Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH HALOGEN HÓA part 4

Chia sẻ: Ashdkajd Daksdjk | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

100
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sau đó hỗn hợp khí sản phẩm được nén bởi máy nén (e), làm lạnh ở (f), làm khô ở (g) và ngưng tụ ở thiết bị (h). Khí không ngưng gồm CH4 dư và một ít CH3Cl cho quay lại thiết bị phản ứng (a). Phần lỏng thu được đem đi phân tách bằng chưng cất. Thành phần sản phẩm gồm CH2Cl2(70%m), CHCl3 (27%m) và rất ít CCl4 (3%m) và có thể có chứa CH3Cl nếu cần.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH HALOGEN HÓA part 4

hệ thống trung hòa (d) bằng dung dịch NaOH để tiếp tục loại bỏ vết khí HCl còn lại. Sau đó hỗn hợp khí sản phẩm được nén bởi máy nén (e), làm lạnh ở (f), làm khô ở (g) và ngưng tụ ở thiết bị (h). Khí không ngưng gồm CH4 dư và một ít CH3Cl cho quay lại thiết bị phản ứng (a). Phần lỏng thu được đem đi phân tách bằng chưng cất. Thành phần sản phẩm gồm CH2Cl2(70%m), CHCl3 (27%m) và rất ít CCl4 (3%m) và có thể có chứa CH3Cl nếu cần. CH3Cl CH2Cl CHCl3 b CH4 g h a Cl2 c c d i i i f e HCl HCl NaOH CCl4 31% 20% Hình 1: Sơ đồ Clo hóa CH4 bằng phương pháp Hoechst (sản xuất CH2Cl2 và CHCl3) a. thiết bị phản ứng e. máy nén b. thiết bị làm lạnh bằng không khí f. thiết bị ngưng tụ bằng nước c. tháp hấp thụ khí HCl g. hệ thống làm khô khí d. hệ thống trung hòa h. hệ thống ngưng tụ thứ cấp và chứa sản phẩm thô i. các tháp chưng cất thu hồi CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4. d. Sơ đồ quá trình Hoechst sản xuất CCl4 16
Sơ đồ công nghệ gồm 6 thiết bị phản ứng nối tiếp nhau. Nguyên tắc của phương pháp là nguyên liệu cho vào tháp thứ nhất còn khí Cl 2 được cho vào từng khí thải thiết bị phản ứng. đi làm Cl2 sạch HCl b b b c 20% CH H2O o H2O (CH3Cl) 4 l m n d a a a nước HCl thải 31% Phần CCl4 nhẹ e f h i j g Phần nặng Hình 2: Sơ đồ sản xuất CCl4 bằng quá trình Clo hóa CH4 (Hoechst) a. hệ 6 thiết bị phản ứng e. Bể chứa sản phẩm thô b. thiết bị làm lạnh f. Tháp tách nước c. thiết bị ngưng tụ bằng không khí g. bể chứa trung gian d. thiết bị ngưng tụ thứ cấp h. tháp tách sản phẩm nhẹ cuối i. tháp làm sạch CCl4 m. thiết bị ngưng tụ hơi j. tháp tách sản phẩm nặng cuối n. thiết bị làm lạnh và tách pha l. hấp thụ đoạn nhiệt HCl o. thiết bị phân tách khí thải 17
Nguyên liệu với lượng dư CH4 (và CH3Cl hồi lưu) và một phần Cl2 vào thiết bị phản ứng thứ nhất, toàn bộ lượng Clo sẽ chuyển hóa ở 400oC. Hỗn hợp khí sản phẩm ở thiết bị thứ nhất được làm lạnh và đưa vào thiết bị phản ứng thứ hai có bổ sung lượng Cl2 cần thiết. Sự thêm Cl2 từng bậc với sự làm lạnh gián đoạn đến thiết bị phản ứng cuối cùng với tỷ lệ CH4 : Cl2 = 1:4. Hỗn hợp khí đi ra sẽ được làm lạnh 2 bậc đến -20oC. Phần lỏng thu được chủ yếu là CCl4 được đưa về bể chứa sản phẩm thô (e). Hỗn hợp khí có chứa HCl đưa sang thiết bị hấp thụ đoạn nhiệt (l) bằng H2O hoặc bằng dung dịch HCl 20%, ở đáy thu được HCl 31%. Hơi lấy ra ở đỉnh sẽ được ngưng tụ ở thiết bị (m) bằng dòng lưu chất lạnh. Đa số CH 3Cl thoát ra ở thiết bị làm lạnh và phân tách pha (n). Nước rửa ở (m) được làm sạch trước khi loại bỏ. Khí thải làm sạch trước khi thải ra môi trường. Lỏng thu được đưa về thùng chứa sản phẩm thô còn chứa thành phần khí tự do CH3Cl, Cl2, HCl được đưa sang thiết bị tách nước (f), các vết nước thu hồi bằng chưng cất và đưa về thiết bị hấp thụ HCl. Sản phẩm tiếp tục đưa sang tháp tách sản phẩm nhẹ (h); ở đỉnh thu được sản phẩm nhẹ hồi lưu về thiết bị phản ứng , phần lỏng ở đáy (h) được đưa sang thiết bị làm sạch và tách sản phẩm CCl 4 ở thiết bị (i) và (j). Cặn cuối cùng với thành phần chứa 2 ÷ 3% m CCl4 dùng để sản xuất hexacloetan, tetracloetylen, tricloetylen. 1.4. Quá trình clo hóa etan 1.4.1. Sản phẩm của quá trình clo hóa etan: sản phẩm ứng dụng chính là C2H5Cl • Tính chất của Clorua etan: Ở điều kiện thường, là chất khí không màu, hóa lỏng ở 12,2oC, tan ít trong nước. • Ứng dụng: - làm dung môi trích ly cho cho chất thơm, dùng trong y học - làm tác nhân etyl hóa - trước đây dùng để sản xuất TEL 1.4.2. Các phương pháp sản xuất C2H5Cl: - clo hóa etan 18
- hydroclo hóa etylen - kết hợp clo hóa và hydroclo hóa (quá trình Shell) Sơ đồ công nghệ quá trình Shell: Quá trình thực hiện theo phản ứng sau: CH3 - CH3 + Cl2 → CH3CH2Cl + HCl CH2 = CH2 + HCl → CH3CH2Cl CH3 - CH3 + CH2 = CH2 + Cl2 → 2CH3CH2Cl C2H4 5 1 1 C2H6 6 Cl2 4 7 2 3 C2H5C Hình 3: Sơ đồcông nghệ Shell sản xuất C2H5Cl 1. thiết bị gia nhiệt 2. thiết bị clo hóa với C2H6 : Cl2 = 4:1 và t = 400÷450oC 3. thiết bị trao đổi nhiệt (ngưng tụ) 4. tháp chưng tách C2H5Cl và HCl 5. máy nén 6. thiết bị phản ứng : hydroclo hóa ống chùm 7. Tháp chưng tách C2H5Cl, etan chưa phản ứng, HCl và C2H4 1.5. Quá trình clo hóa parafin cao phân tử Quá trình clo hóa các parafin cao phân tử nhằm thu các sản phẩm sau: 19
- dẫn xuất clo của phân đoạn C14 ÷ C17: chứa khoảng 50% clo → làm chất hóa dẻo cho PVC - dẫn xuất clo của phân đoạn C10 ÷ C13: chứa khoảng 70 ÷ 75% clo → làm chất chống cháy cho cao su, bông sợi, chất dẻo - phụ gia cho sơn vecni, nhựa đường... → làm hóa dẻo, chống cháy, ít bay hơi - phụ gia cho dầu cắt kim loại ( trong chế tạo máy) → tác dụng bôi trơn khi nhiệt độ do ma sát làm phân hủy kim loại thành clorua kim loại - trong công nghiệp da: chống thấm nước Tên thương mại của các dẫn xuất Clo parafin (Witaclo) của hãng Dynamit Nobel: → Witaclo 149 C10 - C13: 49% Cl → Witaclo 157 57% Cl → Witaclo 340 C14 - C17: 40% Cl → Witaclo 350 50% Cl → Witaclo 520 C20 - C28: 20% Cl → Witaclo 540 ... 40% Cl • Điều kiện phản ứng: o Clo hóa pha lỏng o Nhiệt độ thấp (để tránh sản phẩm có màu) ⇒ dùng ánh sáng để khơi mào cho phản ứng, vì vậy cho phép thực hiện phản ứng ở nhiệt độ từ 80 ÷ 100oC • Thiết bị phản ứng: o Có nguồn sáng o Sục Cl2 vào pha lỏng parafin o Có trao đổi nhiệt để tránh sản phẩm có màu Sản phẩm: sản phẩm chứa hàm lượng clo cao nhất khoảng 71 ÷ 72%. Nếu • hàm lượng clo cao hơn thì độ nhớt sẽ phẩm sẽ cao. 20