Совершенствование промышленного способа получения 3-хлор-2-метилпропена и утилизации побочных продуктов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.13, кандидат технических наук Инграм, Илия Шамилевна

• Инграм, Илия Шамилевна
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Инграм, Илия Шамилевна

Введение

Глава 1 Методы получения хлоралкенов (литературный обзор)

1.1 Хлорирование олефинов

1.1.1 Газофазное термическое хлорирование

1Л .2 Жидкофазное каталитическое хлорирование

1.1.3 Окислительное хлорирование

1.2 Дегидрохлорирование хлорпроизводных

1.2.1 Дегидрохлорирование хлорпроизводных основаниями

1.2.2 Каталитическое дегидрохлорирование

1.2.3 Термическое дегидрохлорирование

1.3 Сбалансированные методы получения хлоралкенов

1.4 Технологические аспекты переработки отходов хлорорганических производств

Глава 2 Характеристика исходных и целевых продуктов, методики их синтеза и анализа

2.1 Характеристика исходных и целевых продуктов

2.2 Синтез З-хлор-2-метилпропена

2.3 Синтез олифы композиционной (полимеризация отходов производства металлилхлорида)

2.4 Методики проведения анализа олифы композиционной

2.5 Методы анализа З-хлор-2-метилпропена

Глава 3 Совершенствование технологии производства

З-хлор-2-метилпропена 64 3.1 Анализ технологического процесса получения

З-хлор-2-метилпропена

3.2 Совершенствование технологии производства

З-хлор-2-метилпропена

Глава 4 Исследование возможности использования побочных продуктов производства З-хлор-2-метилпропена в качестве нефтехимического сырья

4.1 Получение композиционной олифы

4.2 Использование побочных продуктов производства З-хлор-2-метилпропена при получении смесевого нематоцида

4.3 Получение антикоррозионного гидроизоляционного состава

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование промышленного способа получения 3-хлор-2-метилпропена и утилизации побочных продуктов»

Актуальность темы

Перспективным направлением развития нефтехимической отрасли является разработка и внедрение комплексных малоотходных технологий, обеспечивающих повышение энергоэкономичности и экологической безопасности производства. При этом модернизация действующего оборудования и совершенствование существующих технологий является основной целью интенсификации производственных процессов. Большое значение имеет так же разработка технологий использования побочных продуктов производства в качестве нефтехимического сырья.

В настоящее время З-хлор-2-метилпропен применяется в качестве высокоэффективного инсектицида для обеззараживания зерновых продуктов. Благодаря своей высокой реакционной способности, З-хлор-2-метилпропен может быть использован в качестве промежуточного продукта при получении широкого ряда соединений, обладающих практически ценными свойствами.

Единственным промышленным способом производства З-хлор-2-метилпропена является газофазное хлорирование изобутилена при температуре 100-150°С. Процесс сопровождается образованием большого количества хлорорганических отходов (до 18%).

В связи с этим совершенствование способа получения З-хлор-2-метилпропена, направленное на модернизацию оборудования, интенсификацию производства, и использование побочных продуктов реакции в качестве нефтехимического сырья является весьма актуальной и перспективной задачей.

Цель и задачи работы

Цель работы: совершенствование способа получения З-хлор-2-метилпропена и разработка возможных вариантов использования побочных продуктов.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

- совершенствование промышленного способа получения З-хлор-2-метилпропена;

- проведение исследований по использованию побочных продуктов хлорирования изобутилена для получения практически ценных продуктов.

Научная новизна

Исследована реакция гетерофазного хлорирования изобутилена. Установлено, что реакцию целесообразно проводить в среде целевого З-хлор-2-метилпропена при температуре кипения реакционной смеси и при мольном соотношении реагентов изобутилен:хлор 1,01:1. При этом выход З-хлор-2-метилпропена повышается с 86,7 до 93,9%, а выход каждого из побочных продуктов снижается более чем на 40%.

Впервые исследован процесс получения композиционной олифы реакцией сополимеризации а-метилстирола с дихлоризобутиленами, содержащимися в кубовых отходах производства З-хлор-2-метилпропена. Установлено, что процесс необходимо проводить при температуре 90-100°С, количестве катализатора 1% масс, и времени реакции 8 часов.

Практическая ценность

Усовершенствован промышленный реакторный узел хлорирования изобутилена, позволивший повысить селективность процесса на 7,2%.

Впервые разработаны способы использования отходов производства З-хлор-2-метилпропена для получения продуктов, обладающих практически ценными свойствами:

- олифы композиционной - реакцией а-метилстирола с дихлоризобутиленами, содержащимися в кубовых отходах;

- смесевого нематоцида - смешением легких и тяжелых фракций производства 3 -хлор-2-метилпропена; антикоррозионного гидроизоляционного состава - смешением кубовых остатков процесса с битумом.

Апробация работы

Основные положения диссертационного исследования были представлены в материалах международных научно-технических конференций «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (г. Уфа, 2008, 2009 гг; вып. №№ 3, 4), XIII Международной научно-технической конференции при XIII специализированной выставке «Архитектура. Строительство. Коммунальное хозяйство - 2009» (г. Уфа, 2009 г.) и межвузовских студенческих конференций, проводимых в рамках конференции студентов, аспирантов и молодых учёных УГНТУ (59-я и 60-я конференции; г. Уфа, 2008, 2009 гг).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 2 статьи в ведущих рецензируемых журналах в соответствии с перечнем ВАК Минобразования и науки РФ.

Структура диссертации

Работа изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, включая 22 таблицы и 20 рисунков, и приложения. Список литературы включает 139 источников.

Заключение диссертации по теме «Нефтехимия», Инграм, Илия Шамилевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ технологии производства З-хлор-2-метилпропена и показано, что основным недостатком промышленного процесса является недостаточная надежность и эффективность работы реакторного узла.

2. В лабораторных условиях исследовано влияние некоторых факторов на протекание реакции хлорирования изобутилена. Показано, что максимальный выход З-хлор-2-метилпропена (93,9%) достигается при проведении процесса в среде целевого продукта при температуре его кипения, при мольном соотношении изобутилен:хлор 1,01:1 и при объемной скорости подачи реагентов 980 ч"1.

3. Разработан новый реакторный узел хлорирования изобутилена, предложена усовершенствованная конструкция реактора с новым смесителем, совмещенным с барботером. При этом селективность процесса^повышается на 7,2%, а выход побочных продуктов снижается более чем на 40%.

4. Разработан принципиально новый способ получения композиционной олифы сополимеризацией дихлоризобутиленов, содержащихся в кубовых отходах производства З-хлор-2-метилпропена, с а-метил стиролом.

5. Разработана технология получения смесевого нематоцида, включающего легкие и тяжёлые фракции производства З-хлор-2-метилпропена.

6. Разработан новый антикоррозионный состав для защиты нефтехимического оборудования, обладающий гидроизоляционными и антисептическими свойствами, на основе кубовых остатков производства З-хлор-2-метилпропена и битума.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Инграм, Илия Шамилевна, 2009 год

1. Промышленные хлорорганические продукты: справочник / Под ред. Л.А. Ошина. М.: Химия, 1978. - 656 с.

2. Лебедев, H.H. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза/ H.H. Лебедев. М.: Химия, 1981. - 608 с.

3. Трегер, Ю.А. Получение хлорорганических продуктов /Ю.А. Трегер //Хлорорганический синтез: тезисы докладов семинара. — Москва, 2006.-С.28-33.

4. Марч, Дж. Органическая химия. Реакции, механизм и структура. Т.2./Дж. Марч./ Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 504 с.

5. Хаускрофт, К. Современный курс органической химии. В 2-х т. Т.2. / К. Хаускрофт , Э. Констебл / Пер. с англ. М.: Мир, 2002. - 528 с.

6. Вейганд Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии / Под ред. проф. А.Н. Суворова / Пер. с нем. - М.: Химия, 1968. - 944 с.

7. Абдрашитов, ЯМ. Ресурсосберегающие технологии получения продуктов хлорорганического синтеза: Дис. . докт. техн. наук. — Москва, 1998.-455с.

8. Дмитриев, Ю.К. Ресурсо- и энергосберегающие технологии производства хлорорганических продуктов на основе этилена и пропилена: Дис. . техн. наук. Уфа, 2007.

9. Якименко, Л.М. Справочник по производству хлора, каустической соды и основных хлорпродуктов/Л.М. Якименко, М.И. Пасманик. М.: Химия, 1976.-440 с.

10. Ингольд, К. Теоретические основы органической химии/ К. Ингольд. -М.: Мир, 1973.- 1055 с.

11. Бартон, Д. Общая органическая химия. Т.8. / Д. Бартон, У. Оллис /Под ред. Н.К. Кочетова. / Пер. с англ. М.: Мир, 1985. - 751 с.

12. Моррисон, Р. Органическая химия / Р. Моррисон, Р. Бойд. М: Мир, 1974.- 1132 с.13