Способ получения хлороформа

Изобретение относится к способу получения хлороформа, включающему термическое хлорирование метана, последующую конденсацию полученной смеси хлорметанов, возврат неконденсирующихся компонентов на хлорирование, выделение из конденсата целевого продукта и метиленхлорида методом ректификации и возврат выделенного метиленхлорида на хлорирование, дополнительное хлорирование метана совместно с метиленхлоридом и неконденсирующимися компонентами. При этом конденсацию хлорметанов проводят в режиме фракционной конденсации при полной конденсации хлороформа и четыреххлористого углерода и частичной конденсации метиленхлорида, причем неконденсирующийся газовый поток, содержащий пары метиленхлорида, метилхлорида и непрореагировавшего метана, возвращают на термическое хлорирование, а из конденсата хлорметанов извлекают ректификацией сконденсировавшуюся часть метиленхлорида. Извлеченный из конденсата метиленхлорид используют для создания флегмы при фракционной конденсации хлорметанов. Фракционную конденсацию хлорметанов проводят при давлении 0,2-0,4 МПа и температуре отходящих неконденсирующихся газов 0-30°С. Технический результат - упрощение аппаратурного оформления процесса получения хлороформа и, как следствие, снижение энергетических затрат. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способу получения хлороформа, применяемого в качестве полупродукта в промышленности основного органического синтеза, в частности фторопласта, растворителя, экстрагента.

В отечественной промышленности хлороформ является сопутствующим продуктом при производстве метиленхлорида, который получают термическим хлорированием природного газа при температуре 480-520°С (Промышленные хлорорганические продукты. Справочник под редакцией Ошина Л.А., М., «Химия», 1978, с.26-35). К недостаткам данного способа следует отнести использование громоздких аппаратов для хлорирования, температурный режим обеспечивается строгим выдерживанием соотношения метан-хлор и рециркулируемым в системе хлористым метилом. Кроме того, процесс хлорирования метана характеризуется преимущественным выходом метиленхлорида по отношению к хлороформу. На 1 т метиленхлорида получают 0,4-0,5 т хлороформа и 0,1 т кубовых остатков, содержащих, в основном. озоноразрушающий четыреххлористый углерод (Ф.Ф.Муганлинский, Ю.А.Трегер, М.М.Люшин «Химия и технология галогенорганических соединений», М., «Химия», 1991, с.67).

В условиях снижения потребности в метиленхлориде, увеличения спроса на хлороформ, а также весьма ограниченного сбыта четыреххлористого углерода предложено ведение процесса получения хлороформа в две стадии: на первой стадии осуществляется хлорирование природного газа, а на второй стадии проводится жидкофазное хлорирование хлористого метила и/или метиленхлорида. Дохлорирование рекомендуется проводить с химическим инициатором или в условиях фотоинициирования реакции (В.Н.Розанов, Ю.А.Трегер. «Химия и бизнес», №2-3 (66-67), 2005, с.78). Данный способ позволяет увеличить выход хлороформа, однако требуется сложное аппаратурное оформление процесса.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является способ получения хлороформа, включающий термическое хлорирование метана с получением смеси хлорметанов, удаление из смеси хлорметанов хлористого метила и жидкофазное хлорирование смеси хлорметанов, освобожденных от хлористого метила, при фотохимическом инициировании с последующей ректификацией (пат. RU №2165917, С07С 19/04, С07С 17/10, опубл. 27.04.2001).

Известный способ получения хлороформа сложен в техническом исполнении, требует двухступенчатого оформления процесса, включающего узел высокотемпературного хлорирования метана с получением смеси хлорметанов, узел извлечения из смеси продуктов хлорирования хлористого метила, а также узел жидкофазного фотохлорирования смеси хлорметанов. Процесс фотохлорирования весьма чувствителен к наличию ингибиторов реакции хлорирования, в первую очередь, к присутствию кислорода. Этот фактор накладывает повышенные требования к качеству применяемого хлора. Обычный электролизный хлор непригоден для проведения фотохлорирования, требуется специальная очистка электролизного хлора от кислорода путем конденсации хлора и последующего его испарения. Такая подготовка хлора сопряжена со значительными энергетическими затратами.

Технической задачей настоящего изобретения является упрощение аппаратурного оформления процесса и снижение энергетических затрат.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения хлороформа, включающем термическое хлорирование метана, последующую конденсацию хлорметанов и выделение из них целевого продукта методом ректификации, возврат неконденсирующихся компонентов на хлорирование, отделение и возврат на хлорирование метиленхлорида, дополнительное хлорирование метиленхлорида, согласно изобретению, дополнительное хлорирование метиленхлорида проводят термическим путем совместно с метаном и неконденсирующимися компонентами.

Конденсацию хлорметанов проводят в режиме фракционной конденсации при полной конденсации хлороформа и четыреххлористого углерода и частичной конденсации метиленхлорида, причем неконденсирующийся газовый поток, содержащий пары метиленхлорида, метилхлорида и непрореагировавшего метана, возвращают на термическое хлорирование, а из конденсата хлорметанов извлекают ректификацией сконденсировавшуюся часть метиленхлорида.

Извлеченный из конденсата метиленхлорид используют для создания флегмы при фракционной конденсации хлорметанов.

Фракционную конденсацию хлорметанов проводят при давлении 0,2-0,4 МПа и температуре отходящих неконденсирующихся газов 0-30°С.

Предлагаемый способ проверен на опытно-промышленной установке.

В состав установки входит реактор газофазного хлорирования природного газа - метана, колонна улавливания хлористого водорода из продуктов хлорирования, водокольцевой компрессор для сжатия нейтральных продуктов хлорирования и колонна фракционной конденсации хлорметанов с линией рецикла неконденсирующихся газов на хлорирование.

Процесс хлорирования проводится в непрерывном режиме. Реактор хлорирования оборудован газоструйным инжекторным смесителем. Коэффициент инжекции равен 4,8. Температура газовой смеси на выходе из реактора составляет 430-450°С. Время пребывания газовой смеси в реакционной зоне составляет 8-10 с в расчете на холодный газ.

В процессе исследования определено влияние концентрации реагентов на входе в реактор (на входе в сопло), а также концентрации реагентов, поступающих в реакционную зону, на селективность процесса, которая оценивается по выходу четыреххлористого углерода в расчете на 1 т хлороформа. Концентрации реагентов на входе в реакционную зону рассчитаны исходя из значений концентраций реагентов на входе в реактор (на входе в сопло реактора) и на выходе из реакционной зоны с учетом коэффициента инжекции.

Результаты исследований представлены в табл.1, 2 и на фиг.1, 2.

Как следует из данных, представленных в таблицах и на чертежах, при увеличении концентрации метиленхлорида на входе в сопло реактора и увеличении соотношения метиленхлорид/хлороформ на входе в реакционную зону увеличивается селективность процесса, снижается образование четыреххлористого углерода на 1 т хлороформа.

В соответствии с предлагаемым способом исключается по сравнению с прототипом создание узла получения очищенного от кислорода хлора, что ведет к сокращению энергозатрат. Кроме того, исключается стадия фотохимического хлорирования метиленхлорида и последующая очистка продуктов хлорирования метиленхлорида от кислых примесей, что по совокупности приводит к упрощению способа.

Таблица 1
Влияние концентрации реагентов, поступающих в реакционную зону, на скорости образования хлороформа и четыреххлористого углерода в газоструйном реакторе с внутренней циркуляцией реакционных газов
№ опыта Концентрация реагентов на входе в реакционную зону, % об. Соотношение CH2Cl2/CHCl3 Выход CCl4 (кг) на 1 т CHCl3
СН4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 Cl2
1 2 3 4 5 6 7 8
1 67,66 8,08 3,99 1,54 3,23 2,59 244
2 59,37 12,16 5,95 3,36 3,21 1,77 223
5 62,17 8,61 8,38 1,65 3,29 5,08 205
6 57,09 9,36 11,92 2,70 3,21 4,41 146
7 56,65 9,66 12,24 2,70 3,17 4,53 146
8 55,39 10,89 12,36 2,67 3,18 4,63 129
9 53,70 10,62 13,78 2,92 3,23 4,72 141
10 54,79 10,33 13,03 2,89 3,35 4,51 149
11 57,45 8,79 11,97 2,56 3,29 4,68 156
12 58,67 9,13 10,65 2,52 3,25 4,23 152
13 57,71 9,38 11,40 2,42 3,27 4,71 165
14 62,05 9,64 10,09 1,83 2,81 5,51 146
15 54,99 10,04 15,83 2,68 2,81 5,91 140
16 66,60 8,68 6,36 1,78 2,85 3,57 149
17 54,86 7,98 16,28 2,84 3,09 5,73 115
18 60,04 9,57 13,87 2,35 2,42 5,90 108
19 61,87 10,91 10,75 2,30 2,43 4,67 89
20 61,09 10,46 12,55 1,94 2,39 6,47 112
21 62,12 9,56 12,19 2,04 2,42 5,98 101
22 59,24 9,15 16,90 2,36 2,11 7,16 88
23 59,54 9,60 16,76 1,75 2,12 9,58 100
24 60,69 9,73 15,38 1,91 2,11 8,05 82
25 62,73 8,98 15,57 1,79 1,87 8,70 79
26 61,37 9,83 16,02 1,81 1,88 8,85 88
27 64,25 9,23 13,73 1,73 1,87 7,94 64
Таблица 2
Влияние концентрации реагентов на входе в реактор (вход в сопло) на выход четыреххлористого углерода в процессе термохлорирования метана (нумерация опытов табл.2 соответствует нумерации табл.1)
№ опыта Концентрация реагентов на входе в сопло, % об. Выход CCl4 (кг) на 1 т CHCl3
СН4 CH3Cl CH2Cl2 Cl2
1 2 3 4 5 6
11 58,59 7,69 14,81 18,88 156
12 60,75 6,64 13,87 18,70 152
13 60,72 6,64 13,84 18,77 165
14 61,38 7,88 14,56 16,16 146
15 61,16 7,38 15,28 16,14 140
16 72,20 7,85 3,64 16,39 149
17 57,70 6,43 18,05 17,74 115
18 64,45 7,01 14,61 13,88 108
19 61,92 9,14 14,96 13,95 89
20 61,23 9,56 15,41 13,75 112
21 63,36 8,13 14,57 13,88 101
22 61,70 7,68 18,43 12,11 88
23 62,34 7,83 17,60 12,18 100
24 62,02 8,24 17,60 12,11 82
25 64,18 7,57 17,47 10,74 79
26 63,80 7,29 18,07 10,78 88
27 62,96 7,97 18,2 10,75 64

1. Способ получения хлороформа, включающий термическое хлорирование метана, последующую конденсацию хлорметанов и выделение из них целевого продукта методом ректификации, возврат неконденсирующихся компонентов на хлорирование, отделение и возврат на хлорирование метиленхлорида, дополнительное хлорирование метиленхлорида, отличающийся тем, что дополнительное хлорирование метиленхлорида проводят термическим путем совместно с метаном и неконденсирующимися компонентами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что конденсацию хлорметанов проводят в режиме фракционной конденсации при полной конденсации хлороформа и четыреххлористого углерода и частичной конденсации метиленхлорида, причем неконденсирующийся газовый поток, содержащий пары метиленхлорида, метилхлорида и непрореагировавшего метана, возвращают на термическое хлорирование, а из конденсата хлорметанов извлекают ректификацией сконденсировавшуюся часть метиленхлорида.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что извлеченный из конденсата метиленхлорид используют для создания флегмы при фракционной конденсации хлорметанов.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что фракционную конденсацию хлорметанов проводят при давлении 0,2-0,4 МПа и температуре отходящих неконденсирующихся газов 0-30°С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу получения хлороформа путем взаимодействия четыреххлористого углерода с донором водорода в присутствии комплекса хлорида меди с четвертичными солями аммония при повышенной температуре.

Изобретение относится к каталитическим способам переработки метана прямым и/или окислительным хлорированием. .

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано в барботажных аппаратах, например, для производства хлороформа. .

Изобретение относится к способу получения 1,2-дихлорэтана высокой степени чистоты из растворенного хлора и растворенного этилена, которые приведены в контакт друг с другом с использованием циркулирующей жидкой реакционной среды, которая состоит по существу из 1,2-дихлорэтана и катализатора, а также к устройству, в котором протекает реакция, содержащему, по меньшей мере, один вертикально расположенный участок протекания реакции, выполненный в виде замкнутого контура.

Изобретение относится к способу получения 1,2-дихлорэтана высокой чистоты из растворенного хлора и растворенного этилена, которые приводят в контакт друг с другом, с применением побуждаемой к циркуляции жидкой реакционной среды, которая по существу состоит из 1,2-дихлорэтана и катализатора и по меньшей мере проходит через вертикально расположенную, образующую петлю зону реакции, причем оба колена петли связаны с расположенным вверху газоотделителем, из которого продукт реакции отводят в газообразном или жидком виде или как в газообразном, так и в жидком виде, характеризующемуся тем, что: несколько, по меньшей мере 3, секций подачи расположены в колене петли, по которому жидкость течет вверх; и каждая из этих секций подачи состоит из узла подачи растворенного или газообразного этилена, расположенного на входе в секцию, и узла подачи растворенного хлора, расположенного на выходе из секции, и кроме того может иметь статические смесительные устройства.

Изобретение относится к способу переработки углекарбонатного минерального сырья, включающему обжиг известняка в реакторе с получением окиси кальция, производство карбида кальция реакцией части окиси кальция, полученной при обжиге известняка, с углеродом, контактирование части объема полученного карбида кальция с водой с получением ацетилена и едкого кальция, контактирование газообразных отходов процесса обжига известняка с водой для получения угольной кислоты, при этом для обжига известняка используют тепло, получаемое сжиганием части объема ацетилена, получаемого из части объема карбида кальция.
Изобретение относится к способу очистки четыреххлористого углерода от примесей соединений, содержащих связи углерод-водород и/или двойные связи. .
Изобретение относится к хлорорганическому синтезу, конкретно - к одновременному получению хлороформа и третичных хлоралканов. .
Изобретение относится к способу получения хлороформа путем хлорирования метиленхлорида в жидкой фазе при температуре 35-50°С при фотоинициировании с последующим выделением хлороформа ректификацией.
Изобретение относится к способу очистки отходов хлорорганических производств от продуктов осмоления отгонкой летучих компонентов, характеризуется тем, что летучие компоненты отгоняют в виде азеотропа с водой в присутствии инертного неорганического наполнителя и вспомогательного вещества, снижающего адгезию продуктов осмоления к оборудованию.

Изобретение относится к способу получения винилхлорида, включающему подачу газообразного хлора и этана к области реакции хлорирования этана, расположенной в нижней части реактора пиролиза, в которой присутствуют твердые частицы; проведение реакции хлорирования этана при контакте газообразного хлора и этана с твердыми частицами таким образом, что продукт реакции хлорирования этана и твердые частицы поднимаются в верхнюю часть реактора пиролиза одновременно, при этом образовавшийся кокс оседает на твердых частицах, причем реакция хлорирования этана происходит при температуре от 400-800°С под давлением 1-25 атм при молярном отношении этана к газообразному хлору 0,5-5 и времени от 0,5-30 секунд; проведение реакции пиролиза в области реакции пиролиза, расположенной в верхней части реактора пиролиза, при контакте продукта реакции хлорирования этана с твердыми частицами таким образом, что продукт реакции хлорирования этана и твердые частицы поднимаются одновременно, при этом образовавшийся кокс оседает на твердых частицах, причем реакция пиролиза протекает при температуре от 300 до 800°С, давлении 1-50 атм и времени от 0,05 до 20 секунд; разделение твердых частиц, полученных при реакции пиролиза, и продукта реакции пиролиза в сепараторе; перемещение отделенных твердых частиц к реактору регенерации с последующим сжиганием кокса, отложившегося на твердых частицах для регенерирования твердых частиц, и повторную подачу регенерированных твердых частиц к реактору пиролиза.

Изобретение относится к способу переработки углекарбонатного минерального сырья, включающему обжиг известняка в реакторе с получением окиси кальция, производство карбида кальция реакцией части окиси кальция, полученной при обжиге известняка, с углеродом, контактирование части объема полученного карбида кальция с водой с получением ацетилена и едкого кальция, контактирование газообразных отходов процесса обжига известняка с водой для получения угольной кислоты, при этом для обжига известняка используют тепло, получаемое сжиганием части объема ацетилена, получаемого из части объема карбида кальция.

Изобретение относится к способу получения хлорметанов, включающему газофазное термическое хлорирование метана, конденсацию полученных хлорметанов, удаление из конденсата хлористого метила с получением смеси хлорметанов, ректификацию этой смеси с выделением легкой фракции, жидкофазное хлорирование легкой фракции при фотохимическом инициировании, объединение кубовой фракции с продуктами жидкофазного хлорирования, выделение индивидуальных хлорметанов известными методами.
Изобретение относится к способу получения метилхлорида путем селективного каталитического хлорирования метана, включающему пропускание исходной газовой реакционной смеси, содержащей, по меньшей мере, метан и хлорирующий агент, представляющий собой либо элементарный хлор, либо смесь хлористого водорода с кислородом через, по меньшей мере, один слой катализатора.
Изобретение относится к способу превращения гидрофторуглеродов, таких как HFC-227, HFC-236, HFC-245, HFC-125, HFC-134, HFC-143, HFC-152 и их соответствующих изомеров в пергалогенированное соединение.
Изобретение относится к способу получения хлороформа путем хлорирования метиленхлорида в жидкой фазе при температуре 35-50°С при фотоинициировании с последующим выделением хлороформа ректификацией.

Изобретение относится к технологии основного органического синтеза, точнее, к технологии получения галогенорганических соединений, в частности к реактору для осуществления способа получения хлористого аллила прямым газофазным высокотемпературным хлорированием пропилена.
Изобретение относится к процессам окислительного галогенирования углеводородов, в частности для получения галоидметанов, последующей их переработкой в ценные химические продукты.

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, в частности к способу получения жидких хлорпарафинов. .
Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к способам получения ценных продуктов из низших алканов. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу фторирования, в котором осуществляют контактирование потока фторируемого органического соединения с потоком элементного фтора с образованием HF или другого водородсодержащего соединения в качестве побочного продукта, где потоки исходных реагентов попадают в реакционную зону реактора фторирования, которая заполнена стехиометрическим избытком фторид-адсорбирующей композиции по отношению к мольным количествам фторируемого органического соединения и элементного фтора

Изобретение относится к способу получения хлороформа, включающему термическое хлорирование метана, последующую конденсацию полученной смеси хлорметанов, возврат неконденсирующихся компонентов на хлорирование, выделение из конденсата целевого продукта и метиленхлорида методом ректификации и возврат выделенного метиленхлорида на хлорирование, дополнительное хлорирование метана совместно с метиленхлоридом и неконденсирующимися компонентами

Наверх