Окись этилена - Зимаков П.В.
Скачать (прямая ссылка):
Процесс гипохлорирования этилена можно осуществлять в стальных пустотелых колоннах-гипохлораторах, представляющих собой цилиндрические аппараты диаметром 1,3 ж и высотой 9 м, футерованные двумя слоями кислотоупорных плиток.
Колонна снабжена пятью штуцерами, три из которых находятся в нижней ее части.
Через самый нижний штуцер, расположенный на высоте 0,5 м от днища, пропущен графитовый барботер для подачи хлора. Через штуцер, расположенный на высоте 0,7 м от днища, пропущен текстолитовый патрубок для подачи воды, а в штуцере, отстоящем на 1,45 м от днища, проходит барботер для этилена. На высоте примерно 8 м от основания колонны имеется штуцер для переливания водного раствора этиленхлоргидрина, а в крышке колонны смонтирован штуцер для отвода отходящих газов.
Температура процесса поддерживается равной 75—80°С. При этой температуре основная масса образующегося дихлорэтана испаряется и уходите отходящими газами. Солянокислый 4—8%-ный раствор этиленхлоргидрина с небольшим количеством дихлорэтана и хлорекса через переливной штуцер по фаолитовому или фарфоровому трубопроводу поступает в сборники этиленхлоргидрина. Отходящие из гипохлоратора газы, содержащие, кроме непро-реагировавшего этилена, еще пары дихлорэтана, хлористый водород и незначительное количество этиленхлоргидрина, после отделения от брызг в сепараторе поступают в дополнительные колонны гипохлорирования барботажного типа диаметром ~ 0,6 м и высотой ~10 м. Внутренняя поверхность колонн гуммирована и футерована двумя слоями диабазовых плиток на диабазовой замазке. Гипохлорирование этилена, имеющегося в отходящих газах, ведется при 80 °С до получения 2—5%-ного раствора этиленхлоргидрина. Газы после дополнительных колонн гипохлорирования поступают в конденсатор смешения, где оро-
Cl2+ Ca(OH)2-CaOCl2 + Cl2 + H2O CH2=CH2 + HOCl
CaOCl3 + H2O 2НОС1 + CaCl2 CkHoCH-OH
шаются водой. Содержащийся в этих газах дихлорэтан конденсируется, одновременно с этим растворяются в воде этиленхлоргидрин и соляная кислота. После расслоения и разделения жидкостей водный слой направляют в сборник, а нижний, дихлорэта-новый слой, содержащий соляную кислоту, незначительное количество этиленхлоргидрина и хлорекса, поступает в нейтрализатор, заполненный известняком. Из нейтрализатора дихлорэтан поступает на дальнейшую очистку.
Материал аппаратуры. Образующаяся при гипохлорирова-нии этилена реакционная смесь, кроме этиленхлоргидрина и соляной кислоты, содержит дихлорэтан, дихлордиэтиловый эфир, хлор и хлорноватистую кислоту. В отходящих из реактора газах, кроме непрореагировавшего этилена, имеются хлор, пары дихлорэтана и другие хлорсодержащие вещества. Эти жидкие и газообразные продукты реакции соприкасаются со стенками аппаратов при сравнительно высокой температуре. Поэтому вопрос подбора материалов для создания аппаратуры производства этиленхлоргидрина является достаточно сложным, так как нужно, чтобы эти материалы были стойки к коррозионному действию соляной кислоты, к действию растворителей (дихлорэтан и др.), к хлорирующему и окислительному действию хлора и хлорноватистой кислоты и т. д.
В условиях производства этиленхлоргидрина были испытаны на коррозию67 свинец, различные кислотоупорные и специальные сплавы, силикатные замазки, а также пластмассы типа «хавег» и различные лаки. Свинец и большинство сплавов в условиях данного процесса подвергались коррозии. Сравнительно устойчивым оказался высококремнистый чугун «термосилид», содержащий 13—17% кремния. Достаточно хорошие результаты были получены при испытании пластмассы типа «хавег». Устойчивость лаковых покрытий оказалась недостаточной, особенно по отношению к дихлорэтану.
В промышленности колонны-гипохлораторы выполняют из стали, футерованной изнутри кислотоупорным кирпичом или несколькими слоями кислотоупорных плиток. В качестве материалов для трубопроводов применяются керамика, фаолит, текстолит. Весьма эффективно использование стальных труб, выложенных изнутри фаолитом или текстолитом.
Выделение этиленхлоргидрина из водных растворов
Выделить безводный этиленхлоргидрин из его водных растворов методом ректификации невозможно, так как этиленхлс ргидрин образует с водой азеотропную смесь68' 89 (41—42% этиленхлоргидрина), кипящую при 97—98 °С. При перегонке разбавленных растворов этиленхлоргидрина сначала отгоняется азеотропная смесь,
wo
^ Й 50 Il
7
2 Уа
40
Количество дистиллята, %
80
Рис. 31. водных
Кривые разгонки растворов этиленхлоргидрина:
/—5%-ный раствор; 2— 10%-ный раствор; 3— 15%-ный раствор.
а затем вода. Резкого перехода от азеотропной смеси к воде не наблюдается, так как температура кипения азеотропной смеси очень близка к температуре кипения воды.
Кривые разгонки водных растворов этиленхлоргидрина33 (рис. 31) показывают, что независимо от концентрации этиленхлоргидрина в растворе, при отгонке 50% и более от общего количества раствора, в дистилляте всегда содержится от 80 до 90% всего этилен-хлор гидрина.
Для разделения этиленхлоргидрина и воды были предложены методы концентрирования водных растворов этиленхлоргидрина путем высаливания70-11 и экстракции53- 72 с помощью какого-либо растворителя (например, диэтило-вый эфир, хлороформ или дихлорэтан), в котором этиленхлоргидрин растворяется лучше, чем в воде, и температура кипения которого отличается от температуры кипения этиленхлоргидрина. Добавление хлористого натрия или кальция к растворам, подвергающимся разгонке, значительно облегчает разгонку, так как переход от азеотропной смеси к воде делается более резким. Так, например, при добавлении к 10%-ному раствору этиленхлоргидрина эквивалентного количества указанных солей с первой третью дистиллята отгоняется 60% общего количества этиленхлоргидрина, а при насыщении раствора хлористым кальцием количество отогнанного этиленхлоргидрина составляет 95% . Влияние добавок наглядно показано на рис. 32. Однако при добавлении к разбавленным растворам этиленхлоргидрина минеральных солей повышается температура кипения растворов, а в сточных водах, помимо хлорорганических продуктов, появляется большое количество солей, что является существенным недостатком этого способа.
