СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА 1,2-ДИХЛОРЭТАНА

IMPROVEMENT OF THE 1,2-DICHLOROETHANE SYNTHESIS PROCESS

Alina Mikhaylova

student, Department of Chemistry and Chemical Technologies, Bashkir state university, branch BSU in Sterlitamak,

Russia, Sterlitamak

Marziya Zalimova

 candidate of chemical sciences, associate professor, Bashkir state university, branch BSU in Sterlitamak

Russia, Sterlitamak

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается производственный процесс синтеза 1,2– дихлорэтана (ДХЭ), а также достоинства и недостатки его производства. Предлагается селективный способ получения 1,2- дихлорэтана путем жидкофазного хлорирования этилена в среде 1,2-дихлорэтана в присутствии высокоэффективного и селективного комплексного катализатора – тетрахлорферрата натрия.

ABSTRACT

The article discusses the production process for the synthesis of 1,2 - dichloroethane (EDC), as well as the advantages and disadvantages of its production. A selective method for the production of 1,2 dichloroethane by liquid-phase chlorination of ethylene in a 1,2-dichloroethane medium in the presence of a highly efficient and selective complex catalyst, sodium tetrachloroferrate, is proposed.

Ключевые слова: 1,2- дихлорэтан, хлорирование, хлорид железа, тетрахлорферрат натрия, 1,1,2-трихлорэтан, винилхлорида, поливинилхлорид.

Keywords: 1,2 dichloroethane, chlorination, iron chloride, sodium tetrachloroferrate, 1,1,2-Trichloroethane, vinyl chloride, polyvinylchloride.

Дихлорэтан широко используется как растворитель в спектре отраслей промышленности: лакокрасочной, нефтегазовой, органического синтеза и др.

По объему производства ДХЭ является одним из наиболее многотоннажных полупродуктов органического синтеза. Более 99% всего произведенного 1,2- дихлорэтана идет на получение винилхлорида, который является мономером для синтеза поливинилхлорида (ПВХ) [1, с.213].

Мощность ПВХ возрастает и имеет тенденцию к росту [1, с.213].

Процесс получения 1,2- дихлорэтана методом прямого хлорирования этилена в жидкой фазе основан на реакции взаимодействия испаренного хлора и этилена в среде 1,2-дихлорэтана при температуре 85°С в присутствии хлорного железа - FeCl₃ в качестве катализатора. Небольшое количество избытка этилена необходимо для полноты вступления хлора в реакцию [1, с.377].

Реакция идет в присутствии катализатора - FeCl₃ по (схеме 1):

Схема 1. Схема реакции

Одновременно с основной реакцией протекают побочные реакции заместительного хлорирования, с образованием 1,1,2- трихлорэтана, тетрахлорэтан и других высшие полихлоридов по (схеме 2):

Схема 2. Образование трихлорэтана

Схема 3. Образование тетрахлорэтана

Схема 4. Вторичная реакция гидрохлорирования этилена до хлористого этила

Достоинством данного процесса является экономичность: выделяющееся тепло расходуется на испарение и ректификацию продуктов. Нет оборотных вод, небольшой расход катализатора.

Недостаток процесса: низкая селективность из-за побочных реакций.

Много разработок посвящено использованию в качестве катализаторов смесей солей хлорида щелочного, щелочноземельного металла или аммония и хлорного железа. Такая смесь в среде жидкого дихлорэтана в присутствии хлора образует тетрахлорферраты типа NaFeCl₄, KFeCl₄ и т.п. Эти соединения - чрезвычайно активные катализаторы и одновременно сильные ингибиторы побочных реакций процесса [1, с. 388].

С целью сокращения продуктов заместительного хлорирования и повышения селективности процесса предлагается использовать высокоэффективный комплексный катализатор - тетрахлорферрат натрия, получаемый in situ в реакционной массе реактора в присутствии хлорида железа и натрия хлорида.

Добавка в реакционную массу хлорида натрия и хлорного железа в мольном соотношении ниже 0,5 (от 0,3 до 0,5) позволяет достичь такой чистоты (около 99,9%) дихлорэтана-сырца, при которой его можно без ректификационной очистки направлять непосредственно на пиролиз [2, с.3]. Результаты проведенных исследований приводятся в таблице 1.

Таблица 1.

Чистота ДХЭ при добавкe NaCI: FeCI₃

Из таблицы 1 следует, что оптимальная величина мольного соотношения хлорида натрия к хлорному железу колеблется в очень узких пределах от 0,40 до 0,45.

Список литературы:

1. Флид М.Р. Винилхлорид: химия и технология. В 2-х кн. Кн. 1/ М.Р. Флид, Ю.А. Трегер. – Москва: Калвис, 2008. –584 с.
2. Патент РФ № 95122795/04, 21.01.1994. Хехст А.Г. Способ получения 1,2-дихлорэтана аппарат // Патент России № 2127244. 1999. Бюл. № 7.