Окись этилена - Зимаков П.В.
Скачать (прямая ссылка):
і
-ч
Большой интерес в качестве реального источника этилена представляли отходящие газы заводов CK, первые из которых вошли в эксплуатацию в 1932—1933 гг. В связи с этим на Опытном заводе литер Б были проведены исследовательские и опытные работы по получению этиленхлоргидрина из газов, образующихся в качестве побочных продуктов при производстве дивинила каталитическим разложение! спирта по С. В. Лебедеву23.
Несмотря на то, что в этих газах содержалось всего 10—15% этилена и по мере усовершенствования катализатора для превращения спирта в дивинил это количество уменьшалось, на основе этих газов удалось разработать экономически выгодный процесс получения этиленхлоргидрина, окиси этилена (омыление этиленхлоргидрина известковым молоком), этиленгликоля, этанолами-нов и целлозольвов. В короткий срок был спроектирован и построен первый в Советском Союзе завод по получению окиси этилена и продуктов ее переработки, который был введен в действие в 1936 г. Сырьем для этого завода служили отходящие этиленсо-держащие газы завода CK-
Вскоре после Великой Отечественной войны были созданы значительно более крупные производства окиси этилена и продуктов ее переработки на базе концентрированного этилена из газов пиролиза нефти и этиленовой фракции коксового газа. В последующие годы было пущено промышленное производство окиси этилена прямым каталитическим окислением этилена.
Первые промышленные установки по получению окиси этилена строились по хлоргидринному методу. Сначала по процессу Гомберга из этилена, хлора и воды получается этиленхлоргидрин:
C2H4 + Cl2 + H2O-» CH2OH-CH2CI + HCl
Затем кислый водный раствор этиленхлоргидрина перерабатывается в окись этилена путем омыления NaOH или Ca(OH)2:
CH2OH-CH2Cl + Ca(OH)2-> H2C-CH2 + CaCl2 + H2O
Этот способ, отличающийся простотой аппаратурного оформления, малыми расходами этилена и энергетическими затратами, имеет ряд существенных недостатков. Главные недостатки:
1) расходуется большое количество хлора и извести на получение окиси этилена;
2) получаемый в процессе разбавленный водный раствор хлористого кальция загрязнен различными примесями и поэтому не может быть использован.
В связи с этим производство окиси этилена хлоргидринным методом сопряжено с образованием очень большого количества сточных вод, содержащих не только минеральные, но также
органические и хлорорганические примеси, загрязняющие водоемы.
Ввиду существенных недостатков хлоргидринного метода получения окиси этилена в ряде стран, в том числе и в СССР, проводились интенсивные работы по разработке метода прямого окисления этилена в окись этилена.
В 1931 г. появился первый патент на получение окиси этилена прямым каталитическим окислением этилена, причем предложенный катализатор — активное серебро — до сих пор является единственным, применяемым в промышленности24. Метод прямого окисления этилена стал преобладающим в промышленности, несмотря на то, что при этом на получение окиси этилена расходуется примерно на 25% больше этилена, чем по хлоргидринному методу, затраты электроэнергии во много раз выше, а удельные капиталовложения больше почти в 1,5 раза25. Тем не менее себестоимость окиси этилена, полученной прямым окислением этилена, более низкая, так как суммарная стоимость всех видов сырья и энергозатрат при хлоргидринном методе выше, чем в процессе прямого окисления.
Разница в экономичности этих двух процессов становится еще более значительной при снижении стоимости этилена и повышении селективности процесса окисления. Себестоимость этилена и удельные капиталовложения на его производство непрерывно снижаются по мере того, как возрастает мощность разделительных агрегатов. Так, например, при увеличении мощности агрегата по выработке этилена с 50 до 300 тыс. т в год себестоимость этилена снижается на 27%, а удельные капиталовложения26—¦ на 59%. Селективность процесса окисления этилена, которая сейчас не превышает 70%, может возрасти в результате улучшения катализаторов и совершенствования технологии. Таким образом, у метода прямого окисления этилена имеются еще не использованные возможности снижения себестоимости продукта.
Более низкая себестоимость окиси этилена и более высокое качество продукта явились причинами (кроме указанных выше) постепенного вытеснения хлоргидринного метода синтеза окиси этилена методом прямого окисления этилена (см. табл. 2), а возможность поставки большого количества окиси этилена по сравнительно невысокой цене (в США цена 1 т окиси этилена в последние годы составляет5 341 доллар) способствовала быстрому развитию промышленного синтеза производных окиси этилена.
Снижение выработки окиси этилена хлоргидринным методом происходило также за счет переключения заводов, работающих по этому методу, на производство окиси пропилена через пропилен-хлоргидрин, поскольку в технологии получения обоих продуктов практически нет никакой разницы, а хлоргидринный метод получения окиси пропилена пока является единственным методом, используемым в промышленном масштабе.
