Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
Выход хлоропреиа в расчете на прореагировавший винил- 90 ацетилен, % (масс.)
Конверсия винилацетилена, % (масс.) 16—18
Режим работы колонн установки синтеза и ректификации хлоропреиа
Колонна 4 Колонна 16 Колонна 23
Температура верха, °С 10 —6 10
Температура низа, °С 22—30 34—39 53
Давление в кубе, кПа 26,7 46,7 64,0
Состав хлоропрена-ректификата, % (масс.)
Хлоропрен, не менее 99,9 Дихлорбутен, не более 0,05
Винилацетилен, не более 0,02 Ацетальдегид, винилхло- 0,03
рид, не более
ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРОПРЕИА ИЗ БУТАДИЕНА
Промышленный синтез хлоропреиа из бутадиена состоит из следующих стадий.
1. Хлорирование бутадиена с образованием смеси дихлорбутенов:
* CH2CI-CHCi-CH=CH2
3, 4-дихлорбутен-1
CH2=CH-CH=CH2 + Cl2
CH2Ci-CH=CH-CH2CI
1, 4-дихлорбутен-2
2. Изомеризация 1,4-дихлорбутена-2 в 3,4-дихлорбутен-1:
CH2CI-CH=CH-CH2Ci ч=* CH2CI-CHCI-CH=Ch2
3. Дегидрохлорирование 3,4-дихлорбутена-1 в хлоропрен:
CH2Ci-CHCI-CH=CH2 —> CH2=CCl-CH=CH2+ HCl
Хлорирование бутадиена осуществляется в газовой фазе при температуре 270—-320 0C без применения катализатора. Процесс сопровождается образованием ряда побочных продуктов: тетра-хлорбутана, высших полихлоридов и хлороводорода на стадии хлорирования и полимеров хлоропреиа на стадии изомеризации и де-гидрохлорирования. Сырьем для производства хлоропреиа является бутадиен с чистотой не менее 99% и хлор с концентрацией 99,5% (масс). Содержание инертных газов в хлоре допускается не более 0,5%.
Хлорирование бутадиена и получение сырой смеси дихлорбутенов
Технологическая схема процесса хлорирования бутадиена представлена на рис. 35. Жидкий бутадиен, предварительно охлажденный в холодильнике і до 5 °С, отстаивается от воды в отстойнике 2 и после осушки цеолитами в осушителе 3 поступает в контур циркуляции бутадиена перед сепаратором 14. Выходящий из сепаратора 14 бутадиен подогревается до 104 0C в подогревателе 7 и подается в смесительную камеру хлоратора 6. Газообразный хлор, осушенный до содержания воды не более 10 млн-1, перед подачей в хлоратор подогревается до 37 °С. Процесс хлорирования ведется при большом избытке бутадиена. Конверсия бутадиена составляет 15—16% (масс), остальное количество находится в рецикле. Хлор полностью вступает в реакцию. Содержание свободного хлора в продуктах реакции не допускается.
В циркулирующем бутадиене содержатся инертные газы в количестве 2,5%, которые поступают в систему с хлором, и хлороводо-
Рис. 35. Схема хлорирования бутадиена н получения сырой смеси дихлорбутенов:
/, 4, 8, 19 — холодильники; 2, 15, 16, 25, 35 — отстойники; 3 — осушитель; 5,7 — подогреватели, 6 — хлоратор; 9, 23, 33 — емкости, 10, 18, 26, 27, 29, 36, 37 — насосы; 11 — дегазационная колонна; 12, 21, 31 — кипятильники, 13, 22, 24. 32, 34 — конденсаторы; 14 — сепаратор, 17 — газодувка; 20, 30 — ректификационные колонны, 28 — бак-храиилище. / — бутадиен; // — хлор; /// — вода, IV — конденсат на закалку; V — бутадиен иа очистку, VI — соляная кислота; VII — отдувки, VIII — дихлорбутены; IX — к линии вакуума; X — полихлориды.
род в количестве 9,5%, который является продуктом заместительного хлорирования. Инертные газы и хлороводород в процессе хлорирования не участвуют и служат инертными разбавителями.
Основными побочными продуктами" процесса являются тетра-Хлорбутан и высшие полихлориды, а также хлороводород. Хлорируются также содержащиеся в бутадиене бутены, образуя моно-хлорбутены и дихлорбутаны. При хлорировании в небольших количествах получаются также смолообразные продукты, оседающие и накапливающиеся в хлораторе. Под действием высокой температуры эти продукты подвергаются коксованию, при этом отщепляется хлороводород. Повышение содержания хлороводорода в продуктах реакции указывает на наличие процесса коксования в хлораторе. 'В таких случаях хлоратор останавливают на чистку. Ориентировочный пробег хлоратора до чистки — около 1200 ч.
Температура хлорирования регулируется автоматически |путем изменения количества подаваемого хлора и поддерживается в пределах 290—320 °С. Если температура в хлораторе на 10 0C превышает режимную, включается предупредительная сигнализация, а при превышении температуры на 40 °С срабатывает система защитной блокировки: автоматически отключается подача хлора и в хлоратор подается азот. При падении температуры в реакторе более чем на 60 °С возможен проскок хлора в продукты реакции, поэтому хлоратор отключается так же, как и в случае превышения температуры.
Продукты реакции, выходящие из хлоратора, с целью предотвращения полимеризации до поступления в холодильник 8 подвергаются «закалке», т. е. быстрому охлаждению струей холодной жидкой смеси дихлорбутенов, и после емкости 9 в жидкой и в паровой фазе раздельно подаются в дегазационную колонну 11 для отделения хлорированных продуктов от циркулирующего бутадиена. Бутадиен с верха колонны // частично конденсируется в конденсаторе 13, затем смешивается со свежим бутадиеном. После разделения в сепараторе 14 жидкий бутадиен отстаивается от воды и кислоты в отстойнике 15 и поступает на орошение в колонну 11, а газообразный бутадиен из сепаратора 14 через подогреватель 7 направляется на хлорирование в реактор 6. Для удаления из системы хлороводорода и инертных газов часть циркулирующего газа (около 3,6%) после сепаратора 14 передается в систему отдувки.
