Повышение эффективности производства хлористого винила крекингом 1,2-дихлорэтана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волгоградский государственный технический университет.

Повышение эффективности производства хлористого винила крекингом 1,2-дихлорэтана

Красильникова Клавдия Фёдоровна,

кандидат химических наук, доцент кафедры технологии органического и нефтехимического синтеза,

Перов Иван Дмитриевич,

магистрант.

Винилхлорид - один из важнейших продуктов химической промышленности, входящий в сотню самых крупнотоннажных химических соединений. винилхлорид химический хлористый крекинг

Винилхлорид является одним из крупнейших по объему продуктов мирового химического производства, уступая лишь этилену, пропилену, этанолу и некоторым другим соединениям. На сегодняшний момент мировое производство винилхлорида оценивается в 37,5 млн. тонн. По прогнозам компании SRL Consulting до 2018 года будет наблюдаться рост потребления данного мономера на 2-3 % в год.

Довольно широкая сфера применения хлористого винила обуславливает повышенный спрос на хлористый винил мономер и довольно большие объемы производства, из-за огромного и возрастающего спроса на полимеры и сополимеры винилхлорида.

Изучен процесс производства хлористого винила методом крекинга 1,2-дихлорэтана на ОАО «Каустик».

Основным недостатком метода производства, применяемого на предприятии, является высокая температура процесса (560?600^оС), а также невысокая конверсия, не превышающая 65-70%.

В литературных источниках представлена информация о лабораторных исследованиях инициирующей активности различных соединений.

Так, в работе [1] описано использование четыреххлористого углерода в качестве катализатора. В результате повышается глубина конверсии дихлорэтана на 8?18%, однако при этом увеличивается выход побочных продуктов, что является нежелательным фактором, поскольку примеси затрудняют дальнейшую очистку хлористого винила и рециклового дихлорэтана.

Описанный в литературе метод [2] предусматривает проведение газофазного термического дегидрохлорирования в присутствии хлористого водорода, который растворен в питающем сырье. В результате повышается конверсия и снижается выход побочных продуктов. Недостатком данного метода является необходимость очистки продуктов от дополнительного количества хлористого водорода.

В работе [3] описан способ получения хлористого винила путем инициирования молекулярным хлором. Применение молекулярного хлора затруднено из-за его высокой коррозионной активности, необходимости использования больших количеств (1% масс.) для достижения эффекта, а также усложнение конструкции реактора, в частности, организации узла введения хлора в реакционную массу.

Известен также способ получения винилхлорида дегидрохлорированием дихлорэтана в присутствии окиси алюминия, в состав которой введено 3?10% (масс.) никеля. Процесс проводят при температуре 300?500^оС, скорости подачи дихлорэтана 0,5?2,1 г/мл.кат.час. Выход винилхлорида составляет 98,8%. Однако время работы катализатора без окислительной регенерации вследствие интенсивного коксообразования непродолжительно, что усложняет технологическое оформление процесса и приводит к частой регенерации катализатора.

Наиболее современным и эффективным способом реорганизации процесса представляется метод, описанный в работе [4], предусматривающий получение винилхлорида путем каталитического дегидрохлорирования дихлорэтана в смеси с водородом и инертным газом-разбавителем при температуре 250?375^оС, взятых в мольном соотношении 0,01?0,08: 0,94?1,18 соответственно в присутствии в качестве каталитической системы силиката, нанесенного на угольный носитель марки АГН. В качестве инертного газа-разбавителя можно использовать гелий или аргон. В качестве силиката применяется силикат натрия.

Технический результат предложенного решения ? увеличение конверсии дихлорэтана до 95-98% при сохранении высокой селективности по хлористому винилу с одновременным снижением температуры процесса.

Реакция проводится в реакторе кожухотрубного типа, время реакции составляет 15-20 с.

Для подтверждения выдвинутого предложения, было произведено моделирование процесса в программном комплексе COMSOL, которое показало, что степень конверсии дихлорэтана действительно достигает значений 97?98%, при этом удельная производительность повышается в 1,7 раза по сравнению с реактором на производстве аналоге.

Литература

1. Пат. 2323199 Российская Федерация, МПК С07С. Способ производства винилхлорида посредством термического крекинга 1,2-дихлорэтана/ Каммерхофер П., Мильке И., Шванцмайер П.; заявл. 17.03.2004, опубл. 27.04.2008.

2. Пат. 2256642 Российская Федерация, МПК С07С. Способ получения винилхлорида/ Селезнев А.В. [и др.].- заявл.10.12.2003, опубл. 20.07.2005.

3. Пат. 2250891 Российская Федерация, МПК С07С. Способ получения винилхлорида/ Бальжинимаев Б.С. [и др.].- заявл.26.12.2003, опубл. 27.04.2005.

4. Пат. 2338736 Российская Федерация, МПК С07С. Способ получения винилхлорида и каталитическая система для его осуществления/Глазунова Е.А. [и др.].-заявл. 09.06.2007, опубл. 20.11.2008.

5. Расчеты химико-технологических процессов: учебное пособие для вузов / А.Ф. Туболкин [и др.]; под ред. И.П. Мухленова. - 2-е изд., перераб. И доп. - Л.: Химия, 1982.- 248 с.

6. Флид М.Р., Трегер Ю.А. Винилхлорид: химия и технология. В 2-х кн. Кн.1 - М.: «Калвис», 2008. - 584 с.

Размещено на Allbest.ru