де 99 – молекулярна маса дихлоретану, г;

36,5 – молекулярна маса HCl, г;

g1 – сумарна масова частка хлористого водню у водному і органічному шарі, г;

g2 – масовий розхід 1,2-дихлоретану поданого в реактор, г.

Метод визначення кладу хлору в 1,2-дихлоретані базується на властивості хлору окисляти йодид – іон до елементарного йоду, який відтитровують тіосульфатом натрію.

7.2.3. Результати роботи та їх обговорення

Для початку була досліджена конверсія дихлоретану в залежності від температури і часу контакту парів дихлоретану в лабораторній печі піролізу. Реакційні температури були вибрані в діапазоні від 450°С до 520°С, тобто наперед не перевищує встановлену регламентом. В таблиці 1 показана залежність конверсії від температури при зміні часу контакту.

Була також вивчена залежність степені конверсії дихлоретану від часу контакту, починаючи від 10 сек. до 60 сек. перебування продуктів у реакторі піролізу при різних температурах. Ці дані представлені в таблиці 4 і мал.2.

№ п/п | Температура, °С | Час контакту, сек | Конверсія ДЕ, %

1 | 400 | 9,56 | 0,56

2 | 440 | 10,54 | 4,61

3 | 474 | 12,7 | 27,16

4 | 501 | 10,26 | 45,11

5 | 520 | 10,04 | 50,16

По даних які представлені у вигляді графічних кривих на мал.2, видно, що при збільшенні часу контакту в умовах таких самих температур (440-520°С) відбувається збільшення конверсії дихлоретану з 25% до 40% при 450°С, з 50% до 70% при 520°С, при цьому час контакту збільшується з 10 сек. до 60 сек. для обох випадків для всіх кривих.

Таким чином оптимальним часом контакту є 20-30 сек., а із збільшенням часу контакту на кожні 10 сек. конверсія збільшується в середньому на 10% (див. мал.2)

Мал.2 Залежність степені конверсії дихлоретану від температури піролізу при різному часі контакту.

№ п/п | Час контакту | Ступень конверсії при температурі

450°С | 470°С | 520°С

1 | 10 | 17,1 | 27,1 | 50,2

2 | 20 | 25,4 | 30,6 | 56,4

3 | 30 | 27,9 | 37,4 | 60,7

4 | 40 | 31,2 | 43,8 | 66,1

5 | 50 | 33,7 | 46,8 | 70,6

6 | 60 | 40,1 | 48,2 | 70,2

При побудові графіку цієї залежності ступеня конверсії від температури в часі дістанемо ряд паралельних кривих (див. мал.3), які характеризують ступінь піролізу. Пни цьому із збільшенням температури на 50°С, при тому ж часі контакту, ступінь конверсії збільшується в середньому на 20% і при досягненні 520°С вона може складати 70%, що значно вище чим у виробничих умовах цеху ВХ.

Мал 3. Залежність ступеня конверсії від часу контакту при різних температурах.

В ході досліджень було встановлено, що при збільшенні часу контакту вище 20сек. і температурі піролізу вище 480°С проходить утворення значної кількості і широкого діапазону домішок в вінілхлориді, як продукт реакції піролізу дихлоретану. Це приводить до зниження виходу основного продукту і складності очистки його від домішок. Тому для подальших досліджень піролізу з використанням в якості ініціатора газоподібного хлору була вибрана температура в діапазоні 400-480°С і час контакту 10-20 сек.

Для дослідження ініціюючого впливу хлору були досліджені залежність конверсії дихлоретану від кількості введеного хлору в діапазоні від 0,1 до 1,0% об’ємних при різних температурах 400-480°С. Ці дані приведені на мал. 5 і в табл. 5.

Результати досліджень піролізу дихлоретану з використанням ініціюючого хлору.

Табл.5

Температура піролізу, °С | Час контакту, сек. | Початкова конверсія, % | Концентрація хлору в ДХЕ, % | Повна конверсія ДХЕ ініційована ???, %

400

400

400
400

400

400

400 | 20

20

20

20

20

20

20 | 1

1

1
1
1
1
1 | 0,15

0,28

0,35

0,47

0,5

0,82

0,91 | 41,02

46,09

57,2

52,76

57,67

65,2

70,05

450

450

450
450
450
450
450 | 20

20

20

20
20
20
20 | 11
11
11
11
11
11
11 | 0,61

0,21

0,36

0,45

0,53

0,75

0,97 | 48,51

39,34

58,4

58,83

70,45

75,06

85,)0

480

480
480
480
480 | 20

20
20
20
20 | 31

31
31
31
31 | 0,15

0,21

0,27

0,43

0,76 | 54,64

65,8

71,71

76,82

85,42

Із таблиці 5 і мал. 4 видно, що при збільшенні ініціюючого хлору з 0,1% до 1%, конверсія дихлоретану збільшується в середньому на 50-70%, тобто в 3-7 раз більше, ніж при піролізі і безініціюючого хлору. При цьому конверсія тим більша, чим вища температура в розряді 400-480°С. Подальше збільшення кількості хлору не проводить до збільшення конверсії дихлоретану, при цьому крива конверсії (див. мал.4 ) не змінює свого положення. В той час крива піролізу при 400°С найтовстіша серед інших, тобто конверсія уже при малих відстанях хлору є великою.

Мал.4 Залежність конверсії дихлоректану від концентрації хлору при різних температурах з однаковим часом контакту.

Якщо для порівняння побудувати криву піролізу поданих, представлених в наступній таблиці4, коли початкова конверсія дихлоретану приблизно однакова для всіх температур, то з цього випливає наступне. При 400°С процес піролізу досягає максимальної конверсії по дихлоретану при низьких концентраціях хлору 0,35%

В той час, як для 450 і 480°С максимальна конверсія досягає тільки при 0,6 – 0,7% хлору як ініціюючої добавки (див.мал.5). Очевидно це зв’язано з більш примітивним для цього процесу ініціювання хлором, температурою і часом контакту, який не перевищує 20сек.

Результати досліджень піролізу дихлоретану з використанням ініціюючого хлору.

Таблиця 4.

Температура піролізу ДХЕ, °С | Час контакту, сек. | Початкова конверсія ДХЕ,% | Концентрація