Производство важнейших органических продуктов. Винилхлорид
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Казанский национальный исследовательский технологический университет"
Факультет пищевых технологий
Кафедра общей химической технологии
Курсовая работа
Тема: "Производство важнейших органических продуктов. Винилхлорид"
Выполнила студентка
гр. 618111
Шулаева О.М.
Проверил:
Скачилов Р.А.
Казань, 2012
Содержание
винилхлорид каталитический ацетилен дихлорэтан
Введение
Промышленное производство: технологические аспекты
Общее описание технологического процесса (Vinnolit VCM Process)
Расчет материального баланса процесса получения винилхлорида гидрохлорированием ацетилена
Список использованной литературы
Введение
Винилхлори?д (хло?ристый вини?л, хлорвини?л, хлорэтиле?н, хлорэте?н, этиленхлори?д) - бесцветный газ со слабым сладковатым запахом, имеющий формулу C2H3Cl.
Вещество является чрезвычайно огне- и взрывоопасным, выделяя при горении токсичные вещества.
Винилхлорид - сильный яд, оказывающий на человека канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие.
Промышленное производство винилхлорида входит в первую десятку производства крупнейших многотоннажных продуктов основного органического синтеза.
Промышленное производство: технологические аспекты
На 2010 год существуют три основных способа получения винилхлорида, реализованные в промышленных масштабах:
Каталитическое газофазное хлорирование ацетилена;
Комбинированный метод на основе этилена и ацетилена;
Сбалансированный по хлору метод на основе этилена.
Последний метод является самой современной, распространённой и экономически наиболее эффективной технологией производства, однако первые два способа, хоть и являются устаревшими, до сих пор существуют на многих предприятиях, ориентированных (по разным причинам) на использование дорогостоящего ацетилена.
Существует также новый способ, пока не получивший распространения и реализованный в виде пилотного проекта в 1998 году на одном предприятии в Германии - окислительное хлорирование этана.
Каталитическое газофазное гидрохлорирование ацетилена
Метод каталитического гидрохлорирования ацетилена, в котором ацетилен получался реакцией карбида кальция с водой, был первым коммерческим процессом получения винилхлорида.
Химия процесса выглядит следующим образом:
Получение ацетилена:
СaC2 + 2H2O > Ca(OH)2 + C2H2
Гидрохлорирование ацетилена:
C2H2 + HCl > CH2=CHCl
Краткое описание технологии производства:
Произведённый, очищенный и осушенный ацетилен (содержание влаги не более 1,5 г/м) смешивают с очищенным и высушенным хлороводородом в соотношении примерно 1,0:1,1. Эта смесь газов подаётся в верхнюю часть трубчатого реактора, трубы которого заполнены катализатором, представляющим собой активированный уголь, пропитанный двухлористой ртутью Hg2Cl2 (10-15 %). Реактор изготавливается из углеродистой стали; высота труб составляет 3-6 метров, диаметр 50-80 м. Температура в области реакции 150-180C. После реактора реакционные газы подаются в специальную колонну, орошаемую соляной кислотой для извлечения двухлористой ртути. После первой абсорбционной колонны реакционные газы подаются в следующую, где орошаются водой и раствором щелечи для отделения хлороводорода, ацетальдегида и углекислого газа. После этого газы охлаждаются в конденсаторе для удаления воды и подаются на ректификациию для удаления высококипящих примесей. Полученный винилхлорид на последней стадии пропускается через колонну, заполненную твёрдым едким натром для полного обезвоживания и нейтрализации.
Ниже представлено схематичное изображение процесса:
Помимо экономических соображений, метод каталитического гидрохлорирования ацетилена является экологически небезопасным, так как используемая в производстве ртуть, несмотря на рециркуляцию, неизбежно с газообразными отходами и сточными водами попадает в окружающую среду. В 2002 году России такие выбросы составили около 31 кг. Метод каталитического гидрохлорирования ацетилена на 2010 год широко распространён только в Китае из-за богатых запасов угля, наличия дешёвой гидроэлектроэнергии, а также дефицита природного газа.
Комбинированный метод на основе этилена и ацетилена
Комбинированный метод на основе этилена и ацетилена заключается в совмещении реакции хлорирования этилена и последующей деструкции дихлорэтана с реакцией гидрохлорирования ацетилена и использованием для последней хлороводорода со стадии термического разложения.
Химия процесса:
CH2=CH2 + Cl2 > CH2Cl-CH2Cl
CH2Cl-CH2Cl > CH2=CHCl + HCl2H2 + HCl > CH2=CHCl
Метод позволил заменить половину ацетилена на более дешёвый этилен, а также утилизировать хлороводород, тем самым довести почти до 100 % полезное использование хлора.
Сбалансированный по хлору метод на основе этилена
На 2010 год время самым современным и наиболее эффективным с экономической точки зрения является сбалансированный процесс окислительного хлорировани