Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЛИЛХЛОРИДА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЛИЛХЛОРИДА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЛИЛХЛОРИДА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к способу получения аллилхлорида, используемого для производства эпихлоргидрина - сырья для эпоксидных смол. Аллилхлорид получают газофазным термическим хлорированием пропилена, который подают в последовательно соединенные реакторы при температуре 350-380oC на входе в первый реактор и температуре на выходе из каждого реактора 500-520oC. Во второй и последующие реакторы дополнительно подают пропилен, нагретый до температуры 200-380oC при объемном отношении пропилена к хлору от 3:1 до 6: 1. Повышается селективность образования аллилхлорида. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2128639
Класс(ы) патента: C07C21/04, C07C17/02
Номер заявки: 97109776/04
Дата подачи заявки: 10.06.1997
Дата публикации: 10.04.1999
Заявитель(и): Стерлитамакское закрытое акционерное общество "Каустик"
Автор(ы): Абдрашитов Я.М.; Биктимиров Ф.В.; Дмитриев Ю.К.; Абрамов И.Е.; Ермилов Ю.А.; Абдуллин А.З.
Патентообладатель(и): Стерлитамакское закрытое акционерное общество "Каустик"
Описание изобретения: Изобретение относится к химии и технологии галогенорганических соединений, в частности к способу получения аллихлорида, используемого для производства эпихлоргидрина - сырья для эпоксидных смол.
Известен способ получения аллилхлорида газофазным термическим хлорированием пропилена при 500-510oC и мольном соотношении пропилен : хлор, равном 5: 1. Выход аллихлорида 60%. Выход целевого продукта можно повысить до 70%, если газ, полученный термическим хлорированием пропилена при 510oC, быстро охлаждать (патент США 3120668, 1964).
Известен также способ получения аллилхлорида газофазным термическим хлорированием пропилена применением последовательно соединенных реакторов при начальном мол. соотношении пропилен : хлор, равном 5:1, причем после первого реактора продукт из смеси не отделяют, а перед подачей во второй к ней добавляют смесь свежих газообразных и жидких пропилена и хлора при мольном соотношении 1: 1, но так, чтобы общий избыток пропилена к хлору на входе во второй реактор оставался всегда меньше 5, но больше 1. Подогревают только пропилен, поступающий в первый реактор. В другие реакторы подают жидкий пропилен (патент ФРГ 1960063, 1979).
Наиболее близким к заявляемому является способ получения аллилхлорида хлорированием пропилена при температуре 300-550oC в несколько стадий. В первой зоне происходит предварительный подогрев, состав газовой смеси, пропилен : хлор в объемном соотношении 5:1. Во второй зоне это объемное соотношение - 1:1.
Пропускают в м3/ч пропилена - 1,000, хлора - 0,182, температура пропилена - 330oC, хлора - 20oC; во второй реактор добавляют 0,165 пропилена и 0,178 хлора. Селективность по хлору - 75%.
При использовании 3 реакторов без добавок пропилена во 2-ой и 3-ий реакторы селективность составляет 76,74%, а с добавкой пропилена на 2-ой и 3-й стадии - 81,1%. При работе в 4 стадии с добавлением пропилена и хлора на каждой стадии селективность возросла до 84% (патент Франции 1600520, 1970).
Недостатком способа является то, что проведение процесса при вышеуказанных условиях не позволяет увеличить селективность процесса до значений селективности процесса, проводимого в оптимальных условиях: средняя температура хлорирования 480oC, объемное соотношение пропилена к хлору 5:1.
Сущность изобретения заключается в том, что достижение технического результата - повышение селективности процесса по аллилхлориду достигается:
- термическим хлорированием пропилена, подаваемого в последовательно соединенные реакторы при температуре 350-380oC на входе в первый реактор;
- температура на выходе из каждого реактора 500-520oC;
- дополнительной подачей во второй и последующие реакторы пропилена, нагретого до температур 200-380oC при объемном соотношении пропилена к хлору от 3:1 до 6:1.
Аллилхлорид синтезируется хлорированием пропилена. При температурах ниже 300oC хлор присоединяется к пропилену преимущественно по двойной связи с образованием побочного продукта - дихлорпропана. Утилизация дихлорпропана требует значительных средств из-за высокой сложности процессов для его переработки. При температурах выше 480oC хлор взаимодействует с пропиленом аномально с выделением большого количества тепла практически только с образованием монохлорпропенов, которые на 95-96% представлены целевым аллилхлоридом.
Полученные монохлорпропены, в том числе и аллихлорид, при достаточном содержании в реакционной смеси реагируют с второй молекулой хлора с образованием дихлорпропенов.
Исходный пропилен, монохлорпропены и, особенно, дихлорпропены при большом времени пребывания в зоне высоких температур интенсивно полимеризуются. Полимеризация усиливается при контакте исходного пропилена и реакционной смеси с поверхностью стенок аппаратуры и жидкими хлорпроизводными.
По этой причине хлорирование пропилена проводится адиабатически, так как любые теплообменные поверхности для съема реакционного тепла забиваются.
Для предотвращения образования дихлорпропенов пропилен подается в реакционную зону с большим избытком по отношению к хлору; соотношение реагентов в одноступенчатых схемах от 5:1 до 6:1.
Чтобы сократить полимеризацию исходного пропилена, предварительный нагрев исходного пропилена проводят только до температур 350-380oC, поскольку полимеризация пропилена становится заметной уже при 325oC. В начале хлорирования пропилена, температура которого более чем на 100oC ниже оптимально необходимой 480oC, образуется значительное количество дихлорпропана.
Реакция хлорирования протекает за доли секунды, полимеризация пропилена и монохлорпропенов в зоне реакции за это время практически не успевает реализоваться даже при температурах до 520oC.
Локальные перегревы в местах концентрации хлора в пропилене устраняются применением эффективных смесителей с высокими скоростями смешивания реагентов.
По окончании реакции хлорирования полимеризация сокращается быстрым охлаждением реакционной смеси в аппаратах закалки.
При ступенчатом хлорировании по (3) первый реактор позволяет дополнительно нагреть пропилен за доли секунды до температур, приближающихся к оптимально необходимой, без значительной полимеризации.
Но сокращение соотношения пропилена к хлору за счет значительного увеличения подачи хлора и относительно малых добавок холодного пропилена к общему потоку реакционной смеси увеличивает образование дихлорпропенов.
- это не позволяет осуществить продолжительную работу более 3-х последовательных реакторов, поскольку интенсивность полимеризации дихлорпропенов намного выше, чем пропилена и всех монохлорпропенов. В промышленных установках реализованы только 2-реакторные схемы, и это стало препятствием для дальнейшего увеличения селективности процесса.
Подогрев пропилена перед подачей во 2-ой и n-ый реактор до температур 200-380oC паровыми теплообменниками или печами позволяет увеличить выход аллилхлорида до 88% и выше на прореагировавший хлор.
Такой метод хлорирования позволяет не только сохранить общее соотношение пропилена к хлору близким к 5:1, но становится выгодным и легко реализуемым суммарное соотношение 6:1 (от 3:1 до 6:1).
Возможность регулирования суммарного соотношения исходных реагентов всегда позволит выбрать экономически целесообразный вариант подогрева пропилена перед входом в n-ые реакторы в зависимости от относительной стоимости основного сырья - пропилена и энергозатрат на его рециркуляцию. При нагреве пропилена до температур 200-270oC суммарное соотношение пропилена к хлору во всей схеме будет от 3,0 до 4,0:1, что сокращает энергозатраты на рециркуляцию пропилена при селективности процесса 83-85% на прореагировавший хлор.
Нагрев пропилена в n-ые реакторы до 270-380oC увеличивает соотношение пропилена к хлору до значений от 4:1 до 6:1 и селективность процесса до 88% на прореагировавший хлор, что снижает затраты на исходное сырье.
Пример осуществления способа.
ПРИМЕР 1. Аллилхлорид получают газофазным термическим хлорированием пропилена с температурой 360oC в трех последовательно соединенных реакторах. В результате реакции образуются побочные продукты: дихлорпропан, монохлорпропен и др. Температура пропилена дополнительно подаваемого во 2 и 3 реакторы также равна 360oC на входе в 1 реактор подают 5 л/ч пропилена и 1 л/ч хлора, в реакционную смесь перед входом во второй реактор подают 4,4 л/ч пропилена, в реактор подают 0,9 л/ч хлора, перед входом в третий реактор подают 8,2 л/ч пропилена, в реактор 1,6 л/ч хлора. При адиабатическом проведении процесса температура после каждого реактора -510oC, и на входе во 2 и 3 реакторы - 440oC. 73% Поданного в процесс хлора по этой схеме будет реагировать при оптимальной температуре 480oC (от 450oC до 510oC) и только 27% хлора будет реагировать при температуре ниже 450oC. При этих условиях проведения процесса выход дихлорпропана - основного побочного продукта сокращается в 2,4 раза по сравнению с одноступенчатой схемой, а селективность достигает 85,3%.
ПРИМЕР 2. Аналогично примеру 1 процесс проводят при соотношении пропилена к хлору 3:1. При этом пропилен, дополнительно подаваемый на вход второго и третьего реакторов, подогревают только до 200oC.Такой вариант будет экономически выгодным при значительном повышении стоимости энергоресурсов на рециркуляцию пропилена. ПРИМЕР 3. Аналогично примеру 1 процесс проводят при соотношении пролипена к хлору 6:1. Пропилен, подаваемый на вход всех реакторов, подогревают до 375oC. Такое ведение процесса будет экономичным при относительно высокой стоимости пропилена.
Данные примеры сведены в таблицу.
Использование предлагаемого способа позволит:
- повысить селективность процесса до 88%;
- в широких пределах регулировать соотношение пропилена к хлору (от 3:1 до 6:1) при оптимальных температурах;
- при относительном изменении стоимости основного сырья - пропилена и энергоресурсов на его рециркуляцию, выбирать вариант процесса наиболее экономически выгодного.
- уменьшить выход основного побочного продукта - дихлорпропана, что значительно сократит затраты на его утилизацию.
Формула изобретения: Способ получения аллилхлорида газофазным термическим хлорированием пропилена, подаваемого в последовательно соединенные реакторы при температуре 350 - 380oC на входе в первый реактор и температуре на выходе из каждого реактора 500 - 520oC, отличающийся тем, что во второй и последующие реакторы дополнительно подают пропилен, нагретый до температуры 200 - 380oC, при объемном соотношении пропилена к хлору от 3:1 до 6:1.