Получение хлористого винила (стр. 3 из 4)
Производство винилиденхлорида по известковому методу осуществляется по описываемой схеме в три стадии:
1) омылении трихлорэтана известковым молоком,
2) ректификации винилиденхлорида,
3) стабилизации готового продукта.
Известковое молоко, необходимое для омыления трихлорэтана готовится в гасителе 11, взаимодействием негашеной извести и воды (Схема 4).
Из гасителя известковое молоко с содержанием гидрата окиси кальция 170 г/л сливается в емкость 12, куда в случае необходимости добавляется вода. Центробежным насосом известковое молоко подается в мерник, 1, из которого поступает в смеситель 3, в него же из мерника 2 сливается трихлорэтан. Образовавшаяся смесь центробежным насосом закачивается в реактор 13. Реактор — стальная колонна, футерованная диабазовой плиткой с рубашкой и змеевиком внутри. В конце реакции реактор обогревается острым паром.
В реакторе 13 протекает основная реакция получения винилиденхлорида:
2СН2С1-СНС1 + Са(ОН)2 → 2СН2=СС12+СаС12+2Н20.
Вследствие наличия в трихлорэтане тетрахлорэтана и пентахлорэтана протекают побочные реакции образования трихлорэтилена:
2СНС12-СНС12+Са(0Н)2 → 2СНС1=ССl2+СаСl2+2Н20.
и тетрахлорэтилена:
2СС13—СНС12+Са(0Н)2→СС12=ССl2+СаС12+2Н20.
Смесь паров из реактора 13 поступает в реакционную емкость 14. В ней благодаря введению свежей порции известкового молока и дополнительному времени трихлорэтан, почти полностью вступает в реакцию. Парогазовая фаза из реакционной емкости 14 частично конденсируется в дефлегматоре 4. Конденсат через фазоразделитель 9 стекает в реакционную емкость или в сборник конденсата 15, Паровая фаза, состоящая в основном из винилиденхлорида, конденсируется в конденсаторе5, охлаждаемом рассолом. Неконденсирующиеся газы сбрасываются в атмосферу из фазоразделителя 6; винилиденхлорид-сырец из него же сливается в емкость 16 или в куб ректификационной колонны 17, который обогревается горячей водой так, чтобы температура в кубе поддерживалась 60—70°С.
Пары винилиденхлорида, частично трихлорэтилена, дихлорэтана и воды поступают из колонны в дефлегматор 7. Сконденсировавшиеся трихлор-этилен, дихлорэтан, вода с частью винилиденхлорида через фазоразделитель 10 стекают в колонну. Пары винилиденхлорида конденсируются в конденсаторе 8. Конденсат поступает в сборник готового продукта 18, стабилизируется гидрохиноном и выдавливается сжатым азотом потребителю. Кубовый остаток из колонны 17 содержит около 50% дихлорэтана.
Основные параметры производства
Содержание Са(ОН)2 в известковом молоке 170—200 г/литр
Содержание С2Н3Сl3 в трихлорэтане не менее 75%
Давление в реакторе 13 0,1—0,3 атм.
Температура в реакторе 13 90 - 95°С
Температура в реакционной емкости 90—93°С
Температура верха ректификационной колонны 32 —35°С
Конденсаторы 5 и 8 охлаждаются рассолом —10°С
На 1 т100% винилиденхлорида расходуется 100%-го трихлорэтана 1,68 т
Схема 4. Технологическая схема производства винилиденхлорида
Обозначения на схеме 4:
1,2—мерники,
3—смеситель,
4, 7—дефлегматоры,
5, 8— конденсаторы.
6,9, 10 — фаэопазделители,
11 —гаситель извести,
12, 16—емкость,
13—реактор,
14 —реакционная емкость,
15, 18—сборники,
17 —ректификационная колонна.
1.6 Производство винилацетата
Уксусновиниловый эфир или винилацетат CH2=CHOCOCH3—жидкость специфического запаха, слезоточивого действия, температура кипения 73°С, температура плавления—84°С, удельный вес 0,9342. Винилацетат способен полимеризоваться, образуя поливипилацетаты.
Поливинилацетат применяется для изготовления лаков, клеев, поливинилового спирта и для совместной полимеризации с хлорвинилом, метилметакрилатом.
Сырьем для синтеза винилацетата служит уксусная кислота и ацетилен.
Процесс производства винилацетата осуществляется по следующей схеме (Схема 5).
Ацетилен из буфера 6 подается газодувкой через буфер 14 в испаритель—перегреватель 15. Сюда же из бака для уксусной кислоты 7 поступает 98,5% уксусная кислота. При температуре 56°С происходит испарение уксусной кислоты, и пары ее с ацетиленом в отношении 1 : 3,5 направляются в контактный аппарат 16. Температура в зоне реакции, равная 200°С, поддерживается нагретым маслом.
Контактный аппарат—аппарат трубчатого типа. Трубки заполнены катализатором—активированным углем, пропитанным раствором ацетата цинка.
Основная реакция, протекающая в контактом аппарате:
С2Н2+СН2СООН → СН2=СНОСОСН3;
побочная реакция:
С2Н2+Н20 →СН3СНО.
Продукты реакции из контактного аппарата 16 поступают в ловушку катализатора 17, в которой улавливается угольная пыль. Затем они направляются на охлаждение, проходя последовательно через водяной холодильник 8, рассольный холодильник 9, охлаждаемый рассолом с температурой —15°С, и через рассольный холодильник 10, охлаждаемый рассолом с температурой —40°С. Винилацетат-сырец, конденсирующийся в холодильниках, собирается в приемниках сырца 18 и 19 и центробежным насосом подается в напорный бак сырца 1. Непрореагировавший ацетилен возвращается в буфер 6.
Винилацетат-сырец из напорного бака поступает в ректификационную колонну 2. При температуре верха колонны 21°С отгоняются в основном легколетучие продукты; после конденсации в дефлегматоре 3 часть конденсата направляется в колонну в виде флегмы, часть ого охлаждается в холодильнике 4 и собирается в сборнике 20.
Кубовая жидкость из колонны 2 поступает в ректификационную колонну 11. При температуре верха колонны 73°С отбираются пары винилацетата. После дефлегматора 5 винилацетат частично в виде флегмы идет в колонну 11, частично охлаждается в холодильнике 12 и собирается в сборнике 13. Из кубовой части колонны 11 вытекает уксусная кислота, которая собирается в сборник уксусной кислоты 21 и центробежным насосом перекачивается в бак для уксусной кислоты 7.
Основные параметры процесса
Температура в испарителе 56°С
Температура в контактном аппарате 200°С
Давление в контактном аппарате атмосферное
Соотношение ацетилена с уксусной кислотой в газо-паро-
вой смеси, поступающей в контактный аппарат 3,5 : 1 по объему
Температура верха ректификационной колонны 11 73°С
Температура куба 118°С
Схема 5. Технологическая схема производства винилацетата
Обозначения на схеме 5:
1—напорный бак сырца,
2—ректификационная колонна,
3, 5—дефлегматоры,
4, 12— холодильники,
6—буфер,
7—бак для уксусной кислоты,
8—водяной холодильник ,
9, 10—рассольный холодильник,
11—ректификационная колонна,
13—сборник винилацетата,
14—буфер,
15—испаритель,
16—контактный аппарат,
17—ловушка катализатора,
18, 19—приемник сырца,
20 —сборник легколетучих,
21—сборник уксусной кислоты,
22—кубректификац. колонны.
1.7 Производство этиленгликоля
Этиленгликоль СН2ОН—СН2ОН—бесцветная густая жидкость сладкого вкуса, температура кипения 197,2°С, температура плавления—13,2°С, удельный вес 1,114. Это простейший двуатомный спирт, хорошо растворимый в воде; водные растворы его замерзают при низкой температуре и применяются в качестве антифриза. Этиленгликоль употребляется как заменитель глицерина, например, в производстве ВВ, для синтеза некоторых органических веществ и в качестве добавок к веществам, устраняющим быстрое высыхание.
В процессе получения этиленгликоля образуются диэтиленгликоль и триэтиленгликоль. Эти вещества часто являются основными продуктами, выпускаемыми производством, при этом технологическая схема и режим работы его несколько меняются.
По описываемой схеме (Схема 6) этиленгликоль получается методом прямой гидратации окиси этилена без катализатора при давлении 10 атм. и температуре 165°С.
Основная реакция процесса:
СН2-СН2+Н20 → СН2ОН-СН2ОН.
v
О
Побочные реакции—образование дитриэтиленгликолей и полигли-колей.
СН2ОН-СН2ОН+СН2—СН2 → СН2ОН-СН2 - 0—СН2-СН2ОН
V
О
СН2ОН-СН2-О-СН2—СН2ОН+СН2-СН2 →
V
О
→ СН2ОН-СН2—О-СН2-СН2-О-СН2—СН2-ОН.
В качестве сырья применяют 98,5 %-ную окись этилена и паровой конденсат. Конденсат из сборника 1 и окись этилена из сборника 2, охлажденная в холодильнике 3 до 5—6°С, подаются в смеситель 4, куда поступает также обратный конденсат с температурой 30°С. Из него шихта, содержащая 10—15% окиси этилена и 88—90% воды по объему, направляется в трубчатый смеситель 6 и собирается в сборнике шихты 5, где поддерживается температура 5—6°С. Паровым насосом с давлением 10 атм. через подогреватель шихты 7 с температурой 130°С шихта подается в гидрататор 8, в котором протекает реакция получения этиленгликоля. Из гидрататора 8 реакционная масса дросселируется до 0,3 атм. в газосепаратор 11, откуда газовая фаза поступает в конденсатор 12, затем конденсат идет в напорный бак 1. Жидкая фаза из газосепаратора переходит в ректификационную колонну 14. Отгоняющиеся пары конденсируются в дефлегматоре 13 и поступают в сборник конденсата 18. Сюда же идет раствор щелочи для нейтрализации побочных продуктов реакции кислого характера. Конденсат из сборника 18 охлаждается в холодильнике 17 и направляется в смеситель 4. Из куба колонны вытекает 70%-ный этиленгликоль, который собирается в сборник 16. Центробежным насосом этиленгликоль подается через выносной кипятильник 15 во вторую ректификационную колонну 19 для отделения полигликолей. Пары этиленгликоля, выходя из колонны 19, конденсируются в конденсаторе 12. Конденсат, содержащий 70% этиленгликоля, собирается в сборник 20. Полигликоли, вытекающие из кубовой части колонны 19, собираются в сборнике 21 и направляются потребителю.