Инженерные подходы для решения проблем солевых стоков в производстве винилиденхлорида при жидкофазном дегидрохлорировании 1,1,2-трихлорэтана известковым молоком

Джандалиева Светлана Юрьевна,

магистрант Волгоградского государственного технического университета.

Винилиденхлорид применяют в качестве исходного мономера для получения различных сополимеров (с винилхлоридом, акрилонитрилом, бутадиеном-1,3 и др.), имеющих большое значение в технике и в быту.

Сополимер винилиденхлорида с винилхлоридом используется для получения пищевой упаковочной пленки, обладающей высокой водостойкостью, паро- и газонепроницаемостью [1].

Используют винилиденхлорид также для синтеза фреонов и метилхлороформа.

На производствах такого масштаба как ОАО «Каустик» и подобных ему винилиденхлорид получают методом жидкофазного дегидрохлорирования трихлорэтана известковым молоком.

Рис. 1. Основная и побочная реакции получения винилиденхлорида.

Реакция получения винилиденхлорида происходит в среде известкового молока (для наиболее полной конверсии трихлорэтана) при нагревании и перемешивании. Процесс непрерывный. В процессе получения винилиденхлорида образуется огромное количество сточных вод. Также гидроксид кальция превращается в соли хлорида кальция и не подвергается дальнейшей переработке (рис. 1) [3].

Для решения проблемы образования отходов производства литературный поиск показал, что существует другой способ получения винилиденхлорида – который ведет за собой безотходную, высокопроизводительную и экологически чистую технологию омыления.

Результат достигается следующим образом.

В качестве реагента дегидрохлорирования 1,1,2-трихлорэтана используют водно-спиртовые растворы гидроксидов диметил-β- или γ-хлордипропенил аммония в воде, получаемые в присутствии метилового, этилового или бутилового спиртов в электролизерах с ионообменными мембранами [2].

Сущность процесса заключается в следующем.

Анодную камеру двухкамерного электролизера заполняют водно-спиртовым раствором четвертичной аммониевой соли, в катодную камеру помещают водно-спиртовый раствор соответствующего гидроксида четвертичного аммония. В водно-спиртовом растворе происходит диссоциация молекул четвертичной аммониевой соли с образованием катионов и анионов. Затем, при подачи напряжения на электроды, в катодной камере электролизера происходит разложение воды с выделением водорода и образованием соответствующего гидроксида четвертичного аммония, а в анодной камере выделение хлора. Электролиз ведут при температуре 20-25 °С.

Полученный в электролизере водно-спиртовой раствор гидроксида четвертичного аммония при температуре 40-60 °С подают в реактор, снабженный перемешивающим устройством. В этот же реактор добавляют 1,1,2-трихлорэтан. Продуктом реакции взаимодействия трихлорэтана с гидроксидом четвертичного аммония является винилиденхлорид и соответствующая четвертичная аммониевая соль.

Образовавшийся водно-спиртовой раствор четвертичной аммониевой соли возвращают в анодную камеру электролизера для получения гидроксида. Образовавшаяся четвертичная аммониевая соль возвращается в электролизер, образуя замкнутый цикл дегидрохлорирующего агента.

Выбранный способ получения винилиденхлорида позволяет достичь экологически чистого процесса омыления трихлорэтана без образования твердых отходов и сточных вод, что является решением экологической проблемы производства.

Литература

1.                  Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза / Н. Н. Лебедев. – 2-е изд., перераб. – М.: Химия, 1975. 736 с.

2.                  Патент РФ № 2291850 Способ получения винилиденхлорида. C25B3/00. Шаванов С. С., Бикбулатов И. Х., Быковский Н. А., Садыков Н. Б., Фанакова Н. Н., Исламутдинова А. А., Музафарова Л. Р. Заявл. 24.10.2005; Опубл. 24.10.2005.

3.                  Постоянный технологический регламент № 4-18/2008 по производству винилиденхлорида-сырца. Цех №18, корпуса 9-1, 9-11, 9-12, 9-13.

Поступила в редакцию 02.09.2013 г.