применение, основные потребители

Содержание

1. Введение……………………………………………………….2-3
2. Сырье производства……………………………………………3
3. Требования к качеству ………………………………………3-4
4. Технология производства……………………………………5-7
5. Применение, основные потребители………………………..7-8
6. Заключение……………………………………………………8-9
7. Список литературы…………………………………………...10

Введение

Винилхлори́д — органическое вещество; бесцветный газ со слабым сладковатым запахом, имеющий формулу C₂H₃Cl и представляющий собой простейшее хлорпроизводное этилена. Вещество является чрезвычайно огне- и взрывоопасным, выделяя при горении токсичные вещества. Винилхлорид — сильный яд, оказывающий на человека канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие.

Промышленное производство винилхлорида входит в первую десятку производства крупнейших многотоннажных продуктов основного органического синтеза; при этом почти весь производимый объём используется для дальнейшего синтеза полихлорвинила (ПВХ), мономером которого и является винилхлорид.

По мнению издания The 100 Most Important Chemical Compounds (Greenwood Press, винилхлорид входит в сотню самых важных химических соединений.

Мировое производство винилхлорида

Крупнейшим производителем винилхлорида в мире (по объёму производственных мощностей) являются США: 8,24 млн тонн по данным на 2003 год

Наиболее крупные фирмы по производству винилхлорида-мономера расположены в Северной Америке. Это Oxy Vinyls – (совместное предприятие компаний Geon и OhyChem с годовой мощностью в 2,27 млн. т, DOW Chemikal – 2,23 млн. т, Georgia Gylf – 1,4 млн. т, Formosa Plastik – 1.1млн. т).

Винилхлорид является одним из крупнейших по объёму органических полупродуктов мирового химического производства, уступая лишь этилену (113 млн тонн в 2008 году), пропилену (73 млн тонн в 2008 году), этанолу (52 млн тонн в 2008 году), бензолу (41 млн тонн в 2008 году). Производство винилхлорида является третьим после полиэтилена и окиси этилена. Мировое производство винилхлорида в 2008 году составило около 36,7 млн тонн (99 % по отношению к 2007 году), что составляет 85 % всех мировых производственных мощностей (в 2007 году — 90 %). По прогнозным данным компании SRI Consulting, текущее сокращение потребления прекратится и в ближайшие пять лет (до 2013 года) будет наблюдаться рост потребления в размере 3,4 % в год и 2,5 % в последующие пять лет (с 2013 по 2018 гг.)

Производство винилхлорида в России

Вклад России в мировое производство винилхлорида довольно скромный: около 1,5 % от годового глобального выпуска и место во второй двадцатке стран-производителей (по состоянию на 2008 год). При этом технологическое оснащение серьёзно отстаёт от мирового: почти 30 % мощностей используют устаревшую ацетиленовую технологию.

Производство винилхлорида в России практически полностью (более 99 % всего объёма) ориентировано на выпуск поливинилхлорида, являясь при этом одним из крупнейших направлений потребления хлора в российской химической промышленности (18 % по данным на 2004 год)

Сырье производства

Винилхлорид растворим в обычных органических растворителях: этиловом и метиловом спиртах, дихлорэтане, трихлорэтане, хлороформе, сольвентнафте, керосине, соляровом масле, диэтиловом (серном) эфире, диоксане, бензоле, толуоле, ацетоне. Растворим в воде и соляной кислоте. Мономер может быть стабилизирован гидрохиноном и n-трет-бутилпирокатехином: 0,005%-ная концентрация последнего вполне достаточна для стабилизации винилхлорида, предназначенного для хранения или перевозки.
В промышленности винилхлорид получают из ацетилена; действуя на него хлороводородом:

СН=СН+НС1→СН2=СНС1

Однако это очень дорогой способ, втрое дороже, чем синтез из олефиновых углеводородов. Винилхлорид может быть получен не только из этилена, но и непосредственно из этана. Получение винилхлорида из этана дает большой экономический эффект.

3 требования к качеству

В лаборатории винилхлорид получают дегидрохлорированием ДХЭ спиртовым раствором NaOH или КОН в метаноле или этаноле при 60-70 °С. Образующийся в виде паров винилхлорид сушат гранулированным NaOH и собирают при температуре от — 25 до -30°С.

Допустимое содержание примесей в винилхлоридt высшего сорта (%): ацетилена - 0,0001; ацетальдегида - 0,001; дихлорэтанов - 0,001; 1,3 - бутадиена-0,001; хлоропрена - 0,0001; прочих орг. примесей - 0,026; НС1 - 0,0001; железа - 0,0001; влаги - 0,02.

Технология производства

Промышленный процесс производства винилхлорида из ацетелена и хлорида водорода представляет газофазный гетерогенно – каталитический процесс. Катализатором в данном случае служит HgCl2 [1,0 %(мас.)],нанесенный на активированный уголь. Процесс проводят на стационарном катализаторе при температуре 160 – 180 С в трубчатом реакторе. Смесь ацетилена и хлорида водорода пропускается через трубки ,заполненные катализатором. При этом хлорид водорода берется в небольшом избытке (5 – 10%) к ацетилену, что увеличивает конверсию последнего. Исходные вещества подвергаются предварительной осушке с целью уменьшения образования ацетальдегида и коррозии аппаратуры. При 160 – 180 С происходит унос сулемы (за счет ее летучести ),хотя и незначительный. В связи с этим постепенно активность катализатора снижается, и тогда с целью поддержания его активности повышают температуру до 200 – 220 С.

Технологическая схема рассматриваемого производства представлена рис. 15.5. Очищенный ацетилен проходит огнепреградитель 1,затем холодильник – конденсатор 2 и колонну 5,в которых происходит осушка ацетилена. В конденсаторе осушка осуществляется за счет конденсации влаги рассолом, а в колонне – твердым NaOH. Сконденсированная влага отделяется в сепараторе 3.

Осушенный ацетилен смешивается с сухим хлоридом водорода в смесителе 4 и поступает в трубное пространство реактора 6. В межтрубное пространство подается водный конденсат (для отвода тепла),из которого образуется пар. Для отвода тепла может использоваться и органический теплоноситель.

Конверсия ацетилена составляет 97 - 98 % . реакционные газы содержат 93% винилхлорида, 5 % HCl, 1,0 – 2,5% C2H2 и по 0,3% ацетальдегида и 1,1 – дихлорэтана. Кроме того , в нем содержатся следы унесенной сулемы. Поэтому газ охлаждается в холодильнике 7,затем проходит через скрубберы 8 – 10, в которых он очищается от HCl b и от сулемы. Скруббер 8 орошается разбавленной хлороводородной кислотой (20%),скруббер 9 – водой и скруббер 10 – циркулирующей щелочью. После этого газ осушается в рассольном холодильнике – конденсаторе и сжимается компрессором 12 до 0,7 – 0,8 Мпа. Далее продукты подвергаются разделению на ректификационных колоннах 13 и 14.

В колонне 13 отделяется винилхлорид вместе с легкокипящими компонентами от тяжелой фракции,главным образом от 1,1 – дихлорэтана. Далее в колонне 14 происходит отделение легколетучих компонентов (ацетилена,ацетальдегида) от винилхлорида. Следовательно ,в данном случае предложен вариант на основе второго задонного разделения,имеющий свои преимущества и недостатки. В частности ,к преимуществам относится то ,что в колонне 14 температура будет ниже ,чем в аналогичной колонне варианта,основанного на первом заданном разделении. А это приводит к меньшим потерям винилхлорида за счет термополимеризации.

Вариант ,представленный на рис.15.5, имеет существенные недостатки: дважды при определенных флегмовых числах испаряется винилхлорид (по первому заданному разделению один раз),что приводит к большим энергетическим затратам. Продуктовый винилхлорид отбирают из куба,поэтому он загрязнен тяжелыми примесями (по первому заданному разделению выводится в виде дистилята).

применение, основные потребители

Крупнейшим потребителем винилхлорида в мире является Китай: около 30 % всего мирового производства; на втором месте США и Канада, приблизительно с 20 % (по состоянию на 2008 год). Крупнейшим производителем винилхлорида в мире (по объёму производственных мощностей) являются США: 8,24 млн тонн по данным на 2003 год (для сравнения — в 1967 году мощности составляли 1,26 млн тонн, а в 1960 году всего 0,67 млн тонн).

Около 99 % всего вырабатываемого в мире винилхлорид-мономера потребляется в производстве поливинилхлорида, а также различных сополимеров, могут быть сырьем для производства винилиденхлорида и метилхлороформа.

Сополимеры винилхлорида марки: A-15-0 А-15-ОМ , ТУ 6-01-1181 – 79 применяются в производстве лакокрасочных мате­риалов, магнитных и ферромагнитных лент кожевенной промышленности .

ПВХ массовый ,марки: ПВХ-М , ПВХ-М-7069-У ,ПВХ-М-6479-У ,ПВХ-М-6470-Ж применяются для изготовления пластифи-цированных изде­лий (кабель-ного пла­стиката, шлангов, труб, искусственных кож, мягких листов, пленоч­ных материалов) и экструзион-ного линолеума, для изготов-ления жест­ких изделий (труб, пла­стин) методом экструзии.

Пленка ПВХ для изготовления тары под пищевые продукты и лекарствен­ные средства двух марок: П-74ЭМ; ЭП-73, ГОСТ 25250 – 88 применяется для изготовления тары под пищевые продукты при заливке их в горя­чем и холодном виде.

6 заключение

В окружающей среде винилхлорид появляется исключительно вследствие его выбросов во время производства и переработки. По оценке специалистов, более 99 % выброса винилхлорида остаётся в воздухе, где происходит его фотохимическая деградация под воздействием гидроксил-радикалов; при этом период его полураспада составляет 18 часов (по другим данным, это время составляет 2,2—2,7 дней).

С поверхности почвы винилхлорид быстро испаряется, однако может мигрировать в её глубь через грунтовые воды. В растениях и животных не накапливается.

В почве и воде винилхлорид подвергается аэробной биодеградации (преимущественно до CO₂) под воздействием микроорганизмов, например, рода Микобактерии (Mycobacterium); биораспад в грунтовых водах может носить и анаэробный характер, причём его продуктами являются метан, этилен, углекислый газ и вода.

Исследования показывают, что в почве и воде под действием микроорганизмов винилхлорид разлагается на 30 % в течение 40 дней и на 99 % в течение 108 дней

В прошлом году руководство «СИБУР-Нефтехима» подписало контракт с немецкой компанией Lurgi Life Science GmbH на разработку документации технико-экономического обоснования инвестиций (ТЭОИ) в строительство завода по производству поливинхлорида и продуктов его переработки на заводе «Капролактам». Новые мощности составят до 135 тыс. т винилхлорида, до 120 тыс. т поливинилхлорида (ПВХ) и до 80 тыс. т продуктов, производимых из ПВХ, в год. В планах на 2001-2005 г.г. создание нового крупнотоннажного производства ПВХ мощностью 120 тыс. т в год и переработки ПВХ в готовую продукцию мощностью 80 тыс. т.

Предусматривается увеличение объема продаж по сравнению с 2002 годом на 20 %. Полученная прибыль позволит направить средства на финансирование инвестиционных проектов.

Суммарные мощности производства винилхлорид-мономера в России – 550 тыс. т/год. Наиболее крупный производитель винилхлорид-мономера АО «Саянскхимпласте » (270 тыс. т./год).

7 список литературы

1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: Учебник для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: «Химия», 1988. — С. 126-127; 140-141; 146-152.

2. Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза. — М.: «Химия», 1968. — С. 299-310.

3. Трегер Ю. А., Пименов И. Ф., Гольфанд Е. А., Справочник по физико-химическим свойствам хлоралифатических соединений Ci-Cj, Л., 1973; Промышленные хлорорганические продукты. Справочник, под ред. Л. А. Ошина, М., 1978, с. 53-70.

4. Флид М.Р., Трегер Ю.А. Винилхлорид: химия и технология. В 2-х книгах. — М.: «Калвис», 2008. — 584 с.

5. Беспамятнов Г.П. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде / Г.П.беспамятнов,Ю.А.Кротов. – Л.:Химия,1985 – С.405

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: