«Производство фреонов» - Реферат

Содержание

Введение 3

1. Общая характеристика процессов галогенирования 4

2. Техника безопасности в процессах галогенирования 9

3. Химия и теоретические основы процесса получения фреонов 10

4. Технология процесса получения фреонов 11

Список литературы 14

Введение

Производство органических веществ зародилось очень давно, но пер-воначально оно базировалось на переработке растительного или животного сырья – выделение ценных веществ (сахар, масла) или их расщепление (мыло, спирт и др.). Органический синтез, т. е. получение более сложных веществ из сравнительно простых, зародился в середине XIX века на осно-ве побочных продуктов коксования каменного угля, содержавших аромати-ческие соединения. Затем, уже в XX веке как источники органического сы-рья все большую роль стали играть нефть и природный газ, добыча, транс-порт и переработка которых более экономичны, чем для каменного угля. На этих трех видах ископаемого сырья главным образом и базируется про-мышленность органического синтеза. В процессах их физического разделе-ния, термического или каталитического расщепления (коксование, крекинг, пиролиз, риформинг, конверсия) получают пять групп исходных веществ для синтеза многих тысяч других соединений:

1. Парафины (от метана СН4 до углеводородов С15 – С40);

2. Олефины (С2Н4, С3Н6, С4Н8, С5Н10);

3. Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, нафталин);

4. Ацетилен;

5. Оксид углерода и синтез-газ (смесь СО и Н2).

В своем развитии промышленность органического синтеза разделилась на ряд отраслей (технология красителей, лекарственных веществ, пласти-ческих масс, химических волокон и др.), среди которых важное место зани-мает промышленность основного органического и нефтехимического синте-за. Термин «основной» (или «тяжелый») органический синтез охватывает производство многотонажных продуктов, служащих основой для всей ос-тальной органической технологии. В свою очередь, термин «нефтехимиче-ский» синтез появился в связи с преобразованием технологии органических веществ на нефтяное сырье и в обычном смысле слова (исключая получе-ние неорганических веществ и полимеров) охватывает первичную химиче-скую переработку углеводородов нефтяного происхождения. В этом плане он является частью основного органического синтеза, чем и обусловлено их объединенное начало.

Выдержка из текста работы

В качестве типичного примера рассматривается производство дифтор-дихлорметана – фреона-12 из тетрахлорметана и безводного фторида во-дорода в присутствии галогенидов сурьмы. Реакция проводится при 1000С и 3 МПа; при этом давлении CCI4, CCI3F и HF находятся в жидком состоянии и CCI2F2 можно отгонять по мере образования, чем предотвращается полу-чение значительных количеств CCIF3.

Технологическая схема производства фреона-12 изображена на рис. 1. Тетрахлорметан и жидкий фторид водорода подают насосами 1 и 2 под давлением в реактор 3, где находится жидкий катализатор (смесь хлоридов и фторидов трех- и пятивалентной сурьмы, разбавленная исходными реа-гентами и недофторированным продуктом). Туда же периодически, не-большими порциями подают хлор.

Реактор представляет собой стальной аппарат с антикоррозионным по-крытием, снабженный паровой рубашкой, дефлегмирующей насадочной ко-лонкой 4 и обратным конденсатором 5. Образующийся HCI уносит с собой пары органических веществ и фторид водорода. В колонке 4 происходит дефлегмация паров, причем тетрахлорметан и монофтортрихлорметан возвращаются в реактор. Для создания флегмы конденсируют часть паров дифтордихлорметана в конденсаторе 5 и возвращают на орошение колонки 4.

Парогазовая смесь, выходящая из конденсатора 5, содержит главным образом хлорид водорода и дифтордихлорметан с примесью момнофтор-трихлорметана, монохлортрифторметана и фторида водорода. После сни-жения давления почти до атмосферного в дроссельном вентиле 6 HF отде-ляется в башне 7, заполненной кусками фторида калия. Последний реаги-рует с HF, образуя KHF2, который можно использовать для получения фто-ра методом электролиза. На схеме изображена простейшая очистка путем абсорбции избытком воды в скруббере 8 и водной щелочью в скруббере 9. Осушку оставшегося газа можно проводить концентрированной серной ки-слотой, циркулирующей в колонне 10.

Для разделения фторхлорпроизводных используют низкотемператур-ную ректификацию. Пары сжимают компрессором 13 до давления 1,0-1,2 МПа и охлаждают рассолом в холодильнике 11 до минус 10 – минус 150С. Образовавшийся конденсат поступает на разделительную установку, со-стоящую из нескольких ректификационных колонн.

Легкая фракция состоит из монохлортрифторметана (с небольшой примесью дифтордихлорметана), который является побочным продуктом производства. Тяжелый остаток после ректификации содержит монофтор-трихлорметан, возвращаемый в реактор. Целевая фракция фреона-12 по-лучается в жидком виде под давлением. Для использования в качестве хладагента ее приходится дополнительно осушать – вымораживанием вла-ги или обработкой твердыми адсорбентами, например цеолитами.

В последнее время для получения фреонов разработан и внедрен в промышленность газовый синтез из CCI4 и HF в псевдооженном слое гете-рогенного катализатора на основе сурьмы при 4000С. Подобно совмещен-ным процессам хлорирования, предложено совмещать хлорирование угле-водорода (CH4, C2H6) с замещением хлора при помощи HF. Реакцию прово-дят, регулируя температуру за счет рециркуляции непревращенных и не-достаточно профторированных хлорпроизводных.

Заключение

В последнее время для получения фреонов разработан и внедрен в промышленность газовый синтез из CCI4 и HF в псевдооженном слое гетерогенного катализатора на основе сурьмы при 4000С. Подобно совмещенным процессам хлорирования, предложено совмещать хлорирование углеводорода (CH4, C2H6) с замещением хлора при помощи HF. Реакцию проводят, регулируя температуру за счет рециркуляции непревращенных и недостаточно профторированных хлорпроизводных.

Список литературы

1. Габриэлян О. С., Остроумов И. Г. Химия. М., Дрофа, 2008;

2. Чичибабин А. Е. Основные начала органической химии. М., Госхимиздат, 1963. – 922 с.;

3. Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехи-мического синтеза. М., Химия. 1988. – 592 с.;

4. Паушкин Я. М., Адельсон С. В., Вишнякова Т. П. Технология нефтехими-ческого синтеза. М., 1973. – 448 с.;

5. Юкельсон И. И. Технология основного органического синтеза. М., «Хи-мия», 1968.