Практическое занятие № 4 Типы реакционных узлов для щелочного дегидрирования хлорпроизводных

При практическом осуществлении щелочного дегидрохлориро­вания кроме замещения хлора могут протекать другие побочные реакции, состоящие в дальнейшем воздействии щелочи на первичные продукты.

Наиболее легко реакция щелочного дегидрохлорирования происходит при синтезе окисей этилена и пропилена, чему способствует хорошая растворимость соответствующих хлоргидринов в воде. Процесс проводят, тем не менее, при температуре кипения водного раствора щелочи, чтобы обеспечить эффективную отгонку окисей.

Необходимое увеличение поверхности контакта фаз дости­гается при помощи острого пара, служащего одновременно для отгонки продуктов реакции. При щелочном дегидрохлорировании наименее реакционноспособного 1,2-дихлорэтана такие меры недо­статочны, и для ускорения процесса чаще всего осуществляют гомогенизацию реакционной массы за счет применения водно-спиртового раствора NaOH, в котором растворим и дихлорэтан. Другое возможное решение состоит в про­ведении процесса с водным раствором ще­лочи при более высоких температурах (150—160 °С) под давлением.

Щелочное дегидрохлорирование чаще всего ведут в стальных непрерывнодействующих реакционных аппаратах типа та­рельчатых колонн (рисунок а), в которых реакция протекает главным образом на тарелках. Горячий водный раствор Са(ОН)₂ стекает по тарелкам колонны вниз и реагирует с хлорпроизводным, при­чем реакция завершается в кубе колонны. Туда подают острый пар, за счет чего жидкость в аппарате находится в состоя­нии кипения, и при этом отгоняется более летучий целевой продукт. Химическая реакция совмещается, таким образом, с разделением компонентов реакционной массы и их дефлегмированием на тарел­ках. Горячий раствор Ca(OH)₂ всегда по­дают на одну из верхних тарелок, а место ввода галогенпроизводного определяется его летучестью и ско­ростью реакции. Время пребывания галогенпроизводного на тарел­ках должно быть таким, чтобы в куб попадали лишь следы исход­ного вещества. Жидкость, отводимая из куба колонны, содержит хлористый кальций и непрореагировавшую Са(ОН)₂, которую берут в избытке около 10%. Тепло этой жидкости целесообразно использовать, например, для подогрева поступающих на реакцию веществ.

Значительно реже, в основном для периодического способа получения хлористого винила, применяют реакторы с мешалкой и паровой рубашкой (рисунок б). Их же используют при произ­водстве эпихлоргидрина, но с непрерывной подачей исходных ре­агентов и отводом реакционной массы через боковой перелив (ре­актор полного смешения). Ввиду меньшей летучести эпихлоргид­рина и его способности к гидролизу под влиянием щелочей реакцию проводят при 60 °С, чтобы избежать развития побочных процессов.

Рисунок 56-Типы реакцион­ных аппаратов для ще­лочного дегидрирования хлорпроизводных:

а — реактор типа тарельча­той колонны; б — реактор с мешалкой.

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте определение реакции щелочному дегидрохлорирования.

2. Каково предназначение обратных холодильников в хлораторах?