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