Розробка методу визначення складу реакційних газів термічного хлорування у виробництві чотирьоххлористого вуглецю і перхлоретину.

Експериментальна частина

интез чотирьоххлористого вуглецю і перхлоретилена здійснюється в хлораторі поз. 112/113, у верхній частині якого знаходиться інжекційний пристрій, через який відбувається ввід реагуючих компонентів. Реакція протікає при температурі 565-585С і часу перебування реакційної суміші в хлораторі 5-8 секунд.

Принципова технологічна обв'язка вузла хлоратора і закалки реакційних газів зображена на мал. 1

мал. 1. Принципова схема обв'язки вузла хлоратора.

е, позн. 112/113 - хлоратор; позн. 130 - запалююча колона, позн. 115 -випаровував; позн. 117 - концентратор; позн. 1 - реакційні гази на колону закалки; позн. 2 - технологічний потік із колони позн. 115, 117 в позн. 112/113.; позн. З - технологічний потік із колони позн. 130 на позн. 115; позн. 4 - вивід важких у відходи.

Для аналізу реакційних газів пропонується використовувати метод ''гарячої проби" після -хлората - конденсація суміші з наступним аналізом вмісту окремих компонентів.

еакційні гази після хлората складаються з чотирьоххлористого вуглецю, перхлоретилена, гексахлоретану, гексахлорбутадієна, гексахлорбензола і деяких інших органічних сумішей, а також хлору, хлористого водню, вологи.

Для конденсації і розділення вказаної суміші пропонується наступна лабораторна установка, зображена на мал. 2

мал. 2. Лабораторна установка для конденсації і розділення реакційної суміші процеса термічного хлорування,

де 1 -пастка для конденсації органічної частини проби, поміщення в сосуд Дьюаре, заготовлений холодоагентом з температурою = -20°С.

2 - колба з Н2О для поглинання хлористого водню.

3 - колба з КJ для поглинання хлору.

4 - пастка з толуолом, поміщена в сосуд Дьюара, заповнений холодоагентом з температурою -20 С.

5 - газові піпетки для відбору проб газу.

6 - реометр для вимірювання швидкості викидів інертів в атмосферу.

3.1 Порядок підготовки лабораторної установки до роботи.

Вловлювач для конденсації органічної частини проби промити, висушити, зважити на технічних вагах з точністю до 0.01 г разом із закриваючим відвідні кінці вловлювача шлангом. Колбу поз. 2 заповнюють . водою на 2/3 об'єму. Колбу поз. З заповнюють розчином КІ на 2.3 об'єму. Вловлювач поз. 4 зважити порожнім із закриваючим резиновими шлангами і заповнити толуолом на 2/3 об'єму.

Спіральні і толуольні вловлювачі помістити в сосуди Дьюара, заповнені холодоагентом з температурою -20 С.

Лабораторна установка збирається в потрібній послідовності по місцю.

3.2 Порядок відбору проби

Штуцер відбору проби продути і під'єднати до лабораторної установки.

Відмітити точний час початку і кінця досліду для визначення його три-валості. Швидкість придачі реакційних газів визначити по барботану в колбі поз. 2 з водою, при цьому придача повинна здійснюватись спокійним, не швидким потоком.

Капіляр реометра підібрати по місцю з метою визначення швидкості ви-кидів інертів в атмосферу мл/мм.

При відборі проби періодично візуально перевіряти відсутність пробки у відвідних трубках спірального вловлювача. Дослід закінчувати при запов-ненні колби спірального вловлювача сумішшю реакційних продуктів не менше як на половину.

3.3 Порядок обробки проби реакційних газів

Спіральний вловлювач закріпити відвідним шлангом, вийняти із сосуда Дьюара, довести до кімнатної температури, зважити для визначення кількості сконденсованої органічної фази.

Підготувати пробу для хроматографічного аналізу, з промивкою проби від хлористого водню і наступною сушкою.

Соляну кислоту, одержану за час проведення досліду, зважити на технічних вагах з похибкою не більше 0,01 г.

Визначити вміст хлористого водню шляхом титрування наважки кисло-ти 0,1н розчином їдкого натрію в присутності кількох крапель сірчано-кислого натрія (в залежності від вмісту вільного хлору) і 5-6 крапель змішаного індикатора (з об'єма 0,1%-ного спиртового розчину бромкрезоло-вого зеленого і 1 об'єм 0,2%-ного спиртового розчину метилового червоно-го).

Вміст хлористого водню (х) в г обчислюють по формулі:

X=(VNaOH*NNaOH*mHCl*36.45)/(1000*mHaважки)

У випадку наявності в соляній кислоті вільного хлору останній визначити йодометрично. В колбу, що містить дистильовану воду, перенести наважку соляної кислоти, внести фтористий натрій (для з'єднання іонів заліза) і розчин йодистого калію. Йод. що виділився, відтитрувати 0,01н розчином сірчано-кислого натрію в присутності крохмалю.

Вміст вільного хлору (х1) в г обчислюють по формулі:

X1= (VNa2S203*NNa2S2O3 *35.45 *мкислоти)/( 1000 *мнаважки)

Вміст вільного хлору поз. З визначити шляхом титрування вмісту колби чи аліквотної частини розчину 0,05н розчином сірчано-кислого натрія в присутності крохмалю.

Вміст вільного хлору (х2) в г обчислюють по формулі:

X2=(VNa2S203*NNa^203*35.45*Vpозчину/(1000*піпетки)

Для газових проб, відібраних у піпетки поз. 5 провести хромато-графічний аналіз складу. В толуолі із вловлювачів поз. 4 визначається вміст органічних сумішей.

Органічна частина, сконденсована із реакційного газу, аналізується хро-матографічно. Для аналізу використовують 20% SE-30 на хромосорбі h-AW. хроматограф "Цвет-100" із детектором іонізації в полум'ї.

Порядок і час виходу аналізуючих компонентів:

- метилен хлористий - 1,3

-хлороформ -2,0

- вуглець чотирихлористий - 2,4

- перхлоретилен - 5,5

- гексахлоретан - 8,9

- гексахлорбутадієн -10.0

- гексахлорбензол -20,3

В результаті обробки проби реакційних газів повинен бути одержаний склад наступних компонентів в грамах:

Хлор

Азот, кисень

Чотирихлористий вуглець

Перхлоретилен

Гексахлоретан

Гексахлорбутадієн

Гексахлорбензол

Хлористий водень

При необхідності волога може бути визначена титруванням органічної частини проби по фішеру.

Метод визначення складу реакційних газів „гарячою пробою" дозволяє визначити повний склад реакційних газів термічного хлорування у виробництві чотирихлористого вуглецю і перхлоретилена. Використання

запропонованого методу аналізу дозволяє провести оцінку зміни технологічного режиму з метою досягнення мінімального вмісту сумішей в реакційних газах.

Висновки

1. В лабораторних умовах проведені дослідження процесу хлорування етилену в перхлоритен і чотирихлористий вуглець та вивчено способи визначення складу газів хлорування хроматографічним та хімічним способом..

2. Для виробництва чотири хлористого вуглецю і перхлориетилену був використаний метод високотемпературного хлорування вуглеводневої і хлоровуглевої сировини з наступною конденсацією і ректифікацією продуктів реакції.

3.