Способ переработки хлорароматических углеводородов
Владельцы патента RU 2263100:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет (RU)
Изобретение относится к химической технологии и предназначается для обезвреживания хлорароматических углеводородов или их смесей методом их дехлорирования с получением бензола. При осуществлении способа дехлорирование хлорароматических углеводородов проводят гидропиролизом при температуре 700-850°С и мольном соотношении водород : хлорароматические углеводороды (7-10) : 1 при давлении 0,1-5 МПа. Ректификацией отделяют бензол с последующей рециркуляцией не прореагировавших хлорароматических углеводородов. Образующийся хлорид водорода поглощается раствором щелочи. Технический результат - упрощение технологии, исключение токсичных реагентов и растворителей и отсутствие токсичных отходов. 1 табл.
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу дехлорирования хлорароматических углеводородов - хлорированных бензолов и дифенилов с получением углеводородных продуктов, и может быть использовано при утилизации трансформаторных, теплонесущих и других отработанных масел, содержащих хлорированные ароматические углеводороды.
К настоящему времени известен способ сжигания хлорорганических отходов (1).
Недостатком данного способа является образование высокотоксичных соединений оксидов хлора, фосгена, диоксинов; кроме того, сжигание вызывает необратимую потерю углеводородного сырья (2).
Известно каталитическое жидкофазное дехлорирование хлорароматических соединений (3).
Недостатком является сложность многостадийного технологического процесса, при проведении которого используются катализатор и смесь растворителей.
Известно каталитическое газофазное дехлорирование хлорароматических соединений (3).
Недостатком является быстрое отравление катализатора вследствие отложения на поверхности катализатора смолообразных и коксообразных продуктов реакции полимеризации непредельных углеводородов, образующихся в процессе газофазного каталитического гидрогенолиза и необходимостью многократной регенерации катализатора (4).
Задача изобретения - создание такого способа дехлорирования хлорароматических углеводородов, который не требует использования токсичных реагентов и растворителей, не сопровождается образованием токсичных отходов и в итоге позволяет получать полезный конечный продукт.
Техническим результатом является: упрощение технологического процесса, отсутствие токсичных реагентов и растворителей, не сопровождается образованием токсичных отходов.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки хлорароматических углеводородов в бензол дехлорирование проводят гидропиролизом при температуре 700-850°С и мольном соотношении водород : хлорароматический углеводород 7:1-10:1 при давлении 0,1-5 МПа, с последующей рециркуляцией непрореагировавших хлорароматических углеводородов; образующийся хлорид водорода поглощается раствором щелочи.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет:
1. Упростить технологический процесс, исключая стадии с использованием токсичных реагентов и растворителей.
2. Исключить образование токсичных отходов.
3. Полностью перерабатывать хлорароматические углеводороды.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В реактор проточного типа подают смесь хлорароматических углеводородов, состоящую из 1,3,5 трихлорбензола - 19,1%; 2,2',5,6 тетрахлордифенила - 50,2%; 2,2',4,4',6 пентахлордифенила - 30,7% в количестве 10 г/ч. Водород подают в реактор прямотоком в мольном соотношении к 2,2',4,4',6 пентахлордифенилу, равному 7:1, при давлении 0,1 мПа. Гидропиролиз проводят при температуре 700°С. Получаемые продукты после реактора поступают в холодильник, где конденсируются жидкие углеводороды. После холодильника жидкие углеводороды поступают на разделение в ректификационную колонку, где разделяются на бензол и непрореагировавшие хлорароматические углеводороды. Непрореагировавшие хлорароматические углеводороды поступают на рециркуляцию. Газ, состоящий из хлористого водорода и водорода Н2, поступает в приемник с 10% раствором NaOH, барботируя через который весь хлористый водород, образующийся в результате процесса, поглощается щелочью NaOH.
Пример 2. Аналогично примеру 1, температура гидропиролиза 800°С.
Пример 3. Аналогично примеру 1, температура гидропиролиза 850°С.
Пример 4. Аналогично примеру 1, мольное соотношение H2: 2,2',4,4',6 пентахлордифенил равно 8:1.
Пример 5. Аналогично примеру 1, температура гидропиролиза 800°С, мольное соотношение Н2: 2,2',4,4',6 пентахлордифенил равно 8:1.
Пример 6. Аналогично примеру 1, температура гидропиролиза 850°С, мольное соотношение Н2: 2,2',4,4',6 пентахлордифенил равно 8:1.
Пример 7. Аналогично примеру 1, мольное соотношение Н2: 2,2',4,4',6 пентахлордифенил равно 10:1.
Пример 8. Аналогично примеру 1, температура гидропиролиза 800°С, мольное соотношение Н2: 2,2',4,4',6 пентахлордифенил равно 10:1..
Пример 9. Аналогично примеру 1, температура гидропиролиза 850°С, мольное соотношение Н2: 2,2',4,4',6 пентахлордифенил равно 10:1.
Пример 10. Аналогично примеру 1, температура гидропиролиза 850°С, мольное соотношение Н2: 2,2',4,4',6 пентахлордифенил равно 10:1 при давлении 0,5 мПа.
Пример 11. Аналогично примеру 1, температура гидропиролиза 850°С, мольное соотношение Н2: 2,2',4,4',6 пентахлордифенил равно 10:1 при давлении 2 мПа.
Пример 12. Аналогично примеру 1, температура гидропиролиза 850°С, мольное соотношение Н2: 2,2',4,4',6 пентахлордифенил равно 10:1 при давлении 5 мПа.
Результаты опытов примеров 1-12 приведены в таблице.
Из приведенных данных следует, что предлагаемый способ позволяет проводить дехлорирование хлор и полихлорароматических углеводородов с высокой степенью превращения и высоким выходом бензола. Увеличение давления процесса до 5 МПа приводит к увеличению степени превращения хлорароматических углеводородов и, однако, дальнейшее повышение давления в малой степени влияет на выход целевых продуктов, но приводит к резкому увеличению капитальных затрат. Оптимальное давление процесса равно 2-5 мПа. Снижение температуры процесса приводит к снижению глубины дехлорирования. Увеличение температуры дает незначительное увеличение степени превращения хлор- и полихлорароматических углеводородов. Оптимальная температура процесса равна 800-850°С. Уменьшение мольного соотношения водород : хлорароматический углеводород приводит к росту выхода продуктов неполного дехлорирования. Оптимальное мольное соотношение водород : хлорароматический углеводород равняется 7:1-10:1.
Источники информации
1. Патент RU 2119125, МПК6 F 23 G 7/04, опубликован 1998.
2. Занавескин Л.Н., Аверьянов В.А., Трегер Ю.А. Перспективы развития методов переработки галогенорганических отходов. Закономерности каталитического гидрогенолиза галогенсодержащих соединений // Успехи химии. - 1996.- т.65(7). - С.667.
3. Патент RU 2100338, МПК6 С 07 С 15/12, J 5/14, опубликован 1997.
4. Карташов Л.М., Чернышева Т.В., Занавескин Л.Н., Трегер Ю.А., Прохорова И.Н. Переработка хлороганических отходов методом гидрирования // Химическая промышленность. - 1996. - №6. - С.99.
| Таблица | |||||||||||||
| РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ОПЫТОВ. | |||||||||||||
| № примера | Содержания сырья %. | Мольное соотношение Н2:полихлордифенил, | Температура реакции °С | Давление мПа | Содержание продукта %. | ||||||||
| 1,3,5 трихлорбензол | 2,2',5,6 тетрахлор дифенил | 2,2',4,4',6 пентахлор дифенил | 1,3,5 трихлорбензол | 2,2',5,6 тетрахлор дифенил | 2,2',4,4',6 пентахлор дифенил | бензол | 1,3 дихлор бензоол | 1,4 дихлор бензоол | Хлор бензол | ||||
| 1 | 19,1 | 50,2 | 30,7 | 7:1 | 700 | 0,1 | 0,9 | - | - | 76,2 | 3,2 | 3,0 | 17,6 |
| 2 | 800 | 0,1 | - | - | - | 79,5 | 2,5 | 1,9 | 16,1 | ||||
| 3 | 850 | 0,1 | - | - | - | 80,0 | 2,4 | 1,7 | 15,9 | ||||
| 4 | 8:1 | 700 | 0,1 | - | - | - | 77,8 | 2,6 | 2,4 | 17,2 | |||
| 5 | 800 | 0,1 | - | - | - | 80,2 | 1,9 | 0,9 | 17,0 | ||||
| 6 | 850 | 0,1 | - | - | - | 80,6 | 1,7 | 0,8 | 16,9 | ||||
| 7 | 10:1 | 700 | 0,1 | - | - | - | 77,7 | 2,7 | 2,3 | 17,3 | |||
| 8 | 800 | 0,1 | - | - | - | 80,4 | 1,7 | 0,7 | 17,2 | ||||
| 9 | 850 | 0,1 | - | - | - | 80,7 | 1,6 | 0,7 | 17,0 | ||||
| 10 | 850 | 0,5 | - | - | - | 82,1 | 1,5 | 0,6 | 15,8 | ||||
| 11 | 850 | 2 | - | - | - | 89,6 | 1,2 | 0,4 | 8,9 | ||||
| 12 | 850 | 5 | - | - | - | 94,9 | 0,2 | 0,1 | 4,8 |
Способ переработки хлорароматических углеводородов в бензол путем дехлорирования, отличающийся тем, что дехлорирование проводят гидропиролизом при температуре 700-850°С и мольном соотношении водород: хлорароматические углеводороды 7:1-10:1 при давлении 0,1-5 МПа с последующей рециркуляцией не прореагировавших хлорароматических углеводородов, образующийся хлористый водород поглощают раствором щелочи.
