленность обусловлено рентабельностью технологии, простотой аппаратурного оформления и глубоким изучением кинетики и механизма этих реакций.

В качестве катализаторов стадии оксихлорирования применяют самые различные хлориды металлов с добавками, повышающими их активность и снижающими их унос с поверхности носителя. В качестве носителей рекомендуют оксид алюминия, силикагель и другие материалы.

Так как реакция оксихлорирования идет с выделением большого количества тепла (Д?2эз =-234,5 кДж/моль), то ее проводят, в основном, в кипящем слое катализатора, позволяющем поддерживать изотермичность процесса. На рис. 9-4 представлена типовая схема сбалансированного процесса получения винилхпорида фирмы Гудрич.

Газообразный хлор и часть этилена поступают в реактор прямого хлорирования этилена 6. Остальной этилен, воздух и хлористый водород со стадии пиролиза подают в реактор окислительного хлорирования 1 с кипящим слоем. Выходящие из реактора газы содержат дихлорэтан; они промываются

7V

о,

С2Н4

С1-

-2 3.

HCI

н2о

J7I

10

вх_

Г

дхэ

Рис. 94. Технологическая схема сбалансированного процесса фирмы Гудрич: 1 — оксихлоратор; 2 — скруббер; 3 — сепаратор; 4 — абсорбер; 5 — отпариая колонна; 6 — реактор прямого хлорирования; 7, 8, 11 — колонны ректификации; 9 — печь пиролиза; 10 — колонна отпарки НС1.

135

водой в скруббере 2 и конденсируются. Дихлорэтан отделяется в сепараторе 3 и направляется в колонны У и 8.

Чистый дихлорэтан поступает далее в печь пиролиза 9, где •происходит его разложение, образующийся хлористый водород после отпарки в колонне 10 возвращается на стадию оксихло-рирования. В колонне происходит выделение товарного винилхлорида, а кубовая жидкость возвращается на стадию ректификации ДХЭ.

Получение хлорсодержащих органических продуктов

Гидрохлорирование этиленовых углеводородов. Путем гидро-хпорирования этилена в промышленных условиях получают хлорэтан, а также другие ^-хлоралканы. Хлорэтан широко применяется в медицинской промышленности, при производстве этилцеллюлозы, татраэтилсвинца и др.

Гидрохлорирование можно проводить как по ионному, так и по радикальному механизму, что влияет на состав конечных продуктов реакции. Механизм и кинетика гидрохлорирования интересно изложены в работах Г. Б. Сергеева и др. [269Д, которые показывают, что в зависимости от условий процесса и катализатора можно получать самые различные продукты.

Процесс гидрохлорирования этилена проводят в присутствии AICI3 в среде хлорэтана при температуре -10 °С.

В реактор из черной стали загружают раствор, содержащий 0,2-0,5% АЮ3 в хлорэтане, и через раствор непрерывно пропускают смесь этилена и хлористого водорода. Образовавшийся хлорэтан нейтрализуют, сушат и выделяют'ректификаци-ей. На 1 т продукта расходуется 0,434 кг этилена и 0,566 кг хлористого водорода.

Пропилен легко гидрохлорируете я при температуре 100-150 °С в газовой фазе в присутствии катализатора ZnC^ на активированном угле с образо

страница 35
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

Скачать книгу "Хлористый водород и соляная кислота" (1.58Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы по ремонту котлов бакси
вентилятор vr 40-20/22.4е
телевизоры премиум класса бренды
купить сетку рабицу 30 30

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.01.2017)