Переработка хлорорганических отходов по технологии аэрозольного нанокатализа в виброожиженном слое. Л.А. Баранова, М.А. Гликин, И.М. Гликина. Северодонецкий технологический институт Восточноукраинского Национального университета им. В.И. Даля. 93400, г. Северодонецк, Луганская обл., просп. Советский, 59-а тел./факс 4-03-42 , Е-mail STI:sti@sti.lg.ua
Принципиальная схема лабораторной установки для проведения процесса оксидегидрохлорирования по технологии аэрозольного катализа
1 – делительная воронка; 2 – шприцевой дозатор; 3 – реактор; 4 – электрическая печь; 5 – магнитное виброустройство; 6 – карман для термопары; 7 – компрессор; 8 – ротаметр; 9 – металловойлочный фильтр; 10 – водяной холодильник; 11 – приемник конденсата; 12 – барботеры; 13 – периодический подключаемый барботер для отбора пробы на HCl и Cl2; 14 – точка отбора газовых проб. А – сырье; В – вода; С – воздух; D – продукты; Е – в атмосферу.
ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ОКСИДЕГИДРОХЛОРИРОВАНИИ 1,2-ДХЭ и ХБ
C2H4Cl2 + 2,5O2 → 2CO2 + 2HCl + H2O C2H4Cl2 + 3O2 → 2CO2 + Cl2 + 2H2O C2H4Cl2 + 1,5O2 → 2CO + 2HCl + H2O C2H4Cl2 + 2O2 → 2CO + Cl2 + 2H2O С6H5Cl + 7O2 → 6CO2 + HCl + 2H2O С6H5Cl + 7,25O2 → 6CO2 + 0,5Cl2 + 2,5H2O С6H5Cl + 4O2 → 6CO + HCl + 2H2O С6H5Cl + 4,25O2 → 6CO + 0,5Cl2 + 2,5H2O CO + 0,5O2 → CO2 H2O + Cl2 ↔ 2HCl + 0,5O2 СО + Н2О ↔ СО2 + Н2
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)
Равновесный состав продуктов, %масс.
Равновесный состав продуктов ОДГХ по реакциям 1 и 10 в зависимости от количества добавляемой в систему воды. 32 28 24 20 16 12 8 4 0
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Количество молей добавляемой воды на 1 моль ДХЭ Cl2 HCl CO2 H2O O2
11
Равновесный состав продуктов, %масс.
Равновесный состав продуктов ОДГХ 1,2-ДХЭ по реакциям 1 и 10 в зависимости от коэффициента избытка воздуха. воздуха 20 16 12 8 4 0 1
Cl2
1,1
HCl
1,2 1,3 1,4 Коэффициент избытка воздуха, α (по реакции полного окисления) CO2
H2O
1,5
O2
Продукты оксидегидрохлорирования в лабораторном реакторе смешения. Температура, 0С
Количество образовавшихся продуктов, мг
Степень превращения ДХЭ, %
Cl2, мг
HCl, мг
500
30,8
834,2
3,5
550
19,61
5727
15,67
600
0
8592,03
32,22
600*
0
26700
99,99
* - пересчет на промышленный реактор вытеснения
Ск орость реак ции по СО 2 , м оль/(м3 р .о . *ч ас)
Зависимость скорости реакции ОДГХ 1,2-дихлорэтана по СО2 от температуры. 1 – катализатор CuO, частота 6 с-1; 2 – катализатор Fe2O3, частота 2,4 с-1. (Vin=20см3, А=8 мм, Скат=2,4 г/м3, α=1,05) 1000 800
1
2
600 400 200 0 480
500
520
540
560
580
Температура, 0С
600
620
Cкорость окисления хлорбензола в зависимости от частоты вибрации при Т=6000С, Vin=20см3, А=8 мм, Скат=2,4 г/м3, α=1,02; tконт=0,8 с.
СО2, моль/(м *час)
3
Скорость реакции по
450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0
2
4
6
8
Частота колебаний виброреактора, Гц
10
Скорость реакции ОДГХ хлорбензола в зависимости от количества инертного материала при Т=6500С, Скат=2,4 г/м3, А=8мм, α=1,02 400 350
3
моль/(м *час)
Скорость по СО2,
450
300 250 200 150 100 50 0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Vин/Vр
4,8 Гц
6 Гц
8 гц
W=f(C; T; ν; A; Ckat; dин; Vин/Vp)
0,6
0,7