Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Июня 2014 в 18:23, реферат
Производство органических веществ зародилось очень давно, но первоначально 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 основе побочных продуктов коксования каменного угля, содержавших ароматические соединения. Затем, уже в XX веке как источники органического сырья все большую роль стали играть нефть и природный газ, добыча, транспорт и переработка которых более экономичны, чем для каменного угля. На этих трех видах ископаемого сырья главным образом и базируется промышленность органического синтеза.
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
Важнейшие фреоны получают в промышленности замещением атомов хлора на фтор в хлороформе, тетрахлорметане, тетра-, пента- и гексахлорэтане и метилхлороформе. Ниже приведены названия некоторых фреонов и температуры их кипения (или конденсации) при атмосферном давлении:
CCI4 → CCI3F → CCI2F2 → CCIF3
CCI3-CCI3 → CCI2F-CCIF2 → CCIF2-CCIF2 → CCIF2-CF3
Наибольшее значение в технике имеют фреон-12, фреон-22 и фреон-113. При глубоком охлаждении используют низкокипящие фреон-13 и фреон-23.
4. Технология процесса получения фреонов
В качестве типичного примера рассматривается производство дифтордихлорметана – фреона-12 из тетрахлорметана и безводного фторида водорода 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 получение 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 реагентами и недофторированным продуктом). Туда же периодически, небольшими порциями подают хлор.
Реактор представляет собой стальной аппарат с антикоррозионным покрытием, снабженный паровой рубашкой, дефлегмирующей насадочной колонкой 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 момнофтортрихлорметана, монохлортрифторметана и фторида водорода. После снижения давления почти до атмосферного в дроссельном вентиле 6 HF отделяется в башне 7, заполненной кусками фторида калия. Последний реагирует с HF, образуя KHF2, который можно использовать для получения фтора 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 кислотой, циркулирующей в колонне 10.
Для разделения фторхлорпроизводных используют низкотемпературную 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, состоящую из нескольких ректификационных колонн.
Легкая фракция состоит из монохлортрифторметана (с небольшой примесью дифтордихлорметана), который является побочным продуктом производства. Тяжелый остаток после ректификации содержит монофтортрихлорметан, возвращаемый в реактор. Целевая фракция фреона-12 получается в жидком виде под давлением. Для использования в качестве хладагента ее приходится дополнительно осушать – вымораживанием влаги 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 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.
Рис. 1 Технологическая схема производства фреона-12
1,2. Насосы, 3. Реактор, 4. Дефлегмирующая колонка, 5. Обратный конденсатор, 6. Дроссельный вентиль, 7. Очистная башня, 8, 9. Скрубберы, 10. Осушительная колонна, 11. Холодильник, 12. Газоотделитель, 13. Компрессор
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 нефтехимического синтеза. М., Химия. 1988. – 592 с.;
4. Паушкин Я. М., Адельсон С. В., Вишнякова Т. П. Технология нефтехимического синтеза. М., 1973. – 448 с.;
5. Юкельсон И. И. Технология
основного органического синтез