Реферат отримання дихлоретану з етилену - банк рефератів, творів, доповідей, курсових і

1. Товарні і технологічні властивості дихлоретан, області застосування

Дихлоретан (хлористий етилен) CH2Cl-CH2Cl - безбарвна летюча рідина зі специфічним запахом, що нагадує запах хлороформу (т.кіп. 83,7 ° С; т.пл. -35,3 ° С; теплота випаровування 77,3 ккал / кг) . З водою утворює азеотропную суміш (80,5% дихлоретан), киплячу при 72оС. Дихлоретан загоряється насилу, горить світловим полум'ям із зеленою облямівкою, при горінні виділяється хлористий водень. Палаючий дихлоретан може бути легко погашений водою. Пари дихлоретану утворюють з повітрям вибухонебезпечні суміші з межами вибуховості 4,8-15,9% (об.).

Дихлоретан змішується в усіх відношеннях зі спиртами, бензолом, ацетоном і багатьма іншими органічними сполуками; добре розчиняє масла, жири, смоли, воску, каучук, алкалоїди, а також деякі неорганічні речовини, наприклад сірку, жовтий фосфор, йод і ін.

Дихлоретан отруйний і має наркотичну дію, тому при роботі з ним треба бути обережним. Вдихання парів дихлоретану викликає головні болі, подразнення дихальних шляхів, кашель і може привести до смерті. Гранично допустима концентрація парів дихлоретану в повітрі виробничих приміщень 10 мг / м3.

Дихлоретан застосовується як розчинник в самих різних областях: для екстрагування жирів, для очищення нафтопродуктів від парафіну, для знежирення вовни, хутра, а також металевих виробів перед хромуванням або никелированием, для вилучення восків (монтан-віск) з бурого вугілля і т. Д. він є також полупродуктом для багатьох промислових синтезів. Значні кількості дихлоретану витрачаються на отримання хлористого вінілу.

2. Сировинні джерела: етиленової фракція газів піролізу нафтової сировини і етиленових фракція коксового газу.

3. Способи отримання дихлоретану.

Існують кілька способів отримання дихлоретану з етилену:

взаємодія етилену з хлором в середовищі рідкого дихлоретану при 20-30 ° С;

пропускання етилену через рідкий хлор при підвищеному тиску і температурі не вище 0 ° С;

взаємодія етилену з хлором при підвищених температурах (до 120 ° С) над різними каталізаторами. (CuCl2, FeCl3, SbCl5, тваринне вугілля і ін.);

взаємодія етилену, хлористого водню і кисню повітря над мідним каталізатором при 300 ° С:

CH2 = CH2 + 2HCl + 0,5О2 → СН2Сl-СН2Сl + Н2О

У промисловості поширений головним чином перший спосіб, технологічно розроблений А. Ф. Добрянським з співробітниками. Вони довели можливість використання для отримання дихлоретану не тільки чистого етилену, а й зтіленсодержащіж сумішей, наприклад етиленової фракції газів піролізу нафтової сировини і етиленової фракції коксового газу. За другим способом для досягнення високого виходу дихлоретану потрібні висококонцентрований етилен і рідкий хлор. Крім того, реакція освіти дихлоретану в цьому випадку протікає при надлишку хлору, що призводить до утворення не тільки дихлоретану, а й інших продуктів хлорування етилену. Недоліками інших способів є невисокий вихід дихлоретану внаслідок утворення побічних продуктів заміщення, а також труднощі очищення дихлоретану.

4.Фізікокохіміческіе основи процесу отримання дихлоретану

Процес отримання дихлоретану є гетерогенної складною реакцією. Реакція необоротна ендотермічна, протікає без застосування каталізатора при низькій температурі.

Реакція приєднання хлору до етилену протікає з виділенням великої кількості тепла:

CH2 = CH2 + Cl2 → СН2Сl-СН2Сl? Н = - 48 ккал

При отриманні дихлоретан взаємодією етилену з хлором в середовищі рідкого дихлоретану, який розчиняє обидва газу, реакція протікає фактично в рідкій фазі. Завдяки цьому досягається безпека процесу (суміш газоподібних хлору і етилену вибухонебезпечна) і поліпшуються умови теплопередачі від реакційної маси до охолоджувального агенту. Відведення реакційного тепла значно полегшується, і повністю усувається можливість місцевих перегрівів. Крім того, в середовищі дихлоретану процес протікає аутокаталітіческі і швидкість реакцій значно вище, ніж при взаємодії газоподібних етилену і хлору При взаємодії етилену з хлором, крім продукту приєднання хлору по подвійному зв'язку (1,2-дихлоретану), утворюються також продукти заміщення - трихлоретан, тетрахлоретан і вищі полихлоридов:

CH2 = CH2 + 2Cl2 → СН2Сl-СНСl2 + HCl

CH2 = CH2 + 3Cl2 → СНСl2-СНСl2 + 2HCl і т.д.

Реакції заміщення прискорюються з підвищенням температури (рис. 2). З малюнка видно, що при температурах від -30 до -20е З виходить майже виключно дихлоретан, в той час як при + 20 ° С утворюється переважно трихлоретан. При подальшому підвищенні температури відбувається більш глибоке заміщення з утворенням тетрахлоретана. Лімітування процесу відбувається з боку хімічної реакції. Згідно рис. 2 при збільшенні температури прискорюються реакції заміщення, а при зниженні температури - вихід дихлоретану.

Склад одержуваних продуктів різко змінюється, якщо в реакційне середовище вводити вільний кисень. При цьому утворення продуктів заміщення сповільнюється і навіть припиняється. Пояснюється це тим, що ланцюгова реакція заміщення в присутності кисню обривається. Ця обставина значно спрощує технологію виробництва дихлоретану. Тому при додаванні кисню можна проводити взаємодія етилену з хлором при 20-30 ° С і відводити тепло реакції холодною водою без охолодження розсолом необхідного при температурах нижче 0 ° С. Завдяки цьому спрощується апаратурне оформлення процесу і знижується собівартість дихлоретан.

Механізм інгібування киснем реакції заміщення атома водню атомом хлору точно не з'ясований. Припускають, що утворюються атоми хлору

Реагують з киснем за схемою

Cl2 · + О2 → Cl - O - O ·

Cl - O - O · → Cl ·

ClO · + ClO · → Cl2 + O2 і т.д.

внаслідок чого число атомів хлору значно зменшується.

5. Апаратурно-технологічна схема виробництва дихлоретану

У промислових умовах хлорування етилену для отримання дихлоретану проводять в вертикальних циліндричних хлоратора; тепло реакції відводиться холодною водою, що циркулює в змеевиках і сорочці апарату. Хлоратор доверху заповнений дихлоретаном, через який барботируют реагують гази - етилен і хлор. Гази повинні бути попередньо ретельно осушені, так як вологий хлор, частково гідролізуючись, надає корозійне дію на сталеву апаратуру. При досить повної осушування вихідних газів всю реакційну апаратуру і трубопроводи можна виготовляти зі звичайної вуглецевої сталі.

Етилен надходить з розділових установок глибокого охолодження досить висушеним, і додаткової осушки його не потрібно. З етилену, що виділяється іншими способами, наприклад гіперсорбціей, волога повинна бути видалена твердими поглиначами або виморожуванням. Застосовувати для осушування етилену сірчану кислоту не рекомендується, так як в її присутності відбувається осмоленого і сульфування неграничних вуглеводнів, що містяться в етиленової фракції. Для осушення хлору застосовують концентровану сірчану кислоту, але зазвичай хлор надходить з хлорного заводу вже висушеним. При роботі з недостатньо осушених вихідними газами потрібно освінцовивать внутрішні стінки хлоратора, охолоджуючих змійовиків і мішалок.

Технологічна схема промислового виробництва дихлоретану показана, на рис. 1. У газовій суміші, що надходить в хлоратор 1, повинен міститися надлишок етилену (5-10% від стехіометричного кількості), необхідний для повного зв'язування хлору. Присутність хлору в реакційних газах неприпустимо, так як взаємодія хлору з вуглеводнями в неохолоджуваному трубопроводі може привести до підвищення температури і займання вуглеводнів. Хлор, що подається в хлоратор, розбавляють

Реферат отримання дихлоретану з етилену - банк рефератів, творів, доповідей, курсових і

Рис.1. Схема виробництва дихлоретану з етилену і хлору:

1 - хлоратор; 2 - збірка дихлоретану-сирцю; 3 - конденсатор змішання; 4 - холод-дільнік; 5 - промивної скрубер; 6 - нейтралізатор; 7, 13 - роздільники; 8 - збірник лугу; 9 - збірник нейтралізованого дихлоретану; 10, 14 - ректифікаційні колони; 11, 15 - кип'ятильники; 12, 16 - дефлегматори; 17 - холодильник.

повітрям (8-10% від обсягу реагують газів); це дає можливість проводити хлорування етилену при 20-30 ° С.

Для кращого контакту між реагують газами і більш повного розчинення їх в діхлоретане в хлоратори встановлена пропелерна мешалка. Утворений дихлоретан-сирець з хлоратора самопливом безупинно перетікає в збірник 2.

Відходять з хлоратора гази (що не прореагував етилен) газоподібні домішки, що містяться в вихідному етилену і хлорі, повітря) захоплюють значну кількість парів дихлоретану і частина хлористого водню, що утворюється в результаті реакцій заміщення. Тому з газів, що відходять виділяють дихлоретан або абсорбцією розчинниками (гас і ін.), Або конденсацією, як показано на схемі. Відходять гази надходять в насадок конденсатор змішання 3, змонтований над холоділишком 4. У верхню частину конденсатора змішання подають з холодильника 4 охолоджений до -20о С дихлоретан для зрошення, насадки. Гази, що надходять в нижню частину конденсатора змішання, проходять насадку знизу вгору протитечією до діхлоретане і охолоджуються до -15 ° С, завдяки чому майже всі пари дихлоретану конденсуються. Сконденсувалася дихлоретан змішується з дихлоретаном, що подається на зрошення, і надходить в холодильник 4, де знову охолоджується до -20 ° С. Гази, що відходять з верхньої частини конденсатора змішання, відмиваються водою в скрубері 5 від хлористого водню і йдуть в атмосферу.

Дихлоретан-сирець із збірки 2 перекачується в апарат 6, де при перемішуванні проводиться нейтралізація розчиненого в діхлоретане хлористого водню 5-10% -ним розчином їдкого натру. Нейтралізований дихлоретан відділяється в роздільник 7 від розчину лугу і стікає в збірник 9, з якого надходить на осушку і ректифікацію. Осушення дихлоретан проводиться в ректифікаційної колоні 10, в нижній частині якої підтримується температура 75-85 ° С. З колони відганяється азеотропная суміш дихлоретану з водою, конденсується в дефлегматоре 12 і частково повертається на зрошення колони 10. Дистиллят розшаровується в роздільник 13; вода прямує на очисну станцію і далі в каналізацію, а дихлоретан повертається до збірки 9, З кубової частини колони 10 стікає зневоднений дихлоретан, що надходить далі в ректифікаційної колони 14, де дихлоретан-дистилят відокремлюється від трихлоретан і полихлоридов (кубовая рідина).

6. Розрахунок матеріального балансу процесу хлорування етилену

Дані для розрахунку:

На підставі табл. 4.1 [1] визначаємо виходи продуктів реакції при температурі 255 К:

Мал. 2. Вихід продуктів реакції.

На підставі рис. 2 дані по виходу продуктів реакції зводимо в табл. 1.

Вихід продуктів реакції при Т = 265К

Відходять гази насичені парами дихлоретану, кількість яких можна розрахувати за формулою [2]:

де - кількість парів дихлоретану, що буря газами, кг / год;

Gг - кількість газів, що пропускаються через дихлоретан, кг / год;

φ - коефіцієнт насичення (в даному випадку φ = 1 [2]);

р - тиск пари над рідиною (при Т = 265 К р = 0,0021 МПа рис. XIV [4]);

Мж - молекулярна маса дихлоретан;

Мг - середня молекулярна маса газової суміші;

Р - загальний тиск в системі, МПа.

Знаходимо середню молекулярну масу газової суміші:

Віднесення парів дихлоретану складе:

З реактора відводиться рідкий дихлоретан, кількість якого складає:

Масова витрата сировини:

Маса газу при нормальних умовах дорівнює його молярній масі, поділеній на обсяг, яку він обіймав одним молем, тобто , Де - щільність газу при нормальних умовах.

Розбіжність балансу становить:

, що цілком допустимо.

Конверсія вихідної сировини.

Основним реагентом в сировині є етилен, тому конверсію розраховуємо по етилену, як відношення кількості витраченого етилену (Gн-Gк), де Gк - кількість непрореагировавшего етилену, до загального його кількості на початку процесу Gн:

Селективність знаходимо як відношення готового продукту Gп до прореагував сировини Gc

Вихід цільового продукту.

Якщо кількість цільового (товарного) продукту Gп, то вихід продукту Ф в розрахунку на сировину Gз складе

Лебедєв М.М. Хімія і технологія основного органічного і нафтохімічного синтезу: Підручник для вузів. - М. Хімія, 1988. - 592 с.

Загальна хімічна технологія: Учеб. для хіміко-техн. спец. вузів. У 2-х т. / Під ред. проф. І.П.Мухленова. - М. Вища. шк. 1984. - 263 с.

Павлов К.Ф. Романків П.Г. Носков А.А. Приклади і задачі по курсу процесів і апаратів хімічної технології. - Л. Хімія, 1987. - 576 с.

Паушкін Я.М. Адельсон С.В. Вишнякова Т.П. Технологія нафтохімічного синтезу, в двох частинах. Ч. I. Вуглеводневе сировину і продукти його окислення. М. «Хімія», 1973. - 448 с.

Синтез метанолу з оксиду вуглецю і водню. Технологічні властивості метанолу (метиловий спирт). Застосування метанолу та перспективи розвитку виробництва. Сировинні джерела отримання метанолу: очищення синтез-газу, синтез, ректифікація метанолу-сирцю.

Фенол як хімічна речовина, його застосування та значення. Особливості стадій отримання фенолу. Коротка характеристика процесу його виробництва через бензолсульфокислота, хлорбензол, ізопропілбензол, окислювальним хлоруванням бензолу. Види сировини.

Окислювальний аммоноліз пропілену і окисне хлорування етилену. Основні особливості процесів окислення в псевдозрідженому шарі каталізатора. "Повітряний" і "кисневий" процеси. Рециркуляційні технології. Кінетика і механізм реакцій.

Вихідна сировина для виробництва етилового спирту і способи його отримання. Фізико-хімічне обгрунтування основних процесів виробництва етилового спирту. Опис технологічної схеми процесу виробництва, розрахунок основних технологічних показників.

Процеси окислення етилену. Режими, продукти, принципові типи і конструкції реакторів. Виробництво карбонових кислот. Способи отримання капролактаму з первинної сировини (нафти, газу, вугілля). Процеси дегідрохлорування в хлорорганічних синтезу.

Поняття і сутність процесу хлорування вуглеводнів та інших сполук, історія відкриття і розвитку вчення про хлорування. Методи отримання хлорпроізводних вуглеводнів і застосування їх в промисловості. Характеристика та отримання фтороалканов.

Поняття оксіранов, їх сутність і особливості, характерні реакції. Окис етилену як найпростіший оксиран, методи отримання, використання в промисловості. Реакції окислення алкенів органічними надкислотами, внутримолекулярное заміщення галогенгідрини.

Товарні і визначають технологію властивості ацетилену. Сировинні джерела отримання. Перспективи використання різної сировини. Промислові способи отримання. Фізико-хімічний процес отримання ацетилену методом термоокислению піролізу метану.

Поняття галогенопохідних вуглеводнів, їх ізомерія та номенклатура, загальна формула і метод складання назв. Методи отримання галогенопохідних вуглеводнів, їх застосування в промисловості. Характер дії хлору на углеродосодержащие речовини.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ Укаїни СамГТУ Кафедра органічної хімії Курсова робота ЕТИЛЕН І ЙОГО ПОХІДНІ У ПРОМИСЛОВОМУ ОРГАНІЧНЕ синтезі

Окис етилену - один з найбільш великотоннажних продуктів органічного синтезу. Фізичні та хімічні властивості речовини. Будова молекули. Виробництво оксиду етилену: синтез через етиленхлоргідрин, окислення етилену. Застосування оксиду етилену.

Хлористий вініл як представник моногалоідних похідних етиленових вуглеводнів. Виробництво хлористого вінілу по Остросмисленскому, гідрохлорування ацетилену і піролізом дихлоретану. Виробництво винилиденхлорида, вінілацетату і етиленгліколю.

Варнавский. 10 «б» Застосування алкенів і алкодиенов. Алкени. Етилен і його гомологи легко окислюються, наприклад пермарганата калію: + O + H O а HO - CH При цьому утворився етиленгліколь - в'язка, подібна з гліцерином рідина застосована виробництві антифризів, синтетичного волокна л.

Природний газ одного з родовищ містить 92% метану, 4% етану. 1% пропану, 2% вуглекислого газу і 1% азоту (за обсягом). Який об'єм кисню потрібно для спалювання 200 л цього газу?

Окислювальна димеризація алкинов і її стадії. Синтез оксиду етилену і ацетоксілірованіе олефінів. Отримання альдегідів і кетонів дегидрированием спиртів на металевих і окисних каталізаторах. Реакції окислення в промисловій неорганічної хімії.

Ацетилен - безбарвний газ із слабким солодкуватим запахом. Вивчення процесу виробництва ацетилену різними способами: електрокрекінг (з метану), термічним крекингом (з рідкого пропану), термоокислювальну пиролизом метану і з реакційних газів.

Граничні вуглеводні. Ненасичені вуглеводні. Ароматичні або Арени Алкани Циклоалкани Алкени Дієнові Алкіни 1.Загальна формула CnH2n -метан

Фізичні та хімічні властивості гліколів. Технологічна схема отримання етиленгліколю гидратацией окісіетілена. Способи отримання ефірних масел. Принцип технічного спільного отримання етиленгліколю і окісіетілена в стаціонарному шарі каталізатора.