CH3-C (CI) = CH-CH2CI-> CH2 = C (CI) -CH = CH2
Materiile prime pentru producerea cloroprenului sunt clorura de vinil și acetilenă:
CH2 = CHCI + CH0CH2CH2 = C (CI) -CH = CH2.
În acest caz, monoclorura de cupru este utilizată ca catalizator.
Clorura de vinil la o temperatură de 700 K în faza de vapori pe catalizatori de cupru, cadmiu, staniu sau plumb este, de asemenea, transformată în cloro-prene:
2CH2 = CHCICH2 = C (CI) -CH = CH2 + HCI
Cu toate acestea, pe o scară industrială, cloroprenul este produs în principal din acetilenă și butadienă.
Metode industriale pentru sinteza cloroprenului
Producerea cloroprenului din acetilenă. Până de curând, a fost singura metodă industrială de obținere a cloroprenului. Sinteza cloro-prenil bazat pe acetilenă se realizează în două etape: prima etapă acetil dimerizează inului la vinilacetilena, în al doilea - vinilacetilenă gidrohloriru etsya în cloropren.
Dimerizarea acetilenei se efectuează la 333-353 K în prezența unui catalizator - clorură cuproasă:
Catalizatorii din Newland pot fi, de asemenea, utilizați ca catalizatori: o soluție acidificată de Cu2CI2, NH4CI, NaCl. Conversia acetilenei are loc prin mecanismul de introducere:
0,5 Cu2CI2 Cu-C CH CH CuCșCH
Cu-CH = CH-CCHCH5Cu2CI2 + CH2 = CH-CCHCH.
Hidroclorurarea vinil acetilenei se efectuează într-o soluție apoasă de clorură cuproasă la 313-323 K.
Principala reacție secundară este hidroclorurarea suplimentară a cloroprenului pentru a forma 1,3-diclorbutenă-2:
CH2 = C (CI) -CH = CH2 + HCI CH3-C (CI) = CH-CH2CI
O schemă tehnologică de bază pentru producerea de cloropren din acetilenă este prezentată în Fig. 5.7.
Acetilena de pornire intră în dimerizare în reactorul 1. Temperatura de reacție este menținută în intervalul 333-353 K, timpul de contact este de 15-17 s. Vaporii amestecului de reacție din reactor intră în epuratorul 2, în care sunt eliberați de acid clorhidric și condensați.
Fig. 5.7. Schema tehnologică de bază de obținere a cloroprenului din ace-
1 - reactor de dimerizare; 2, 7 - scrubere; 3 - uscător cu condensator; 4 -
condensator; 5, 6, 9, 11, 12 - coloane rectificative; 8 - reactorul de ghidare-
rohlorirovaniya; 10 - separator.
Fluxuri: I - acetilenă; II - apă; III - vinilacetilenă; IV - cloropren; V -
dichlorobutenes; VI - acid clorhidric; VII - divinilacetilenă; VIII - stoc-
pentru curățenie
În uscătorul cu condensator, 3 flacoane de vinilacetilenă sunt eliberate din apă și în aparat 4 din acetilenă nereacționată. Mai departe, vilacetilenul trece coloanele de distilare 5 și 6, un scruber 7 și apoi intră în reactorul 8 pentru hidroclorare. Reacția este efectuată la 303-323 K și timpul de contact
5 secunde. Purificarea și izolarea cloroprenului comercial se efectuează în coloane de rectificare.
Avantajul procedeului de producere a cloroprenului din acetilenă este că acidul clorhidric este utilizat ca agent de clorurare, care în multe fabrici de sinteză organochlorină este format ca produs secundar. Dezavantajele procesului includ creșterea riscului de explozie, costuri de capital ridicate în comparație cu alte metode.
Producerea cloroprenului din hidrocarburi C. În 1966, în Franța
A fost pusă în funcțiune instalația industrială de producere a cloroprenului din butadienă.
Clorurarea butadienului-1,3 se efectuează în faza de vapori la o temperatură de
573 K. Butadiena și clorul se usucă preliminar și se purifică din oxigen. Pentru a evita reacțiile secundare nedorite, butadiena-1,3 este luată în exces în ceea ce privește clorul. În aceste condiții, principalele produse ale reacției sunt izomerii cis și trans ai 1,4-diclorbutenelor-2 și 3,4-diclorbutenelor-1:
CH2CH-CH = CH2 + CI2 3,4-izomer
Ca produse secundare datorită clorinării complete a butadienului, se formează tetraclorobutani.
Producerea cloroprenului prin dehidroclorurare este posibilă numai din izomerul 3,4-diclorbutan. În condițiile de control cinetic, predominarea este formarea izomerului 3,4. Din punct de vedere termodinamic, este preferabil să se formeze un izomer 1,4 mai stabil. Această circumstanță este determinată de mecanismul de atașare a reactivilor electrofili la butadienă, corespunzător a două variante posibile de formare a produselor intermediare:
CH2 = CH-CH = CH2 + Cl2CH2-CH-CH = CH2
Clorurarea butadienei se efectuează la temperaturi ridicate (573 K) și timp de contact scurt (0,01 s). O astfel de tehnică permite creșterea concentrației izomerului 3,4 în amestecul de reacție la 60-70%. O creștere suplimentară a gradului de conversie a butadienului la 3,4-diclorbutenă poate fi realizată prin izomerizarea 1,4-diclorbutenă. Procesul de izomerizare este catalizat de săruri de cupru.
Schema tehnologică principală pentru producerea cloroprenului din butadienă-1,3 este prezentată în Fig. 5.8.
Materie primă - butadienă și clor - alimentat în reactorul de clorurare în fază gazoasă 1. Amestecul de produs rezultat în clorurare reactor și neproreagiro-butadienă vavshego după răcire este alimentat în vasul de stripare 2, un roi Koto este separat de butadienă și acid clorhidric-cu hloruglevodoro rânduri. In epuratorul 3, absorbția de acid clorhidric, apă și butadienă-enă după uscare în aparatul de 4 se întoarce la clorinare.
Un amestec de izomeri dichlorobutenes: 3,4-diclor-1, cis- și trans-1,4-dichlorobutene-2 din partea inferioară a coloanei 2 este alimentat în unitatea de izomerizare 5. amestec abur Da Lea de la un aparat 5 este alimentat într-o coloană de distilare 6, de unde da 3,4-dichlorobutene-1 este excretat ca un distilat, iar nereacționat 1,4-dichlorobutene-2 înapoi la izomerizare. Pure 3,4-dichlorobutene-1 este trimisă în reactorul de dehidroclorurare 7, care este alimentat cu o soluție apoasă
soluție de NaOH. Cloroprenul rezultat este alimentat la rectificarea din coloana 9, unde este separat de produsele secundare.
Fig. 5.8. Schema tehnologică de bază de obținere a cloroprenului din boo-
1 - reactor; 2 - coloană de stripare; 3 - scruber; 4 - desicant; 5 - Appa-
un șobolan pentru izomerizare; 6 - coloană de extracție a 3,4-diclorbuten-1; 7 -
degidrohlorator; 8 - coloană pentru izolarea clorurii de sodiu; 9 - rectificat
Fluxuri: I-butadienă; II - clor; III - apă; IV - acid clorhidric; V -
NaOH; VI - aburi; VII - cloropren; VIII - 1-clorbutadienă; IX - soluție
NaCl pentru eliminare
O comparație a parametrilor tehnici și economici ai proceselor examinate arată că prețul de cost al cloroprenului obținut din butadiena izolată din fracțiunea de piroliză C4 este mai scăzută decât atunci când se clorizează butan diena.
Avantajul procesului de obținere a cloroprenului din fracțiunea butan-butilenă este disponibilitatea materiilor prime hidrocarbonate. Dezavantajele acestei metode sunt costurile de capital relativ mari, consumul ridicat de clor, formarea unor cantitati relativ mari de acid clorhidric gazos.
Epiclorhidrina (1-cloro-2,3-epoxipropan, clorometiloxiran) este un lichid incolor cu miros neplăcut; mp 216 K, b.p. 389,1 K. Khoro-sho se dizolvă în solvenți organici.
Epiclorhidrina este utilizată pentru producția industrială de cauciuc epiclorhidrină - homo- și copolimeri ai epiclorhidrinei. În industrie, un homopolimer de epiclorhidrină cu formula generală
copolimer de epiclorhidrină cu oxid de etilenă
și un terpolimer de epiclorhidrină, oxid de etilenă și alil glicidil eter
Epruvetele epichlorhidrinei sunt utilizate pentru fabricarea de piese rezistente la ulei (furtunuri, garnituri, manșoane, manșete, inele, garnituri de etanșare) utilizate în industria petrolieră, construcții auto și aeronave. Măsurile de homopolimer sunt, de asemenea, utilizate ca materiale ignifuge și acoperire pentru cabluri. Epiclorhidrina produce glicerină, oligomeri epoxi și rășini schimbătoare de ioni.
Epichlogrina se obține prin epoxidarea clorurii de alil cu hidroperoxizi:
CH2 = CH-CH2CI + RONOH H2C-CH-CH2CI + RON
Epoxidarea clorurii de alil este efectuată la 350-410 K în prezența unui catalizator care conține molibden. Catalizatorii utilizați sunt compuși organici ai molibdenului obținut prin reacția lui Mo cu (CH3) 3COOH în prezența alcoolilor alifatici ai fracției C1-C4 la 300-400 K.
Clorura de alil pornindă se obține prin substituirea cu clorurarea propilenei la o temperatură de 773-793 K:
CH2 = CH-CH3 + CI2CH2 = CH-CH2CI + HCI.
Reacția continuă cu eliberarea unei cantități mari de căldură. Pentru a îmbunătăți disiparea căldurii, precum și pentru a preveni formarea de produse de clorinare profundă, raportul propilenă: clor este menținut la 5: 1. În aceste condiții, clorul este transformat complet, iar propilena - cu 20% per trecere.
Principalul produs secundar este 1,2-diclorpropan, format ca urmare a adăugării de clor prin dubla legătură a propilenei:
CH2 = CH-CH3 + CI2CH2 (CI) -CH (CI) -CH3.
Diclorpropanii sunt responsabili în principal de apariția 1- și 2-clorpropenilor formate în produsele de reacție formate prin dehidroclorurarea diclorpropanelor.
Formarea diclorpropenelor este asociată cu clorurarea ulterioară a clorurii de alil rezultate și a dehidroclorurii sale:
CH2 = CH-CH2CI + C12CH2 (CI) -CH (CI) -CH2CI,
CH2 (CI) -CH (CI) -CH2CI-> HCI + CH (CI) = CH-CH2CI.
Mai multe detalii despre procesele de obținere a epiclorhidrinei sunt discutate în Sec. 9.6.
Fluoropolimeri - homopolimeri fluorurați etilenă și copoli hexameri cu alte olefine fluorurate, olefine și - au un număr de proprietăți valoroase: Inerția majorității substanțelor chimice, ter-module, îngheț și rezistența la intemperii, coeficient de frecare redus, aderență ridicată, ignifug, apa - și proprietăți de respingere a uleiului.
Fluoropolimerii datorită rezistenței lor termice și chimice ridicate, proprietăților dielectrice bune ocupă un loc important în rândul materialelor plastice. Acestea sunt utilizate pe scară largă în medicină și inginerie pentru fabricarea materialelor piezoelectrice și piroelectrice, a materialelor cu conductivitate electrică, a materialelor cu permitivitate dielectrică ridicată, a rezistențelor pentru circuitele integrate foarte mari, a fibrelor optice.
Cel mai utilizat pe scară largă politetrafluoretilena hlorftoretilen politrila, fluorură de viniliden, precum și copolimeri ai tetrafluoretilenă cu etilenă, fluorură de viniliden, hexafluorpropilenă, perftoralkilvinilo-Vym esteri și copolimeri ai clortrifluorctilena cu etilenă.