Сущность и химизм технологического процесса

Технологический процесс получения винилиденхлорида-сырца состоит из следующих стадий:

· получение трихлорэтана;

· получение винилиденхлорида-сырца;

· вспомогательные узлы.

1,1,2-трихлорэтан получается жидкофазным хлорированием винилхлорида в присутствии катализатора − хлорного железа, образующегося за счет незначительной коррозии стенок реактора.

FeCl3

СН2 = СНСl + Сl2 → СН2Сl – CHCl2 + 210 кДж/моль

Хлорирование проводится в среде жидкого трихлорэтана с отводом тепла и перемешивании. Хлорирование проводится при температуре 20 – 40 ºС.

Выбор среды обусловлен следующими признаками:

трихлорэтан не снижает чистоты полученного продукта;

винилхлорид и хлор хорошо растворяются в трихлорэтане.

В процессе получения трихлорэтана происходит образование побочных продуктов:

1,1-дихлорэтана − из-за присутствия в винилхлориде и хлоре незначительного количества влаги:

Н2О + Cl2 → HOCl + НСl

CH2 = CHCl + HCl → CH3 – CHCl2

1,1,1,2-тетрахлорэтана из-за присутствия в регенерированном винилхлориде винилиденхлорида и в результате частичного хлорирования трихлорэтана:

CH2 = CCl2 + Cl2 → CH2Cl – CCl3

СH2Сl – CHCl2 + Cl2 → CH2Cl – CCl3 + HCl

1,1,2,2-тетрахлорэтана − в результате частичного хлорирования трихлорэтана:

СH2Сl – CHCl2 + Cl2 → CHCl2 – CHCl2 + HCl

цис- и транс- дихлорэтиленов − в результате возможных местных перегревов:

СH2 = CHCl + Cl2 → CHCl = CHCl + HCl

Для получения трихлорэтана используется испаренный хлор. Реакция синтеза трихлорэтана ведется в избытке хлора с целью наиболее полного использования винилхлорида в производстве. Кроме этого избыток хлора способствует уменьшению образования непредельных углеводородов, таких как цис- и транс- дихлорэтилен.

Оптимальная массовая концентрация активного хлора в трихлорэтане на выходе из реактора составляет 1,6 − 9,5 г/дм3.

При массовой концентрации активного хлора в трихлорэтане менее 1,6 г/дм3, резко возрастает содержание винилхлорида, цис- и транс-дихлорэтилена. При массовой концентрации активного хлора в трихлорэтане более 9,5 г/дм3, возрастает содержание хлорированных углеводородов, таких как 1,1,2,2- и 1,1,1,2-тетрахлорэтан.

Образовавшийся в реакторе 1,1,2-трихлорэтан подвергается щелочной промывке, где присутствующие в реакционной массе хлор и хлористый водород связываются раствором едкого натра с массовой долей 0,5 − 2,5 %:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaOCl + H2O

Абгазы, содержащие хлор и хлористый водород, нейтрализуются раствором едкого натра:

2NaOH + Cl2 → NaCl + H2O + NaClO

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Гипохлорит натрия разлагается гидросульфидом натрия:

4NaClO + NaHS + NaOH → 4NaCl + Na2SO4 + H2O

Винилиденхлорид-сырец (далее по тексту винилиденхлорид) получается жидкофазным дегидрохлорированием (омылением) 1,1,2-рихлорэтана известковым молоком:

2CH2Cl – CHCl2 + Ca(OH)2 → 2CH2 = CCl2 + CaCl2 + 2H2O

Реакция получения винилиденхлорида происходит в среде известкового молока (для наиболее полной конверсии трихлорэтана) при нагревании и перемешивании. Процесс непрерывный.

В процессе получения винилиденхлорида образуется: трихлорэтилен, при омылении 1,1,2,2-тетрахлорэтана:

2CHCl2 – CHCl2 + Ca(OH)2 → 2CHCl = CCl2 + CaCl2 + 2H2O

Остальные примеси имеются в винилиденхлориде из-за присутствия их в трихлорэтане.