Промышленные способы получения хлоропрена

Производственный процесс также осуществляют в две стадии. Сначала получают винилацетилен и после сушки переводят в хлоропрен. Винилацетилен вырабатывают непрерывным способом. Процесс протекает в реакторах, изготовленных из меди. Реакторы бывают двух типов — либо вертикальные сатураторы цилиндрического типа, в которых ацетилен барботирует через слой раствора катализатора, либо горизонтально установленные смесители, в которых ацетилен и катализаторный раствор перемешиваются мешалкой с большим числом оборотов. Конструктивно более выгодным является первый тип. В качестве катализатора применяют монохлористую медь и хлористый аммоний в слабокислом растворе, к которому рекомендуется также прибавлять небольшие количества хлористого олова. Температуру поддерживают в пределах 50—90°. Продукт реакции непрерывно отбирают, экстрагируя из него винилацетилен ксилолом, в котором ацетилен при температуре реакции почти нерастворим. При этом получают экстракт, содержащий примерно 10% винилацетилена. Газообразные продукты, остающиеся после экстракции, смешивают со свежим ацетиленом. Предварительно стабилизированный гидрохиноном, пирокатехином и т.п. винилацетилен, полученный в ксилольном экстракте, выделяют непрерывной перегонкой при температуре 130—140°; ксилол возвращают на экстракцию. Поскольку в растворе катализатора остаются высшие полимеры ацетилена и смолообразные вещества, часть раствора непрерывно отбирают и после очистки возвращают в реактор.

Винилацетилен представляет собой бесцветную жидкость, кипящую при температуре 5°, с неприятным раздражающим запахом, напоминающим запах бутадиена. Он очень легко полимеризуется. Энергично поглощая кислород воздуха, винилацетилен образует сильно взрывчатые соединения перекисного характера, поэтому его необходимо стабилизировать. Еще легче окисляются во взрывчатые перекиси дивинилацетилен, 1-этинилбутадиен-1,3 и высшие полимеры ацетилена, образующиеся в виде побочных продуктов. Обращение с этими продуктами требует осторожности.

Вторая стадия — присоединение хлористого водорода к винилацетилену, тоже катализируется комплексом монохлористой меди с хлористым аммонием. Применяемый для этих целей раствор катализатора отличается только большей концентрацией хлористого водорода и часто добавкой к раствору порошкообразной меди. Концентрацию хлористого водорода необходимо поддерживать постоянной. Поскольку раствор катализатора вызывает сильную коррозию стенок реактора, то внутреннюю поверхность последнего защищают футеровкой эбонитом или гуммированием. Реактор снабжен мощной мешалкой. Температура реакции колеблется в пределах от 0 до 20°, и процесс проводится непрерывно. Образующийся хлоропрен всплывает на поверхность раствора катализатора в виде маслянистой жидкости, которую непрерывно отбирают. Сырой продукт стабилизируют, прибавляя 0,5—1 % пирогаллола, пирокатехина или трет-бутилпирокатехина, и отделяют путем перегонки от 1,3-дихлорбутена-2. Выход изопрена около 80% от теоретического. Извлечение его из продуктов реакции можно осуществлять еще следующим образом: в раствор катализатора добавляют инертный растворитель, который не смешивается с ним, но в котором растворяется хлоропрен. Раствор хлоропрена непрерывно перетекает из реактора, и его перерабатывают известным способом. Раствор катализатора через каждые шесть недель регенерируют, насыщая его хлористым водородом и прибавляя к нему по мере надобности металлическую медь. Затем путем фильтрации через активированный уголь или экстракцией хлороформом, четыреххлористым углеродом и т.п. удаляют дегтеобразные и смолообразные примеси. 1,3-дихлорбутен-2, который является нежелательным побочным продуктом при производстве хлоропрена, можно превратить в хлоропрен отщеплением молекулы хлористого водорода.

Кроме этого двухстадийного способа, описано производство хлоропрена из ацетилена, протекающее в одну стадию. Фракционированной перегонкой получающегося при этом продукта выделяют 24,3% хлоропрена, 30,2% дивинилацетилена и 30% винилацетилена; последние возвращают в цикл.

Полученный хлоропрен очищают ректификацией, предварительно стабилизируя его. Рекомендуют также освобождать мономер от примеси соединений меди путем перемешивания его с цинковым порошком при 0°; цинк отделяют фильтрацией. Лучший результат достигается при комбинированной обработке порошкообразным цинком и активированным углем. Чистый хлоропрен необходимо тщательно предохранять от действия кислорода воздуха. Мономер, поступающий на хранение, необходимо стабилизировать. Хорошими стабилизаторами, которые полностью защищают мономер от полимеризации в течение нескольких месяцев уже при концентрации 0,1%, являются пирокатехин, гидрохинон, трет-бутилпирокатехин, пирогаллол, меркаптаны, тиофенолы, аминосоединения и ароматические нитросоединения. К самым активным из них относится тринитробензол. Кроме того, хорошими стабилизаторами являются нерастворимые в хлоропрене соли одновалентной меди и высших карбоновых кислот. Однако необходимо подчеркнуть, что все упомянутые стабилизаторы предохраняют мономер только от окисления и цепной полимеризации, но не от димеризации.

Copyright © 2007-2013 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить контрольную по химии