RU2328340C2 - Тарельчатый реактор для получения 1,2-дихлорэтана - Google Patents

Тарельчатый реактор для получения 1,2-дихлорэтана Download PDF

Info

Publication number
RU2328340C2
RU2328340C2 RU2006124353/15A RU2006124353A RU2328340C2 RU 2328340 C2 RU2328340 C2 RU 2328340C2 RU 2006124353/15 A RU2006124353/15 A RU 2006124353/15A RU 2006124353 A RU2006124353 A RU 2006124353A RU 2328340 C2 RU2328340 C2 RU 2328340C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
ethylene
dichloroethane
liquid
chlorine
Prior art date
Application number
RU2006124353/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006124353A (ru
Inventor
Алексей Валерьевич Бальчугов (RU)
Алексей Валерьевич Бальчугов
Артем Викторович Бадеников (RU)
Артем Викторович Бадеников
Евгений Викторович Подоплелов (RU)
Евгений Викторович Подоплелов
нов Борис Александрович Уль (RU)
Борис Александрович Ульянов
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 RU2006124353/15A priority Critical patent/RU2328340C2/ru
Publication of RU2006124353A publication Critical patent/RU2006124353A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2328340C2 publication Critical patent/RU2328340C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. В реакторе размещены ситчатые барботажные тарелки с боковыми переливами и перегородками. Между тарелками в центре реактора установлены плоские вертикальные прямоугольные перегородки с зазором между перегородкой и нижней тарелкой, разделяющие пространство реактора между двумя соседними тарелками на две части, по одной из которых поднимается газообразный этилен, а по другой - газообразный хлор. Предложенное изобретение позволяет повысить селективность процесса хлорирования этилена. 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к устройству реактора жидкофазного хлорирования этилена для получения 1,2-дихлорэтана с отводом теплоты реакции при кипении рабочей среды.
Уровень техники.
Близкими конструкциями реакторов для получения 1,2-дихлорэтана являются высокотемпературный и низкотемпературный реакторы жидкофазного хлорирования этилена [1, 2].
Наиболее близким прототипом изобретения является высокотемпературный барботажный реактор. В высокотемпературном реакторе 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 4 (фиг.1). Рабочей средой является жидкий 1,2-дихлорэтан. Катализатором процесса является FeCl3, который находится в реакторе в растворенном виде. 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 газовой и жидкой фазы. Теплота реакции отводится за счет испарения 1,2-дихлорэтана при кипении. 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.
Важным преимуществом высокотемпературного реактора по сравнению с низкотемпературным является экономичность: выделяющееся тепло расходуется на испарение и ректификацию продуктов, сточные воды отсутствуют, расход катализатора минимален.
Недостатком высокотемпературного реактора является низкая селективность (98,0-98,7%), связанная с увеличением скорости побочных реакций при росте температуры. Побочные продукты - трихлорэтан, трихлоэтилен и другие высшие хлорпроизводные этана - образуются в реакторе в результате реакций заместительного хлорирования.
Низкотемпературный реактор (фиг.2) представляет барботажную колонну 1, соединенную в верхней и нижней части с выносным кожухотрубчатым теплообменником 5. Рабочей средой в реакторе является продукт реакции - 1,2-дихлорэтан в жидком состоянии. 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. Температура в реакторе составляет 65°С. 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.
Достоинством низкотемпературного реактора является высокая селективность (99,6%), объясняющаяся замедлением побочных реакций заместительного хлорирования при снижении температуры. К недостаткам низкотемпературного реактора 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.
Прототипами тарельчатого реактора для получения 1,2-дихлорэтана являются также изобретения, описанные в патентах RU 2153394 С1, RU 2075344 С1, RU 2240861 С1, в которых для интенсификации перемешивания газовой и жидкой фазы устанавливаются секционирующие затопленные решетки (тарелки). Секционирующие решетки погружены в рабочую среду (жидкость). В указанных прототипах не исключается взаимодействие хлора и этилена в газовой фазе. Хлор и этилен подаются в жидкость, при этом происходит частичное перемешивание пузырей хлора и этилена. В работе [3] имеются данные, подтверждающие возможность протекания реакции в газовой фазе между хлором и этиленом. При этом селективность процесса в газовой фазе ниже, чем в жидкой, поскольку ингибитор побочных реакций FeCl3 не летучий, и его наличие в газовой фазе исключается. В указанных прототипах вследствие протекания реакции в газовой фазе селективность процесса будет ниже, чем в тарельчатом реакторе, в котором взаимодействие хлора и этилена в газовой фазе исключается.
Раскрытие изобретения.
Задачей изобретения является увеличение селективности процесса за счет разработки нового реактора - тарельчатого реактора жидкофазного хлорирования этилена (фиг.3). Рабочей средой в реакторе является жидкий 1,2-дихлорэтан, стекающий по тарелкам сверху вниз. Реактор представляет собой вертикальную колонну с барботажными ситчатыми тарелками. С помощью тарелок осуществляется направленное движение фаз и многократное взаимодействие жидкости и газа. Отвод теплоты осуществляется за счет испарения 1,2-дихлорэтана в азот. Этилен с азотом вводится через распределитель 3, расположенный внизу колонны в левой части, а хлор с азотом через распределитель 2 - в правой части колонны. Тарелки снабжены дополнительными перегородками 7 (фиг.4), которые разделяют пространство между двумя соседними тарелками на две части. В левой части этого пространства (фиг.3) происходит насыщение жидкого 1,2-дихлорэтана этиленом, в правой части протекает реакция при взаимодействии раствора этилена в 1,2-дихлорэтане с газообразным хлором. Перегородки 7 делят колонну на две части: по одной части поднимается газообразный этилен, по другой - газообразный хлор. Такая конструкция позволяет исключить взаимодействие хлора и этилена в газовой фазе. Реакция протекает в жидкой фазе на тарелках в правой части колонны. Для исключения попадания пузырей этилена в правую часть пространства или пузырей хлора в левую часть на тарелках имеются перегородки 9. 1,2-Дихлорэтан, стекающий в куб реактора, насосом 17 подается на верхнюю тарелку реактора для орошения колонны. Теплота реакции отводится за счет испарения 1,2-дихлорэтана в азот.
Сверху на тарелку (фиг.4) по сливному стакану 16 приходит чистый жидкий 1,2-дихлорэтан. Через отверстия в левой части тарелки в жидкий 1,2-дихлорэтан поступает газообразный этилен. В левой части тарелки происходит растворение газообразного этилена. Раствор этилена в 1,2-дихлорэтане через зазор между перегородками 7 и 9 поступают в правую часть тарелки. Перегородки 7 и 9 предназначены для предотвращения перемешивания хлора и этилена в газовой фазе. Через отверстия в правой части тарелки в раствор этилена поступает газообразный хлор. Хлор растворяется в 1,2-дихлорэтане и между хлором и этиленом протекает реакция в жидкой фазе. Таким образом, перегородки 7 и 9 предотвращают реакцию в газовой фазе. Из правой части тарелки раствор поступает по сливному стакану 16 на нижнюю тарелку (фиг.4). В правой части нижней тарелки продолжается взаимодействие раствора с газообразным хлором. Реакция также протекает только в жидкой фазе. Далее чистый 1,2-дихлорэтан, в котором не осталось этилена, поступает через зазор между перегородками 7 и 9 в левую часть, где в нем растворяется газообразный этилен. Как видно из фиг.4, секционирующая перегородка 7 крепится к верхней тарелке и с боков к обечайке реактора. Между перегородкой 7 и нижней тарелкой есть зазор для прохода жидкости. В соответствии с данными [3, 4] при взаимодействии хлора с этиленом в газовой фазе селективность процесса оказывается ниже, чем при реакции в жидкой фазе. На основании этого можно заключить, что предлагаемая конструкция реактора позволит увеличить селективность процесса, поскольку исключается взаимодействие хлора и этилена в газовой фазе. На фиг.4 подробно показано контактное устройство.
Реализация изобретения позволит увеличить селективность процесса. В прототипах [1, 2] происходит взаимодействие хлора с этиленом в газовой фазе, поскольку газообразные хлор и этилен подаются в одну и ту же жидкую реакционную среду. В соответствии с работой [3] в газовой фазе хлор с этиленом вступают в побочную реакцию заместительного хлорирования с образованием винилхлорида. Это снижает селективность процесса. В тарельчатом реакторе (фиг.3) с секционирующими перегородками 7 взаимодействие хлора с этиленом в газовой фазе исключается. Газообразные хлор и этилен поднимаются по колонне по разные стороны от секционирующих перегородок, не встречаясь в газовой фазе. Реакция протекает в жидкой фазе в правой части тарелок при поглощении газообразного хлора жидким раствором этилена в 1,2-дихлорэтане. Согласно данным [3] это позволит увеличить селективность процесса.
Таким образом, в тарельчатом реакторе жидкофазного хлорирования этилена создаются более благоприятные условия для проведения процесса, чем в реакторе с барботажным вводом реагентов фиг.1, фиг.2 и в реакторах, описанных в следующих патентах: RU 2153394 С1, RU 2075344 С1, RU 2240861 С1.
Кратное описание чертежей.
Перечень фигур:
На фиг.1 - барботажный газлифтный реактор высокотемпературного жидкофазного хлорирования этилена.
На фиг.2 - барботажный реактор низкотемпературного хлорирования этилена.
На фиг.3 - тарельчатый реактор.
На фиг.4 - контактное устройство.
В фиг.1 и 2 описываются аналоги изобретения. На фиг.3 приводится конструкция тарельчатого реактора для получения 1,2-дихлорэтана. На фиг.4 показана конструкция контактного устройства с боковыми переливами, движение газа и жидкости на тарелке, показано крепление перегородки к корпусу реактора.
Осуществление изобретения.
Реактор (фиг.3) представляет собой вертикальную колонну 1 диаметром 2,6 м, внутри которой имеются 10 ситчатых барботажных тарелок с высотой переливной перегородки 1 м. В пространстве между соседними тарелками устанавливаются вертикальные плоские перегородки 7, которые при помощи резьбового соединения прикрепляются к колонне реактора, каждую тарелку снабжают перегородками 9. Рабочей средой в реакторе является жидкий 1,2-дихлорэтан. Нагрузка по хлору составляет 3000 нм3/ч. Средняя температура в реакторе составляет 77°С. Отвод теплоты осуществляется за счет испарения 1,2-дихлорэтана в азот.
Тарельчатый реактор жидкофазного хлорирования этилена (фиг.3) работает следующим образом. На верхнюю тарелку подается жидкий 1,2-дихлорэтан в количестве, необходимом для проведения реакции. Этилен с азотом вводится через распределитель 3, расположенный внизу колонны в левой части, а хлор с азотом через распределитель 2 - в правой части пространства, разделяемого перегородкой 7. Газовая и жидкая фазы в реакторе движутся противотоком. На верхней тарелке в левой части пространства, ограниченного перегородкой 7, происходит насыщение 1,2-дихлорэтана этиленом. В правой части протекает процесс взаимодействия этилена с хлором в 1,2-дихлорэтане. Затем жидкий 1,2-дихлорэтан через переливную перегородку 8 перетекает на вторую тарелку, где в правой ее части происходит поглощение газообразного хлора раствором этилена в 1,2-дихлорэтане. Чистый 1,2-дихлорэтан через зазор между перегородкой 7 и 9 поступает в левую часть тарелки, где происходит растворение газообразного этилена в жидком 1,2-дихлорэтане. Таким образом, наличие перегородки 7 и 9 позволяет исключить взаимодействие хлора и этилена в газовой фазе. В соответствии с данными работы [3] это позволит увеличить селективность процесса. Для исключения попадания этилена в правую часть пространства или хлора в левую часть на тарелках имеются перегородки 9. Азот и избыток этилена с верха реактора после конденсации паров в конденсаторе 5 отделяются от жидкого 1,2-дихлорэтана в газожидкостном сепараторе 10 и возвращаются компрессором 12 в реактор через распределитель 3. Конденсат после газожидкостного сепаратора 10 поступает на распределительный узел 11, часть конденсата насосом 13 возвращается в реактор, а остальная часть в виде готового продукта сливается в сборные емкости.
Литература
1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Изд. 2-е, пер. М.: Химия, 1975 - 736 с.
2. Ошин Л.А. Промышленные хлорорганические продукты. Справочник. // М.: Химия, 1978, 656 с.
3. Розловский А.И. Кинетика хлорирования этилена. // Химическая промышленность, 1991, №6, с.326-328.
4. 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.

Claims (1)

  1. Реактор барботажного типа для получения 1,2-дихлорэтана методом жидкофазного хлорирования этилена с отводом теплоты реакции при кипении рабочей среды, отличающийся тем, что в реакторе размещены ситчатые барботажные тарелки с боковыми переливами и перегородками, причем между тарелками в центре реактора установлены плоские вертикальные прямоугольные перегородки с зазором между перегородкой и нижней тарелкой, разделяющие пространство между двумя соседними тарелками на две части, по одной из которых поднимается газообразный этилен, а по другой - газообразный хлор.
RU2006124353/15A 2006-07-06 2006-07-06 Тарельчатый реактор для получения 1,2-дихлорэтана RU2328340C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124353/15A RU2328340C2 (ru) 2006-07-06 2006-07-06 Тарельчатый реактор для получения 1,2-дихлорэтана

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124353/15A RU2328340C2 (ru) 2006-07-06 2006-07-06 Тарельчатый реактор для получения 1,2-дихлорэтана

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006124353A RU2006124353A (ru) 2008-01-20
RU2328340C2 true RU2328340C2 (ru) 2008-07-10

Family

ID=39108219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006124353/15A RU2328340C2 (ru) 2006-07-06 2006-07-06 Тарельчатый реактор для получения 1,2-дихлорэтана

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2328340C2 (ru)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006124353A (ru) 2008-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Keil Process intensification
JP5559966B2 (ja) 三相スラリー反応器を動作させる方法
JP5643088B2 (ja) プレートフィン式流体処理装置
AU2006224209B2 (en) Plate-type fluid bed reactor
EP3260180B1 (en) Gas/liquid contact tower having a tray assembly
JPH07284656A (ja) 化学工程塔のための液相触媒組立体
RU2328340C2 (ru) Тарельчатый реактор для получения 1,2-дихлорэтана
JP5953121B2 (ja) 充填塔用再分散器を設置した充填塔及びそれを用いた塩化ビニリデンモノマーの蒸留方法
RU2607730C1 (ru) Массообменная колонна с перекрестным током жидкой и газовой (паровой) фаз системы "ПЕТОН"
CA2145327A1 (en) Process for the preparation of alkane sulfonic acid and alkane sulfonyl chloride
CN212369604U (zh) 一种单溢流筛板塔
RU2147922C1 (ru) Реактор для жидкофазных процессов окисления углеводородов
KR100893692B1 (ko) 냉각자켓을 구비한 흡수탑
RU195502U1 (ru) Тепломассообменный аппарат
RU2299876C2 (ru) Способ получения 1,2-дихлорэтана с комбинированным отводом теплоты
RU2282610C1 (ru) Способ получения 1,2-дихлорэтана с добавлением в реагенты азота
RU2303483C2 (ru) Вакуумный реактор жидкофазного хлорирования этилена
RU2351385C1 (ru) Абсорбер хлора
JP2008534257A (ja) カラム内での熱交換器の遮蔽方法
CN218392301U (zh) 一种用于分离三氯乙烯和四氯乙烯的精馏塔
RU2798834C2 (ru) Колонна с ситчатыми тарелками и способ ее модернизации
EP3856382B1 (en) A perforated-tray column and a method of revamping the same
EP1733773A1 (en) Process for carrying out mass transfer between a liquid phase and a gaseous phase
JPS59122452A (ja) 尿素合成管
RU2300416C2 (ru) Способ синтеза карбамида и колонна для его осуществления

Legal Events

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

Effective date: 20080707