Переработка хлористого водорода методом окислительного хлорирования (оксихлорирования) нашла широкое распространение, прежде всего, в крупнотоннажных процессах, в 70-х – 90-х годах ХХ века. Тогда для полного исключения ацетиленового сырья потребовалось хлорирование этилена хлористым водородом, что оказалось возможным именно с помощью этого процесса. Переработка в этих целях дешёвого побочного хлористого водорода, полученного в любом из хлорорганических производств и доступность этилена открывают широкие возможности в этом направлении. Этот процесс решает ряд проблем: сбыта побочного HCl, уменьшения дефицита хлора и дальнейшее удешевление поливинилхлоридной смолы. Оксихлорирование – процесс хлорирования углеводородов, протекающий при участии окисляющих агентов, в качестве которых обычно используют кислород, в частности, кислород воздуха. В основе окислительного хлорирования лежит каталитическое окисление HCl по Дикону:
кат, t
, °С
2HCl + ½ O2 ——— Cl2 + H2O
Источником хлора в данном процессе, как правило, является хлористый водород. В качестве альтернативных хлорирующих агентов могут быть использованы хлор, хлорид аммония или хлориды металлов переменной валентности
Первые исследования в области окислительного хлорирования были проведены ещё в 20-х годах прошлого века. При 390-450 °С отмечалось образование соответствущих хлорпроизводных, а также значительное сгорание исходных углеводородов. Получение хлора по Дикону было первым примером гетерогенного катализа, осуществлённого в промышленном масштабе. Дикон тогда предложил в качестве катализатора использовать хлорную медь, нанесённую на пемзу. В начале 30-х годов Проль разработал процесс оксихлорирования бензола до монохлорбензола, который был положен в основу синтеза фенола по методу Рашига. В 60-е годы был осуществлён процесс получения винилхлорида из С2Н4 и побочного HCl.
Однако получение хлора окислением хлористого водорода, несмотря на ряд интересных и существенных усовершенствований, не разрешило проблемы использования побочного HCl. Главными причинами являются неполнота конверсии HCl из-за термодинамических ограничений и получение разбавленного хлоргаза, что требует специальной стадии его концентрирования. Отсюда ясно, насколько заманчиво использование хлористого водорода для хлорирования, минуя предварительное окисление HCl. Этому условию отвечает процесс окислительного хлорирования углеводородов, являющийся важным этапом развития процессов регенерации хлора из хлористого водорода. Реакция оксихлорирования помимо указанных достоинств имеет преимущества термодинамического и кинетического характера.
Основной способ проведения оксихлорирования – газофазный процесс с использованием катализаторов на носителях. В качестве катализаторов применяют соединения меди, щелочных, редкоземельных и некоторых других металлов на пористых носителях разного состава и строения. В зависимости от исходного углеводородного сырья и температуры процессы оксихлорирования могут осуществляться по различным механизмам, обобщенные схемы которых были предложены в НИФХИ им.Л.Я.Карпова
Схема I. Сопряжение реакции окисления хлористого водорода
2HCl + ½ O2 → Cl2 + H2O (1)
с реакцией заместительного хлорирования предельных углеводородов:
HR1R2H + Cl2 → HR1R2Cl + HCl (2)
HR1R2Cl + Cl2 → ClR1R2Cl + HCl (21)
Схема II. Сопряжение реакций (1) и (2) схемы I с реакцией дегидрохлорирования предельных хлорпроизводных углеводородов. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6
Похожие записи:
Экология Туймазинского района Республики Башкортостан На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилило ...
Природа Экология – наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой. В настоящее время экология распалась на ряд научных отраслей и дисциплин, подразделяемых в соответствии с § Ра ...
Экологические катастрофы, мониторинг Вопросы: 2) Уровни организации природных систем. Какие из них являются объектом исследования экологии? 52) Понятие "экологическая катастрофа". Примеры п ...