Получение хлористого винила

Тема реферата «Получение хлористого винила» по дисциплине «Органический синтез».

Хлористый винил СН₂=СНС1—бесцветный газ с эфирным запахом, температура кипения — 12,5°С, температура плавления—159,7°С, удельный вес 0,96 (при —12,5).

Хлористый винил—представитель моногалоидных производных этиленовых углеводородов. Он способен к реакции полимеризации, при которой получается полихлорвиниловая смола, и совместной полимеризации с другими веществами.

Масштаб применения хлористого винила определяется производством полихлорвиниловой смолы, являющейся сырьем для широко используемых в настоящее время винипластов и полихлорвинилового пластиката. Продукты сополимеризации хлорвинила с хлористым винилиденом, вилилацетатом и др. мономерами также нашли широкое применение в качестве поделочных материалов.

хлористый винил винилацетат этиленгликоль

1. Получение хлористого винила

1.1 Способы получения

Хлористый винил может быть получен одним из следующих способов.

1. Дегидрохлорированием дихлорэтана:

а) дегидрохлорнрование может быть осуществлено путем отнятия хлористого водорода от днхлорэтапа спиртовым раствором щелочи;

б) пиролизом дихлорэтана при температуре 550—600°С.

2. Гидрохлорированием ацетилена.

3. Хлорированием этилена:

а) высокотемпературное хлорирование этилена протекает при температуре около 500°С. Процесс, испытанный в лабораторных условиях, не дал положительных результатов;

б) хлорированием этилена в расплавленных солях. Расплавленные соли являются инертным тепловым агентом, позволяющим быстро осуществить теплообмен с реакционными газами. Процесс опробован в лабораторных условиях при температуре около 400°С при соотношении этилена к хлору, равном 2,5 : 1 по объему с хорошим выходом хлорвинила.

В последнее время разработаны различные варианты сочетания пиролиза дихлорэтана с гидрохлорированием ацетилена и способы получения хлористого винила из этилена и хлора, минуя стадию выделения дихлорэтана.

В литературе (3) приводятся данные о техноэкоиомических показателях различных методов получения хлористого винила.

Таблица 1.

Техноэкономические показатели методов получения хлористого винила (на одну тонну)

Как видно из приведенных данных, методы хлорирования в расплавленных солях и пиролиз дихлорэтана позволяют получить более дешевый хлористый винил. При значительном снижении стоимости ацетилена, путем получения его из углеводородного сырья, очевидно, можно будет получить хлористый винил методом гидрохлорирования ацетилена с меньшими затратами.

1.2 Производство хлористого винила по Остросмысленскому

Производство хлористого винила дегидрохлорированием дихлорэтана спиртовым раствором щелочи основано на работах, приведенных Остро-мысленским И. И.

Получение хлористого винила осуществляется следующим образом (Схема 1).

В реактор 4 из мерников 1 и 2 сливается 24%-ный раствор едкого натра и метиловый спирт в отношении по весу приблизительно 2:1. Затем прибавляется в несколько порций необходимое количество дихлорэтана из мерника 3. После прибавки первой порции его реакционную массу в реакторе 4 подогревают до 50°С. Давление в реакторе повышается до 2,5—2,8 атм., а температура до 75°С. Хлористый винил отгоняется при температуре за обратным холодильником не выше 45°. Отгон ведется до содержания дихлорэтана в реакционной жидкости 0,5%. В реакторе 4 протекает основная реакция:

CH₂Cl - CH₂Cl+NaOH → CH₂ = CHCl+NaCl+H₂0;

побочные реакции

СН₂С1 - СНС1₂ + NаОН → CH₂ = CCl₂+NaCl+H₂0.

Так как в техническом дихлорэтане-ректификате находится некоторое количество (меньше 3%) трихлорэтана, то возможно образование ацетилена при избытке концентрированной щелочи по реакции:

CH₂Cl - CHCl₂ + 3NaOH → C₂H₂ + 3NaCl + 2H₂0

Образовавшиеся пары и газы поднимаются из реактора 4 и поступают в обратный холодильник 5. В обратном холодильнике конденсируется большая часть паров воды, спирта и дихлорэтана; полученный конденсат стекает в реактор 4. Хлористый винил, несконденсировавшиеся пары воды, дихлорэтана, метилового спирта и других примесей с температурой не выше 45 поступают в колонну ректификации хлористого винила 6. Из ректификационной колонны пары его с температурой 13°С направляются в холодильник-конденсатор 7, охлаждаемый рассолом с температурой—23°С. Жидкий хлористый винил поступает в сборник жидкого хлористого винила 8, охлаждаемый рассолом с температурой —23°С. Из него хлористый винил сжатым азотом передавливается потребителю. Кубовая жидкость из ректификационной колонны 6 с температурой 40°, содержащая хлористый винил в количестве меньшем 1 %, поступает на выделение метилового спирта (па схеме не указано). Из кубовых остатков возможно выделение винилденхлорида. Маточная жидкость, содержащая поваренную соль, 30% метилового спирта и около 10% каустика, из реактора 4 после отгона хлористого винила передавливается в сборник маточника 9, снабженный мешалкой для предотвращения выпадения поваренной соли. Из сборника 9 маточная жидкость с содержанием 30% метилового спирта поступает в колонну для отгона метилового спирта 10. Кубовая часть колонны 10 обогревается паром. Осаждающаяся в ней поваренная соль периодически вымывается водой, и полученный рассол с содержанием 250 г/л NaCl направляется в цех электролиза раствора поваренной, соли. Водно-спиртовая фракция из колонны 10 с содержанием 65% метилового спирта поступает в ректификационную колонну 11. Сверху ректификационной колонны выходят спиртоводные пары с содержанием СН₃ОН не менее 75%, которые конденсируются в дефлегматоре 12. Частично конденсат поступает в колонну в виде флегмы, другая часть его, охлаждаясь в холодильнике 13, направляется в сборник метилового спирта 14, из которого поступает в мерник метилового спирта 2.

Из кубовой части колонны 11 вытекает вода с содержанием метилового спирта меньше 0,5%.