1.3.3 Метод окислительного хлорирования этана

Идея использовать этан для синтеза винилхлорида была реализована в 1965—1967 годах на опытном производстве компаний The Lummus Co. и Armstrong Cork Co.. Технология прямого оксихлорирования в присутствии хлорида меди (I) получила название Transcat Process. Химияпроцесса: (4.1.) (4.2.) 4.3.) (4.4.) (4.5.) (4.6.) Процесс проходил при 450—550 °C и давлении 1 МПа; степень конверсии этана достигала 65—70 %. Метод впоследствии был оптимизирован компанией ICI, которая снизила температурный диапазон проведения синтеза и предложила другой катализатор.В мае 1998 года компания EVC International NV (Нидерланды) запустила опытный проект мощностью 1000 тонн в год на заводе в Вильгельмсхафене (Германия) с целью опробирования и последующего продвижения на рынке запатентованного процесса окислительного хлорирования этана, или Ethane-to-VCM-Process. Предполагалось, что этот проект будет технологическим прорывом и станет началом работы над полномасштабным заводом, который, как ожидалось, будет запущен в 2003 году. По данным производителя, температура процесса составляет менее 500 °C, степень конверсии сырья — 100 % по хлору, 99 % по кислороду и более чем 90 % по этану; выход винилхлорида превышает 90 %. В сентябре 1999 года EVC подписала с компанией Bechtel Group, Inc. (США) соглашение о постройке полноценного производства в Вильгельмсхафене, однако из-за финансовых проблем проект не был осуществлён. После поглощения в 2001 году корпорацией INEOS компании EVC дальнейшая судьба проекта Ethane-to-VCM-Process не известна

ВЫВОДЫ !!!

2. Производство винилхлорида из этилена сбалансированным по хлору способом

Процесс получения винилхлорида сбалансированным методом из этилена состоит из шести стадий:

1. синтез 1,2-дихлорэтана прямым жидкофазным хлорированием этилена,

2. синтез 1,2-дихлорэтана окислительным каталитическим хлорированием этилена,

3. промывка, осушка, ректификация 1,2-дихлорэтана,

4. термическое обьемное дегидрохлорирование 1,2-дихлорэтана,

5. разделение продуктов дегидрохлорирования 1,2-дихлорэтана,

6. ректификация винилхлорида.

2.1. Теоретические основы процесса

Сбалансированный по хлору способ получения винилхлорида из этилена базируется на трех основных реакциях:

Следовательно, он является комбинацией трех процессов: прямого аддитивного хлорирования этилена в 1,2 –дихлорэтан, термического дегидрохлорирования 1,2- дихлорэтана в винилхлорид и окислительного хлорирования этилена в 1,2 –дихлорэтан с помощью хлороводорода, образовавшегося при дегидрохлориировании.[6]

Оксихлорирование протекает с выделением значительного количества тепла, тогда как пиролиз протекает с поглощением значительного количества тепла, а HCl, получаемый при пиролизе, используется в процессе оксихлорирования. Следовательно, необходимо подобрать условия для проведения этих реакций в одном аппарате, что позволит приблизить процесс к адиабатическому и обеспечит протекание процесса пиролиза, т.е. реализовать совмещенно- комбинированный процесс получения 1,2-дихлорэтана и винилхлорида. Этот процесс требует больших затрат энергии. К тому же он имеет низкую селективность. Зависимость изменения энергии Гиббса этой реакции дегидрохлорирования представлена на рис.1 как видно из рис. 1, изменение знака энергии происходит для этой реакции при =500 К, а выше этой тем­пературы преимущественно протекает отщепление НС1. Реакция 2 протекает медленно по молекулярному механизму.

Рис. 1. Зависимость изменения энер­гии Гиббса от температуры для реакции дегидрохлорирования 1,1 -дихлорэтана

Интерес к термическому дегидрохлорированию был вызван возможностью замены прежнего метода отщепления НС1 под действием щелочи. Этот способ используется также для получения винилиденхлорида и других продуктов. Но в этом процессе обра­зуется много сточных вод (щелочных), а также отходов соли (он требует боль­шого расхода щелочи).

Термическое дегидрохлорирование позволило устранить эти не­достатки: реакция протекает при температуре 500°С только под воз­действием температуры или в присутствии небольшого количества хлора (в качестве инициатора) и гетерогенных контактов. Посколь­ку процесс эндотермический, его, как правило, осуществляют в труб­чатых реакторах, обогреваемых топочными газами. Такой способ про­изводства винилхлорида оказался более экономичным (на 30 %) по сравнению с щелочным дегидрохлорированием 1,2-дихлорэтана и на 14 % — по сравнению с гидрохлорированием ацетилена.

В этом совмещенном процессе из этилена, хлора и кислорода получается винилхлорид в отсутствие НС1. При этом и се­бестоимость получаемого мономера снижается на 25—30 % по срав­нению с методом, основанным на гидрохлорировании ацетилена.

В этом совмещенном процессе из этилена, хлора и кислорода получается винилхлорид в присутствии HCl. При этом и себестоимость получаемого мономера снижается на 25-30% по сравнению с методом, основанным на гидрохлорировании ацетилена.