Курсова робота

на тему

„Вивчення складу абгазів процесу піролізу 1,2-дихлоретану”

Зміст.

1.Реферат................................................................................................................3

2. Вступ...................................................................................................................4

3. Аналітичний огляд літератури..........................................................................5

4. Характеристика вихідної сировини..................................................................6

5. Опис технологічного процесу..........................................................................13

6. Вибір напрямку дослідження...........................................................................16

7. Основна частина................................................................................................17

7.1.Теоретичні дослідження............................................................................17-18

7.2. Експериментальні дослідження....................................................................20

7.2.1. Опис лабораторної установки...............................................................20-23

7.2.2. Методи аналізу.............................................................................................22

7.2.3. Результати роботи та їх обговорення........................................................23

8. Охорона навколишнього середовища, охорона праці і техніка безпеки.....31

9.Висновки ............................................................................................................34

10. Список використаної літератури....................................................................35

Вступ.

В діючому виробництві вінілхлориду збалансованим методом одної з основних є стадія пролізу 1,2 – дихлоретану, продуктом якої є вінілхлорид, хлористий водень і 1,2 – дихлоретан той, що не прореагував.

1,2 – дихлоретан, який поступає на піроліз, піддається дегідрохлоруванню за наступним рівнянням реакції :

С2H4Cl2 C2H3Cl + HCl

Cl-CH2-CH2-Cl CH2 = CHCl + HCl

Поряд з основною реакціє розпаду 1,2 дихлоретану з утворенням вініхлориду проходить ряд побічних реакцій. Піролізу піддається 45-60% 1,2 – дихлоретану. При конверсії 1,2 – дихлоретану більше 60% сильно зростає утворення побічних продуктів і відбувається інтенсивне коксоутворення, тому потужність виробництва вінілхлориду визначається фактичним пробігом печей піролізу між регенераціями.

Пробіг печей збільшується із зменшенням утворення коксу, що визначає необхідність зниження температури піролізу до 370-450°С проти 500-520°С згідно регламенту. Зниження температури можливе за рахунок застосування ініційованого піролізу.

3. Аналітичний огляд літератури.

В останні роки інтерес до ініційованого піролізу 1,2-дихлоретану у виробництві вінілхлориду зростає.

Вдосконалення стадії піролізу дихлоретану можна здійснювати шляхом переходу від термічного процесу до ініціюючого впливу і шляхом знаходження нових рішень для утилізації тепла реакційних газів.

На основі проведених експериментів аналізу таблиці в якості ініціатора для промислової реалізації був вибраний хлор, як один із ініціаторів найактивніших.

Таблиця 1.

Ініціатор | Температура процесу,° С | Переваги | Недоліки

Ч Х В | 480 | Простота застосування, неповне перетворення ініціатора за прохід, малий вихід побічних продуктів | Висока вартість ініціатору

Ч Х В + С2Сl6 | 430-470––

Коронний розряд | 300 | Низька температура процесу, відсутність продуктів, які взаємодіють з ініціатором | Складність апаратурного оформлення, є вихід ацетилену

NO + Cl2 | 380-420 | Висока конверсія дихлоретану | Необхідність в спеціальній обробці абгазів

Кисень | 340-410– | Горіння продуктів реакції

Хлор | 370-420– | Великий вихід побічних продуктів

Єдиний його недолік – високий вихід нівелюється тим, що практично всі вони можуть бути перероблені в товарні продукти.

Оптимальна кількість хлору, що подається з рівномірним введенням його в декілька точок, що дозволяє збільшити конверсію дихлоретану і продуктивність реактора при зменшенні загальних витрат хлору.

Порівняння термічного і ініційованого хлором процесів піролізу дихлоретану.

Таблиця 2

Показник процесу | Піроліз дихлоретану

Термічний | Ініційований

Температура, °С | 500-520 | 400-420

Конверсія ДХЕ, % | 50 | 70

Кількість смолистих, які утворилися від поданого на піроліз ДХЕ, % мас | 0,3-0,4 | 0,03

Конверсія ВХ, % (розклад ВХ) | 0,25 | 0,10

Вміст в продуктах реакції, % мас, ацетилену, бензолу | 0,04 : 0,04 | 0,03; сліди

Порівняння основних показників термічного і ініціативного хлором піролізу дихлоретану показує перевагу останнього.

Однією з фірм був запропонований спосіб отримання вінілхлориду піролізом 1,2-дихлоретану. Потік, який утворився в результаті піролізу, що містить вінілхлорид, дихлоретан відводять з печі піролізу і подають в систему трубопроводів, де продовжується процес піролізу дихлоретану, який залишився і куди додатково вводять промотор піролізу з метою збільшення виходу вінілхлориду.

В якості промотору можна використовувати молекулярний кисень, хлор, бром, йод, тетрахлорид вуглецю, бромтрихлор метан, дибромдихлорметан, гексахлорацетон і інші. Перевага надається молекулярному хлору. Масове співвідношення промотору і потоку коливається в межах (0,0001 – 0,005) : 1. Система трубопроводів складається з одного або кількох паралельно встановлених трубопроводів для проходження потоку з печі в зону охолодження. Промотор можна вводити в систему трубопроводів в одній або кількох точках. В більшості випадків частину промотору вводять в потік поблизу точки, де потік, який виходить з печі, надходить в трубу. Дані, які приведені в таблиці нижче, показують, що збільшення степені конверсії дихлоретану залежить від кількості введеного хлору.

Залежність ступеня конверсії дихлоретану від концентрації хлору.

Таблиця 3.

Концентрація С, млн. | Збільшення ступеня конверсії ДХЕ, %

0 | 0

300 | 2,0

500 | 5,0

700 | 5,7

1000 | 10,2

1260 | 10,0

1550 | 10,2

Також однією з фірм запропоновано спосіб піролізу 1,2-дихлоретану до вінілхлориду, який проводиться в присутності сполуки, промоторуючої піроліз. Вона має формулу:

Х Х

| |

Х – С – С – С – Х де Х – хлор або бром

| || |

Х О Х

В якості промоторів бажано використовувати гексахлорацетон і гексабромацетон. Звичайно промотор і дихлоретан вводять в зону піролізу в масовому співвідношенні (0,00001 – 0,01) :1 окремими або змішаними потоками в газоподібному або рідкому вигляді. Піроліз проводять в паровій фазі неперервним методом при температурі 350-650°С і тиску 8*104 – 20*105 Па. Тривалість процесу 0,1 – 30 сек. Вінілхлорид, який утворюється в результаті піролізу, можна виділити з реакційної суміші охолодженням, фракційною перегонкою, конденсацією. Була проведена серія дослідів, кожен з яких розділений на дві стадії. На першій стадії визначали вихід вінілхлориду, на другій – підраховували кількість вуглецю, який нагромаджувався в реакторі на першій стадії.

4. Характеристика вихідної речовини

Готовим продуктом виробництва являється хлористий вініл і дихлоретан

Хлористий вініл

Емпірична формула C2H3Hl

Структурна формула

H Cl

| |

C = C

| |

H H

Молекулярна маса 62,50

Хлорвініл в нормальних умовах – безбарвний газ з характерним ефірним запахом. При охолодженні до температури нижче -13,8°С і тиску 760 мм.рт.ст. хлорвініл конденсується в легко летку рідину. Технічний хлористий вініл має слідуючі фізичні властивості.

Густина рідкого хлорвінілу в залежності від