Как компании зарабатывают деньги. Производство хлорпарафинов и хлорбензола

Фото ПАО «Химпром»
Предыдущие статьи:
Как компании зарабатывают деньги. Хлорщелочное производство
Как компании зарабатывают деньги. Производство жидких нефтяных парафинов
Как компании зарабатывают деньги. Производство бензола
Завершаем сегодня изучение хлорорганических продуктов ПАО «Химпром». Их осталось только двое: хлорпарафины и хлорбензол, рассмотрим их в одной статье.

Хлорпарафины


Хлорпарафины — прозрачные маслянистые жидкости от светло-желтого до коричневого цвета
Хлорированные парафины выпускаются следующих марок: ХП-52, ХП-470 А1, ХП-470 А2, ХП-470 Б. Число означает содержание связанного хлора в массовых процентах (52%, 47% соответственно). Эмпирическая формула: CnH2n+2-хClx, где n=10 — 30, x=6 – 7 (для марки ХП-52) и х=1 – 7 (для марок ХП-470 А1, ХП-470 А2, ХП-470Б). Молекула С10H16Cl6 для примера

Парафины хлорированные жидкие используются для получения дизельного топлива, смазочных материалов, жирующих композиций для обработки натуральных кож, композиций на основе поливинилхлорида и других полимерных материалов, в производстве герметиков и гидроизоляционных материалов:
П-52 — в производстве ПВХ пластификатов для кабельной промышленности;
ХП-470 А1 и ХП-470 А2 — в качестве вторичного пластификатора в светлых полимерных композициях;
ХП-470 Б — в качестве вторичного пластификатора в темных полимерных композициях и смазках.

Принципиальная схема производства жидких хлорированных парафинов
В качестве сырья используют покупной жидких нефтяной парафин и хлор с собственного хлорщелочного производства.
Хлорирование парафинов по периодической схеме осуществляют в хлораторах, представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты со съемной рубашкой, с эллиптическим днищем и съемной эллиптической крышкой. После приема сырья заливают трибутилфосфат технический для связывания ионов железа, который является ингибитором реакции заместительного хлорирования. Для удаления из парафинов влаги и кислорода сырье разогревают до температуры 65–95 ºС подачей водяного пара и подачей азота в нижнюю часть хлоратора. В жидкую фазу хлоратора для более эффективной сушки парафина одновременно с подачей пара подают азот.
Отдувку влаги с парафинов производят до отсутствия массовой доли воды не более 0,01%. После удаления остаточной влаги и кислорода в нижнюю часть хлоратора подают испаренный хлор. В рубашку хлоратора подают оборотную воду. Одновременно с началом подачи хлора перекрывают подачу азота в жидкую фазу хлоратора.
В течение всего времени хлорирования температуру в хлораторе поддерживают в пределах 65–130 ºС изменением расхода оборотной воды в рубашку хлоратора. При производстве хлорпарафинов марки ХП-470 процесс хлорирования ведут до увеличения плотности до значений в пределах 1185–1235 кг/м3. Одновременно с прекращением подачи хлора открывают подачу азота в жидкую фазу хлоратора для отдувки кислых газов из реакционной массы. Отдувку производят при температуре реакционной массы в пределах 65–110 ºС до достижения остаточной кислотности в пересчете на хлористый водород для марки ХП470А – не более 0,0005%, для марки ХП-470Б – не более 0,005%.
При достижении соответствующей кислотности производят стабилизацию хлорпарафинов эпоксидированным растительным маслом или добавкой смолы ЭД-20. Полученный готовый продукт – хлорпарафины – анализируют и передавливают из хлоратора азотом в емкости для готовой продукции. Абгазы, выходящие из реактора и содержащие хлористый водород и непрореагировавший хлор, направляют на стадию абсорбции водой. Абгазы, содержащие примеси хлора и хлористого водорода, после абсорберов направляют в щелочной реактор-ловушку и после нейтрализации направляют в атмосферу.
Полученную соляную кислоту в абсорберах далее направляют в колонну отдувки для очищения от хлора. Отдувочные газы также направляют в щелочной реактор.
На постсоветском пространстве хлорпарафины производят только предприятия России: ПАО «Химпром» (Новочебоксарск) 2 тыс. тонн/год, АО «Каустик» (Волгоград) 15 тыс. тонн/год, АО «Каустик» (Стерлитамак) 2 тыс. тонн/год.

Производство отечественных хлорпарафинов не обеспечивает в настоящее время спрос на этот вид химической продукции, в связи с чем лакокрасочная, резинотехническая и кожевенная промышленность дообеспечиваются за счет импорта. Главным импортером хлорпарафина на российском рынке является Китай.
В настоящее время мировое производство хлорпарафинов составляет около 350 тыс. тонн/год, где доля России примерно 5 %.
Крупные производители хлорпарафинов в США: Dover Chemical Corporation, Ferro Corporation, Petroleum Additives, Occidental Chemical Corporation, Pioneer Americas составляют «Ассоциацию производителей хлорпарафинов» CPIA (Chlorinated Paraffin’s Industry Association).
В Европе хлорпарафины производят: Caffaro (Италия), INEOS Chlor (Великобритания и Франция), Leuna Tenside (Германия), Quimica delCinca (Испания) входят в Euro Chlor, ассоциированным членом которой в Восточной Европе является завод Novacke Chemicke Zavody в Словакии.
Из крупнейших мировых производителей хлорпарафинов необходимо отметить Tosoh (Япония) и Orica (Австралия). Серьезный вклад в общий объем производства вносят многочисленные небольшие азиатские заводы в Индии и Китае.

Хлорбензол


Хлорбензол — бесцветная прозрачная жидкость, не содержащая механических примесей
Для реакции берут покупной бензол и хлор. Хлор с собственного хлорщелочного производства, а как делают бензол я рассказывал в статье. Химизм процесса:

Хлорбензол является важным органическим растворителем, кроме того он применяется в органическом синтезе, например он применяется в синтезе пестицидов. Также применяется в производстве фенола по одному из методов, но у нас в России фенол производят иначе. Хлорбензол также является полупродуктом в производстве дихлорбензолов и некоторых красителей.

Блок-схема производства хлорбензола на ОАО «Химпром». Схема любезно предоставлена разработчиком процесса И.В. Глушковым в автореферате свой кандидатской диссертации
На Химпрому внедрена технология производства хлорбензола, основанная на реакции жидкофазного хлорирования бензола в присутствии хлорного железа. Производство запущено в 2002 году.
Предварительно очищенный от сернистых соединений и тщательно осушенный четырёххлористым кремнием бензол и газообразный хлор, подают в нижнюю часть хлоратора. Процесс хлорирования идёт при температуре 75–83°С. В качестве катализатора используют хлорное железо, которое образуется в процессе хлорирования из железных колец, шаров или стружки, загруженных в реактор.
Образующийся при хлорировании бензола хлористый водород вместе с парами бензола, хлорбензола, остатками влаги и газообразными примесями, содержащимися в хлоре, отводят в верхней части хлоратора.
Из отходящих газов выделяют бензол, для чего их подвергают двухступенчатому охлаждению: в первой ступени газы охлаждают до 30°С, при этом конденсируется около 90% содержащегося в них бензола, во второй ступени при -20°С из газов дополнительно выделяется более 9% бензола.
Из расширенной части хлоратора непрерывно отбирают жидкие продукты реакции — смесь хлорбензола, бензола, полихлоридов, хлорного железа, хлористого водорода, растворённого в жидкости, и др. Эту смесь направляют на разделение в двухколонный ректификационный агрегат непрерывного действия. Очищенный хлорбензол направляют на собственное производство фенилтрихлорсилана или фасуют в стальные бочки и жд цистерны на продажу.
На сегодняшний день Химпром является единственным производителем хлорбензола на территории России. Производственная мощность около 10 тыс. тонн/год.
Крупнейшие мировые производители хлорбензола: Anhui Bayi Chemical (Китай); PPG Industries (США); Arkema (Франция); BASF (Германия).

Работа Михалыча не из лёгких — он крутит гайки. Фото ПАО «Химпром»