Дипломная работа: Разработка энергосберегающих технологий процесса ректификации продуктов синтеза хлорбензола

С6Н5С1 + Н2О —> С6Н5ОН + НС1     (3.1.2.)

Формально образующийся НС1 может быть использован повторно для получения хлорбензола окислительным хлорированием бензола.

 Недостатки метода — большая энергоемкость процесса, а также необходимость применять специальное коррозионно-устойчивое оборудование. В прошлом метод Рашига преобладал среди промышленных методов получения фенола, например в США. В дальнейшем метод потерял конкурентоспособность в связи с появлением эффективного способа получения фенола из кумола через стадию образования гидропероксида кумола. Переработка хлорбензола в фенол в целом утратила свое значение, и тем более потерял практическую ценность некаталитический щелочной гидролиз хлорбензола (400 °С, давление более 30 МПа) или гидролиз его в присутствии меди, как катализатора:

C6H5Cl + 2NaOH —> C6H5ONa + NaCl +H2O   (3.1.3.)

При нитровании хлорбензола нагреванием с азотной кислотой образуется смесь о- и n-изомеров:

При обработке хлорбензола эквивалентным количеством HNO3 выход о-изомера снижается. Процесс ведут при 60—80 °С и отношении реактантов   HNO3: С6Н5С1= (0,2—0,8) : 1 (мол.), концентрация HNO395%.  

Хлорнитробензолы восстанавливают в хлоранилины — важнейшие промежуточные соединения для синтеза эффективных пестицидов.

Селективность процесса 96%. Хлоранилины превращают вначале в арилизоцианаты действием фосгена,а образующиеся, арилизоцианаты конденсируют со спиртами и аминами.

В присутствии олеума хлорбензол конденсируется с хлоралем, образуя известный инсектицид дихлордифенилтрихлорме-тилметан (ДДТ). Длительное его использование привело к появлению резистентных штаммов насекомых. Обладая высокой персистентностью в растениях и организмах животных, он способен накапливаться в тканях, в связи с чем частично или полностью запрещен к применению. Его аналоги, не содержащие хлор в бензольном ядре, а также аналоги несимметричного строения не имеют указанных отрицательных свойств и используются в быту и в сельском хозяйстве.

При относительно невысокой температуре (200—250 °С) в присутствии меди (или ее солей) хлорбензол взаимодействует с фенолом, образуя дифенилоксид:

С6Н5С1 + С6Н5ОН —> (С6Н5)2О + НСl  (3.1.4.)

Дифениловый эфир является термостойким теплоносителем.

3.2. Дихлорбензолы

Единственным практически значимым методом получения о-дихлорбензола можно считать прямое хлорирование бензола или хлорбензола

                                                                                                                                  (3.2.1.)

Принципиальная схема производства 1,2- и 1,4- дихлорбензолов.

Рис. 3.2.1. Принципиальная схема производства 1,2- и 1,4-дихлорбензолов:

1 — перегонный  куб;   2 — холодильник;  3 — кристаллизатор;  

4 — центрифуга;   5 —сборник; 6, 7, 8 — ректификационные колонны;

9 — кипятильник.

/ — на   сжигание;   // — гсолнхлориды;   III— 1,4-дихлорбензол;  

IV — в   производство   хлорбензола;   V— 1,2-дихлорбензол;   VI — на  сжигание

Принципиальная технологическая схема получения 1,2- и 1,4-дихлорбензолов приведена на рис. 3.2.1. Сырьем служат отходы производства хлорбензола.

Состав исходного сырья:

Таблица 3.2.1.

Сырье «осветляют», подвергая отгонке до 130 °С (20 кПа) из стального эмалированного перегонного куба 1. После конденсации и охлаждения (2) смесь поступает на кристаллизацию в аппарат 3, снабженный рубашкой для охлаждения и мешалкой, при температуре 0°С. Цикл кристаллизации составляет 5—6 ч. Выпавшие    кристаллы n-дихлорбензола отделяются на центрифуге 4. Маточный раствор (5% хлорбензола, 35—50% 1,4-дихлорбензола, 52—57% 1,2-дихлорбензола и 3% трихлорбензола) сливается в сборник 5, откуда подается в секцию ректификации (6—8). В колонне 6 выделяют хлорбензольную фракцию (70% хлорбензола, 30% дихлорбензола), которую возвращают в цех получения хлорбензола. В колонне 7 отгоняют под вакуумом основное количество о- и п -дихлорбензолов, направляемых повторно на кристаллизацию (3). В колонне 8 выделяют под вакуумом о-дихлорбензол (до 95% основного компонента), а остаток (в основном трихлорбензол), объединив с отходами из куба 1, подают на сжигание. В качестве катализатора применяют МnСl2. Одно из преимуществ процесса жидкофазного хлорирования бензола — невысокая чувствительность к влаге, что снимает необходимость тщательной осушки реагентов. Температура хлорирования 27—74 °С.

Для разделения изомеров дихлорбензолов применяют экстрактивную дистилляцию с участием диолов или замещенных анилинов.

Дихлорбензолы можно получать окислительным хлорированием бензола или хлорбензола при 285—295 °С в присутствии катализатора CuCl2, LiCl, PbO в соотношении:  1:(0,5—0,7): (0,02 — 0,04) на алюмосиликатном носителе.

Основные показатели о- и п- производних дихлорбензола

Таблица 3.2.2.

Таблица 3.2.3.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12