Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 2 августа, печатный экземпляр отправим 6 августа
Опубликовать статью

Молодой учёный

Совершенствование процесса производства жидких хлорпарафинов

Химия
13.02.2019
388
Поделиться
Библиографическое описание
Вершинина, Т. А. Совершенствование процесса производства жидких хлорпарафинов / Т. А. Вершинина, В. В. Горбатова, Т. К. Корчагина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 7 (245). — С. 93-95. — URL: https://moluch.ru/archive/245/56501/.


В данной статье рассматривается процесс получения жидких хлорпарафинов при использовании в качестве катализатора воды в фазовом состоянии газ-жидкость в реакторе смешения периодического действия.

Ключевые слова: хлорпарафины, хлорирование, катализатор.

The article deals with the process of producing liquid chlorinated paraffin when used as a catalyst in the aqueous phase as a gas-liquid batch reactor.

Keywords: chlorinated paraffin wax chlorination, catalyst.

Способ производства жидких хлорпарафинов основан на термическом хлорировании жидких парафинов фракции С1217 испаренным хлором с последующей отдувкой хлорпарафинов от растворенных кислых газов и стабилизацией эпоксидно-диановыми смолами, неотвержденными.

На промышленном аналоге жидкие хлорпрафины получают хлорированием парафинов в расплаве при относительно низкой температуре 100–130 С. Процесс проводят в периодическом реакторе, оснащенном барботером и перемешивающим устройством. Этот способ имеет достоинства и недостатки.

Достоинства: простота и надежность конструкции реактора; отсутствие побочных процессов.

К недостаткам можно отнести:

– периодичность процесса и как следствие простой основного технологического оборудования во время загрузки и выгрузки продуктов;

– длительность процесса;

– унос некоторого количества хлорпарафина вместе с абгазами, образование хлороводорода в процессе реакции;

– ограниченная сырьевая база производства — для получения жидких хлорпарафинов используются только нефтяные парафины или хлор;

– неполная конверсия хлора — около 95 мас. %, что приводит к усложнению процесса, связанному с улавливанием и нейтрализацией хлора или возвращением хлора обратно в процесс;

– использование в качестве хлорирующего агента только хлора приводит к удорожанию производства хлорпарафинов [1].

Основными направлениями улучшения технологии являются: замена сырья, перевод процесса в непрерывный режим с заменой реактора, применение инициатора или катализатора, применение стабилизатора [2].

Так как производительность промышленного процесса аналога низка — 9000 т/год, а повышать ее на много нет смысла, то переводить процесс в непрерывный режим не целесообразно.

Поэтому предлагается разделить процесс на стадию гидрохлорирования -олефинов и стадию хлорирования монохлорпарафинов.

В качестве сырья применяются -олефины фракции С1828. В процессе используется катализатор — вода, взятая в количестве 0,02–0,03 мас. %. Гидрохлорирование вести при температуре 20–25 С и скорости подачи абгазного хлористого водорода 21–24 ч-1 [3]. Полученную реакционную массу пропустить через поглотительную колонку, наполненную цеолитом марки СаХ для дегидратации. Затем хлорировать газообразным хлором при температуре 80–90 С и объемной скорости подачи хлора 19–22 ч-1. Реализация процесса способствует частичному расходованию побочного продукта HCl и увеличению конверсии хлоропарафина, повышается выход продуктов, упрощается и удешевляется процесс за счет использования на первой стадии абгазного хлороводорода. Таким образом, возможно достичь более высокие технологические показатели процесса без изменения конструкции реактора [4].

Предлагаемый процесс получения жидких хлорпарафинов включает 3 основных стадий: подготовка сырья, синтез, стабилизация и выделение целевого продукта. Стадии абсорбции хлороводорода из абгазов и санитарная очистка абгазов, как в промышленном аналоге, не требуются, так как первая стадия предполагает гидрохлорирование абгазным хлороводородом.

Структурно-функциональная схема данного производства представлена на рисунке 9, которая дает общее представление о процессе функционирования химико-технологической системы. На схеме выделены основные стадии, выполняющие определенную технологическую операцию, показаны технологические связи между ними. По схеме можно определить, какие операции совершаются и в какой последовательности.

Рис. 1. Структурно-функциональная схема производства жидких хлорпарафинов

Сравнение способов получения жидких хлорпарафинов промышленного аналога и предлагаемого способа приведено в таблице 1.

Таблица 1

Сравнение параметров способа промышленного аналога инового способа получения целевого продукта

Параметр процесса

Промышленный аналог

Новый способ

Режим проведения процесса синтеза

Периодический режим

Периодический режим

Число стадий в процессе

1

2

Продолжительность стадии синтеза

15,5 ч

19,6 ч (для 2-х стадий)

Присутствие катализатора в системе

-

H2O (0,02–0,03 % масс.)

цеолит CaX (2 % масс.)

Давление процесса

Не более 0,3 МПа

0, 1 МПа

Температура процесса

100–130 С (1 стадия)

20–25С (1 стадия)

80–90С (2 стадия)

Фазовое состояние системы

Газ-жидкость

Газ-жидкость

Хлорирующий агент

Хлор

Абгазный хлороводород

(хлор применяется для «дохлорирования» реакционной массы с 1 стадии)

Мольное соотношение реагентов

1:7

1:6

Конверсия по хлору

96 %

100 %

Выход хлорпродукта

100 %

100 %

Реакторный узел

Реактор емкостной с сплошной рубашкой и мешалкой

Реактор емкостной с сплошной рубашкой и мешалкой

2

В результате данного усовершенствования видно, что уменьшается давление процесса, расход хлора, мольное соотношение, а также увеличивается конверсия по хлору, что делает данный способ производства жидких хлорпарафинов более экономически выгодным.

Литература:

  1. Постоянный технологический регламент № 79–21/2016 производства жидких хлорпарафинов, кислоты соляной из абгазов хлорорганических производств.
  2. Зотов, Ю. Л. Окисление промышленных хлорпарафинов кислородом воздуха: монография / Ю. Л. Зотов, Н. А. Бутакова, Ю. В. Попов; ВолгГТУ– Волгоград, 2014. — 124 с.
  3. Пат. № 2266891 Российская Федерация, МКП C07C19/01. Способ получения жидких хлорпарафинов / Ю. К. Дмитриев, У. Ш. Рысаев, В. У. Рысаев, З. Г. Расулев/
  4. Малоотходное производство получения хлорированных парафинов / В. П. Эндюськин [и др.] // Экология и промышленность России. — 2006. — № 4. — с. 10–11.
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
хлорпарафины
хлорирование
катализатор
Молодой учёный №7 (245) февраль 2019 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 93-95):
Часть 2 (стр. 87-177)
Расположение в файле:
стр. 87стр. 93-95стр. 177

Молодой учёный