Способ получения винилхлорида

 

Использование: как мономер в производстве важнейших полимерных материалов. Сущность изобретения: дегидрохлорирование 1,2-дихлорэтана в паровой фазе при 280-400oC, предпочтительно при 325-350oC, в присутствии добавки водорода при мольном отношении к дихлорэтану, равном 0,02-0,25:1, на трегерном катализаторе, содержащем Pt или Pd на - - Al2O3. Существенно снижается температура процесса, уменьшается количество образующихся побочных продуктов, а также смол и сажи, и расход энергоресурсов. 2 табл.

Изобретение относится к способу получения винилхлорида крупнотоннажного хлорсодержащего мономера, используемого в производстве важнейших полимерных материалов и изделий на их основе.

В промышленности винилхлорид в основном получают термическим дегидрохлорированием 1,2-дихлорэтана в полых трубчатых реакторах. Для достижения приемлемых для практики конверсий дихлорэтана ( 50%), реакцию осуществляют при высоких температурах (500-550oC) [1] К недостаткам такого процесса относятся: высокая температура реакции, приводящая к образованию побочных продуктов, а также смол и сажи, и относительно низкая конверсия 1,2-дихлорэтана.

Для снижения температуры пиролиза без уменьшения скорости реакции рекомендуют вводить добавки, ускоряющие процесс дегидрохлорирования (хлор [2,3] кислород [4]). Так, использование наиболее эффективного согласно [3] инициатора хлора позволяет снизить температуру пиролиза дихлорэтана до 400-420oC и увеличить при этом его конверсию до 70% По расчетам [3] снижение температуры до 420oС позволяет при той скорости превращения дихлорэтана уменьшить также количество образующихся смолистых продуктов в 10 раз. Тем самым обеспечивается снижение расхода топлива в печах пиролиза на 25% и расхода воды для закалки продуктов процесса примерно на 55% Технологическое оформление указанного процесса достаточно сложно и не достигается высокая конверсия дихлорэтана при значительном расходе добавляемого хлора.

Известны также способы получения винилхлорида дегидрохлорированием 1,2-дихлорэтана в присутствии катализаторов. Так, в [5] в качестве катализатора рекомендуют нанесенный на фторированный оксид алюминия металлический никель, обеспечивающий повышение конверсии 1,2-дихлорэтана до 98% при сравнительно низких температурах (350 400oC) и временах контакта (()) около 30 с. В [6,7] описаны способы получения винилхлорида в присутствии катализаторов на основе хлоридов магния и кобальта и активированного оксида алюминия. Эти катализаторы обладают более высокой активностью, чем рекомендованный в [5] и обеспечивают 98-100% конверсию и избирательность 97-98% при меньших временах контакта ( 10-11 с). В [8] рекомендуют каталитическое дегидрохлорирование проводить с добавкой кислорода, хотя согласно приведенным в [8] данным, это практически не влияет на показатели каталитического процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ (прототип), описанный в [9] где в качестве катализатора используют платину, нанесенную на фторированный оксид алюминия. Процесс проводят в присутствии инертного разбавителя, например азота, в интервале 350-450oC. В оптимальных условиях (400oC, молярное разбавление азотом 1:1, t 1,6 с) конверсия 1,2-дихлорэтана и избирательность по винилхлориду составляют 97-98 и 97-99% соответственно.

Основным недостатком такого способа получения винилхлорида является необходимость достаточно высокой температуры для достижения высоких показателей процесса.

Цель изобретения активация катализатора, обеспечивающая снижение температуры процесса при сохранении его высоких показателей.

Это достигается проведением каталитического дегидрохлорирования в присутствии водорода при мольном отношении Н2/C2H4Cl2 от 0,02 до 0,25 на палладий или платинусодержащих катализаторах с носителем gAl2O3 при температурах 280-400oC (предпочтительно 325-350oC).

Способ получения винилхлорида иллюстрируется примерами 1, 4, 5, 7-9, 11-15 (таблица 1) и 16-21 (таблица 2). В примерах 2, 3, 6, 10 приводятся для сравнения опытные данные, полученные в отсутствие водорода, т.е. в условиях прототипа. Из сопоставления с данными, полученных в условиях прототипа, следует, что водород интенсифицирует каталитический процесс: скорость реакции дегидрохлорирования и конверсия 1,2-дихлорэтана заметно возрастают (примеры 3 и 4, 6 и 7, 10 и 11). Добавка водорода при мольном отношении Н2/C2H4Cl2 0,25 в исходной смеси существенно не влияет на избирательность по винилхлориду. При большем, чем указано, мольном отношении наряду с дегидрохлорированием начинают протекать процессы гидродехлорирования 1,2-дихлорэтана и продукта его дегидрохлорирования с образованием этилена, этана, этилхлорида и др. Это приводит к заметному снижению избирательности по винилхлориду.

Дегидрохлорированию 1,2-дихлорэтана сопутствуют процессы коксообразования, снижающие активность катализатора во времени. Это иллюстрируется примерами 2,3, в которых представлены результаты эксперимента, полученные на первом и третьем часу проведения опыта. В присутствии водорода существенно замедляются процессы дезактивации катализатора, что приводит к стабилизации его активности уже в течение часа после начала опыта.

При температурах выше 375oC усиливаются сопутствующие процессы, негативно влияющие на активность катализатора и избирательность по винилхлориду. При температурах ниже 325oC достижение высоких показателей приводит к снижению производительности реактора.

Предпочтительность палладиевого катализатора в сравнении с платиновым в отношении избирательности процесса иллюстрируется примерами 14 и 15.

Примеры. Процесс проводят в цельнопаяной проточно-циркуляционной (таблица 1) или проточной (таблица 2) установках. В пирексовый реактор объемом 30 см3 загружают катализатор (размер зерна 0,25 0,5 мм) в количестве, приведенном в таблицах. В качестве катализатора используют палладий (примеры 1-13, 16-22) или платину (примеры 14, 15), нанесенные на активированный оксид алюминия в количествах 0,5 мас. металла от веса катализатора. Подачу парообразного 1,2-дихлорэтана в реактор осуществляют насыщением им азота. В примерах 1-20 скорость подачи парообразного дихлорэтана в реактор составляет 1,24 нл/ч, в примерах 21, 22 0,62 нл/ч. В примерах 6-9, 14, 15 в реакционную газовую смесь для разбавления ее дополнительно добавляют азот в количестве 4,5 нл/ч.

Анализ реакционной смеси осуществляют хроматографически с использованием детектора по теплопроводности и пламенно-ионизационного детектора.

Условия и результаты опытов приведены в таблицах.

Формула изобретения

Способ получения винилхлорида дегидрохлорированием 1,2-дихлорэтана в паровой фазе при повышенной температуре в присутствии катализатора, содержащего платину на оксиде алюминия, отличающийся тем, что процесс ведут в присутствии добавки водорода при молярном соотношении с дихлорэтаном 0,02 - 0,25 1 и используют трегерный катализатор, содержащий Pt или Pd, нанесенный на гамма-Al2O3 и процесс ведут при 280 400oС, предпочтительно 325 350oС.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к каталитической системе гидрохлорирования на основе соединения металла VIII группы и способу получения винилхлорида путем гидрохлорирования ацетилена с применением данной каталитической системы

Изобретение относится к процессу дегидрохлорирования (пиролизу) хлорорганических соединений в присутствии гетерогенных катализаторов с целью очистки выбросов, утилизации токсичных соединений и получения полезных продуктов, в частности переработки 1,2-дихлорэтана с целью получения винилхлорида

Изобретение относится к каталитической системе гидрохлорирования на основе соединения металла VIII группы и способу получения винилхлорида путем гидрохлорирования ацетилена с применением данной каталитической системы

Изобретение относится к органическому синтезу, в частности к способам получения хлористого винила, одного из важнейших мономеров современной химии

Изобретение относится к способам получения винилхлорида и может быть использовано в его промышленном производстве на основе этилена, хлора и водорода в процессе , сбалансированном по теплу

Изобретение относится к циклическим ненасыщенным соединениям, в частности к получению винилхлорида, который используется при получении полимерных материалов

Изобретение относится к каталической химии, в частности к приготовлению катализатора для синтеза винилхлорида
Изобретение относится к органической и элементоорганической химии, а именно, к процессам отщепления атомов галоида от различных галогенсодержащих соединений

Изобретение относится к способу дегидрохлорирования 1,1-бис-(R-фенил)-2,2,2-трихлорэтанов

Изобретение относится к процессу дегидрохлорирования (пиролизу) хлорорганических соединений в присутствии гетерогенных катализаторов с целью очистки выбросов, утилизации токсичных соединений и получения полезных продуктов, в частности переработки 1,2-дихлорэтана с целью получения винилхлорида

Изобретение относится к производству фторсодержащих мономеров, а именно к синтезу фтористого винила, 1,1-дифторэтилена и трифторэтилена, применяемых в качестве исходного сырья для получения различных марок фторопластов

Изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения ациклических ненасыщенных соединений, и может быть применено в производстве полупродукта, необходимого для синтеза действующего вещества инсектицидного препарата перметрин

Изобретение относится к производству фтормономеров, в частности фтористого винилидена, применяемого в качестве исходного сырья для получения различных полимеров и сополимеров с хорошими химическими термическими, электроизоляционными свойствами и используемых в различных областях народного хозяйства

Изобретение относится к галоиндуглеводородам, в частности к получению винилхлорида одного из важнейших мономеров

Изобретение относится к области химии ароматических хлорорганических соединений, а именно к способу получения 1,1-дихлор-2,2-(4-хлорфенил)этилена
Наверх