RU2328339C2 - Bubble kettle for liquid-phase ethylene chlorination with dispensed reagent supply - Google Patents

Bubble kettle for liquid-phase ethylene chlorination with dispensed reagent supply Download PDF

Info

Publication number
RU2328339C2
RU2328339C2 RU2006123886/15A RU2006123886A RU2328339C2 RU 2328339 C2 RU2328339 C2 RU 2328339C2 RU 2006123886/15 A RU2006123886/15 A RU 2006123886/15A RU 2006123886 A RU2006123886 A RU 2006123886A RU 2328339 C2 RU2328339 C2 RU 2328339C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ethylene
reactor
chlorine
liquid
dichloroethane
Prior art date
Application number
RU2006123886/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006123886A (en
Inventor
Алексей Валерьевич Бальчугов (RU)
Алексей Валерьевич Бальчугов
Артем Викторович Бадеников (RU)
Артем Викторович Бадеников
нов Борис Александрович Уль (RU)
Борис Александрович Ульянов
Иван Александрович Семенов (RU)
Иван Александрович Семенов
Степан Анатольевич Дементьев (RU)
Степан Анатольевич Дементьев
Original Assignee
Ангарская государственная техническая академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ангарская государственная техническая академия filed Critical Ангарская государственная техническая академия
Priority to RU2006123886/15A priority Critical patent/RU2328339C2/en
Publication of RU2006123886A publication Critical patent/RU2006123886A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2328339C2 publication Critical patent/RU2328339C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: kettle contains the internal circular tube and perforated plates in the upper kettle part. In the kettle, the sequentially alternating dispensers of chlorine and ethylene are installed. The first and the last dispensers are those dispensing ethylene, and the distance between the adjacent dispensers is 1.2 - 1.5 m.
EFFECT: selectivity of process is increased while by-product output is reduced.
4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.

Изобретение относится к технологии органического синтеза и касается реактора получения 1,2-дихлорэтана методом жидкофазного хлорирования этилена с отводом теплоты реакции за счет испарения рабочей среды. 1,2-Дихлорэтан является промежуточным продуктом в производстве поливинилхлорида и других полимерных материалов.The invention relates to organic synthesis technology and relates to a reactor for producing 1,2-dichloroethane by liquid-phase chlorination of ethylene with removal of the heat of reaction due to evaporation of the working medium. 1,2-Dichloroethane is an intermediate in the production of polyvinyl chloride and other polymeric materials.

Уровень техники.The level of technology.

Близкими аналогами к предлагаемому реактору получения 1,2-дихлорэтана являются низкотемпературный и высокотемпературный реакторы жидкофазного хлорирования этилена [1].Close analogues to the proposed reactor for producing 1,2-dichloroethane are low-temperature and high-temperature reactors for liquid-phase chlorination of ethylene [1].

Реактор низкотемпературного процесса (фиг.1) представляет собой барботажную колонну (1), соединенную в верхней и нижней части с выносным кожухотрубчатым теплообменником (4). Рабочей средой в реакторе является продукт реакции - 1,2-дихлорэтан в жидком состоянии с примесью побочных продуктов. Хлор вводится в нижнюю часть колонны через распределитель (2). Выше в образовавшийся раствор хлора через распределитель (3) вводится этилен. За счет разности плотностей сред в холодильнике и колонне возникает циркуляция рабочей среды с восходящим потоком в колонне. Отвод синтезированного продукта осуществляется самотеком через перелив. Отделение продукта от катализатора осуществляется на стадии очистки. Катализатор после стадии очистки не подлежит регенерации. Продукты процесса со стадии очистки поступают на ректификацию.The low-temperature process reactor (Fig. 1) is a bubble column (1) connected in the upper and lower parts to a remote shell-and-tube heat exchanger (4). The working medium in the reactor is the reaction product - 1,2-dichloroethane in a liquid state with an admixture of by-products. Chlorine is introduced into the bottom of the column through a distributor (2). Above, ethylene is introduced into the resulting chlorine solution through a distributor (3). Due to the difference in the densities of the media in the refrigerator and the column, the circulation of the working medium with an upward flow in the column occurs. The synthesis product is removed by gravity through the overflow. The separation of the product from the catalyst is carried out at the stage of purification. The catalyst after the purification step cannot be regenerated. The products of the process from the purification stage go to rectification.

Достоинством низкотемпературного процесса является высокая селективность (99,6%), объясняющаяся замедлением побочных реакций заместительного хлорирования при снижении температуры. К недостаткам низкотемпературного процесса относятся большой расход сточных вод на стадии очистки продукта от катализатора, значительный расход катализатора на единицу продукции, большие энергетические затраты на охлаждение реакционной массы и нерациональное использование теплоты реакции.The advantage of the low-temperature process is its high selectivity (99.6%), which is explained by the slowdown of the side reactions of substitution chlorination with decreasing temperature. The disadvantages of the low-temperature process include the large consumption of wastewater at the stage of purification of the product from the catalyst, a significant consumption of catalyst per unit of production, high energy costs for cooling the reaction mass, and irrational use of the heat of reaction.

Высокотемпературный процесс проводится при температуре, равной температуре кипения рабочей среды (83,5-110°С в зависимости от давления). Реактор высокотемпературного процесса представляет собой барботажную газлифтную колонну (1), снабженную внутренней циркуляционной трубой (5) (фиг.2). Для получения раствора газообразный хлор через распределитель (2) подается в нижнюю часть кольцевого пространства. Реакция осуществляется выше по потоку при вводе в реактор газообразного этилена через распределитель (3). Вследствие разности плотностей сред в циркуляционной трубе и в кольцевом пространстве возникает циркуляция жидкости. В верхней части реактора устанавливаются перфорированные тарелки (6), предназначенные для интенсификации перемешивания. Верхняя часть циркуляционной трубы выполняется в виде диффузора. Скорость газожидкостной смеси в диффузоре ниже скорости свободного всплытия пузырьков газа, что способствует эффективному отделению газа от жидкости и предотвращает попадание газа в циркуляционную трубу. Это позволяет обеспечить максимальную движущую силу процесса циркуляции в реакторе. Верхняя часть реактора играет роль сепаратора для отделения капель жидкости от пара. Продукты реакции отводятся в виде паров на стадию ректификации через штуцер в крышке реактора. Вследствие низкой летучести катализатор остается в реакторе. Для поддержания уровня жидкости в нижнюю часть реактора вводится 1,2-дихлорэтан.The high-temperature process is carried out at a temperature equal to the boiling point of the working medium (83.5-110 ° C, depending on pressure). The high-temperature process reactor is a bubble gas lift column (1) equipped with an internal circulation pipe (5) (Fig. 2). To obtain a solution, gaseous chlorine through the distributor (2) is fed into the lower part of the annular space. The reaction is carried out upstream when ethylene gas is introduced into the reactor through a distributor (3). Due to the difference in density of the media in the circulation pipe and in the annular space, fluid circulation occurs. Perforated plates (6) are installed in the upper part of the reactor, designed to intensify mixing. The upper part of the circulation pipe is in the form of a diffuser. The speed of the gas-liquid mixture in the diffuser is lower than the speed of free rise of gas bubbles, which contributes to the effective separation of gas from the liquid and prevents gas from entering the circulation pipe. This allows you to provide maximum driving force of the circulation process in the reactor. The upper part of the reactor acts as a separator to separate liquid droplets from steam. The reaction products are discharged in the form of vapors to the rectification stage through a fitting in the reactor lid. Due to its low volatility, the catalyst remains in the reactor. To maintain the liquid level, 1,2-dichloroethane is introduced into the lower part of the reactor.

Важным преимуществом высокотемпературного процесса по сравнению с низкотемпературным является экономичность: выделяющееся тепло расходуется на испарение и ректификацию продуктов, сточные воды отсутствуют, расход катализатора минимален.An important advantage of the high-temperature process in comparison with the low-temperature process is profitability: the heat generated is spent on evaporation and rectification of products, there is no waste water, and the consumption of catalyst is minimal.

Недостатком высокотемпературного процесса является низкая селективность (98,0-98,7%), связанная с увеличением скорости побочных реакций при росте температуры.The disadvantage of the high-temperature process is the low selectivity (98.0-98.7%), associated with an increase in the rate of adverse reactions with increasing temperature.

В высокотемпературном реакторе хлорирования хлор и этилен подаются в жидкую рабочую среду, в результате чего в реакторе возникает циркуляция жидкости [2, 3]. Расход циркулирующего 1,2-дихлорэтана составляет 800 м3/ч при расходе этилена 3000 м3/ч и расходе хлора 3000 м3/ч [2, 3]. Растворимость этилена в 1,2-дихлорэтане составляет 1,38 г на 1 кг 1,2-дихлорэтана [4]. Чтобы весь расход этилена 3000 м3/ч растворился в потоке 1,2-дихлорэтана 800 м3/ч, требуется расход 1,2-дихлорэтана 2400 м3/ч [4]. Таким образом, в имеющемся расходе циркулирующего 1,2-дихлорэтана хлор и этилен не растворяются полностью. Не растворившиеся хлор и этилен вступают в реакцию в газовой фазе друг с другом. В соответствии с [5] взаимодействие хлора и этилена в газовой фазе приводит к росту скорости побочных реакций и снижению селективности процесса. Это объясняется тем, что в газовой фазе с большей скоростью, чем в жидкости протекают реакции по радикально-цепному механизму. Также в газовой фазе отсутствует нелетучий катализатор прямой реакции [6], который находится в растворе 1,2-дихлорэтана. Это также приводит к снижению селективности процесса. Таким образом, требуется исключить взаимодействие хлора и этилена в газовой фазе.In a high-temperature chlorination reactor, chlorine and ethylene are fed into a liquid working medium, as a result of which liquid circulation occurs in the reactor [2, 3]. The flow rate of circulating 1,2-dichloroethane is 800 m 3 / h with an ethylene flow rate of 3000 m 3 / h and a chlorine flow rate of 3000 m 3 / h [2, 3]. The solubility of ethylene in 1,2-dichloroethane is 1.38 g per 1 kg of 1,2-dichloroethane [4]. In order for the entire ethylene flow rate of 3000 m 3 / h to dissolve in a stream of 1,2-dichloroethane 800 m 3 / h, the consumption of 1,2-dichloroethane 2400 m 3 / h is required [4]. Thus, in the available flow rate of circulating 1,2-dichloroethane, chlorine and ethylene do not completely dissolve. Insoluble chlorine and ethylene react in the gas phase with each other. According to [5], the interaction of chlorine and ethylene in the gas phase leads to an increase in the rate of side reactions and a decrease in the selectivity of the process. This is explained by the fact that in the gas phase, reactions proceed more rapidly than in liquids by a radical chain mechanism. Also in the gas phase there is no nonvolatile direct reaction catalyst [6], which is in a solution of 1,2-dichloroethane. This also leads to a decrease in the selectivity of the process. Thus, it is required to exclude the interaction of chlorine and ethylene in the gas phase.

Аналогами барботажного реактора жидкофазного хлорирования этилена с распределенным вводом реагентов являются также изобретения, описанные в патентах RU 2153394 С1, RU 2075344 С1, RU 2240861 С1. В указанных аналогах также не исключается взаимодействие хлора и этилена в газовой фазе.Analogs of the bubbler reactor of liquid-phase chlorination of ethylene with a distributed input of reagents are also the inventions described in patents RU 2153394 C1, RU 2075344 C1, RU 2240861 C1. In these analogues, the interaction of chlorine and ethylene in the gas phase is also not excluded.

Из приведенных аналогов наиболее близким прототипом для предлагаемого реактора является реактор высокотемпературного хлорирования (фиг.2).Of the analogues, the closest prototype for the proposed reactor is a high-temperature chlorination reactor (figure 2).

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Задачей изобретения является увеличение селективности процесса и снижение выхода побочных продуктов при сохранении преимуществ высокотемпературного процесса.The objective of the invention is to increase the selectivity of the process and reduce the yield of by-products while maintaining the advantages of the high-temperature process.

Предлагаемый реактор представляет собой газлифтную колонну с распределительными устройствами для ввода хлора и этилена. Для улучшения циркуляции рабочей среды внутри реактора установлена циркуляционная труба. В верхней части реактора имеются перфорированные тарелки, предназначенные для интенсификации перемешивания.The proposed reactor is a gas lift column with distribution devices for introducing chlorine and ethylene. To improve the circulation of the working medium, a circulation pipe is installed inside the reactor. At the top of the reactor there are perforated plates designed to intensify mixing.

Поставленная задача изобретения решается за счет того, что, в отличие от прототипа, в реактор устанавливают несколько чередующихся друг с другом по высоте распределителей хлора и этилена, причем в первый и последний распределители подается исходный этилен (фиг.3). Результаты эксплуатации промышленных реакторов и лабораторных опытов [7] (фиг.4) показывают, что расстояние между соседними распределителями хлора и этилена должно составлять 1,2-1,5 м. В этом случае газообразные хлор и этилен успевают раствориться в жидкости.The task of the invention is solved due to the fact that, in contrast to the prototype, several chlorine and ethylene distributors alternating with each other in height are installed in the reactor, and the source ethylene is fed into the first and last distributors (Fig. 3). The results of operation of industrial reactors and laboratory experiments [7] (Fig. 4) show that the distance between adjacent chlorine and ethylene distributors should be 1.2-1.5 m. In this case, gaseous chlorine and ethylene have time to dissolve in the liquid.

При осуществлении данного изобретения могут быть получены следующие технические результаты:When implementing the present invention, the following technical results can be obtained:

1. Увеличение селективности процесса и снижение выхода побочных продуктов;1. Increasing the selectivity of the process and reducing the yield of by-products;

2. Уменьшение требуемого диаметра реактора.2. Reducing the required diameter of the reactor.

Указанные технические результаты достигаются за счет того, что в заявляемом барботажном реакторе жидкофазного хлорирования этилена за счет установки нескольких распределительных устройств с чередующейся подачей этилена и хлора снизу вверх по высоте реактора (причем в первый и последний распределители подается этилен) растворение исходного хлора и этилена осуществляется более полно и равномерно без контакта хлора и этилена в газовой фазе. При этом расход этилена через один распределитель выбирается таким, чтобы обеспечить полное растворение этилена в данном расходе 1,2-дихлорэтана. Например, исходя из данных о растворимости этилена [4] при расходе циркулирующего 1,2-дихлорэтана 800 м3/ч расход этилена должен быть не более 2400 м3/ч.These technical results are achieved due to the fact that in the inventive bubbling reactor of liquid-phase chlorination of ethylene due to the installation of several switchgears with alternating supply of ethylene and chlorine from bottom to top along the height of the reactor (with ethylene being supplied to the first and last distributors), the initial chlorine and ethylene are dissolved more completely and uniformly without contact of chlorine and ethylene in the gas phase. In this case, the ethylene flow rate through one distributor is selected so as to ensure complete dissolution of ethylene in the given 1,2-dichloroethane flow rate. For example, based on data on the solubility of ethylene [4] at a flow rate of circulating 1,2-dichloroethane of 800 m 3 / h, the consumption of ethylene should be no more than 2400 m 3 / h.

Это позволяет избежать протекания процесса хлорирования в газовой фазе, что ведет к уменьшению выхода побочных продуктов и увеличению селективности процесса в целом [5].This avoids the occurrence of the chlorination process in the gas phase, which leads to a decrease in the yield of by-products and an increase in the selectivity of the process as a whole [5].

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

Конструкции аналогов реактора представлены на фиг.1. и фиг.2. На фиг.1 схематично показан общий вид низкотемпературного реактора хлорирования, а на фиг.2 - высокотемпературного.The design of the analogs of the reactor are presented in figure 1. and figure 2. Figure 1 schematically shows a General view of a low-temperature chlorination reactor, and Fig.2 - high-temperature.

Фиг.1. Барботажный реактор низкотемпературного хлорирования этилена состоит из колонны (1), газораспределителей хлора (2) и этилена (3), и холодильника (4).Figure 1. The low-temperature ethylene chlorination bubble reactor consists of a column (1), gas distributors of chlorine (2) and ethylene (3), and a refrigerator (4).

Фиг.2. Барботажный газлифтный реактор высокотемпературного жидкофазного хлорирования этилена состоит из колонны (1), газораспределителей хлора (2) и этилена (3), циркуляционной трубы (5) и перфорированных тарелок (6).Figure 2. The bubble gas-lift reactor of high-temperature liquid-phase chlorination of ethylene consists of a column (1), gas distributors of chlorine (2) and ethylene (3), a circulation pipe (5) and perforated plates (6).

На фиг.3 показана конструкция предлагаемого реактора с распределенным вводом регентов.Figure 3 shows the design of the proposed reactor with a distributed input of regents.

Фиг.3. Барботажный реактор с распределенным вводом реагентов состоит из колонны (1), газораспределителей хлора (2) и (3), циркуляционной трубы (5) и перфорированных тарелок (6).Figure 3. The bubbled reactor with distributed reagent inlet consists of a column (1), chlorine gas distributors (2) and (3), a circulation pipe (5) and perforated plates (6).

Фиг.4. Экспериментальная установка по исследованию растворения пузырьков этилена и хлора. Установка состоит из стеклянной трубы (7), баллона с исследуемым газом (8), соединительной трубки (9), нижней и верхней крышек (10) и (12), линейки (11), манометра (13), прокладки (14) и вентиля (15).Figure 4. An experimental setup to study the dissolution of ethylene and chlorine bubbles. The installation consists of a glass tube (7), a gas cylinder (8), a connecting tube (9), lower and upper caps (10) and (12), a ruler (11), a pressure gauge (13), gaskets (14), and valve (15).

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Барботажный реактор жидкофазного хлорирования этилена с распределенным вводом реагентов работает следующим образом. Реактор заполняется жидким 1,2-дихлорэтаном до рабочего уровня. Включается подача этилена через распределители (3). Включается подача газообразного хлора (2). Расход этилена через отдельный распределитель выбирается таким, чтобы обеспечить полное растворение этилена в данном расходе 1,2-дихлорэтана. Например, исходя из данных о растворимости этилена [4] при расходе циркулирующего 1,2-дихлорэтана 800 м3/ч расход этилена должен быть не более 2400 м3/ч. Ввод исходных реагентов через несколько распределительных устройств позволяет полностью растворять их в жидкости и исключить взаимодействие хлора и этилена в газовой фазе, что увеличивает селективность процесса [5]. Также это увеличивает равномерность распределения реагентов по высоте реактора.A bubble reactor of liquid-phase chlorination of ethylene with a distributed input of reagents operates as follows. The reactor is filled with liquid 1,2-dichloroethane to a working level. The flow of ethylene through the distributors (3) is turned on. The flow of chlorine gas (2) is turned on. The ethylene flow rate through a separate distributor is selected so as to ensure complete dissolution of ethylene in a given 1,2-dichloroethane flow rate. For example, based on data on the solubility of ethylene [4] at a flow rate of circulating 1,2-dichloroethane of 800 m 3 / h, the consumption of ethylene should be no more than 2400 m 3 / h. The introduction of the starting reagents through several distribution devices allows you to completely dissolve them in the liquid and exclude the interaction of chlorine and ethylene in the gas phase, which increases the selectivity of the process [5]. It also increases the uniformity of the distribution of the reactants along the height of the reactor.

В результате реакции выделяется большое количество тепла, за счет которого реакционная смесь закипает. Вследствие разности плотностей сред в циркуляционной трубе и в кольцевом пространстве возникает циркуляция жидкости. Полученный 1,2-дихлорэтан в виде паров отводится с верха реактора, что позволяет отводить вместе с продуктом и тепло, которое выделяется в ходе реакции хлорирования.As a result of the reaction, a large amount of heat is generated, due to which the reaction mixture boils. Due to the difference in density of the media in the circulation pipe and in the annular space, fluid circulation occurs. The resulting 1,2-dichloroethane in the form of vapors is removed from the top of the reactor, which makes it possible to remove together with the product the heat that is released during the chlorination reaction.

Расстояние между распределителями и их порядок зависят от скорости растворения газов в рабочей среде и определялось исходя из опытных данных [7]. Экспериментально исследовалась скорость растворения пузырей хлора и этилена в 1,2-дихлорэтане на лабораторной установке (фиг.4). О скорости растворения судили по изменению объема пузыря во времени. Установлено, что пузыри этилена растворяются в 1,2-дихлорэтане быстрее, чем пузыри хлора. Коэффициент массоотдачи в жидкости при растворении пузырей этилена составляет 0,0006 м/с [7].The distance between the distributors and their order depend on the rate of dissolution of gases in the working medium and was determined on the basis of experimental data [7]. Experimentally investigated the dissolution rate of chlorine bubbles and ethylene in 1,2-dichloroethane in a laboratory setting (figure 4). The dissolution rate was judged by the change in bubble volume over time. It was found that ethylene bubbles dissolve in 1,2-dichloroethane faster than chlorine bubbles. The mass transfer coefficient in a liquid upon dissolution of ethylene bubbles is 0.0006 m / s [7].

Хлор растворяется в чистом 1,2-дихлорэтане медленнее этилена. Низкая скорость растворения хлора объясняется поверхностным сопротивлением раствора. Коэффициент массоотдачи в жидкости при растворении хлора составил 0,5·10-6 м/с [7].Chlorine dissolves in pure 1,2-dichloroethane more slowly than ethylene. The low dissolution rate of chlorine is due to the surface resistance of the solution. The mass transfer coefficient in a liquid during the dissolution of chlorine was 0.5 · 10 -6 m / s [7].

Вследствие того, что этилен растворяется в чистом 1,2-дихлорэтане быстрее хлора, предлагается первым распределителем установить распределитель этилена. Это позволяет к моменту ввода хлора полностью растворить этилен в 1,2-дихлорэтане и избежать протекания реакции в газовой фазе, что приведет к увеличению селективности процесса [5]. Расход этилена через один распределитель выбирается таким, чтобы обеспечить полное растворение этилена в данном расходе 1,2-дихлорэтана.Due to the fact that ethylene dissolves in pure 1,2-dichloroethane faster than chlorine, it is proposed to install an ethylene distributor as the first distributor. This allows, by the time chlorine is introduced, to completely dissolve ethylene in 1,2-dichloroethane and to avoid the reaction in the gas phase, which will lead to an increase in the selectivity of the process [5]. The ethylene flow rate through one distributor is selected so as to ensure complete dissolution of ethylene in a given 1,2-dichloroethane flow rate.

Также на экспериментальной установке (фиг.4) было определенно, что пузырь этилена практически полностью растворяется на расстоянии 1,2 м. В реальных промышленных условиях из-за колебаний расхода газа и расхода жидкости высота растворения может оказаться большей. Поэтому предлагается установить максимальный запас по высоте, равный 25%. То есть расстояние между распределителем этилена и хлора необходимо принять из диапазона 1,2-1,5 м в зависимости от выбранного запаса.Also, in the experimental setup (Fig. 4), it was determined that the ethylene bubble almost completely dissolves at a distance of 1.2 m. Under real industrial conditions, due to fluctuations in gas flow and liquid flow, the dissolution height may be greater. Therefore, it is proposed to establish a maximum height margin of 25%. That is, the distance between the ethylene and chlorine distributor must be taken from the range of 1.2-1.5 m, depending on the selected stock.

В отдельный распределитель хлор подается в том количестве, которое необходимо для извлечения этилена из раствора. В соответствии с закономерностями хемосорбции [8] поглощение пузырей хлора раствором этилена произойдет быстрее, чем поглощение хлора чистым 1,2-дихлорэтаном. Поэтому распределители хлора устанавливаются над распределителями этилена.Chlorine is supplied to a separate distributor in the amount necessary to extract ethylene from the solution. In accordance with the laws of chemisorption [8], the absorption of chlorine bubbles by an ethylene solution will occur faster than the absorption of chlorine by pure 1,2-dichloroethane. Therefore, chlorine distributors are installed above ethylene distributors.

При хемосорбции хлор, в ходе реакции хлорирования, снижает концентрацию исходного этилена в растворе до нуля. Поэтому выше распределителя хлора на расстоянии, достаточном для растворения хлора и протекания реакции до полного взаимодействия этилена, устанавливается другой распределитель этилена. Далее происходит повторение процесса растворения этилена и процесс извлечения этилена из раствора хлором.During chemisorption, chlorine, during the chlorination reaction, reduces the concentration of starting ethylene in solution to zero. Therefore, above the chlorine distributor, at a distance sufficient for the dissolution of chlorine and the reaction to complete the interaction of ethylene, another ethylene distributor is installed. Then there is a repetition of the ethylene dissolution process and the process of ethylene extraction from the solution with chlorine.

Число распределителей зависит от общей нагрузки реактора по хлору и этилену. Вследствие того, что в реакторе по высоте расположено несколько чередующихся распределителей хлора и этилена, расход газа на каждый распределитель снижается по сравнению с общей нагрузкой на реактор пропорционально числу распределителей. Например, если устанавливается три распределителя хлора, то при общей нагрузке на реактор по хлору 3000 м3/ч расход хлора через один распределитель составит 1000 м3/ч.The number of valves depends on the total chlorine and ethylene load of the reactor. Due to the fact that several alternating chlorine and ethylene distributors are located in the reactor in height, the gas flow rate for each distributor is reduced in comparison with the total load on the reactor in proportion to the number of distributors. For example, if three chlorine distributors are installed, then with a total chlorine reactor load of 3000 m 3 / h, the flow of chlorine through one distributor will be 1000 m 3 / h.

Нагрузка на каждый распределитель, а именно расходы этилена и хлора на отдельное распределительное устройство, определяются из тех соображений, что газовые реагенты должны полностью раствориться до следующего верхнего распределительного устройства, не позволяя реагентам вступать в реакцию в газовой фазе. К примеру, при расходе циркулирующего в реакторе 1,2-дихлорэтана 800 м3/ч расход этилена через распределитель может быть принят равным 1000 м3/ч [7].The load on each distributor, namely the ethylene and chlorine costs for a separate switchgear, is determined from the considerations that the gas reagents should completely dissolve before the next overhead switchgear, preventing the reactants from reacting in the gas phase. For example, at a flow rate of 1,2-dichloroethane circulating in the reactor of 800 m 3 / h, the ethylene flow rate through the distributor can be taken equal to 1000 m 3 / h [7].

Во избежание утечки хлора из реактора в последнее распределительное устройство подается этилен, благодаря чему этилен извлекает из раствора 1,2-дихлорэтана остатки хлора.In order to avoid chlorine leakage from the reactor, ethylene is fed into the last switchgear, so that ethylene extracts chlorine residues from the 1,2-dichloroethane solution.

Требуемый диаметр реактора зависит от объемного расхода хлора и этилена [9]. Поскольку объемный расход хлора и этилена на один распределитель снижается, то это позволит уменьшить диаметр реактора. Так, например, в известном реакторе с нагрузкой по хлору 3000 нм3/ч диаметр реактора составляет 3600 мм [2, 3], при установке трех распределителей хлора нагрузка на один распределитель снизится в три раза, следовательно, в три раза снизится площадь поперечного сечения реактора и в 1,73 раза уменьшится диаметр реактора.The required diameter of the reactor depends on the volumetric flow rate of chlorine and ethylene [9]. Since the volumetric flow rate of chlorine and ethylene per one distributor is reduced, this will reduce the diameter of the reactor. So, for example, in a known reactor with a chlorine load of 3000 nm 3 / h, the diameter of the reactor is 3600 mm [2, 3], when three chlorine distributors are installed, the load on one distributor will decrease three times, therefore, the cross-sectional area will decrease three times reactor and 1.73 times the diameter of the reactor will decrease.

Список литературыBibliography

1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Изд. 2-е, пер. М.: Химия, 1975 - 736 с.1. Lebedev N.N. Chemistry and technology of basic organic and petrochemical synthesis. Ed. 2nd, per. M .: Chemistry, 1975 - 736 p.

2. Шишкин З.А., Самсонов В.В., Кузнецов A.M. и др. Исследование и модернизация реактора высокотемпературного жидкофазного хлорирования этилена. // Сборник научных трудов ОАО «ИркутскНИИхиммаш», Иркутск, 1999, с.308-312.2. Shishkin Z.A., Samsonov V.V., Kuznetsov A.M. et al. Research and modernization of a reactor for high-temperature liquid-phase chlorination of ethylene. // Collection of scientific papers of JSC IrkutskNIIkhimmash, Irkutsk, 1999, p. 308-312.

3. Аветьян М.Г., Сонин Э.В., Зайдман О.А. и др. Исследование процесса прямого хлорирования этилена в промышленных условиях. // Химическая промышленность, 1991, №12, с.710-713.3. Avetyan M.G., Sonin E.V., Zaydman O.A. et al. Investigation of the process of direct chlorination of ethylene in an industrial environment. // Chemical industry, 1991, No. 12, S. 710-713.

4. Подоплелов Е.В., Бальчугов А.В., Ульянов Б.А и др. Экспериментальное определение растворимости этилена в 1,2-дихлорэтане. // Сборник научных трудов АГТА, Ангарск, 2005, с.10-15.4. Podoplelov EV, Balchugov AV, Ulyanov B.A. et al. Experimental determination of the solubility of ethylene in 1,2-dichloroethane. // Collection of scientific papers of the AGTA, Angarsk, 2005, p.10-15.

5. Розловский А.И. Кинетика хлорирования этилена. // Химическая промышленность, 1991, №6, с.326-330.5. Rozlovsky A.I. Kinetics of ethylene chlorination. // Chemical industry, 1991, No. 6, S. 323-330.

6. Аветьян М.Г., Сонин Э.В., Зайдман О.А. и др. Промышленное освоение совмещенного с колонной ректификации реактора прямого хлорирования этилена. // Химическая промышленность, 1991, №6, с.323-326.6. Avetyan M.G., Sonin E.V., Zaydman O.A. et al. Industrial development of a direct ethylene chlorination reactor combined with a distillation column. // Chemical industry, 1991, No. 6, p. 323-326.

7. Подоплелов Е.В., Бальчугов А.В., Ульянов Б.А. и др. Капиллярная конвекция при массобмене между газом и жидкостью в процессе получения 1,2-дихлорэтана. // Сборник научных трудов АГТА, Ангарск, 2006, с.20-24.7. Podoplelov EV, Balchugov AV, Ulyanov B.A. and others. Capillary convection during mass transfer between gas and liquid in the process of obtaining 1,2-dichloroethane. // Collection of scientific papers of the AGTA, Angarsk, 2006, p.20-24.

8. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Высшая школа, 1975 - 560 с.8. Ramm V.M. Gas absorption. M.: Higher School, 1975 - 560 p.

9. Бальчугов А.В., Кузнецов A.M., Ульянов Б.А., и др. Модель газлифтного барботажного реактора получения 1,2-дихлорэтана. // Сборник научных трудов ОАО «ИркутскНИИхиммаш», Иркутск, 1999, с.317-325.9. Balchugov A.V., Kuznetsov A.M., Ulyanov B.A., et al. Model of a gas lift bubbler reactor for producing 1,2-dichloroethane. // Collection of scientific papers of JSC IrkutskNIIkhimmash, Irkutsk, 1999, p. 317-325.

Claims (1)

Реактор получения 1,2-дихлорэтана методом жидкофазного хлорирования этилена с отводом теплоты реакции за счет испарения рабочей среды, с барботажным вводом реагентов, с внутренней циркуляционной трубой и перфорированными тарелками в верхней части реактора, отличающийся тем, что реактор имеет несколько последовательно чередующихся друг с другом по высоте распределителей этилена и хлора, причем в качестве первого и последнего распределителей установлены распределители этилена, а расстояние между рядом стоящими распределителями принято равным 1,2-1,5 м.A reactor for producing 1,2-dichloroethane by liquid-phase chlorination of ethylene with the removal of the heat of reaction due to evaporation of the working medium, with bubbling of reactants, with an internal circulation pipe and perforated plates in the upper part of the reactor, characterized in that the reactor has several series alternating with each other along the height of the ethylene and chlorine distributors, moreover, ethylene distributors are installed as the first and last distributors, and the distance between the adjacent distributors is accepted about equal 1.2-1.5 m.
RU2006123886/15A 2006-07-03 2006-07-03 Bubble kettle for liquid-phase ethylene chlorination with dispensed reagent supply RU2328339C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123886/15A RU2328339C2 (en) 2006-07-03 2006-07-03 Bubble kettle for liquid-phase ethylene chlorination with dispensed reagent supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123886/15A RU2328339C2 (en) 2006-07-03 2006-07-03 Bubble kettle for liquid-phase ethylene chlorination with dispensed reagent supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006123886A RU2006123886A (en) 2008-01-10
RU2328339C2 true RU2328339C2 (en) 2008-07-10

Family

ID=39019960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006123886/15A RU2328339C2 (en) 2006-07-03 2006-07-03 Bubble kettle for liquid-phase ethylene chlorination with dispensed reagent supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2328339C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006123886A (en) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Keil Process intensification
Stitt Alternative multiphase reactors for fine chemicals: a world beyond stirred tanks?
Shah et al. Design parameters estimations for bubble column reactors
Youssef et al. Bubble columns with internals: a review
Baharudin et al. Process intensification in multifunctional reactors: A review of multi-functionality by catalytic structures, internals, operating modes, and unit integrations
US20070095646A1 (en) Apparatus for catalytic distillation processes
RU2328339C2 (en) Bubble kettle for liquid-phase ethylene chlorination with dispensed reagent supply
US2981677A (en) Conversion of liquid hydrocarbon in the presence of a gaseous reactant and particle-form solid catalytic material
US9346033B2 (en) Gas-liquid reactor
Zapico et al. Performance of ceramic foams as gas–liquid contactors for phenol wet oxidation in the trickle regime
Mathpati et al. Dynamics of flow structures and transport phenomena, 2. Relationship with design objectives and design optimization
US6066760A (en) Process for the preparation of alkane sulfonic acid and alkane sulfonyl chloride
Karthik et al. Enabling Process Innovations via Mastering Multiphase Flows: Gas–Liquid and Gas–Liquid–Solid Processes
RU2292945C2 (en) Nozzle reactor for production of 1.2-dichloroethane
Hiller et al. Distillation in special chemistry
US20220169592A1 (en) Process for the continuous production of nitrobenzene
RU2299875C2 (en) Method for preparing 1,2-dichloroethane with preliminary heating reagents
US3235342A (en) Baffle-kettle reactor
RU2282610C1 (en) Method for production of 1,2-dichloroethane with nitrogen addition
RU2303483C2 (en) Vacuum reactor for liquid-phase chlorination of ethylene
RU2458922C2 (en) Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane
RU2328340C2 (en) Dish-shaped reactor for producing 1,2-dichloroethane
RU2607730C1 (en) Mass exchange tower with cross current of liquid and gas (steam) phases of “peton” system
US2759985A (en) Process and apparatus for producing monovinyl acetylene
Behin et al. Modeling of multistage bubble column reactors for oxidation reaction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080704