Способп получения хлорметанов Советский патент 1976 года по МПК C07C19/03 C07C17/10 

1

Изобретение относится к технологии основного органического синтеза и касается процесса одновременного получения хлористого метила, метиленхлорида, хлороформа и четыреххлористого углерода хлорированием метана.

Известен способ получения хлорметанов, заключающийся в хлорировании метана газообразным хлором в псевдоожиженном слое контакта, например кварцевого песка, при 280- 360°С, пропускании реакционных газов через дополнительный хлоратор с неподвижным слоем активированного угля, где происходит дохлорирование свежим или избыточным хлором.

Процесс характеризуется значительным проскоком непрореагировавшего метана, даже если это не связано с необходимостью использования метана для съема реакционного тепла (адиабатический процесс), так как только при этом условии возможны высокие выходы одновременно всех Tipex хлорметанов. Поэтому непрореагировавший метан подвергается рециклу после выделения из него продуктов реакции (хлорметаны и хлористый водород), осушки и комприм.ирования. Часть циркулирующего метана после дополнительной очистки сбрасывается для вывода накапливающихся инертов, что сопряжено с потерями метана и хлора. Сложность этой схемы очевидна.

С целью сокращения количества рециркулируемых продуктов предлагается способ, согласно которому реакционные газы первой ступени хлорирования охлаждают, частично

или полностью выделяют из них метанхлориды и подвергают на второй стадии исчерпывающему хлорированию.

Реакционные газы после ограниченного хлорирования метана до СНзС1, СН2С1 и СНС1

поступают на конденсационно-отпарную колонну, где из них выделяются целевые продукты.

Отходящий из конденсационно-отпарной колонны непрореагировавщий метан вместе с

хлористым водородом направляется на хлорирование до четыреххлористого углерода.

При этом в зависимости от потребности в четыреххлористом углероде часть метана может быть по обычной схеме возвращена в первый реактор или часть хлорметанов после первого реактора вместе с. метаном подана во второй реактор, что обуславливается потребностью в этих хлорметанах. Таким образом, такая схема позволяет варьировать в заметной

степени соотнощение между конечными продуктами.

Пример 1. В первом реакторе в кипящем слое отработанного каолина проводится хлорирование смеси 1,5 моль СЬ и 1 моль СИц

при 350°С и времени контакта 25 сек. Конверсия хлора при этом составляет 99%, а метана 66,5%. Реакционные газы охлаждаются и разделяются в конденсационно-отпарной колонне. Из куба колонны выводится смесь хлорметанов следующего состава, г-моль: СН2С12 0,223, СНС1з 0,221, ecu 0,056.

Газы, выходящие из верхней части колонны и содержащие, г-моль: СН4 0,335, НС1 1,485, СЬ 0,015, СНзС 0,1665, поступают во второй хлоратор с кипящим слоем активированного угля. В peaKTOip подается дополнительное количество хлора с тем расчетом, чтобы весь хлористый метил прохлорировался до CCU и, кроме того, 3,7 моль хлора на 1 моль имеющегося метана. Хлорирование проводится при 375°С и времени контакта 20 сек, что обеспечивает конверсию хлора более 99% и метана 95%.

Реакционные газы поступают в конденсационно-отпарпую колонну, из нижней части которой выводится ССЦ-сырец, соде|ржащий, г-моль: ecu 0,4595, CHCU 0,019, СНгСЬ 0,006. Газы, поступающие на систему улавливания хлористого водорода, имеют состав, г-моль: НС1 3,2255, СН4 0,017, остальное - инерты, содержащиеся в метане; хлороформ и метиленхлорид, получаемые вместе с четыреххлористым углеродом во втором реакторе, после отделения могут быть направлены в первую конденсационно-отпарную колонну, либо во второй реактор для превращения в четыреххлористый углерод.

Пример 2. В первом реакторе проводится хлорирование смеси 1 моль СЬ, 1 моль СН4 и рециркулирующего газа, содержащего 0,125 моль СН4 и 0,023 моль СНзС1. Хлорирование ведется в кипящем слое кварцевого песка при 360°С и времени контакта 25 сек, что обеспечивает 10%-кую конверсию хлора. Реакционные газы охлаждаются и разделяются в конденсационно-отпарной колонне, из куба которой выводят смесь жидких хлорметанов следующего состава, г-моль: СНзС 0,084, СНаСЬ 0,1975, СНС1з 0,123 и CCl 0,015.

Из верхней части колонны отходят газы, содержащие, г-моль: СН4 0,625, СНзС 0,115, НС1 1, которые разделяются с возвратом на рецикл 0,125 г-моль СН4, 0,023 г-моль СНзС (хлористый водород предварительно удаляется по обычной схеме), а остальное количество метана, хлрристого метила и хлористого водорода поступает во второй реактор с кипящим слоем активированного угля. Хлорирование производится при 280°С и времени контакта 30 сек, что позволяет при соответствующей подаче хлорметану и хлористому метилу полностью прохлорироваться до CCU. Реакционные газы, поступающие на конденсационно-отпарную колонну, имеют следующий состав, г-моль: 0,592, Н€ 2,276.

Пример 3. При хлорировании метана в кипящем слое отработанного каолина исходное соотношение реагентов С 2:СН4 1,75:1, температура 350°С, время контакта 30 сек, при этом конверсия хлора составляет 98%, СН4 72,5%, реакционный газ имеет состав, г-моль: СН4 0,275, Cl2 0,035, НС 1,715, СНзС 0,146, СН2С12 0,221, СНС1з 0,272, CCU 0,087. 80% получаемого хлористого метила выделяется после конденсационно-отпарной колонны, в итоге во второй реактор поступает газовая смесь, содержащая, г-моль: СН4 0,275, Cl2 0,035, СНзС 0,029, НС 1,715.

Хлорирование во втором реакторе проводится в кипящем слое активированного угля при 375°С, времени контакта 20 сек. В реактор подается количество хлора, достаточное для хлорирования 0,029 г-моль СНзС до и, кроме того, 3,7 моль CCU на 1 моль имеющегося метана. Конверсия хлора при этих условиях составляет более 99%, метана 95%. В конденсационно-отпарную колонну поступает реакционный газ состава, г-моль: СН4 0,014, СН2Н2С12 0,0052, 0,0156, CCU 0,269, НС 2,8192.

Формула изобретения

Способ получения хлорметанов двухступенчатым хлорированием метана с применением псевдооЖИженногр слоя контакта и выделением целевых продуктов известными приемами, отличающийся тем, что, с целью сокращения количества рециркулируемых продуктов, реакционные газы первой ступени хлорирования охлаждают, из них частично или полностью выделяют хлорметаны и оставщуюся газовую смесь подвергают на второй ступени

исчерпывающему хлорированию.