Разработка малоотходной технологии получения катализаторов для процесса окислительного хлорирования этилена

Введение 5
1 Литературный обзор 8
1.1 Назначение процесса окислительного хлорирования этилена 8
1.2 Этилен 9
1.3 Методы получения винилхлорида 10
1.4 Прямое хлорирование этилена 12
1.5 Окислительное хлорирование этилена 14
1.6 Катализаторы 15
1.7 Свойства и способы приготовления микросферических катализаторов окислительного хлорирования этилена 16
1.8 Применение и свойства 1,2-дихлорэтана 23
2 Технологическая часть 24
2.1 Описание технологического процесса 24
2.2 Описание технологической схемы 25
2.3 Характеристика исходного сырья и изготовляемой продукции 26
2.4 Материальный баланс установки окислительного хлорирования этилена 27
2.5 Тепловой баланс установки 31
2.6 Расчет реактора 33
2.7 Расчет насоса 39
3 Исследовательская часть 43
3.1 Методы синтеза катализаторов окислительного хлорирования этилена 43
3.2 Методы исследования физико-химических свойств катализаторов окислительного хлорирования этилена 43
3.3 Получение микросферических катализаторов окислительного хлорирования этилена. 51
3.4 Разработка катализатора окислительного хлорирования этилена повышенной прочности 52
3.5 Сравнение с импортным катализатором 55
Заключение 59
Список использованных источников 60
Приложение А 65

Весь текст будет доступен после покупки

Винилхлорид считается одним из важнейших и крупнотоннажных мономеров, технология получения которого основана на применении микросферических катализаторов в «кипящем» слое. Распространенный способ получения винилхлорида – синтез последовательным окислительным хлорированием этилена (ОХЭ) в дихлорэтан с последующим дегидрохлорированием в целевой мономер. В процессах ОХЭ используют катализаторы, в которых активные компоненты нанесены на микросферические носители.
Эффективность того или иного варианта процесса окислительного хлорирования этилена в реакторах с «кипящим» слоем катализатора определяется, в первую очередь, свойствами используемого катализатора, такими как: селективность, стойкость к истиранию и способность к «кипению». Необходимо так же избежать слипания частиц катализатора, которое может нарушить режим «кипящего» слоя и даже исключить его образование. Эти требования обеспечиваются химическим, фазовым и фракционным составом, а также поровой структурой катализатора.
Выбор химического состава является наиболее сложным этапом создания катализатора для любого процесса. К сожалению, успехи в разработке научных основ конструирования катализаторов ОХЭ таковы, что до настоящего времени новые каталитические системы находят эмпирическим путем, опираясь на предыдущие результаты.
Поэтому, исследования, направленные на разработку эффективных, малоотходных способов получения современных катализаторов для газофазных гетерогенно-каталитических процессов ОХЭ, важны и актуальны.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Литературный обзор

1.1 Назначение процесса окислительного хлорирования этилена

Винилхлорид входит в список важнейших продуктов органического синтеза. Его потребность возрастает из года в год. Мировое производство винилхлорида в 2021 году составило около 51 млн тонн. До 95% всего производимого винилхлорида используется для производства поливинилхлорида – одного из важнейших полимерных материалов [1].
Вклад России в мировое производство винилхлорида невелик, около 1,5% мирового годового выпуска, и Россия входит в число 20 крупнейших стран-производителей. Учитывая растущий спрос на поливинилхлорид в России, крайне актуально создание высоких мощностей по производству винилхлорида по сбалансированной схеме на основе относительно дешевого этилена [2].
Процедура окислительного хлорирования этилена играет ключевую роль в процессе производства винилхлорида. Этот этап позволяет не только переработать хлористый водород, образующийся на стадии пиролиза, но и дополнительно получить дихлорэтан. Оптимальным техническим подходом будет использование катализатора с псевдоожиженным слоем в сочетании с концентрированным кислородом в роли окислителя.
Одной из сложностей процесса оксихлорирования этилена является образование в качестве побочных продуктов оксидов углерода. Поэтому необходимо изучение не только способов их образования, но и их влияние на селективность процесса и выбор оптимального катализатора, так как из-за этого не только снижается скорость процесса оксихлорирования, но и ведет к увеличению выхода продуктов глубокого окисления.
Необходимо решить проблему, связанную с правильной обработкой хлорорганических отходов, это и есть еще одна задача на пути к более экологичному процессу производства винилхлорида. Актуальность этой проблемы заключается в необходимости выбора селективного и стабильно работающего катализатора процесса и изучение условий его работы.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки