Расчет материального баланса процесса получения хлорэтила

Синтез хлористого этила ведут путем барботирования этилена и хлористого водорода через жидкий хлористый этил, содержащий катализатор. При 35-40 °С и давлении 3-5 ат. В пустотелой барботажной колонне протекает реакция:

Теплота реакции отводится за счет испарения из реактора хлористого этила, часть которого конденсируют и возвращают в реак­тор для поддержания теплового баланса. Реакционные газы очища­ют от хлористого водорода, после чего хлористый этил выделяют охлаждением и абсорбцией.

Работа выполнена по следующему плану в формете doc

 1. Составлена технологическая, функциональная и операторная схему производства в виде эскизов, а также схема реатора

2. Составилен материальный баланс процесса (пояснения к расчету и таблица материального баланса приход/расход)

3. Рассчитаны технико-экономические параметры процесса

а) производительность и пропускную способность

б) выход продукта на поданное сырье.

в) теоретический и фактический расходные коэффциенты по сырью.

г) конверсия и селективность

Файл помощи оформления заказа и порядок (инструкция) его получения 

 Краткая теория

При получении дихлорэтана взаимодействием этилена с хлором в среде жидкого дихлорэтана, который растворяет оба газа, реакция протекает фактически в жидкой фазе. Благодаря этому достигается безопасность процесса (смесь газообразных хлора и этилена взрывоопасна) и улучшаются условия теплопередачи от реакционной массы к охлаждающему агенту. Отвод реакционного тепла значительно облегчается, и полностью устраняется возможность местных перегревов. Кроме того, в среде дихлорэтана процесс протекает автокаталитически и скорость реакции значительно выше, чем при взаимодействии газообразных этилена и хлора.

При взаимодействии этилена с хлором, кроме продукта присоединения хлора по двойной связи (1,2-дихлорэтана), образуются также продукты замещения - трихлорэтан, тетрахлорэтан и высшие полихлориды: 

Реакции замещения ускоряются с повышением температуры (рис. 1). Из рисунка видно, что при температурах от -30 до -20° С получается почти исключительно дихлорэтан, в то время как при +20°С образуется преимущественно трихлорэтан. При дальнейшем повышении температуры происходит более глубокое замещение с образованием тетрахлорэтана. 

Хлористый этил можно получать также хлорированием этана, которое осуществляют несколькими способами. В качестве катализатора хлорирования используют, например, тетраэтилсвинец. Хлор разбавляют инертным газом - азотом или двуокисью углерода. Реакция хлорирования активируется свободными  этильными радикалами, образующимися в результате разложения тетраэтилсвинца. Объемное отношение хлор : этан : азот составляет 1 : 2 : 3. Температура реакции 130° С. При этом 95% хлора реагирует с образованием хлористого этила.

Другим способом является хлорирование этана в газовой фазе в псевдоожиженном слое активного угля. Объемное отношение этан: хлор равно 3:1. Реакцию проводят при 450°С. Для предотвращения перегревов в зону реакции вводят азот. Хороший выход хлористого этила достигается при значительном избытке этана в реакционной смеси (примерно 8 объемов этана на 1 объем хлора). В качестве побочных продуктов образуются дихлорэтан и другие хлорпроизводные (5-7% от общего количества).