Идея перерабтки кубовых остатков ВХ и 1,2-ДХЭ

Рассмотрим процесс переработки каждого из кубовых остатков по отдельности. Начнем с кубовых остатков ДХЭ.

Как показано выше, основными компонентами кубовых остатков перегонки ДХЭ являются 1,2-ДХЭ, 1,1,2-ТХЭ, монохлорбензол. Очевидно, что путем перегонки их полностью разделить очень сложно поскольку их температуры составляют соответственно 84, 110 и 131°С. Однако, разделения можно добиться, если сначала провести процесс омыления 1,1,2-трихлорэтана с образованием винилиденхлорида, который можно будет легко отогнать из смеси, поскольку его температура кипения составляет 31,7°С. Далее можно выделить 1,2-дихрэтан путем его превращения в винилхлорид, используя более концентрированный раствор щелочи, чем при омылении 1,1,2-трихлорэтана. Для винилхлорида температура кипения составляет -13,4°С. В остатке мы имеем монохлорбензол и тяжелолетучие примеси, в частности смолы. Хлорбензол можно выделить перегонкой, при этом он может быть как конечным продуктом, так и исходным веществом для синтеза других органических продуктов, таких как, например, фенол. Полученый из кубовых остатков винилиден хлорид может быть пущен в процессы полимеризации с образованием ПВДХ, сополимеризации с винилхлоридом, а так же поступить в продажу, как конечный продукт. Полученный из кубовых остатков винилхлорид можно смешать с ранее полученным очищенным винилхлоридм и использовать в процессах полимеризации и хлорирования.

Основными компонентами кубовых остатков перегонки винилхлорида являются винилхлорид, 1,2-дихлорэтан, этилхлорид, т-дихлорэтилен, трихлорэтилен, имеющие температуры кипения -13,4; 84;12,3;47,5 и 87,2°С соответственно. При омылении в условиях межфазного катализа (например в присутствии тетраэтиламония хлорида) получим винилхлорид, этилен, т-дихлорэтилен, трихлорэтилен. Этилен и винилхлорд легко можно отогнать. Полученную смесь газов следует охлаждать при температуре от -14 до -20 градусов до полной конденсации винилхлорида. Оставшийся этилен можно отправить на последующее хлорирование. Винилхлорид можно использовать в процессах полимеризации и хлорирования.

Дополнительно рассмотрим процесс каталитического хлорирования винилхлорида. В стандартном процессе в качестве катализатора обычно используют безводное треххлористое железо. Однако после процесса катализатор полностью приходит в негодность, что приводит к образованию дополнительного количества отходов. Если же вместо безводного треххлористого железа использовать порфириновый комплес трехвалентного железа, то это позволит минимизировать выбросы отработанного катализатора в окружающую среду. Преимущество катализа порфириновыми комплексами железа заключается в «неприхотливости» и устойчивости порфиринового комплекса, что позволит использовать полученый катализатор много раз в стадиях реакции- очистки. Кроме того это позволит проводить реакцию в условиях гомогенного катализа, а не гетерогенного, как в случае FeCl₃ без «межфазного переносчика».

Порфирины- широко распространенные распространенные в природе вещества, которые могут быть получины как синтетическим, так и биосинтетическим путем. Однако, биосинтетический путь представляется крайне проблематичным- в природе порфирины обычно встречаются в виде комплексов с различными металлами, например с магнием, что трепует проведения стадии деметаллирования, которая обычно проходит в очень жестких условиях. Гораздо проще получать порфирины конденсацией различных пирролов с различными альдегидами в присутствии кислот с последующим доокислением. Но наиболее эффективными порфиринами могут стать порфирины, дизамещенные по положениям 3 и 4 каждого из пиррольных колец. Наиболее преспективными заместителями при этом могут являться алифатические заместители и галогены, поскольку при этом практически полностью исключена реакция хлорирования порфиринового лиганда.

Использование порфириновых комплексов железа в качестве катализатора процессов хлорирования ранее не описана и является идеей автора данной рабты.

Хотя каталитическая активность данных комплексов в реакциях хлорирования не изучена, однако можно предположить, согласно механизму реакции, что эти соединения будут обладать каталитической активностью, сравнимой с трихлоридом железа. Проведение реакции в условиях гомогенного катализа ведет к увеличению скорости реакции по сравнению с гетерогенным процессом, поскольку при гомогенном катализе в реакции участвуют практически все молекулы введенного катализатора, а при гетерогенном – только те молекулы, которые находятся на поверхности частиц катализатора.

С другой стороны будет снижена ативность отдельных молекул катализатора- вместо трех центров льисовской кислотности на каждом атоме железа будет оставаться только один. Однако снижение скорости процесса часто приводит к большей его селективности, а так же к уменьшению побочных реакций.

Список литературы:

[1] Лебедев, Н.Н. Химия и технология органического и нефтехимического синтеза: учебник для вузов/ Н.Н. Лебедев. – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Химия, 1988. – 592 с.

[2] Пат. 222350 СССР, МПК С07с. Спосб получения 1,1,2- трихлорэтана/ И.С. Старшов, Е.М. Иоффе, О.А. Грипич. -1968.

[3] Пат. 742421 РФ, МПК С07С17/02, С0719/02. Способ получения 1,1,2-трихлорэтана/ А.П. Хардин, А.Б. Спицын, О.И. Тужиков, П.Я. Гохберг; Предприятие п/я А-7593. – 1980.

[4] Пат. 882989 РФ, МПК С07С19/02, С0717/02. Способ получения низших алифатических хлоруглеводородов/ Б.П. Кучков, В.С. Ситанов, А.В. Спицын, К.А. Бандик, О.Д. Андреева, А.В. Бакланов, О.А. Зайдман. – 1981.

[5] Пат. 910573 РФ, МПК С07С17/02, С0719/02. Способ получения 1,1,2-трихлорэтана/ О.А. Зайдман, Э.В. Сонин, И.Г. Плахова, О.А. Лужняк, А.И. Осипов, В.М. Силин, В.Я. Горб; Предприятие п/я В-2287 – 1982.

[6] Пат. 1785523 РФ, МПК С07С19/05, С07С17/10. Способ получения 1,1,2-трихлорэтана/ Ю.А. Сергучев, Г.А. Стецюк, В.Н. Калинин, М.И. Сенечко, В.М. Паленый, И.В. Петрончак, В.С. Курганский. – 1992.

[7] Пат. 2057107 РФ, МПК С07С19/05, С07С17/02. Способ получения 1,1,2-трихлорэтана/ В.Ф. Тарасов, Г.А. Стецюк, В.Г. Енакаева, Л.Н. Елесина, В.И. Станинец, Ю.А. Сергучев, В.Н. Хряпин; Акционерное общество открытого типа "Каустик". – 1996.

[8] Пат. 2397972 РФ, МПК С07С19/05, С07С17/02. Способ получения 1,1,2-трихлорэтана/ В.П. Юрин, Л.Е. Шейгеревич, Е.Р. Ачильдеев, Т.Ю. Ачильдеева, Н.А. Семенова, Т.В. Ребизова; Общество с ограниченной ответственностью «Сервис Инжиниринг». – 2009.

[9] Пат. 2313513 РФ, МПК С07С17/386, С07С19/045, С07С21/08. Способ очистки отходов хлорорганических производств от продуктов осмоления/ Гордон Е.П., Коротченко А.В., Митрохин А.М., Поддубный И.С. ; Открытое акционерное общество «Каустик».