Мирзо улуғбек номидаги ўзбекистон миллий университети кимё факультети газ кимёси лаборатория машғулотлари

10-11-лаборатория иши. Алканларни термик парчалаш. Метан, этан, пропан ва бутанни пиролизи. Масала ва машқлар бажариш.

Оксидлаб хлорлашни ўз ичига олган жараёнлардан энг аҳамиятлиси - винилхлоридни этилендан ишлаб чиқариш балансланган усулидир. У қуйидаги уч жараёнларнинг комбинатсиясидир: этиленни тўғридан –тўғри 1,2-дихлоретанга аддитив хлорлаш; 1,2-дихлоретанни винилхлоридга термик дегидрохлорлаш; дегидрохлорлашда ҳосил бўлувчи НСl ёрдамида этиленни 1,2-дихлоретанга оксидлаб хлорлаш:

CH₂= CH₂ + Cl₂ ClCH₂ – CH₂Cl

2CH₂Cl – CH₂Cl 2CH₂ =CHCl+2HCl
CH₂ = CH₂+ 2HCl +0,5О₂ ClCH₂ - CH₂Cl + H₂О
-----------------------------------------------------------------
2CH₂ = CH₂ + Cl₂+ 0,5О₂ 2CH₂ = CHCl+ H₂О

Натижада этилен, хлор ва кислороддан винилхлорид ҳосил бўлади, бунда хлорнинг ҳаммаси сарфланади ва НСl ҳосил бўлмайди. Ушбу усул қимматбаҳо атсетиленни қўллашни четга чиқаради ва ҳозирги вақтда винилхлорид синтезининг энг иқтисодийидир; олинадиган мономернинг таннархи атсетиленни гидрохлорирлаш усулидагига нисбатан 25-30% га пасаяди.

Жараённинг технологик схемаси 51-расмда қўрсатилган.
Етиленни тўғридан –тўғри 1,2-дихлоретангача хлорлаш колонна типли хлоратор 1 да олиб борилади: бу эрга хлор ва этилен мос холдаги барботёрлар орқали берилади. Колоннада катализатор (FeCl₃) эриган суюқлик сатҳи доимий қилиб сақлаб турилади. Реакция иссиқлиги 1,2-дихлоретанни буғланиши ҳисобига чиқариб юборилади; унинг буғлари конденсатор-совитгич 2 да конденсирланади. Конденцат йиғгич 3 га тушади, у ердан унинг бир қисми колоннага хлораторни нормал иссиқлик режимини таъминлаш учун ва суюқлик сатҳини доимий ушлаб туриш учун қайтарилади, қолган қисми эса ректификатсияга жўнатилади. Йиғгич 3 да қолдиқ газлар конденсатдан ажралади ва 1,2-дихлоретанни йўқотилишларини олдини олиш мақсадида совитгич 2 да туз эритмаси билан совитилади, тозалашга юборилади ва сўнг атмосферага чиқариб юборилади.
Оксихлорлаш босқичи 0,5 МПа босим остида 260-280⁰С да псевдосуюлтирилган қатламли катализаторли реактор 5 да олиб борилади. Этилен, ретсиркулясияланувчи газ ва водород хлорид аввалдан қувурда аралаштирилади, сўнг аралаштиргич 4 да уларга техник кислород қўшилади. Реактор 5 да ажралиб чиқаётган иссиқлик босим остидаги сув конденцатини буғланиши ҳисобига олиб кетилади; натижада технологик сув буғи олинади. Реаксияга киришмаган этилен, кислород ва водород хлорид ҳамда 1,2-дихлоретан буғлари ва инерт газ қўшимчаларидан ташкил топган реаксион газлар совитгич 6 да, совитгич 7 орқали сиркуляцияланувчи сув ва 1,2-дихлоретан аралашмаси билан совитилади. Қисман совитилган газ-буғ аралашмаси HCl ва СО₂ дан қайноқ ишқорли скруббер 9 да тозаланади ва совитгич 10 да тугал совитилади. Конденсатни газдан ажратгич 11 да ажратилади, сўнг рециркуляцияланувчи газ (етилен, кислород ва инерт моддалар) компрессор-13 билан оксихлорлашга қайтарилади.
Ушбу газнинг бир қисми инерт қўшимчалар йиғилиб қолмаслиги учун чиқиб кетаётган умумий линиясига йўналтирилади ва учувчан хлорорганик моддалар ушлаб қолингач ва санитар тозалангач атмосферага чиқариб юборилади. Конденсат ажратгич 11дан ажратгич 12 га боради, бу эрда оғирроқ 1,2-дихлоретан сувдан ажралади. Уни скруббер 9 даги газни тозаловчи НаОҲ ишқорини суюлтириш учун фойдаланилади, бу эса 1,2-дихлоретанни эришида йўқолтилишлардан қутилтиради.
Оксихлорлашда олинган 1,2-дихлоретан сув билан тўйинган бўлади, шунинг учун уни азеотроп қуритиш колоннаси 14 да қуритиб олинади (колонна қайнатгич 15, конденсатор-совитгич 2 ва ажратгич 12 билан таъминланган).
Бундан кейин 1,2-дихлоретаннинг иккала оқими тўғридан-тўғри хлорлаш ва оксихлорлаш ва пиролизда реаксия киришмаган босқичларидагилари бирлаштириб юборилади. Ректифакатсион колонна 16 да сиғим 17 да йиғилувчи олий хлоридлардан юқори тозаликдаги 1,2-дихлоретан ҳайдалади.
1,2-Дихлоретанни винилхлорид ва HCl га пиролизи қувурсимон печ 19 да 1,5-2,0 МПа ва 500⁰С да олиб борилади. Реаксион газлар совитгич 20 да сиркулясияланувчи 1,2-дихлоретан билан сўнг сув билан конденсатор-совитгич 2 да совитилади, сўнг аралашма қайнатгич, конденсатор-совитгич ва ажрагич 11 билан жиҳозланган ректификатсион колонна 21 га киради. Колоннадаги босим ҲCИ ни флегма холида конденцирланишини, маҳсулотни ҲCИ дан самарали тозалашни таъминлайди ва маҳсулотни қуруқ тоза кўринишда олиниши эришилади. Ушбу газ холидаги ҲCИ сўнг оксихлорлашга йўналтирилади. Винилхлорид ва реаксияга киришмай қолган 1,2-дихлоретандан таркиб топган куб суюқлиги колонна 22 га жўнатилади, бу эрда босим остидаги шароит винилхлориднинг конденсатсиясини таъминлайди. Уни реаксияга киришмай қолган ҳайдаб юборилади ва ректификатсияга қайтарилади.
Олинган винилхлорид 99,9% тозаликка эга ва кейинги полимеризатсияга яроқлидир.
Оксихлорлаш ва хлорли хосилаларни парчалаш бирга амалга оширилувчи самарали жараёнлар ҳам ишлаб чиқилган.

51-Расм. Винилхлоридни комбинирланган схема бўйича синтези технологик схемаси:

1-хлоратор; 2-конденсатор-совитгичлар; 3-йиғгич; 4-аралштиргич; 5-реактор; 6,20-бевосита аралаштириш совитгичлари; 7,10-совитгичлар; 8-сиркулясион насос; 9-скруббер; 11,12-ажратгичлар; 13-компрессор; 14-қуритгич колонна; 15-қайнатгичлар; 16, 21,22-ректификатсион колонналар; 17-сиғим; 18-насос; 19-қувурсимон печ; 23-дросселли вентил.