Способ получения хлорметанов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Своз Соиетсми Социапистичестек Респубпе(22) Заявлено 130776(21) 2383089/23-0 51)М. Н ением заявки М с при 07 С 19/02 07 С 17/10 оеударствениый комитет СССР по делам изобретений и открытий) УДК 547.412 . 723.07 (088. Опубликовано 1506.79, Бюллетень М 2 2 Дата опубликования описания 150679(71) Заявител 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРМЕТАНОВ Изобрете особу получения х быть использован мышле ив ности.Известно, что хлорметаны хлористый метил, метиленхлорид, хлороформ и четыреххлористый углерод) могут быть получены путем хлорирования метана в кипящем слое твердого носителя О например кварцевого песка, в интервале температур 300-400 С 1.Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому результату является способ полу з чения хлорметанов в кипящем слое катализатора - твердого носителя, например пемзы, киэельгура и других, путем хлорирования метана газообразным хлором при 340-400 оС в среде четыреххлористого углерода 2.20Недостатком этого способа является применение четыреххлористого углерода для разбавления реагентов, что снижает производительность процесса 25 и повышает энергозатраты за счет выделения четыреххлористого углерода.Целью изобретения является упрощение технологии процесса.Поставленная цель достигается ,тем, что процесс получения хлорметание относится к сп лорметанов и может о в химической про нов путем рирова об разным хло при 3 ще слое проводят в 2-2 но расположенных слоях каттвердого носителя при осоты первого по ходу двслоя к суммарной высоте х слоев 0,125 в ,6:1,Отличительной особенностью способа является проведение процесса в 2-25 последовательно расположенных слоях катализатора в укаэанных условиях.Разделение реакционного объема на последовательные слои может быть осуществлено как перфорированными или щелевыми перегородками с пере- токами или без них, так и т обменниками, выполненными в фплоских спиралей.Поддержание необходимой температуры по высоте реакционногопространства можно осушествлять как эа счет регулирования температуры в каждом слое, так и за счет регулирования температуры лишь в первом слое, обеспечив необходимую теплопро водность реакционного объема выбором соответствующего свободного сечения и числа перегородок. ия 40-4 5 по метана газо00 С в кипяследовательалиэаторатношении выижения газапоследующи епло орме Авторы А.А.Ойгенблик, В. ИЗОбрЕтЕНИя М,Б.Скибинская, ЭЮ,А.Трегер, П.Ф.Н Ф"ем " "Фнб СЛ иь 1 и;и м а1 1,П р и м е р 1. В реакторе диаметром 40 см и высотой 7 м, разделенном по высоте перфорированнымиперегородками со свободным сечением430 см (35)на два слоя, проводятпроцесс хлорирования метана приобъемном соотношении хлора и метана 1:1, суммарной подаче реагентов50 м/ч (при нормальных условиях) .Высота первого по ходу движения газаслоя 1 м, второго слоя 4,5 м (отношение высоты первого по ходу движения 10газа слоя к высоте второго слоя составляет 0,22:1), Температура в первом слое составляет 355 С во второмоФ360 С. Хлорирование проводят в непрерывном режиме в течение 150 ч. )5Сводный материальный баланспроцесса,Подают, кг/ч:Хлор 80,5Метан 17,9 20Получают на выходе из реактора,кг/ч:Хлорметаны (с учетомпобочных продуктовС С 1 и Сг С 16 )Хлористый водород 40,0Непрореагировавшийхлор 2,5Непрореагировавшийметан 10,1Конверсия хлора составляет 97После конденсации хлорметановполучают продукт следующего состава,вес:СН,С 1 21,339,735СНС 1, 33,3СС 1, 5,5Суммарное содержание Сгс 1 и Сг С 16не превышает 0,2, При проведенииэтого процесса при тех же условиях 40в одном слое конверсия хлора снижа. -ется до 92-93, а суммарное содержание СС 1 и С С 1 в сырце повышается до 4-5,45П р и м е р 2. В реакторе аналогичном примеру 1, разделенном десятью перфорированными перегородками со свободным сечением 500 смф(40) на одиннадцать последовательно расположенных слоев, проводят процесс хлорирования метана. Высота первого по ходу движения газа слоя составляет 3,2 мвысоты слоев со второго по одиннадцатый составляет 0,2 м. Общая высота слоя носителя (кокса) в кипящем состоянии 5,2 м. Отношение высоты первого по ходу движения газа слоя к суммарной высоте последующих слоев составляет 1,6:1. Объемное соотношение хлора и метана 1: 1, сум марный расход реагентов 50 м/ч при нЬрмаЛЪиых условиях. Температура в первом по ходу движения газа слое составляет 365 С, в остальных повы(шается до 370 С, Процесс хлорирования 65 проводят в непрерывном режиме в течение 150 ч.Сводный материальный баланс процесса. Подают, к г/ч:Хлор 80,5Метан 17,9Получают на выходе из реактора,кг/ч:Хлорметаны (с учетомСг С 1 и Сгс 1645,45Хлористый водород 40,60Непрореагировавшийхлор 1,5Непрореагировавшийметан 10,85Конверсия хлора составляет 98.После конденсации хлорметанов получают продукт следующего состава,вес.:сн 3 С 1 16,3СН,С 1, 32,2НС 1 з 34,8СС 1 16,6Суммарное содержание Сг С 1 ц и Сгс 1составляет 0 1, При проведении этогопроцесса в одном слое высотой 5 м втех же условиях при температуре365-370 С конверсия хлора составляет 95-96, а суммарное содержаниеСг С 1 и С С 1 в сырце повышается до0,5-0,8,П р и м е р 3, В реакторе диаметром 40 мм и высотой 2 м, разделенном щелевыми перегородками на 25 последовательно расположенных слоев,проводят процесс хлорирования метана,Высота первого по ходу движения газаслоя составляет 0,15 м, высоты слоевсо второго по двадцать пятый 0,05 м.Общая высота слоя носителя в кипящемсостоянии составляет 1,35 и, Отношение высоты первого по ходу движениягаза слоя к суммарной высоте последующих слоев 0,125:1. Объемное соотношение хлора и метана 1:1, суммарныйрасход хлора и метана 100-150 л/ч(при нормальных условиях). Твердымносителем служат частицы, полученныепутем дробления отходов производствахлористого алюминия- каолиновых брикетов . Температура в первом по хорудвижения газа слое составляет 370 С,затем повышается к,цвенадцатому слоюдо 390 С, после чего понижается до370 С (за счет теплопотерь) . Получен.ный продукт содержит Сгс 1 и Сг С 1не более 0,1. Конверсия хлора. составляет 99. После конденсации хлорметанов получают продукт следующегосостава, вес.:СН С 1 22,5СН,С 1, 38,0СНС 1, 31,5СС 18,0При проведении этого процесса в одном слое в тех же условиях конвер 1 сия хлора 99 достигается при темпе75 39 Составитель Н,ГозаловаРедактор Т.девятко Техред Л. АлФерова Корректор А, Власенко Заказ 3380/20 Тираж 512 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.4/5Филиал ППП Патент г.ужгород, ул,Проектная,4 5 66оратуре 380 С, при этом суммарное со- держание СдС 1 и С С 1 увеличивается до 0,5% при том же составе продукта.Таким образом, изобретение позволяет существенно увеличить конверсию хлора, снизить содержание нежелательных побочных продуктов, что позволяет упростить инженерное оформление последующей стадии разделения продуктов реакции и нейтрализации абгазов. Кроме того, снижается расход щелочи на связывание непрореагировавшего хлора и уменьшается количество сточных вод, а также энергозатрат на выделение и конденсацию рециркулирующе. го четыреххлористого углерода.Формула изобретенияСпособ получения хлорметанов путем хлорирования метана газообразным охлором при 340-400 С в кипящем слоекатализатора - твердого носителя,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения технологии процесса,последний ведут в 2-25 последовательно расположенных слоях катализатора 5 при отношении высоты первого походу движения газа слоя к суммарнойвысоте последующих слоев 0,125-1,6:1. Источники информации, принятые во10 внимание при экспертизе1. Р,ЛоЬпзоп, 31 Рагзопз Применение реакторов с псевдоожиженными слоями для получения хлорметанов,1 пд алсос Еп 9.СЬю., 51, И 4, 1959,15 с.499.2. Патент США Р 2829180,кл. 260-662, 1958.