韓風(fēng)剛 周吉賢
山東濱化瑞成化工有限公司三氯乙烯車間 山東濱州 256600
1,1,2-三氯乙烷的出現(xiàn)符合未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),1,1,2-三氯乙烷的選擇是一種非常重要的化學(xué)原料,通常用于溶劑,萃取劑,農(nóng)藥,并用于醫(yī)學(xué)中的麻醉領(lǐng)域,也可用作制備涂改液和生產(chǎn)1,1-二氯乙烷的原料。通過(guò)對(duì)1,1,2-三氯乙烷的市場(chǎng)需求分析,它是一種廣泛使用的化工原料,因此市場(chǎng)前景非常廣闊,經(jīng)濟(jì)效益也較高。就中國(guó)目前的1,1,2-三氯乙烷生產(chǎn)方式而言,有許多生產(chǎn)方法可以滿足未來(lái)的市場(chǎng)發(fā)展方向,有些具有較舊的發(fā)展前景。經(jīng)過(guò)本文的一系列分析,發(fā)現(xiàn)氯乙烯氯化法的工藝路線具有廣闊的市場(chǎng)前景,因?yàn)樵摲椒ú僮鞲?jiǎn)單,對(duì)其他條件的反應(yīng)更少,浪費(fèi)更少,產(chǎn)率更高,這符合要求。在全國(guó)推廣。綠色發(fā)展,環(huán)保無(wú)公害的發(fā)展方向[1]。
用氯化法制備1,1,2-三氯乙烷(TCE)的工藝中,主要使用氯氣和氯乙烯作為工業(yè)原材料進(jìn)行加工,使用的反應(yīng)器類型為外循環(huán)鼓泡床反應(yīng)器。這種反應(yīng)發(fā)生的時(shí)候,原材料通過(guò)塔底進(jìn)入,進(jìn)入之后利用轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制原材料的進(jìn)料量。然后將反應(yīng)液從塔頂注入,在反應(yīng)中間,會(huì)發(fā)生放熱反應(yīng),熱量主要通過(guò)鼓包塔外加套中間的冷卻液循環(huán)來(lái)進(jìn)行帶走。研究中間發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)中間,為了保證產(chǎn)物的穩(wěn)定產(chǎn)生,需要將原材料氯氣過(guò)量加注,而且生產(chǎn)中間對(duì)于氯氣量的控制是生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),否則,反應(yīng)產(chǎn)生的副作用,會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)能耗的增加,再改工藝中間,不需要使用催化劑進(jìn)行催化。
就該反應(yīng)整體來(lái)說(shuō),優(yōu)點(diǎn)就在于以下幾點(diǎn),一個(gè)是反應(yīng)需要的溫度低,反應(yīng)不需要催化劑,生產(chǎn)工藝已經(jīng)發(fā)展成熟。缺點(diǎn)主要包括以下幾方面,一是三廢和副產(chǎn)物多。因?yàn)槌墒斓纳a(chǎn)工藝,在我國(guó)是被廣泛應(yīng)用的一種1,1,2-三氯乙烷制備方法,就其前景來(lái)說(shuō),是一種十分有發(fā)展前途的生產(chǎn)工藝。
塔式法制備1,1,2-三氯乙烷(TCE)中使用到的原材料和氯化法制備是一樣的,都是氯乙烯和氯氣,所以反應(yīng)為強(qiáng)放熱。制備過(guò)程中間,原材料通過(guò)鋼瓶進(jìn)行運(yùn)輸,到了工廠之后,也是使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)量器進(jìn)行控制進(jìn)入反應(yīng)器中間的流量,生成的粗1,1,2-三氯乙烷還需要通過(guò)堿液進(jìn)行沖洗,主要的目的是通過(guò)水洗來(lái)達(dá)到除酸的目的,經(jīng)過(guò)除酸之后,然后靜置,讓反應(yīng)溶液進(jìn)行分層,上層主要是廢液,下層就是需要的化工原料粗1,1,2-三氯乙烷,這些原材料注入到精餾塔中間進(jìn)行提純[2]。
就生產(chǎn)中間的原材料來(lái)說(shuō),呂其相對(duì)容易制備,所以實(shí)驗(yàn)中間都使用氯氣過(guò)量法進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到反應(yīng)盡可能的生成更多產(chǎn)物的目的,但是氯氣過(guò)量的情況下,可能導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生氯化,引發(fā)一系列副反應(yīng)的發(fā)生,副反應(yīng)將會(huì)產(chǎn)生多氯化物,如四氯乙烷等,這將會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)的總收率降低,并且還還會(huì)導(dǎo)致后續(xù)處理變得困難,生產(chǎn)成本增加,而且會(huì)造成污染物較多。
在塔式法和氯化法最大的不同之處就是要使用到鐵屑作為反應(yīng)的催化劑,該反應(yīng)中間,氯氣和鐵屑發(fā)生反應(yīng)生成三氯化鐵,三氯化鐵是直接的催化劑。
就該反應(yīng)來(lái)說(shuō),最大的優(yōu)點(diǎn)就在于反應(yīng)比較緩和,但是缺點(diǎn)就是使用到的催化劑會(huì)造成大量的雜質(zhì),需要使用到堿洗等手段去除反應(yīng)物中間的雜質(zhì),并且產(chǎn)生的廢棄物中間含有很多污染環(huán)境的污染物,對(duì)于環(huán)境并不友好。
以1,2-二氯乙烷和氯為原料,在精餾塔中制備三氯乙烯,使用規(guī)整填料保持精餾段的一定高度,最佳溫度范圍為105-110°C,并測(cè)試了空塔氣。速度大于0.5m/s,反應(yīng)壓力,進(jìn)料板位置和填料類型對(duì)TCE的選擇性有影響。
該方法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)率和選擇性高,但是該方法的反應(yīng)條件苛刻,如果不嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,則會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物[3]。
過(guò)高的生產(chǎn)要求是限制這種制備工藝發(fā)展的主要原因,同時(shí)過(guò)高的生產(chǎn)成本導(dǎo)致了這種生產(chǎn)制備手段在實(shí)際使用中存在有太多的限制。
在該反應(yīng)中,使用到的原材料為乙烯和氯乙烯,從而制備1,1,2-三氯乙烷,該流程制備出來(lái)的1,1,2-三氯乙烷作為原材料用來(lái)制備偏二氯乙烯。在反應(yīng)中最佳溫度為70℃左右;反應(yīng)發(fā)生中需要對(duì)混合氣流流速控制在50-60mL/min之間,實(shí)驗(yàn)中間需要將氯氣控制2%過(guò)量,這種回收方式主要是利用氯乙烯生產(chǎn)車間生產(chǎn)中間產(chǎn)生的廢氣,這些廢氣包括該制備過(guò)程中涉及到各種原材料,這種處理的好處就是減少了工業(yè)生產(chǎn)TCE中,廢氣物對(duì)于環(huán)境的破壞。
該反應(yīng)中間最大的好處就是反應(yīng)發(fā)生快、回收率高、工藝簡(jiǎn)單。易操作等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)就是反應(yīng)溫度高。
共沸精餾法主要是利用回收有機(jī)液來(lái)進(jìn)行制備TCE。制備的主要流程第一步將原材料加入到精餾塔進(jìn)行精餾,利用精餾塔中間的塔頂冷凝器得到三氯乙烯,然后利用再沸器得到TCE和四氯乙烯,然后通過(guò)塔釜加入甲醇和水的混合物,然后輸入到下一個(gè)精餾塔中進(jìn)行共沸精餾。這一步在塔底得到的產(chǎn)品就是需要的TCE。改法優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)于廢液進(jìn)行了利用,缺點(diǎn)就是生產(chǎn)成本高。
本文就1,1,2-三氯乙烷的制備工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)單地論述,分析了這幾種制備工藝的特點(diǎn),希望通過(guò)本文的相關(guān)論述,讓大家對(duì)于我國(guó)目前的1,1,2-三氯乙烷制備的相關(guān)工藝有所了解。