Способ получения четыреххлористого углерода и тетрахлорэтилена

Способ получения четыреххлористого углерода и тетрахлорэтилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,«с с;окъЗнА

ОПИСАНИ-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л

ЦСИЙ, г

Сбюз Советских

Социалистических

Респубпии

711-763315 (б1) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28.09.78 (21) 2669139/23-04 с присоединением заявки ¹ (28) П рноритет (51)М. Кл.С 07 С 19/06

С 07 С 21/12

Гооудврстввнный комнтет до делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 15.09.80. Бюллетень ¹ 34 (53) уд К 547.412. .723.07 (088.8) Дата опубликования описания 15.09.80

А, В. Стеблев, А. И. Роэловский. и Ю. Е. Фролов (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО

УГЛЕРОДА И ТЕТРАХЛОРЭТИЛЕНА

Изобретение относится к химической технологии и.может быть использовано для производства четыреххлористого углерода и тетрахлорэтилена, которые находят применение как растворителя, а также в промышленности основного органического снйтеза .

Известен способ получения различных хлорпроиэводных метана хлорированием метана хлором при повышенной температуре (11

К недостаткам процесса хлорирования мета10 на относится нх многостадийность, сложность и громоздкость аппаратурного оформления, необ;-: ходимость применения внешнего обогрева, использования разбавителей и ограничения в соотношении комйонентов для предотвращения

15 взрывов и образования сажи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ совместного получения четы20 реххлорнстого углерода, тетрахлорэтилена, гексахлорэтана, гексахлорбутадиена и гексахлорбензола путем сжигания смесей хлора с алканами, соцержащими 4-5 атомов углерода в молекуле,углерода, при мольном соотношении хлора и исходного углерода 17,2:1 (2).

Проведение процесса в пламени отличается простотой технологии и аппаратурного оформления, стабильностью и высокой интенсивностью. При его применении отпадает необходимость в разбавителях и непосредственно используется тепло химической реакции, вследствие чего нет надобности в наружном обогреве. Это упрощает процесс, снижает расход топлива, иаслючает неравномерность распределения температуры в реакционной среде и отложение углерода на станках реактора, позволяя неограниченно увеличить производительность. т1ри пламенном хлорировании гарантирована вэрывобеэопасность процесса. Для сжигания смесей углеводорода с хлором допустимо использование горелок, аналогичных применяемым дпя сжигания смесей углеводородов с воздухом и кислородом.

Однако при широкой гамме образующихся продуктов основными являются гексахлорбутадиен и гексахлорбенэол- до 80 вес.%; выход же наиболее ценных продуктов — тетрахлорэтилена и четыреххлористого углерода не превосходит

16 и 6 вес.% соответственно от общего коли76331 чества полученных хлоруглеводородов.

Способ предусматривает переработку алканов, содержащих 4-5 атомов углерода в молекуле; они являются более дорогим и менее доступным сырьем чем, например метан.

Цель изобретения — повышение выхода наиболее ценных продуктов, селективности процесса и создание возможности использования более подходящего сырья, в частности метана.

Поставленная цель достигается тем, что про- цесс получения четыреххлористого углерода и тетрахлорэтилена проводят в пламени горелки путем сжигания смесей метана с хлором при мольном отно1нении хлора к метану от 4,511,5:1 и температуре горения от 1000 до

1600 С.

Отличительными признаками способа является то, что хлорированию в пламени подвергают метан, при мольном отношении хлора к метану от 4,5-11,5:1 и температуре горения от ..

1000 до 1600 С.

В диапазоне указанных граничных соотношений хлора и метана достигается полное превращение исходного углеводорода в продукты реакции, причем их состав определяет исходное соотношение- содержаний хлора и метана. Если требуется получить, главным образом, четыреххлористый углерод, сжигание проводят при 3О мольном отношении хлора к метану равном

11,5:1(температура горения 1000 С); для преимущественного получения тетрахлорэтилена это отношение должно быть равно 4,5:1 (температура горения 1600 С). Если желательно получать четыреххлористый углерод совмест но с тетрахлорэтиленом, процесс проводят при мольном отношении хлора к метану равном

6,1:1 (температура горения 1350 С). Режимы . проведения пламенного процесса в диапазоне граничных отношений хлора к метану 4,511,5:1 при температуре горения 1000-1600 С иллюстрируются приведенными ниже примерами, При мольном отношении хлора к метану больше указанного граничного, т. е. больше

11,5:1, устойчивое горение прекращается; если .это отношение меньше 4,5:1, сгорание бинарных смесей метана с хлором сопровождается образованием сажи.

Пример 1. Потоки хлора и метана, 50 равные 2,84 и 0,056 г/мин (0,907 и 0,079 л/мин) .соответственно, образуют после смешения одно родную горячую смесь с мольным отношением хлора к метану равным 11,5:1, имеющую температуру горения 1000 С. Смесь поступает на о 55 сжигание в горелку диаметром 0,3 см, Горелка находится в цилиндрической водоохлажцаемой камере диаметром 2,5, высотой 8,0 см, 5

4 преходящей в водоохлаждаемую трубку длиной 8,0 и диаметром 1,0 см. Выше среза горелки, на расстоянии 0,3 см, нормально потоку размещен стабилизатор пламени, имеющий форму стержня длиной 1,5 см и диаметром

0,3 см. Стабилизатор пламени необходим для создания устойчивого стационарного турбулентного пламени.

Состав продуктов, реакции, как и для всех последующих примеров, определяют по данным хроматографического анализа и по содержанию НС1 и С1з в растворе, образующемся при барботировании охлажденных продуктов сгорания через раствор иодистого

1 калия . 1ри сжигании укаэанной смеси. получают: г вес.% моль%

СС14 0,314 11 0

4,82

Сз С14 0,013 0,45

0,19

Сз С16 0,139 4,85

1,39

НС1 0,5

17,3

31,8

С12 1,93 66,4

61,8

Всего 2, 896 . 100,0

100,0

СС14 0,498

Сз С14 0,196

СС1, 016

НС1 1,07

С12 1,29

15,5

6,4

6,1

2,3

5,0

1,3

33,3

54,7

40,1. 35,3

Всего

3,214

1ОО,0

100,0

В этом случае основными целевыми продуктами являются четыреххлористый углерод

В этом режиме основным целевым продуктом является четыреххлористый углерод, его выход равен 67,5- вес-.% (74,4 моль%) от обшего количества полученных хлоруглеводородов.

Пример 2. Потоки хлора и метана, равнв е 3,1 и 0,114 г/мин (0,98 и 0,16 л/мин) соответственно, образуют после смешения однородную горячую смесь с мольным отношением хлора к метану равном 6,1:1, имеющую температуру горения 1350 С. Смесь поступает на сжигание в горелку, описанную в примере 1.

При сжигании указанной смеси получают: г вес.% моль%

763315

СС14

1,3 15

3,6

0,16

0,954 20,7 6,81

С Cf

0,06

0,34

0,2

0,009

С,С6, 1,7

0,077 нс6

1,910 42,6 66,1

1,424 31,2 25,39

Всего

100,0

4,564 100,0

Составитель Н. Гозалова

Техред А. Бойкас . Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Горват

Заказ 6571/8 Тираж 495. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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

Филиал ЧПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и тетрахлорэтилен в количестве 58,4 и

22,8 вес.% (63,7 и 22,9 моль%) соответственно от общего количества полученных хлоруглеводородов, Пример 3. Потоки хлора и метана, равные 4,35 и 0,214 г/мин (1,37 и 0,3 л/мин) соответственно, образуют после смешения однородную горячую смесь с мольным отношением хлора к метану равном 4,5:1, имеющую температуру горения 1600 С. Смесь поступает íà 10 сжигание в горелку, описанную в примере 1.

При сжигании указанной смеси получают: г вес.% моль%

В этом случае основным целевым продуктом является тетрахлорэтилен. Его выход равен

78 вес.% (79 моль.%)от общего количества полученных хлоруглеводородов .

Приведенные примеры подтверждают преимущества данного способа получения четыреххлорнстого углерода и тетрахлорэтилена сжиганием смесей метана с.хлором в горелке (по отношению к прототипу). Его применение приводит к повышению выхода целевых продуктов до 67,5 вес% (74,4 моль.%) для четыреххлористого углерода и 78 вес% (79 моль%) для тетрахлорэтилена против 6 и 16% соответственно по прототипу, а также к улучшению млективности процесса и использованию более доступного исходного углеводородного сырья.

Формула изобретения

Способ получения четыреххлористого углерода и тетрахлорэтилена путем сжигания углеводорода в смеси с хлором в пламени, при температуре 1000-1600 С при избыточном про. тив стехиометрин мольном соотношении хлора и метана, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевых продуктов и селективностн процесса, в качестве углеводорода, используют метан и процесс ведут при мольном соотношении хлора и метана 4,511,5:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Несмеянова А, Н. Методы элементарной химии.М., "Наука", 1973, с. 263.

2. Патент США N 2960543, РЖХИМ, 1962, 12 Л 25 (прототип).