Вариант 2

Вариант 2

Производство хлористого винила из ацетилена

Хлористый винил СH2 = СНСl может быть получен дегидратированием дихлорэтана или

гидрохлорированием ацетилена. В настоящее время наибольшее распространение получил метод газофазного гидрохлорирования ацетилена, так как при производстве хлористого винила по этому методу можно обойтись без затрат щелочи и получить продукт хорошего качества.

Процесс гидрохлорирования ацетилена

CH ≡ CH + HCl→CH2 = CHCHl + 44 кrал

обычно проводят в газовой фазе при температуре (120…180)°С над катализатором, представляющим собой активированный уголь, пропитанный раствором сулемы. Катализатор отличается большой активностью, однако она быстро снижается со временем. Это обстоятельство необходимо учитывать при оформлении процесса. Очищенные и осушенные ацетилен и хлористый водород нагнетаются компрессорами 1 и 2 в магистраль, присоединенную к угольному фильтру 3 через штуцер в крышке. В фильтре 3 газовая смесь очищается от примесей хлора, содержащегося в хлористом водороде, и через штуцер в нижней крышке поступает в трубчатый контактный аппарат 4. Штуцер входа расположен в его крышке. Трубы контактного аппарата 4 заполнены катализатором. Необходимая для проведения реакции в газовой фазе теплота подводится при обогреве наружной поверхности труб каменноугольным маслом, нагретым до температуры 120°С, поступающим в межтрубное пространство через штуцер в корпусе над нижней трубной решеткой. Отвод теплоносителя из межтрубного пространства аппарата 4 осуществляется через штуцер в корпусе под верхней трубной решеткой.

На свежем катализаторе реакция начинается при температуре около 120°С. По мере уменьшения активности катализатора реакционная зона смещается сверху вниз. При этом в верхней части труб реакция протекает уже при более высокой температуре, которая поддерживается теплоотдачей циркулирующего в аппарате каменноугольного масла, дополнительно нагретого в нижней части труб за счет теплоты реакции.

Смесь продуктов реакции (хлористый винил) и непрореагировавших компонентов (ацетилен и хлористый водород) из труб контактного аппарата 4 через штуцер в днище направляется для охлаждения в межтрубное пространство холодильника 5 штуцер в корпусе под верхней трубной решет-кой.Смесь продуктов реакции (хлористый винил) и непрореагировавших компонентов (ацетилен и хлористый водород) из труб контактного аппарата 4 через штуцер в днище направляется для охлаждения в межтрубное пространство холодильника 5 штуцер в корпусе под верхней трубной решеткой. По трубам холодильника 5 снизу вверх циркулирует холодная вода.

Предварительно охлажденная в холодильнике 5 парогазовая смесь вместе с образовавшимся конденсатом из межтрубного пространства через штуцер в корпусе над нижней трубной решеткой отводится для последующего охлаждения в холодильник 6. Хладагентом в холодильнике 6 служит вводно-гликолевая смесь (антифриз) с температурой минус 25°С.Предварительно охлажденная в холодильнике 5 парогазовая смесь вместе с образовавшимся конденсатом из межтрубного пространства через штуцер в корпусе над нижней трубной решеткой отводится для последующего охлаждения в холодильник 6. Хладагентом в холодильнике 6 служит вводно-гликолевая смесь (антифриз) с температурой минус 25°С. Подвод в холодильник 6 и отвод из него сред производится, так же как и в холодильник 5.

Конденсат - сырой хлористый винил - вместе с несконденсированными газами из холодильника 6 направляется в насадочную колонну 7 через штуцер в средней части корпуса. Нижняя часть колонны 7 посредством встроенного змеевика обогревается горячим антифризом с температурой(50…70)°С. Верхняя часть колонны 7 представляет собой трубчатый холодильник, в межтрубное пространство которого через штуцер над нижней трубной решеткой для охлаждения среды подводится антифриз при температуре минус 25°С.

Хлористый винил-сырец, стекая в куб колонны 7, испаряется; его пары поднимаясь вверх по колонне, взаимодействуют со стекающим по насадке раствором. В результате контакта фаз из винила-сырца отделяются инертные газы и непрореагировавшие ацетилен и хлористый водород. Через штуцер в верхней крышке газы из колонны 7 отводятся в обратный конденсатор 8. Входной штуцер конденсатора располагается в нижней трети его корпуса.

Внутри емкости 8 установлен змеевик, концы которого выведены из корпуса через штуцеры, расположенные вверху и внизу на одной стороне аппарата. Охлаждение газовой смеси до минус40°С циркулирующим в змеевике антифризом позволяет выделить из нее в обратном холодильнике 8 ацетилен.

Жидкий ацетилен из конденсатора 8 через штуцер в коническом днище возвращается в колонну 7. Входной штуцер для этого потока расположен вверху корпуса колонны. Несконденсировавшиеся в аппарате 8 газы через штуцер в крышке направляют на улавливание из них ацетилена.

Кипящий сырой хлористый винил накапливается в кубе (нижней обогреваемой части) колонны 7 и через штуцер в днище откачивается насосом 9 в тарельчатую ректификационную колонну 10. Входной штуцер питания колонны расположен в средней части ее корпуса. В верхней части колонны 10, так же как и колонны 7 расположен трубчатый холодильник. Хладагентом для низкокипящих продуктов колонны 10 служит антифриз с температурой минус 25°С. Подачу антифриза в межтрубное пространства холодильника осуществляют через штуцер над нижней трубной решеткой. В кубе колонны 10 установлен змеевик, в который подается греющий пар для нагревания жидкости и ее испарения.

При взаимодействии стекающей по тарелкам колонны 10 жидкости с поднимающимися навстречу парами из нее выделяется в паровую фазу низкокипящий компонент. Высококипящие примеси хлористого винила, главным образом, побочно образующийся продукт гидрохлорирования ацетилена - хлористый этилен CH3CHCl2 стекают в куб колонны 10 и отводятся из нее через штуцер в

днище в горизонтальный сборник 11.

Пары хлористого винила из верхней части колонны 10 поступают в трубы холодильника колонны и большей частью конденсируются. Конденсат - чистый хлористый винил при температуре минус 14°С - стекает на верхнюю тарелку колонны 10, откуда после добавления ингибитора (фенола) через штуцер в корпусе отводится для дополнительного охлаждения в змеевик холодильника 12 через штуцер в плоской крышке.

Не сконденсировавшиеся в холодильнике колонны 10 пары через штуцер в крышке возвращаются в колонну 7. Входной штуцер обратного потока расположен в корпусе колонны под холодильником.

Хлористый винил в змеевике холодильника 12 охлаждается антифризом при температуре минус 25°С. Антифриз подводится, в холодильник 12 через штуцер в нижней части корпуса колонны отводится, через штуцер в верхней его части.

Охлажденный хлористый винил из змеевика холодильника 12 через штуцер в плоском днище стекает в горизонтальный буферный сборник хлористого винила 13. Входной штуцер расположен вверху корпуса. По мере накопления продукт откачивается насосом 14 из емкости 13 через штуцер в нижней части крышки и направляется на хранение или переработку.