Одержання вінілхлориду прямим хлоруванням етилену
Автор: Листопадний Віталій Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології органічних речовин
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська робота складається з автореферату, змісту, вступу, трьох розділів, висновків, списку використаної літератури та додатків. Основною метою дипломного проекту є визначення оптимальних умов для вдосконалення технології прямого хлорування етилену, процесу, критичного для виробництва мономерів вінілхлориду. Для досягнення поставлених цілей дослідження використовує математичне моделювання, порівняльний аналіз, економічну оцінку та статичні методи. Об’єктом дослідження виступає етилен, а предметом дослідження є сама технологія хлорування. Стабільне зростання виробництва вінілхлориду значною мірою пояснюється широким спектром застосування його похідних, завдяки їхнім перевагам, таким як хімічна стійкість, стійкість до погодних умов і негорючість, у поєднанні з відносно низькими витратами на виробництво. Ця універсальність зумовила необхідність постійного вдосконалення технологій виробництва та збільшення потужностей для задоволення глобальних потреб. У першому розділі дисертації розглядаються наукові принципи хлорування етилену, надається порівняльний аналіз різних методів, а також детальна характеристика сировини, допоміжних матеріалів та енергетичних ресурсів. Другий розділ присвячений представленню вдосконаленої технологічної схеми, розрахунку необхідної сировини та підбору обладнання, необхідного для оптимізації виробництва. Нарешті, у третьому розділі оцінюється економічна доцільність запропонованих технологічних удосконалень. У рамках проекту під назвою «Технологія прямого хлорування етилену» обговорюються кілька методів хлорування етилену, підкреслюючи роль каталізаторів і каталітичних систем. Особлива увага приділяється каталітичним процесам із залученням класичних і органічних добавок, спрямованих на 5 оптимізацію умов реакції для підвищення виходу цільового продукту та мінімізації утворення побічних продуктів. Процес відбувається шляхом пропускання газоподібних реагентів через рідке середовище, де відбуваються взаємодії. У попередніх методах використовувалися нижчі температури (30– 40°C) для придушення небажаних реакцій заміщення, але ці методи стикалися з обмеженнями через неефективне відведення тепла, що впливало на ефективність виробництва та економічну життєздатність. Проте оновлений процес використовує вищі температури (70–100°C) і вводить кисень як інгібітор і каталізатор для придушення реакцій заміщення, одночасно підвищуючи стабільність процесу. Хлорид заліза (FeCl3) служить ключовим каталізатором, спеціально підготовлений або отриманий на місці з чавуну під дією хлору. Майже стехіометричне співвідношення етилену до хлору з невеликим надлишком органічного матеріалу (приблизно 5%) забезпечує ефективне використання хлору. Кисень, присутній як незначний компонент в електролітичному газоподібному хлорі (приблизно 1% за об’ємом), також діє як інгібітор реакції, зменшуючи ланцюгові реакції та підвищуючи селективність продукту. Інноваційні вдосконалення, досліджені в цьому проекті, демонструють потенціал підвищення ефективності та стабільності хлорування етилену. Завдяки використанню каталітичних систем і оптимізації параметрів реакції процес забезпечує більш високий вихід цільових продуктів, мінімізуючи вплив на навколишнє середовище та знижуючи виробничі витрати. Ці досягнення особливо актуальні в контексті масштабування промислових операцій для задоволення зростаючого попиту на похідні ПВХ. Ключові слова: хлорування етилену, каталітична система, матеріальний баланс, теплоуправління, мономер вінілхлориду, оптимізація реакції. Перелік використаних літературних джерел 1. Мельник С.Р., Мельник Ю.Р., Піх З.Г, Проектування та 6 розрахунок технологічних процесів органічного синтезу. Навчальний посібник. – Львів. Видавництво НУЛП, 2006. – 448 с. 2. Технологічний регламент цеху з виробництва хлорвінілу ТОВ «Карпатнафтохім» 2006. 3. Taylor W.F. The catalyse by liquid phase oxidation. II. The kinetic of oxidation of the tetraline catalyzed by polytetra fluorethylene // J. Phys. Chem. – 1970. – № 11. –P. 2250–2256. 4. Лудин А. М. Методичні вказівки до графічно-розрахункової роботи. – Л.: кафедра ТОП, НУ «Львівська політехніка». 5. Staszak, Katarzyna, Wieszczycka, Karolina and Tylkowski, Bartosz. Chemical Technologies and Processes, Berlin, Boston: De Gruyter, 2020. https://doi.org/10.1515/9783110656367 6. M. Shpariy. Extraction of iron-connaining catalyst from chlororganic wastes generation by ethylene chlorination / M. Shpariy, V.Starchevskyy, Z.Znak, R.Mnykh, I.Poliuzhyn // Easter-Europien Journal of Enterprise Technologies . – 2020 .-2/10 (104).- P.19-26. 7. М.В.Шпарій. Вплив модифікатора на селективність реакції хлорування етилену до 1,2-дихлоретану в промислових умовах / Шпарій М.В., В.Л.Старчевський, Ю.М.Гринчук // Науковий вісник НЛТУ України.-2020.- т.30.-№4.- С.109-113