- •Текст лекции Вопрос 1. Классификация химических процессов в зависимости от теплового режима (25 мин.).
- •Вопрос 2. Основные виды экзотермических процессов. Особенности пожарной опасности и основные противопожарные мероприятия при их проведении (25 мин.). Процессы гидрирования (гидрогенизации) (6 мин.).
- •Процессы хлорирования и гидрохлорирования (6 мин.).
- •1. Пожаровзрывоопасными свойствами обращающихся веществ и их наличием в больших количествах.
- •3. Возможностью образования горючих смесей в объеме помещений.
- •Процессы полимеризации и поликонденсации (6 мин.).
- •Получение полиэтилена методом высокого давления (6 мин.).
- •Получение полиэтилена методом низкого давления (6 мин.).
- •Термический крекинг (6 мин.).
- •Вопрос 3. Основные виды эндотермических процессов. Особенности пожарной опасности и основные противопожарные мероприятия при их проведении (30 мин.). Эндотермические химические процессы (5 мин.).
- •Каталитический крекинг (7 мин.).
- •Риформинг и гидроочистка (7 мин.).
Процессы хлорирования и гидрохлорирования (6 мин.).
Процессы хлорирования и гидрохлорирования проводятся с целью введения атомов хлора в органические соединения. Введением хлора в органические соединения получают растворители, ядохимикаты, мономеры (используемые для производства пластмасс, химических волокон, синтетических каучуков и других полимерных материалов), а также промежуточные продукты органического синтеза.
Примеры:
1) Хлорированием этилена получают дихлорэтан, являющийся широко распространенным растворителем:
СН2 = СН2 + Сl2 ── ClCH2─CH2Cl + Q.
2) Гидрохлорированием ацетилена получают хлористый винил (винилхлорид), являющийся сырьем для получения различных полимерных материалов, широко применяемых в промышленности:
СН = СН + НСl ── CH2 = CHCl + Q.
Условия осуществления процессов хлорирования (гидрохлорирования) в промышленности весьма разнообразны. Они могут осуществляться как в жидкой, так и в паровой фазах; в присутствии катализаторов или инициаторов, а также без них; при обычных и повышенных давлениях и температурах.
Для проведения процессов хлорирования и гидрохлорирования используются в основном реакторы трубчатого или камерного типа. В качестве катализаторов чаще всего используются галогениды различных металлов (FеСl3, АlСl3), в качестве инициаторов ─ перекись бензоила и др.
Аналогично осуществляется газофазное гидрохлорирование. В соответствие со схемой сырье изначально подогревается, испаряется и очищается от примесей. В смесителе 4 пары смешиваются с хлором. Полученная смесь подогревается в подогревателе 5 и подается в реактор. Газофазные процессы хлорирования и гидрохлорирования могут проводиться при температурах 200 – 550 0С. Так, пентан хлорируют при 250 – 275 0С, метан ─ при 500 – 550 0С. Газофазное гидрохлорирование некоторых углеводородов (например, ацетилена) осуществляют при 200 0С и ниже.
После проведения реакции парогазовую смесь подают в абсорбер, где осуществляется очистка от хлористого водорода. В качестве абсорбента используется вода. После очистки смесь подвергают осушке от паров воды и путем конденсации отделяют жидкую фазу от газообразных продуктов. Смесь газообразных продуктов, при наличии в них значительного количества непрореагировавших сырьевых веществ, направляют снова в реактор, а избыток смеси отводят на утилизацию или сбрасывают в атмосферу.
Из жидкой фазы путем ректификации получают целевые хлорированные продукты.
Пожарная опасность процессов хлорирования и гидрохлорирования характеризуется следующими факторами:
1. Пожаровзрывоопасными свойствами обращающихся веществ и их наличием в больших количествах.
В качестве исходных продуктов при проведении процессов хлорирования и гидрохлорирования используют горючие углеводородные газы (метан, этан, этилен, пропилен, ацетилен и др.), легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (винилацетилен, бензол, фенол, толуол и др.). Конечные и промежуточные продукты в большинстве случаев являются также легковоспламеняющимися или горючими жидкостями (дихлорэтан, хлорбензол, хлоропрен, дихлорэтилен и др.) и сжиженными газами (хлористый винил, хлористый метил и др.), обладающими, как правило, большой токсичностью.
Некоторые газофазные процессы требуют подогрева до 200 – 500 0С. Для этой цели используют высокотемпературные органические теплоносители (горючие жидкости).
2. Возможностью образования горючей среды внутри технологического оборудования в периоды пуска, остановки, а также непосредственно при проведении реакции. При проведении процессов хлорирования пары органических жидкостей и углеводородные газы образуют с хлором взрывоопасные смеси. Поэтому для процессов хлорирования необходимо предусматривать надежную систему автоматического регулирования соотношения исходных реагентов и хлора.
При гидрохлорировании также возникает опасность образования в реакторах взрывоопасных смесей, если в хлористом водороде содержится хлор. Поэтому к содержанию свободного хлора в хлористом водороде должны предъявляться жесткие требования.
Следует иметь в виду, что при прекращении или уменьшении подачи хлористого водорода и хлора для реагирования может наблюдаться взрывное разложение некоторых углеводородов (ацетилена, этилена и др.) на поверхности разогретого твердого катализатора. Поэтому подачу хлора и хлористого водорода в реактор следует осуществлять при постоянном давлении. При падении давления на вводе хлористого водорода и хлора, должна автоматически прекращаться подача органического реагента, а для защиты реактора следует внутрь подавать инертный газ.