Усовершенствование процесса синтеза озонобезопасного хладона (R125) газофазным гидрофторированием перхлорэтилена

В результате детального исследования реакции получения хладона-125 газофазным гидрофторированием перхлорэтилена на хромсодержащем катализаторе, установлены причины его низкой производительности и высоких расходных коэффициентов по сырью на ОАО "Галоген" (г. Пермь). После незначительной, с технической точки зрения, переделки реакторов - размещения дополнительного устройства для отвода тепла из зоны реакции, стала возможной реализация оптимальных технологических режимов работы, что позволило в несколько раз увеличить производительность реакторов и увеличить срок службы и снизить расходные коэффициенты по сырью. Достигнутые показатели по этим параметрам существенно превышают регламентные значения.

АННОТАЦИЯ:

Специфической особенностью получения хладона-125 газофазным гидрофторированием перхлорэтилена на хромсодержащем катализаторе является то, что оно носит фактически циклично периодический характер: полученные полупродукты (частично фторированные соединения) могут накапливаться в сборнике или, смешиваясь с исходными реагентами, подаваться в реактора. Другой особенностью процесса является дезактивация катализатора в результате отложения кокса. Пробег катализатора составлял 2-3 недели, после чего производилась регенерация - выжиг кокса кислородо-азотной смесью. Проблема на данном производстве заключалась в том, что на практике получалась низкая производительность реакторов (в несколько раз ниже регламентных), а расходные коэффициенты по сырью так же в несколько раз превышали теоретические, что сильно повышало себестоимость продукции.

Целью работы явилось снижение расходных коэффициентов и повышение производительности реакторов по целевому продукту на данном конкретном производстве. Для достижения поставленной цели были выполнены комплексные исследования, которые включали экспериментальное изучение влияния параметров процесса (давление, температура, время контакта, размер зерна катализатора, концентрация реагентов и т.д.) на скорость и селективность реакции. Была разработана кинетическая модель и определены ее константы и энергии активации. Для проведения анализа тепловых режимов в слое была разработана двухмерная математическая модель, учитывающая тепловые потери через внешнюю стенку реактора. При помощи, математического моделирования была установлена причина низкой производительности реакторов, предложены варианты их модернизации. Проведена оптимизация цикла "реакция-регенерация".