КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Физико-химические основы процесса получения хлорметанов
Процесс получения хлорметанов осуществляется методом высокотемпературного хлорирования природного газа с циркуляцией непрореагировавшего метана и хлористого метила. Процесс хлорирования метана ведется при температуре 470-510 0С и избыточном давлении 0,035-0,07 МПа (0,35-0,7 кгс/см2). При таких условиях часть молекулярного хлора в результате термической диссоциации распадается на активный атомарный хлор: Cl2 ®Cl· + Cl·, что дает начало реакции хлорирования метана, которая протекает по радикальному механизму: Cl· + CH4 ® CH3· + HCl; CH3· + Cl2 ® CH3Cl + Cl·; хлорметил CH3Cl +Cl· ® CH2Cl· + HCl; CH2Cl· + Cl2 ® CH2Cl2 + HCl; метиленхлорид CH2Cl2 + Cl· ® CHCl2· + HCl; CHCl2· + Cl2 ® CHCl3 + Cl·; хлорофом CHCl3 + Cl· ® CCl3· + HCl; CCl3· + Cl2 ® CCl4 + Cl·; ЧХУ CН4 + Cl· ® CН3·+ HCl и т.д. В ходе процесса хлорируются и гомологи метана, содержащиеся в природном газе, с образованием перхлорэтилена, трихлорэтана и др. Природный газ очищается от примесей каталитическим гидрированием. Преимущественное образование того или иного продукта зависит от условий протекания процесса хлорирования: · температуры реакции; · соотношения хлора и метана в исходной смеси; · степени предварительного смешивания реагентов; · состава реакционной смеси; · времени пребывания реагентов в реакционной зоне. С целью наивысшего выхода метиленхлорида процесс хлорирования метана ведут при температуре 470-510 0С и при объемном соотношении между хлором и поступающей на хлорирование смесью метана и циркуляционного газа 1¸ 3,5-4,5. Предварительное смешение реагирующих компонентов обеспечивает равномерное течение процесса хлорирования без местных перегревов и увеличения объемной доли непрореагировавшего хлора ("проскока" хлора) в реакционном газе.
При снижении температуры в зоне реакции ниже 460 0С возможен "проскок" хлора и "затухание" реакции хлорирования метана. При температуре выше 530 0С процесс хлорирования сопровождается деструкцией метана с обильным сажеобразованием: СН4 + 2Cl2 Û C + 4HCl + 2,9 ×1O2 кДж Выделившаяся сажа катализирует реакцию разложения метана. Тепло, выделяющееся при реакции хлорирования, отводится с реакционным газом, т.е. процесс хлорирования ведется в адиабатических условиях. Получение хлорметанов хлорированием природного газа Производствохлорметанов состоит из следующих основных стадий: 1. хлорирование метана; 2. абсорбция хлористого водорода из реакционного газа; 3. очистка соляной кислоты; 4. нейтрализация реакционного газа и очистка сточных вод; 5. осушка реакционного газа; 6. компримирование реакционного газа, конденсация хлорметанов и отгонка хлористого метила; 7. ректификация метиленхлорида; 8. ректификация хлороформа-сырца; 9. олеумная очистка хлороформа-сырца; 10. ректификация хлороформа; 11. ректификация тетрахлорида углерода.
1.Хлорирование метана (схема 1) Хлорирование метана осуществляется в хлораторе поз. 1, который перед пуском разогревается до температуры 500-600 0С за счет сжигания природного газа в горелке, опускаемой в хлоратор через верхний люк. Образующиеся дымовые газы направляются на рассеивание. После разогрева хлоратор поз.1 продувается азотом В хлоратор поз. 1 осуществляется прием метана, циркуляционного газа (ЦГ), а затем хлора. Природный газ (метан) принимается из магистрального газопровода и направляется к смесителю поз. 2. Циркуляционный газ поступает в смеситель поз.2 из буфера поз.3 со стадии конденсации. Хлор испаренный принимается на схему хлорирования в буфер поз.4 из цеха жидкого хлора. В зимнее время в рубашку буфера поз.4 подается горячая вода (40-70 0С) для предотвращения сжижения хлора, трубопроводы хлора обогреваются теплоспутниками. Из буфера поз.4 хлор поступает в смеситель поз.2,
Непосредственное смешение компонентов реакции происходит в трубопроводе от смесителя поз.2 до хлоратора поз.1, так называемой камере смешения, для наивысшей степени смешения отношение длины камеры к ее диаметру должно быть не менее 10. Смесь газов поступает в хлоратор поз.1, где процесс хлорирования проводится при давлении 0,035-0,07 МПа (0,35-0,7 кгс/см2). Температура процесса хлорирования 470-510 оС поддерживается регулированием расхода хлора или циркуляционного газа. Полученный в хлораторе поз.1 реакционный газ охлаждается в воздушном холодильнике поз.5 до температуры 120-180 0С. Из холодильника поз.5 охлажденный газ направляется на стадию абсорбции для улавливания хлористого водорода. Периодически, не реже 1 раза в месяц, проводится очистка хлоратора поз.1 и теплообменника поз.5 от сажи методом выжигания кислородом воздуха. При подаче воздуха происходит самопроизвольное возгорание сажи за счет кислорода, содержащегося в воздухе.
Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 1685; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |