Россия
УДК 002.6 Центры документации. Органы научно-технической информации
В работе предложено новое газораспределительное устройство для реактора жидкофазного хлорирования этилена, позволяющее обеспечить присутствие ингибитора в газовой фазе для снижения выхода побочных продуктов
1,2-дихлорэтан, барботажный реактор, газораспределительное устройство
В настоящее время основную часть 1,2-дихлорэтана получают жидкофазным хлорированием этилена в среде синтезируемого продукта. В процессе получения 1,2-дихлорэтана возможно образование побочных продуктов [1] в результате протекания реакций заместительного хлорирования этилена с последующим присоединением к образовавшемуся винилхлориду хлора (1, 2):
(1)
(2)
и заместительного хлорирования 1,2-дихлорэтана до трихлорэтана (3):
. (3)
Скорость реакций образования побочных продуктов в жидкой фазе ниже, чем в газовой. В жидкой фазе образование побочных продуктов происходит преимущественно по второму направлению. Выход побочных продуктов высших хлорпроизводных этана уменьшается в присутствии ингибитора – хлорида железа (III) и возрастает с повышением концентрации хлора в 1,2-дихлорэтане и увеличением времени контакта между фазами [2].
Для получения 1,2-дихлорэтана в химической промышленности используются барботажные реакторы с газораспределительными устройствами для ввода хлора и этилена. Хлор вводится в нижнюю часть реактора, а выше в образовавшийся раствор хлора вводится этилен. В барботажном реакторе в газовой фазе (в пузырях этилена) отсутствует ингибитор побочных реакций FeCl3, что создаёт условия для протекания побочных реакций заместительного хлорирования 1,2-дихлорэтана. С целью снижения скорости побочных реакций в газовой фазе предлагается установить на газораспределительном устройстве 1 для ввода этилена насадки 2 (рисунок 1), которые по конструкции схожи с эжекторами. При использовании таких насадок этилен будет эжектировать раствор хлора в 1,2-дихлорэтане с ингибитором FeCl3, который в виде капель распределится в пузырях этилена. На выходе из эжектора будем иметь мелкодисперсную газожидкостную смесь, представляющую собой аэрозоль 1,2-дихлорэтана с ингибитором FeCl3 в газообразном этилене. Наличие ингибитора в газовой фазе позволит снизить образование побочных продуктов. В присутствии аэрозоля увеличится влагосодержание внутри пузыря этилена, а, следовательно, и плотность пузырей. В результате снизится скорость всплытия пузырей этилена и увеличится время пребывания пузыря в барботажном слое, т.е. время контакта этилена с раствором хлора. Замедление всплытия пузырей позволит увеличить газосодержание в зоне реакции и поверхность контакта фаз.
Рисунок 1 – Эжекционное газораспределительное устройство для ввода
этилена
Таким образом, применение нового газораспределительного устройства для ввода этилена обеспечит присутствие в газовой фазе капель аэрозоля с ингибитором, что будет способствовать снижению скорости протекания побочных реакций и увеличению выхода целевого продукта – 1,2-дихлорэтана.
1. Рожков, В.И. Закономерности жидкофазного хлорирования этилена / В.И. Рожков, О.А. Зайдман, Э.В. Сонин // Химическая промышленность. – 1991. – № 7. – С. 398-340.
2. Подоплелов, Е.В. Массообмен между газом и жидкостью при получении дихлорэтана / Е.В. Подоплелов, А.В. Бальчугов, Б.А. Ульянов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2006. – Т. 49. – № 8. –С. 92-96.
