Universitatea de Stat din Moscova numit după M. V. Lomonosova (MSU numit după M. V. Lomonosova)
Controlul Prepararea dicloretan de etilenă prin chimia de reacție Interacțiune descărcare gaz
Adauga la Favorite
Raportați acest document
Numărul de puncte necesare pentru a descărca
Pagina 3 din 13 pagini
Pagina 3 din 13 pagini
Pagina 3 din 13 pagini
OBȚINEREA dicloretan din etilenă
1. Proprietăți de comerț și tehnologice ale zonei dicloretan
Dicloretan (clorură de etilen) CH2CI-CH2CI - incolor volatil
lichid cu un miros specific care amintește de cloroform
(P.f. 83,7 ° C;. Cu punct de topire -35,3 ° C, căldura de vaporizare de 77,3 kcal / kg). cu apă
Se formează un azeotrop (80,5% dicloretan), cu punct de fierbere la 72oS.
lumini dicloroetan abia luminat de o flacără luminoasă cu verde
frontieră, acid clorhidric gazos este eliberată în timpul arderii. dicloretan de ardere
Acesta poate fi ușor stins cu apă. perechi dicloretan formează cu aer
amestec exploziv în afara exploziv 4,8-15,9% (vol.).
Dicloretanul este amestecat în toate privințele cu alcooli, benzen,
acetonă, și mulți alți compuși organici; bine
dizolvă ulei, grăsimi, rășini, ceară, cauciuc, alcaloizii, precum și unele
substanțe anorganice, cum ar fi sulf, fosfor galben, iod, și altele.
Dicloretanul este toxic și are un efect narcotic, astfel încât
care lucrează cu ei trebuie să fie atent. Inhalarea vaporilor dicloretan
Aceasta cauzează dureri de cap, iritații ale tractului respirator, tuse, și poate
duce la moarte. Maximă admisibilă a vaporilor de concentrație dicloretan
Ameliorarea producției de aer 10 mg / m3.
Dicloretanul este utilizat ca solvent în diverse
zone: extracția grăsimilor, produse petroliere pentru curățare
parafină pentru produsele din lână de degresare, blană și metal
înainte de placare cu crom sau nichelare, pentru a extrage ceară (montan-
ceară) din cărbune brun, și așa mai departe. d. De asemenea, este un produs intermediar pentru mulți
sinteze industriale. Cantități semnificative de dicloretan
costurile pentru obținerea clorurii de vinil.
2. Surse de materii prime: fracțiuni petroliere de materie primă este un gazele de piroliză etilena
fracțiune de etilenă și gaz de cocserie.
3. Metode pentru prepararea dicloretan.
Există mai multe modalități de a obține dicloretan de la etilenă:
1) reacția etilenei cu clor într-un mediu
dicloretan lichid la 20-30 ° C;
2) care trece prin etilena lichid cu clor
presiune ridicată și o temperatură nu mai mare de 0 ° C;
3) reacția etilenei cu clor la temperaturi ridicate
(120 ° C) peste diferiți catalizatori. (CuCI2, FeCl3, SbCI5, animale
4) reacția etilena, acid clorhidric și oxigen
aer pe un catalizator de cupru la 300 ° C:
În industrie, distribuit în principal prima metodă,
tehnologic dezvoltat A. F. Dobryanskim co-lucrătorilor. ei
Posibilitatea de a folosi dicloretan pentru a obține nu numai
etilenă pur, ci și amestecuri ztilensoderzhaschizh, de exemplu etilenică
a fracției de materie primă de motorină de piroliză și etilena cocs
de gaz. A doua metodă de realizare a randamentului ridicat de dicloretan
necesită etilenă lichid și clor foarte concentrat. În plus,
Educația reacție dicloretan, în acest caz, are loc cu un exces de
clor, ceea ce duce la formarea nu numai de dicloretan, dar altele
produse de clorurare a etilenei. Dezavantajele altor metode
Ele sunt randament scăzut datorită formării de dicloretan
produse de substituție precum și dificultăți de curățare dicloretan.
fundații 4.Fizikokohimicheskie ale procesului de obținere a dicloretan
Procedeul de obținere a unui dicloretan complex eterogen
reacție. reacția endotermă este ireversibilă, se execută fără a utiliza
catalizator la temperatură scăzută.
Reacția clorului care unește etilena continuă cu alocarea
cantități mari de căldură:
CH2 = CH2 + Cl2 → SN2Sl-SN2Sl H = - 48 kcal
La prepararea dicloretan, prin reacția etilenei cu clor într-un mediu
lichid dicloretan, care dizolvă atât gazul, reacția are loc
de fapt, în faza lichidă. Acest lucru asigură siguranța
Procedeul (un amestec de clor gazos și etilena este exploziv) și îmbunătățită
condițiile de transfer de căldură din amestecul de reacție la un agent de răcire.
căldură Retractare de reacție este facilitată în mare măsură, și pe deplin
Se elimină posibilitatea de supraîncălzire locală. În plus, în mediul
dicloretan, iar procesul se desfășoară autocatalitic viteza de reacție
semnificativ mai mare decât interacțiunea dintre etilenă gazos și clor
Când reacția etilenei cu clor, aductul adăugarea de clor
cu dublă legătură (1,2-dicloretan) și de substituție a produselor formate
- tricloretan, tetracloretan și policloruri superioare:
CH2 = CH2 + 3Cl2 → SNSl2-SNSl2 + 2HCl etc.
Reacțiile de substituție sunt accelerate odată cu creșterea temperaturii (Fig. 2). din
Se poate observa că la temperaturi cuprinse intre -30 C este obținut aproape -20 °
dicloretan exclusiv, în timp ce la + 20 ° C formată
preferabil tricloretan. Cu creștere suplimentară a temperaturii
substituția are loc mai adânc pentru a forma tetracloretan.
Limitarea proces are loc prin reacții chimice.
Conform Fig. 2, cu o creștere a temperaturii accelerează reacția
înlocuire, iar temperatura este scăzută - ieșirea dicloretan.
Compoziția produselor obținute variază considerabil în cazul în care reacția
oxigen liber mediu pentru a intra. În acest caz, formarea de produse
înlocuire încetinește și chiar se oprește. Acest lucru se explică prin faptul că
reacția de substituție în lanț în prezența oxigenului este tăiat. acest
De fapt simplifică foarte mult tehnologia de producție
dicloretan. Prin urmare, adăugarea de oxigen poate fi efectuată
reacția etilenei cu clor la 20-30 ° C și îndepărtarea căldurii de reacție
apă rece fără saramura de răcire necesară la temperaturi mai mici
0 ° C. Acest lucru simplifică procesul de proiectare hardware și
cost redus de dicloretan.
Mecanismul de inhibare prin reacția de substituție atom de oxigen
un atom de clor de hidrogen nu este clarificat exact. Se crede că rezultă
React cu oxigen, în conformitate cu schema
Cl2 · + O 2 → Cl - O - O ·
ClO · + ClO · → Cl2 + O2 etc.
în care numărul de atomi de clor este redus semnificativ.
5. Aparatură tehnologică de producție sistem de dicloretan
clorureze etilenă pentru a se obține la scară industrială
dicloretan se realizează în chlorinator cilindrice verticale; căldură
reacție este îndepărtat cu apă rece care circulă în colaci, iar mantaua
aparate. Chlorinator până sus umplut cu dicloretan, prin care
gaze reactive bule de aer - etilenă și clor. Gaze ar trebui să fie
pre-drenat complet, deoarece clor umed parțial
hidrolizată, are o acțiune corozivă asupra echipamentului de oțel. la
uscarea destul de completă a tuturor gazelor furajere și aparatele de reacție
conductele pot fi fabricate din oțel carbon obișnuit.
Etilena este furnizat la separarea instalațiilor de răcire profunde
destul de drenat, și uscare suplimentară nu este necesară. din
etilenă eliberat prin alte mijloace, de exemplu, hypersorption, umiditate
Acesta trebuie să fie eliminate sau congela adsorbanți solizi.
Utilizarea acidului sulfuric pentru deshidratarea etilenei nu este recomandată, deoarece
prezența și rezinificare ei are loc sulfonarea nesaturat
hidrocarburile conținute în fracțiunea de etilenă. Pentru uscarea clorului
Acid sulfuric concentrat utilizat, dar de obicei clorul este furnizat
cu instalație de clor a drenat. Atunci când se lucrează cu un insuficient drenate
alimenta gazele necesare osvintsovyvat peretelui interior clorurare,
bobine și agitatoare de răcire.
Dicloretan industriale schemă tehnologică
este prezentată în Fig. 1. în amestecul gazos care intră în clorurare 1. trebuie
conțin etilenă în exces (5-10% din cantitatea stoichiometrică)
necesare pentru legarea completă a clorului. Prezența clorului în
Gazele de reacție invalid deoarece interacțiunea cu clor
hidrocarburi, într-o conductă uncooled poate duce la
creșterea temperaturii și hidrocarburi cu aprindere. clor,
alimentat la clorurare, diluat
Fig.1. Schema de dicloretan din etilenă și clor:
1 - chlorinator; 2 - o colecție de dicloretan brut; 3 - condensator
confuzie; 4 - Holo-dilnik; 5 - spălare de epurare a gazelor; 6 - convertizor; 7
13 - separatoare; 8 - o colecție de baze; 9 - o colecție de neutralizat
dicloretan; 10, 14 - coloană de rectificare; 11, 15 - cazane;
12, 16 - dephlegmators; 17 - frigider.
aer (8-10% în volum din gazele reactive); dă
capabil să efectueze clorurarea etilenei la 20-30 ° C
Pentru un contact mai bun între gazele reactive și mai bine
dizolvarea lor într-o elice clorinare dicloretan instalat
agitator. Rezultat dicloretan brut din gravitatea clorinare
curge continuu în colecția 2.
Gazele de eșapament de la clorurare (etilena nereacționată)
impurități gazosi conținute în etilena inițial și clor, aer)
o cantitate semnificativă antrenează de clorură, dicloretan și vapori parte
hidrogenul generat ca rezultat al reacțiilor de substituție. Prin urmare, de la
gazelor arse separat solvenți dicloretan sau absorbție
(Kerosen, etc.), sau prin condensare așa cum se arată în diagrama. Gazele reziduale
introduceți amestecarea condensatorului ambalat 3 montat pe
holodilyshkom 4. În partea superioară a condensatorului de amestec este alimentat de la
frigider 4, răcită la -20 ° C duză dicloretan irigare.
Gazele care intră în partea inferioară a condensatorului de amestecare, testat
duza de jos în sus în contracurent la dicloretan și se răcește la -15 ° C,
astfel încât aproape toate cuplurile dicloretan condensează.
dicloretan Condensed amestecat cu dicloretan furnizat
pentru irigații, și intră în frigider 4, în cazul în care din nou răcit la -20 ° C,
Gazele de evacuare din partea de sus a condensatorului de amestecare spalata
apă în spălătorului 5 de acid clorhidric și se lasă în atmosferă.
Dicloretanul brut din dispozitivul de colectare a 2 este pompat la 6, în care atunci când
se efectuează agitarea neutralizare dizolvată în dicloretan
acid clorhidric hidroxid de sodiu 5-10%.
Dicloretan neutralizat în separatorul 7 se separă de soluția
alcaline și se scurge într-o colecție care 9 este alimentat la uscare și
rectificare. Uscarea se efectuează în distilarea dicloretan
coloana 10, în partea de jos a cărei temperatură este menținută la 75-85 ° C
Din coloana un amestec azeotrop de dicloretan a fost distilat cu apă,
condensat într-un deflegmator 12 și a revenit în parte pentru a iriga
coloanei 10. Distilatul este stratificat în separatorul 13; apă direcționată spre
o stație de curățare și apoi la canalizare, și se întoarce la dicloretan
colector 9. Din partea inferioară a coloanei 10 curge dicloretan anhidru
care intră în continuare în 14 unde dihloretan- fracționare
tricloretan este separat de produs distilat și policloruri (fund lichid).
6. Calcularea procesului de material de clorurare etilenă echilibru
Date pentru calcul:
Pe baza tabelului. 4.1 [1] ieșiri definesc produșii de reacție în timpul
Temperatura, 255 K:
Fig. 2. Randamentul produșilor de reacție.
Pe baza Fig. 2, date de ieșire prin produșii de reacție sunt rezumate în
Randamentul produșilor de reacție la T = 265K produse Compoziție clorurare,% (greut.)
Clorură superior 3.2
Excesul de etilenă în 10% din stoichiometrie
Dicloretan s-a dizolvat acid clorhidric 50%
Presiunea sistemului, 0,89 MPa
Capacitatea plantelor, t / an
Numărul de zile lucrătoare pe an 350
clor Compoziție și fracție de etilenă
conținut de clor,% (vol.) fracție Compoziție etilenă,% (vol.)
Cl2 CO2 H2 N2 C2H4 C2H6 C3H6
1,2 0,3 0,5 98 92,0 6,0 2,0
setarea de ieșire pe ore de dicloretan este:
Această formulare: