Способ получения хлорметанов

Способ получения хлорметанов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф Ъм

" .а и

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт, сеид-ву— (22) Зеявлено 1 30776(21) 2 38 3089/2 3-0 4 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150679, Бюллетень М 22

Дате опубликования описания 150679

Celo3 eOedTCNNX

Социалистичестенк в есиубпнк р > 667539 (51)М. Нл.2

С 07 С 19/02

С 07 С 17/10

Государственный комнтет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УД (547 412 .723.07(088.8) (72) Авторы А.А. Ойгенблик, В. E. Бабенко, В. Г.Цибульский, ИЗО6рЕтЕНИя М. Б. Скибинская, Э. P. Берлин, Ю.Г. Беленко, Б.И.Шаталов, Ю.А.Трегер, П.Ф. Негода, А. С, Ромашев и Н.Л. Веллер (71) Заявитель (5 4 ) CIIOCOE ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРМЕТАНОВ

Изобретение относится к способу получения хлорметанов и может быть использовано в химической промышленности

Известно, что хлорметаны (хлористый метил, метиленхлорид, хлороформ и четыреххлористый углерод) могут быть получены путем хлорирования метана в кипящем слое твердого носителяло например кварцевого песка, в интервале температур 300-400 С (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому результату является способ полу- 1 чения хлорметанов в кипящем слое катализатора — твердого носителя, например пемзы, киэельгура и других, путем хлорирования метана газообразным хлором при 340-400оС в среде четыреххлористого углерода (2).

Недостатком этого способа является применение четыреххлористого углерода для разбавления реагентов, что снижает прои з водит ельн ость процесса 2с и повышает энергозатраты за счет выдел ени я ч етыр еххл ори стого у гл ерода .

Целью изобретения является упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается .тем, что процесс получения хлорметанов путем хлорирования метана газообразным хлором при 340-400 С в кипящем слое проводят в 2-25 последовательно расположенных слоях катализатора твердого носителя при отношении высоты первого по ходу движения газа слоя к суммарной высоте последующих слоев 0,125 вЂ,6:1.

ОтличительнoA oco6pHHocTblo ба является проведение процесса в 2-25 последовательно расположенных слоях катализатора в укаэанных условиях.

Разделение реакционного объема на последов ат ел ьные слои может быт ь осуществлено как перфорированными или щелевыми перегородками с перетоками или без них, так и теплообменниками, выполненными в форме плоских спиралей.

Поддержание необходимой температуры по высоте реакционного пространства можно осуществлять как эа счет регулирования температуры в каждом слое, так и за счет регулирования температуры лишь в первом слое, обеспечив необходимую теплопроводность реакционного объема выбором соответствующего свободного сечения и числа перегородок.

667539

Пример 1. В реакторе дна— метром 40 см и высотой 7 м, разделенном по высоте перфорированными перего1 одками со свободным сечением

430 см (35%)на два слоя, пронодят процесс хлорирования метана при объемном соотношении хлора и метана 1:1, суммарной подаче реагентов

50 м /ч (при нормальных условиях) .

Высота первого по ходу движения газа слоя 1 м, второго слоя 4,5 м (отношение высоты первого по ходу днижения10 газа слоя к высоте второго слоя составляет 0,22:1) . Температура н первом слое составляет 355О С но втором о

360 С. Хлорирование проводят в непрерынном режиме в течение 150 ч. )5

Сводный материальный баланс процесса.

Подают, кг/ч:

Хлор 80,5

Метан 17,9 20

Получают на ныходе из реактора, кг/ч:

Хлорметаны (с учетом побочных продуктов

С С1 и Сд Сlб ) 45,8

Хлористый водород 40,0

Непрореагировавший хлор

Непрореагировавший метан

Конверсия хлора составляет 97Ъ „

После конденсации хлорметанон получают продукт следующего состава, аес В:

СН, С1 21,3

СН С1 39,7

СНС1, 33,3

СС1 5,5

Суммарное содержание С С1 и C С16 не превышает 0,2Ъ. При проведении этого процесса при тех же условиях 40 н одном слое конверсия хлора снижа.— ется до 9 2-9 3%, а суммарн ое содержание С С1 и Сд С1 в сырце повышается до 4-5Ъ.

2,5

Пример 2. В реакторе аналогичном примеру 1, разделенном десятью перфорированными перегородками со свободным сечением 500 см (40%) на одиннадцать последовательно расположенных слоев, проводят процесс хлориронания метана. Высота первого по ходу движения газа слоя составляет 3,2 м,,нысоты слоев со второго по одиннадцатый состанляет 0,7 м.

Общая высота слоя носителя (кокса) в ки и ящем состоянии 5, 2 м." От н ошение высоты первого по ходу движения газа слоя к сухарной высоте последующих слоев составляет 1,6:1. Объемное соотношение хлора и метана 1:1, суммарный расход реагентов 50 м /ч при нЬрмаЛЪиых условиях. Температура в первом по ходу движения газа слое составляет 365 С, в остальных повы. .øàåòñÿ до 370 С. Процесс хлорирования 65 проводят в непрерывном режиме в те чение 150 ч.

Сводный материальный балан с процесса.

Подают, к г/ч:

Хлор 80,5

Метан 17,9

Получают на выходе из реактора, кг/ч:

Хлормет аны (с учетом

C C1 и С С1 ) 45,45

Хлористый нодород 40,60

Непрореагировавший хл ор 1,5

Непрореагированший метан 10,85

Конверсия хлора составляет 98Ъ.

После конденсации хлорметанон получают продукт следующего состава, вес.В:

СН3С1 16,3

СН Cl 32,2

СНС1 34,8

СС1 16,6

Суммарное содержание С Сl„и C С1 составляет 0 „1% . При проведении этого процесса н одном слое высотой 5 м н тех же условиях при температуре

365-370 C конверсия хлора составляет 95-96%, а суммарное содержание

С С1 и С Clq в сырце повышается до

О, 5-0,8% .

Пример 3, В реакторе диаметром 40 мм и высотой 2 м, разделенн ом щел еными перегородк ами на 25 последовательно расположенных слоев, пров одят процесс хлорирон ани я мет àí a .

Высота первого по ходу днижения газа слоя составляет 0,15 м, высоты слоев со второго по двадцать пятый 0,05 м.

Общая высота слоя носителя в кипящем состоянии составляет 1,35 и. Отношение высоты первого по ходу движения газа слоя к суммарной высоте последующих слоев 0,125:1. Объемное соотношение »хлора и метана 1:1. суммарный расход хлора и метана 100-150 л/ч (при нормальных условиях). Твердым носителем служат частицы, полученные путем дробления отходов проиэнодства хлористого алюминия- каолиновых брикетов . Температура н первом по xogy движения газа слое состанляет 370 С, затем повышается к,цненадцатому слою до 390 С, после чего понижается до

370 С (за счет теплопотерь) . Получен.ный продукт содержит С Cl и С Cl z не более 0,1%. Конверсия хлора. составляет 99% . После конденсации хлорметанон получают продукт следующего состава, нес.Ъ:

СН Сl 22,5

СН,С1, 38,0 снс13 31,5

СС1 q 8,0

При проведении этого процесса н одном слое в тех же условиях коннер1сия хлора 99% достигается при темпе75 39

Составитель Н.Гозалова

Редактор Т. дев ятко Техред Л. АлФерова Корректор A. Власенко

Заказ 3380/20 Тираж 5 12 Подпи сн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент,, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

5 66 о ратуре 380 C при этом суммарное со- держание СдС1 и С С1 увеличивается до 0,5% при том же составе продукта.

Таким збразом, изобретение позволяет существенно увеличить конверсию хлора, снизить содержание нежелательных побочных продуктов, что позволяет упростить инженерное оформление последующей стадии разделения продуктов реакции и нейтрализации абгазов.

Кроме того, снижается расход щелочи на связывание непрореагировавшего хлора и уменьшается количество сточных вод, а также энергозатрат на выделение и конденсацию рециркулирующе. го четыреххлористого углерода.

Формула и зобретени я

Способ получения хлорметанов путем хлорирования метана газообразным о хлором при 340-400 С в кипящем слое катализатора — твердого носителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, последний ведут в 2-25 последовательно расположенных слоях катализатора

8 при отношении высоты первого по ходу движения газа слоя к суммарной высоте последующих слоев 0,125-1,6:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. P.Johnson, 31Рагзопз Применение реакторов с псевдоожиженными слоями для получения хлорметанов, 1nd and En@.Ch m., 51, N 4, 1959, 15 с.499.

2. Патент США Р 2829180, кл. 260-662, 1958.