4 |

13

Склад продуктів, які одержуються, різко змінюється, якщо в реакційне середовище вводити вільний кисень. При цьому утворення продуктів заміщення сповільнюється і навіть зупиняється. Пояснюється це тим, що ланцюгова реакція заміщення в присутності кисню обривається. Ця обставина значно спрощує технологію виробництва дихлоретану. Тому при додаванні кисню можна проводити взаємодію етилену з хлором при 20-30 °С і відводити тепло реакції холодною водою без охолодження розсолом, який вимагається при температурах нижче О °С. Завдяки цьому спрощується апаратурне оформлення процесу і понижується собівартість дихлоретану.

Механізм інгібіторування киснем реакції заміщення атома водню атомом хлору точно не відомий. Припускають, що атоми хлору, які утворюються

СІ2 СІ* + СІ* -реагують з киснем за схемою (18)

СІ* + О2 -> СІ—О—О* (19)

Сl—О—О* + Сl* 2С1О

С1О-С1О С12 + О2 і т. д. внаслідок чого число атомів хлору значно зменшується.

В промислових умовах хлорування етилену для отримання дихлоретану проводять в вертикальних циліндричних хлораторах; тепло реакції відводиться холодною водою, яка циркулює в змієвиках і сорочці апарату. Хлоратор повністю заповнений дихлоретаном, через який барботують реагуючі гази -етилен і хлор. Гази повинні бути попередньо добре осушені, так як вологий хлор, частково гідролізуючись, здійснює корозійний вплив на стальну апаратуру. При достатньо повній осушці вихідних газів всю реакційну апаратуру і трубопроводи можна виготовляти з звичайної вуглецевої сталі.

Патентується спосіб оксіхлорування етилену з утворенням 1,2-дихлоретану при температурі 190-250 °С (220-240 °С), тиску до 4,9 атм, час контакту 10-50 (20-35) с, молярне відношення С2Н4: О2: НСІ— 1-1,1:0,5-0,9:2.

В якості каталізатора, що знаходиться в псевдозрідженому стані, використовують композицію, одержану просоченням АІ2Оз з питомою поверхнею 80-200 м2/г, густиною 0,9-1,1 г/см3, об'ємом пор 0,2-0,5 см3/г, розподілом частин (в %) по діаметру (мкм) відповідно: 70-90; 80; 35-50. КС1 солі Си/СиСІ2.[3].

Процес отримання 1,2 - дихлоретану окислювальним хлоруванням етилену складається в основному з 3 стадій:

1) синтез 1,2- дихлоретану,

2) розділення продуктів оксіхлорування,

3) ректифікація 1,2-дихлоретану-сирцю.

Процес оксіхлорування може проводитись в стаціонарному чи псевдозрідженому шарі каталізатора - синтетичного пористого носія (оксиду алюмінію чи алюмосилікату з нанесеними на нього солями міді). Тепло знімається через вбудовані в реактор теплообмінники.

2.2. Характеристика продукції

Головними продуктами виробництва є вінілхлорид і 1,2-дихлоретан. Структурні формули:

1,2-Дихлоретан.

Вимоги до дихлоретану, як до готового продукту представлені в таблиці 3. Таблиця 3. Технічні вимоги до готового продукту (по ГОСТ 1942-74) |

Вищий сорт |

Сорті |

Сорт 2

Температурні межі перегонки, в

яких повинно відганятись не |

Не

нормується |

Не

нормується |

81-86

менше 94 % С2Н4СІ2 (по

об'єму),°С

Колірність (по Хазену) по РІ-Со |

10 |

10 |

20

шкалі, не більше

Вміст, %, 1 ,2-дихлоретану, не |

99,975 |

99,4 |

Не нормується

менше

органічних домішок в |

0,25 |

Не |

Не нормується

перерахунку на сухий продукт, не |

нормується

більше

в тому числі

вініліденхлориду |

0,002 |

Теж |

Теж

1 ,2-дихлорпропану |

0,005 |

Теж |

Теж

хлористого аллілу |

0,002 |

Те ж |

Теж

вологи, не більше |

0,01 |

0,05 |

0,12

сухого залишку після |

0,0008 |

0,004 |

0,004

випарювання, не більше

заліза, не більше |

0,0004 |

0,0004 |

Не нормується

Кислотність або лужність, %, в

перерахунку

На НСІ, не більше |

0,0002 |

0,004 |

0,004

На №13, не більше |

Не |

Не |

0,004

нормується |

нормується

Залежність густини рідкого дихлоретану від температури приводжу в таблиці4

Таблиця 4. Густина рідкого дихлоретану в залежності від температури.

Температура, °С |

0 |

15 |

20 |

ЗО

Густина, кг/м3 |

1282 |

1360 |

1253 |

1238

Густина парів дихлоретану по відношенню до повітря - 3,4 кг/м .

Теплоємність рідкого дихлоретану при 20 °С -1, 289 кДж/(кг-К).

Температура кипіння при нормальних умовах - 83, 47 °С.

Масова теплоємність парів дихлоретну при 100 °С - 0,891 кДж /(кг-К).

Температура плавлення - мінус 35,36 °С.

Питома теплота згорання (пари) -113,4 кДж /кг.

Питома теплота випаровування при 83,5 °С - 323,4 кДж /кг.

приї 00°С-318кДж/кг. Критичний тиск - 5,37 МПа. Критична температура 288 °С. Діелектрична проникливість при 20 °С -10,65

при 25 °С-10, 36 Теплопровідність рідкого дихлоретану при 20 °С - 0,47 Вт/(м-К)

при 100 °С - 0,124 Вт/(м-К).

Залежність в'язкості рідкого дихлоретану від температури приводжу в таблиці 5.

Таблиця 5. В'язкість рідкого дихлоретану.

Температура, °С |

0 |

10 |

20 |

40 |

80

В'язкість, мПа-с |

1,027 |

0,962 |

0,84 |

0,659 |

0,417

В'язкість пари при 83,5 °С - 16,8 мкПа-с.

Залежність тиску пари дихлоретану від температури приводжу в таблиці 6. Таблиця 6. Тиск парів дихлоретану в залежності від температури.

Температура, °С |

Тиск, кПа |

Температура, °С |

Тиск, кПа

10 |

5,33 |

83,7 |

0,10.1

18,2 |

8,00 |

100 |

0,152

40 |

21,33 |

103,1 |

0,203

60 |

46,66 |

140 |

0,413

Дихлоретан добре розчиняється в спирті, ефірі, нафтових вуглеводнях, а погано - у воді. Залежність розчинності дихлоретану у воді від температури приводжу в таблиці 7.

Таблиця 7. Розчинність дихлоретану у воді.

Розчинність дихлоретану у воді |

Розчинність дихлоретану у воді

Температура, °С |

Розчинність, % |

Температура, °С |

Розчинність, %

0 |

0,91 |

0 |

0,09

10 |

0,84 |

10 |

0,11

20 |

0,87 |

20

V |

0,16

25 |

0,86 |

ЗО |

0,19

ЗО |

0,86 |

40 |

0,22

40 |

0,97 |

50 |

0,26

46,5 |

1,02 |

57 |

0,34

56,5 |

1ДЗ |

69 |

0,35

67,5 |

1,29 |

0,52

72,5 |

1,38

Методи аналізу технічного продукту.

В якості основного метода аналізу використовується газорідинна хроматографія. Аналіз проводять в дві стадії на двох колонках: перша для визначення низькокиплячих домішок, друга - для 1,1,2-трихлоретану і 1,1,2,2-тетрахлоретану.

Хроматограф з полум'яно-іонізаційним детектором.

Сорбент 12% поліетиленгліколя ПЕГ-1500 (для першої колонки) і 3% ПЕГ-1500 (для другої колонки) на сферохромі-1 чи хроматоні-Н.

Колонки довжиною 3 м (перша) і 1 м (друга), діаметром 3 мм.

Температура випаровувача 190 °С, колонок 60 °С.

Швидкість газу-носія азоту і швидкість водню ЗО мл/хв.

Швидкість повітря 300 мл/хв.

Швидкість руху діаграмної стрічки 600 мм/год.

Об'єм проби 1-6 мкл.

Побічні продукти і методи їх утилізації.

Низько- і висококиплячі фракції після ректифікації 1,2-дихлоретану-сирцю містять в основному поліхлориди етану (1,1,2-трихлоретан, 1,1,2,2-тетрахлоретан, хлористий етил, дихлоретилени і т.п.). Після освітлення і осушки їх можна використовувати для отримання