В данной статье рассматривается процесс получения твердых хлорпарафинов при использовании инициатора в фазовом состоянии газ-жидкость в реакторе смешения периодического действия.
Ключевые слова: хлорпарафины, хлорирование, инициатор.
This article discusses the process of obtaining the solid chlorinated paraffin wax with the use of initiator in the phase state of gas-liquid mixing reactor of periodic action.
Keywords: chlorinated paraffin wax, chlorination, initiator.
Способ производства твердых хлорпарафинов, на примере, марки ХП-66Т основан на хлорировании, используя смесь жидких и твердых парафинов при температуре 100-1500С без растворителя в присутствии инициатора.
Твердые хлорпарафины получают из расплава смеси твердого и жидкого парафинов хлором испаренным, в большом избытке хлора, при температуре 125°С-130°С и избыточном давлении не более 0,3 Мпа, с последующей отдувкой хлорпарафинов от растворенных кислых газов и стабилизацией эпоксидно-диановыми смолами, неотвержденными. Процесс проводят в периодическом реакторе, оснащенном барботером и перемешивающим устройством.
Достоинства данного способа: простота и надежность конструкции реактора; отсутствие побочных процессов.
К недостаткам можно отнести: большую продолжительность процесса; унос некоторого количества целевого вещества с абгазами; использование реактора в качестве теплообменника, что вызывает более быстрый износ и снижает его производительность; потери хлора – степень конверсии хлора 96% [1].
Основными направлениями улучшения технологии являются: замена сырья, перевод процесса в непрерывный режим с заменой реактора, применение инициатора или катализатора, применение стабилизатора [2].
Для интенсификации можно использовать инициатор – трет-бутилпербензоат в количестве 0,05% от загрузки исходного парафина, используя смесь жидких и твердых парафинов при температуре 125-1300С без растворителя. Преимуществами предлагаемого способа является интенсификация процесса за счет сокращения в 2 раза времени хлорирования[2].
Таким образом, возможно, достигнуть более высоких технологических показателей процесса без изменения конструкции реактора.
Сравнение процесса хлорирования без инициатора и в присутствии инициатора приведено в таблице 1.
Таблица 1
Сравнение процесса хлорирования парафинов без инициатора и в присутствии инициатора
|
Параметр процесса |
Промышленный аналог |
Новый способ |
|
Режим проведения процесса синтеза |
Периодический режим |
Периодический режим |
|
Число стадий в процессе |
1 |
1 |
|
Продолжительность стадии синтеза |
70 ч |
≈35ч |
|
Присутствие инициатора в системе |
- |
Трет-бутилпербензоат |
|
Давление процесса |
Не более 0,3 МПа |
Не более 0,3 МПа |
|
Температура процесса |
120 – 130 С |
120 – 130 С |
|
Фазовое состояние системы |
Газ-жидкость |
Газ-жидкость |
|
Конверсия по хлору |
96% |
100% |
|
Выход хлорпродукта |
100% |
100% |
|
Реакторный узел |
Реактор емкостной с сплошной рубашкой и мешалкой |
Реактор емкостной с сплошной рубашкой и мешалкой |
Данный процесс получения хлорпарафинов включает 6 основных стадий: подготовка сырья, синтез, отдувка кислых примесей; стабилизация и выделение готового продукта; отчистка абгазного хлора; санитарная очистка абгазов.
Структурно-функциональную схему производства хлорпарафинов можно представить в следующем виде (рисунок 1), схема дает общее представление о процессе функционирования химико-технологической системы. По схеме можно определить, какие операции совершаются и в какой последовательности.
Рис. 1. Структурно-функциональная схема производства ХП:
I-стадия подготовки сырья; II-стадия синтеза; III-стадия отдувки кислых примесей; IV-стабилизации и выделения готового продукта; V-отчистка абгазного хлора; VI- санитарная очистка абгазов, 1-хлор, 2-парафины, 3-инициатор, 4-хлорпарафин, 5-абгазный хлор, 6-азот, 7-эпоксидно-диановая смола, 8-готовый продукт, 9-абгазы, 10-едкий натр.
В результате сравнения способов хлорирования без инициатора и в его присутствии видно, что решение проблемы интенсификации процесса путём использования химического инициатора реализуется достаточно эффективно. Затраты на инициатор полностью окупятся за счет возросшей выработки продукта.
Литература:
- Окисление промышленных хлорпарафинов кислородом воздуха: монография / Ю. Л. Зотов, Н. А. Бутакова, Ю. В. Попов; ВолгГТУ– Волгоград, 2014. — 124 с.
- Пат. 2111947 Российская Федерация, МПК C07C17/10, C07C19/01. Способ получения твердого хлорпарафина. / Е.П. Гордон, С.А. Климов, А.М. Митрохин, В.А. Нестерюк, В.С. Николенко ; заявитель Товарищество с ограниченной ответственностью "Аэлита" патентообладатель Открытое Акционерное Общество «Каустик». – № 96101120/04, заявл. 23.01.1996, опубл. 27.05.1998.
