С2Н4 + Сl2 → С2Н4Сl2
С2Н4Сl2 → С2Н3Сl + HCl
C2H2 + HCl → C2H3Cl
——————————————
C2H4 + Cl2 + C2H2 → 2C2H3Cl
Дихлорэтан при этом синтезируют обычным хлорированием этилена, далее пиролизом дихлорэтана получают хлористый винил, а образовавшийся хлористый водород, взаимодействуя с ацетиленом, даёт вторую молекулу винилхлорида. Здесь используются оба атома хлора, но мономер наполовину производится из ацетилена, что в известной степени также является сдерживающим фактором.
Одним из успешно реализованных в промышленности процессов является гидрохлорирование метанола с получением метилхлорида.
CH3OH + HCl → CH3Cl + H2O + 32,9 кДж/моль
В качестве побочного продукта в ходе реакции образуется диметиловый эфир.
2СН3ОН → (СН3)2О + Н2О
Диметиловый эфир также взаимодействует с хлоридом водорода.
(СН3)2О + 2HCl → 2CH3Cl + H2O
Избыток хлористого водорода по отношению к метанолу подавляет побочную реакцию образования диметилового эфира. Получение метилхлорида можно осуществлять как в жидкой, так и в газовой фазе. В жидкой фазе процесс ведут при температуре 60-135 ºС в присутствии водного раствора хлорида цинка (60% мас.). Реакция протекает практически с полным превращением хлорида водорода и селективностью образования метилхлорида 99%. Однако более распространенным в промышленных условиях является газофазный процесс. Синтез метилхлорида ведут в неподвижном слое катализатора в кожухо-трубном аппарате при температуре 200-250 ºС, времени контакта 15-20 с и 1,3:1. Катализатором является хлорид цинка в мольном соотношении HCl:CH3OH = 1,1 на носителе (активный уголь, оксид алюминия). В указанных условиях степень превращения метанола превышает 98%, селективность по метилхлориду ~ 99%, активность катализатора 1,4•10-3 моль/(кг•с) Скорость реакции описывается уравнением второго порядка:
r = k•PCH3OH•PHCl (3)
Как и при гидрохлорировании ацетилена, производительность реактора лимитируется в большей степени теплоотводом, чем активностью катализатора. Решению этой проблемы помогает использование двухполочного адиабатического реактора с промежуточным теплосъемом. Производительность такого реактора в 3-4 раза превышает соответствующее значение в трубчатых реакторах при сохранении активности и селективности на уровне 99%.
Резервы дальнейшей интенсификации процесса получения метилхлорида из метанола заложены в усовершенствовании катализатора и, главным образом, носителя. Для поддержания высокой термостабильности катализатора и снижения уноса активного компонента возможно использование модифицирующих добавок к хлорцинковому контакту Реакции гидрохлорирования этилена и хлорэтенов характеризуются выделением тепла и значительным уменьшением энтропии , значения которых представлены в таблице 1.
Таблица 1. Термодинамические параметры реакций гидрохлорирования в газовой фазе и значения равновесных выходов хлорэтанов.
| Реакция | -∆Н0298 кДж/моль | -∆S0298 кДж/моль·К | Выход | ||
| при100 0С | при150 0С | при200 0С | |||
| CH2=CH2 + HCl → CH3CH2Cl | 71,72 | 128,4 | 0,98 / 0,99 | 0,92 / 0,97 | 0,73 / 0,91 |
| CH2=CHCl + HCl → CH3–CHCl2 | 72,81 | 143,8 | 0,93 / 0,98 | 0,74 / 0,92 | 0,52 / 0,83 |
| цис-CHCl=CHCl+HCl→ CH2Cl–CHCl2 | 48,10 | 137,2 | 0,14 / 0,54 | 0,03 / 0,20 | 0,02 / 0,06 |
| транс-CHCl= CHCl + HCl ↔CH2Cl–CHCl2 | 50,41 | 136,9 | 0,25 / 0,66 | 0,05 / 0,31 | 0,01 / 0,10 |
| CH2= CCl2 + HCl→ CH3–CCl3 | 51,25 | 150,2 | 0,09 / 0,74 | 0,015/0,12 | 0,003/0,03 |
Читайте также:
Экология и проблемы разоружения Приближаясь к исходу 20 века, мир все больше сталкивается с целым рядом глобальных проблем. Проблемы эти особого рода. Они затрагивают не только жизнь какого-либо определенного государства, ...
Измерение осаждения загрязнителей из воздуха. Мониторинг кислотных осадков В последнее время внимание мировой общественности все чаще привлекает проблема антропогенного загрязнения окружающей среды. Такое внимание к проблеме можно объяснить по-разному, но наиболее ...
Виды и особенности антропогенных воздействий на природу Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в ...