Усовершенствование процесса производства хлорпарафина марки ХП-470

Мохов Владимир Михайлович,

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

Безугленко Татьяна Александровна,

студент-магистрант 6-го курса.

Волгоградский государственный технический университет.

На основе анализа промышленного аналога производства хлорпарафина марки ХП-470 можно выделить следующие недостатки:

-                   периодичность процесса, что приводит к простою оборудования;

-                   большая продолжительность процесса;

-                   унос некоторого количества целевого вещества с абгазами;

-                   использование реактора в качестве теплообменника, что вызывает более быстрый износ и снижает его производительность;

-                   потери хлора – степень конверсии хлора 96 %, а также потери хлора с абгазами на каждой стадии;

-                   получаемый продукт содержит растворенные кислые газы, что снижает его термостабильность.

С целью усовершенствования процесса получения хлорпарафина марки ХП-470 предлагается заменить сырье парафины на a-олефины на основе патента № 2242453 авторов: Залимова М.М., Дмитриева Ю.К. и др. [1]. Данное изобритение предполагает применение в качестве сырья a-олефины фракцией С₁₄ – С₃₂. Хлорирование осуществляется в присутствии инициатора радикального типа – дицетилпероксидикарбонат в количестве 0,3 % от массы a-олефинов. Инициатор подается непрерывно в виде 2 %-го раствора в хлорорганическом растворителе (хлоруглеводороды с содержанием хлора - 5-10% ). Процесс осуществляют при температуре – 60 °С в периодическом реакторе с рубашкой из полутруб и перемешивющим устройством. Продолжительность процесса – 11,5 часов.

Процесс хлорирования a-олефинов можно описать следующими наиболее вероятными реакциями на примере эйкозена [2]:

С₂₀Н₄₀ + Cl₂     ^{+ In}      С₂₀Н₄₀ Cl₂

С₂₀Н₄₀ + Cl₂     ^{+ In}      С₂₀Н₄₉ Cl + НCl

С₂₀Н₄₀ Cl₂ + 5Cl₂     ^{+ In}       С₂₀Н₃₅ Cl₇ + 5 НCl

С₂₀Н₄₉ Cl + 4Cl₂      ^{+ In}      С₂₀Н₃₅ Cl₇ + 4 НCl

Данный процесс относится к радикально-цепным процессам, идущим через промежуточное образование атомов хлора и свободных радикалов.

Процесс хлорирования a-олефинов предлагаем проводить в периодическом реакторе, оснащенном мешалкой, барботером и рубашкой. Реакция хлорирования a-олефинов сильно экзотермична, поэтому для интенсификации теплообмена предлагаем выполнить рубашку из навитых полутруб [3]. Реакторный узел можно представить в виде схемы рис.1.

Рис. 1. Схема реакторного узла хлорирования a-олефинов:

1 – реактор хлорирования; 2 – емкость для приготовления раствора инициатора; 3- емкость для хранения растворителя; 4,5,6 – насос.

Хлорирование a-олефинов осуществляется в реакторе периодического действия поз.1., в него непрерывно подается испаренный хлор и раствор инициатора из емкости поз.2. При достижении степени хлорирования a-олефинов 5 – 10 %, происходит отбор из реактора некоторой части хлорированных углеводородов в емкость поз.3, которые используются в качестве растворителя для приготовления раствора инициатора. Далее растворитель с помощью насоса поз.6 отбирается в нужном количестве в емкость поз.2, в которой происходит приготовление раствора инициатора. Из емкости поз.2 насосом поз.5 происходит непрерывная подача готового раствора инициатора в реактор.

Техническим результатом, полученным при использовании данного изобретения, является снижение продолжительности процесса до – 11,5 ч, снижение температуры процесса до 60 °С, что уменьшает износ реактора, так как нет необходимости в дополнительном разогреве сырья, кроме того a-олефины на 40 % дешевле, чем парафины.

Литература

1.                  Пат. 2242453 Российская Федерация, МПК C07C19/01. Способ получения хлоруглеводородов / Залимова М.М.; Дмитриев Ю.К. [и др.]. Заявитель и патентообладатель Волгоградское закрытое акционерное общество «Каустик» - №2003109894/04; заявл. 07.04.2003; опубл. 20.12.2004.

2.                   Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: Учеб. 4-е изд., - М.: Химия, 1988. – 592 с.

3.                  Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Г.Б. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского. М.:Химиия, 1991. - 496 с.

Поступила в редакцию 14.01.2016 г.