О-хлорстирол (стр. 3 из 3)
Основным процессом получения стирола в промышленности остается каталитическое дегидрирование. Увеличению равновесного выхода стирола благоприятствует повышение температуры и понижение давления. Поэтому дегидрирование ведут при температуре около 600°С, используя разрежение или подачу острого пара. Выход стирола за проход составляет 25–35%. Катализатором служат смеси оксидов железа и хрома, продотированные, например, карбонатом калия. Ректификация стирола-сырца проводится в вакууме при добавлении ингибиторов полимеризации. Принципиальная схема процесса представлена на рис. 2. Сравнительно небольшая разница температур кипения стирола и этилбензола требует применения высокоэффективных ректификационных колонн.
Лучшие современные предприятия по производству стирола характеризуются следующими расходными показателями на 1 т стирола:
Этилен, т .... 0,307
Бензол, т........ 0,820
Пар (Р=О,53 МПа) . .1,70
Электроэнергия, кВт-ч 65
Топливо, ГДж . . .6,35
Перспективным методом производства стирола является окислительное дегидрирование этилбензола диоксидом серы – необратимый процесс, малочувствительный к примесям, содержащимся в этилбензоле, и позволяющий получить стирол с высоким выходом. Перспективен и процесс сопряженного окислительного дегидрирования, по которому получают стирол и оксид пропилена [ 4, с. 206 –207]. По этой технологии сооружен ряд крупных производств, в частности в Нидерландах.
Очисткаиидентификацияполученноговещества.
В промышленности для выделения о-хлорстирола из смеси изомеров (п-хлорстирол) используют ректификационные колонны (рис. 2) с большим числом тарелок: 300 – 450.Рис. 2.
На рисунке приведена схема очистки и выделения о-хлорстирола из смеси изомеров.
1, 2, 3 – ректификационные колонны,
а) сырье на разделение.
б) головная фракция,
в) о-хлорстирол.
г) другие продукты.
Ректификацию проводят на трех последовательно расположенных колоннах с числом тарелок в каждой 130 – 150. Капитальные затраты по сравнению с работой на одной колонне аналогичной суммарной эффективности безусловно выше, но эксплуатационные расходы ниже.
Кратность орошения при выделении о-хлорстирола составляет 60 – 100, отбор от потенциала находится на уровне 70 – 90%.
Полученный о-хлорстирол можно идентифицировать по продуктам сгорания, среди которых должен находится хлороводород, а также по реакциям присущим стиролу, то есть окислению, присоединению водорода и галогенов в боковую цепь.
Техника безопасности при получении и хранении о-хлорстирола.
При получении о-хлорстирола используют многие органические вещества, многие из которых сильно токсичны (бензол) или огнеопасны, например, метан, этилен. Также используются высокие давления и температуры в химических реакторах. Поэтому надо соблюдать все необходимые по меры безопасности, рабочие должны пройти необходимый инструктаж и иметь необходимые допуски к работе с высокими давлениями и токсичными и легкогорючими веществами.
О-хлорстирол является органическим веществом и производным бензола. Поэтому он, как и другие органические вещества горюч. При горении выделяют раздражающие или токсичные пары (или газы). Поэтому важно не допускать открытого огня и искр. Тушить горящий о-хлорстирол можно порошком, разбрызгиванием воды, пеной, двуокисью углерода.
При температуре выше 58°C могут образоваться взрывоопасныe смеси состоящие из паров о-хлорстирола и воздуха.
В случае пожара надо сохранять бочки с веществом охлажденными, обливая их водой или пенными растворами.
При температурах выше 58° C применять закрытую систему вентиляции, защищенное от взрыва электрооборудование.
О-хлорстирол является умеренно токсичным, поэтому при работе с ним надо соблюдать осторожность, не допускать попадания капель вещества на незащищенные участки кожи. Следует также соблюдать осторожность и не допускать вдыхания паров вещества.
Для рабочих зон химических предприятий приняты следующие нормативы содержания 0-хлорстирола в воздухе:
TLV(предельная пороговая концентрация, США) : 50 ppm
TWA (среднесменная концентрация, США); 75 ppm
Российские нормативы: максимально разовая ПДК в воздухе рабочей зоны 50мг/м3. Класс опасности: 4
Согласно полученным данным вещество может всасываться в организм при вдыхании паров. Опасное загрязнение воздуха будет достигаться довольно медленно при испарении этого вещества при 20°C. При кратковременном воздействии на организм вещество раздражает глаза и кожу.
Ароматические углеводные токсичны, имеют наркотическое действие, но некоторые могут вызвать возбуждение, судороги. Поступают в организм преимущественно через легкие, на слизистую оболочку и кожу действуют раздражающе. Высокие концентрации ароматических углеводородов, в частности, бензола, могут вызвать потерю сознания, и даже смерть на протяжении нескольких минут. При отравлении высокими концентрациями бензола слизистые оболочки становятся вишнево-красного цвета, а лицо –земленисто-синюшнього цвета. Меньшие концентрации вызывают возбуждение, галлюцинации, а потом сонливость, общую слабость, дурноту, рвоту, потерю сознания. Появляются подергивания, которые переходят в судороги. Повреждаются кроветворные органы.
Вдыхание паров о-хлорстирола приводит к головокружению, чувству слабости, жалобам на головной боль, потере сознания, синюшности лица, возможны перебои в работе сердца. При отравлении необходимо вывести пострадавшего на чистый воздух или в хорошо вентилируемое помещение. Вызвать медицинскую помощь. В случае ослабления или остановки дыхания– искусственная вентиляция легких, покой, согревание тела, горчичники на руки и ноги, оксигенотерапия. Внутривенно вводят глюкозу (30 – 40 мл 40 % раствора), проводят витаминотерапию (цианокобаламин - до 1000 мкг, 5 % раствор тиамина хлорида и пиридоксин гидрохлорида – до 3 мл внутривенно. При возбуждении назначают успокоительные средства, а также средства, которые нормализуют дыхание и деятельность сердечно-сосудистой системы. При отравлении через рот промывают желудок, дают адсорбенты (активированный уголь), солевое слабительное. Рвотные средства противопоказаны.
Для недопущения отравлений использовать средства защиты органов дыхания, респираторы и противогазы. При больших концентрациях – противогазс принудительной подачей воздуха. При небольших концентрациях– противогаз марки А или М. Спецодежа хлопчатобумажная с хлорвиниловым покрытием. При работе использовать безискровой инструмент и такие же фонари.
При попадании о-хлорстирола на открытую кожу наступает покраснение последней. Для лечения и профилактики дальнейшего отравления пораженные участки промыть теплой водой с мылом. Для профилактики использовать в работе с веществом защитную одежду или хотя бы защитные перчатки и очки, особо следует опасаться попадания вещества на слизистые оболочки глаз и ротовой полости. Для лечения используется промывание большим количеством воды в течение нескольких минут (снять контактные линзы, если это не трудно), затем доставить к врачу.
Хранение вещества допускается только в защищенном от огня месте. Хранить в хорошо проветриваемом помещении. На холоде. Хранение допускается только в стабилизированном состоянии.
При ликвидации утечек надо немедленно удалить все источники огня. В помещении создать хорошо вентилированную атмосферу и не допускать возникновения опасных концентраций 0-хлорстирола. Поскольку это может привести в возможности взрыва паро – воздушной смеси. Собрать подтекающую жидкость в герметичные контейнеры. Засыпать оставшуюся жидкость песком или инертным абсорбентом, собрать и удалить его в безопасное место. При работе необходимо использовать дополнительную личную защиту: фильтрующий респиратор для органических газов и паров, а также спецодежду.
В работе было детально рассмотрено производство такого вещества как о-хлорстирол из метана. Мы рассмотрели основные этапы его получения, особенности производства и технологические схемы.
Как видно получение о-хлорстирола из метана – это довольно сложный и многостадийный химический процесс. И надо отметить что в наше время бензол чаще получают не из метана, а из каменноугольной смолы при коксировании угля или из продуктов каталитического риформинга нефти при ее переработке. Получение бензола из метана возможно и в некоторых странах (США, Германия) существуют опытные установки по его получению, но они не настолько экономически выгодны для массового использования. Пока что бензола и его производных для промышленного использования хватает и при использовании старых методов получения.
Возрастание производства пластиков, синтетических волокон и каучуков (особенно с улучшенными свойствами, кислотоустойчивых материалов для химической промышленности) в будущем может привести к необходимости расширить сырьевую базу для получения бензола, тогда-то производство последнего из метана природного газа и станет востребованным. Тогда – то и будет практически осуществлен тот путь получения о-хлорстирола, который найдет свое применение в производстве новых марок кислото- и морозоустойчивых каучуков, искусственных волокон и пластмасс.
Списокиспользованнойлитературы.
1. Глинка Н. Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1988. – 702 с.
2. Рабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. – Л.: Химия, 1978. – 331 с.
3. Химия: Справочное издание/ под ред. В. Шретер, К.-Х, Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. – М.: Химия, 1989.– 648 с.
4. Химическая энциклопедия в 5 т. / под ред. И. Л. Кнунянца. – М.: Советская энциклопедия, 1990.
5. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. – М.: Химия, 1988.
6. Ошанина О.В., Брук Л.Г., Темкин О.Н. Альтернативные методы получения продуктов основного органического синтеза. – М.:МИТХТ, 2002.