СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА И КУБОВЫХ ОТХОДОВ ОТ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 1999 года по МПК B01D53/14 B01D53/70 C10G7/08 B01D3/38 

Изобретение относится к области химической технологии органического синтеза, в частности к области производства хлорорганических продуктов, например винилхлорида.

В известном сбалансированном процессе получения винилхлорида из этилена [1] инертный газ после оксихлорирования направляют на очистку от хлорорганических соединений (главным образом от дихлорэтана) путем абсорбции их керосином-абсорбентом, содержащим свыше 90% ароматических соединений C₁₀-C₁₁ и выкипающим в пределах 185 - 215^oC.

Десорбцию хлорорганических соединений из абсорбента осуществляют вакуумной ректификацией. Абсорбент с остаточным содержанием дихлорэтана до 0,02 мас. % вновь направляют на очистку газа. Очищенный газ с содержанием дихлорэтана до 0,05 об.% и керосина-абсорбента до 0,03 об.% выбрасывают в атмосферу.

В этом же процессе получения винилхлорида [1] образуются кубовые отходы, содержание до 90% хлорорганических соединений. Согласно [1] кубовые отходы сжигают. Известен также способ очистки этих отходов [2] путем смешивания их с топливом и дополнительной отгонки хлорорганических соединений.

Этот способ [2] имеет следующие недостатки:
- не достигается полная отгонка хлорорганических соединений,
- возможно загрязнение парами топлива хлорорганических продуктов, т.к. топливо вводят непосредственно в колонны ректификации хлорорагнических смесей.

Настоящее изобретение устраняет эти недостатки. Технический результат достигается тем, что кубовые отходы направляют на десорбцию совместно с абсорбентом после очистки газа. В процессе десорбции отходы смешиваются с углеводородным абсорбентом - аналогом топлива, хлорорганические соединения удаляются, а смолы остаются в абсорбенте. Небольшую часть абсорбента со смолой из куба десорбера выводят на сжигание, добавляя в схему очистки газа эквивалентное количество свежего абсорбента.

Смолы сами по себе являются хорошим высококипящим абсорбентом хлорорганики, однако использование их в чистом виде не представляется возможным из-за высокой вязкости.

Керосин-абсорбент имеет высокую стоимость, поэтому выведение его со смолой из цикла очистки газа экономически невыгодно. Этот недостаток устраняется тем, что в качестве абсорбента используют вакуумный дистиллят, который имеет пределы выкипания 350 - 420^oC, получают его в процессе перегонки нефти.

Использование вакуумного дистиллята дает дополнительные технические результаты, которые заключаются в следующем.

Недостатками вакуумной десорбции хлорорганических соединений являются сложность технической схемы из-за необходимости создания вакуума и высокое остаточное содержание хлорорганических соединений в абсорбенте, что приводит к повышенному выбросу хлорорганики в атмосферу с очищенным газом.

Известен способ регенерации хлорорганических растворителей азеотропной перегонкой кубового остатка с водяным паром [3]. Этот способ обеспечивает полное удаление хлорораганических растворителей из кубовых остатков. Азеотропную смесь с водой образуют не только растворители, но практически все хлорорганических соединений, а также большинство углеводородов, особенно ароматических.

Азеотропная перегонка упростила бы технологическую схему и обеспечила бы полное удаление хлорорганических соединений из абсорбента и, соответственно, повысила бы степень очистка газа. Однако ее применение привело бы к значительному уносу абсорбента, т.к. керосин-абсорбент в основном состоит из ароматических соединений.

Загрязнение же углеводородами хлорорганических продуктов нежелательно по условиям дальнейшей их переработки.

Использование вакуумного дистиллята в качестве абсорбента открывает возможность применения азеотропной полной отгонки хлорорганических соединений из абсорбента, если расход водяного пара для образования азеотропов будет ограничен 20 мас. % от количества хлорорганики, поступающей в десорбер (включая орошение). Снизится также унос абсорбента очищенным газом, т.к. пределы выкипания вакуумного дистиллята на 135 - 235^oC выше, чем керосина-абсорбента.

При азеотропной отгонке хлорорганических соединений с водяным паром образуется сточная вода. Заявляемое изобретение предусматривает устранение этого недостатка путем возврата воды в испаритель десорбера.

В связи с тем, что хлорорганические соединения при азеотропной отгонке полностью удаляются из кубовых отходов, заявляемое изобретение предусматривает сжигание очищенных отходов - раствора смолы в вакуумном дистилляте с топливом в печах пиролиза.

Существенные признаки названных аналогов изобретения:
- очистку газа осуществляют керосином-абсорбентом,
- десорбцию хлорорганических соединений из абсорбента проводят под вакуумом,
- в кубовые отходы вводят топливо с пределами выкипания 150 - 500^oC,
- отгоняют хлорорганические соединения из смеси кубовых отходов с топливом посредством испарения или ректификации,
- топливо с очищенными отходами направляют на сжигание.

Существенные признаки заявляемого изобретения:
- кубовые отходы направляют на десорбцию совместно с абсорбентом после очистки газа,
- очистку газа производят вакуумным дистиллятом, содержащим смолу,
- десорбцию осуществляют путем отгонки азеотропной смеси паров хлорорганических соединений и воды, которую после конденсации паров непрерывно возвращают в испаритель десорбера,
- очищенные отходы добавляют к топливу, которое сжигают в печах пиролиза.

Основной отличительный существенный признак завляемого изобретения: кубовые отходы направляют на десорбцию совместно с абсорбентом после очистки газа.

Дополнительные отличительные существенные признаки:
- очистку газа производят вакуумным дистиллятом, содержащим смолу,
- дефорбцию осуществляют путем отгонки азеотропной смеси паров хлорораганических соединений и воды, которую после конденсации паров непрерывно возвращают в испаритель десорбера.

- очищенные отходы добавляют к топливу, которое сжигают в печах пиролиза.

Пример 1. Установка очистки газа оксихлорирования АО "Саянскхимпром" состоит в основном из абсорбера и десорбера с испарителем кубовой жидкости и системами вакуумирования, охлаждения и орошения. В качестве абсорбента используют керосин-абсорбент.

Процесс очистки газа ведут в обычном регламентном режиме, подавая на абсорбцию 15 т/ ч абсорбента. Из нижней части абсорбента 17 т/ч абсорбента, содержащего 2 т/ч хлорораганических соединений, направляют в верхнюю часть десорбента. Сюда же подают 0,7 т/ч кубовых отходов, состоящих из 0,56 т/ч хлорорганических соединений и 0,14 т/ч смолы. Десорбцию хлорорганических соединений ведут под вакуумом в обычном технологическом режиме. Пары хлорорганических соединений выводят сверху десорбера, конденсируют и 2,56 т/ч полученной жидкой хлорорганики направляют на штатную переработку.

После накопления в абсорбенте до 33 мас.% смолы из куба десорбера начинают выводить и направлять на сжигание 0,42 т/ч абсорбента, состоящего из 0,28 т/ч керосина-абсорбента и 0,14 т/ч смолы. В линию подачи абсорбента на очистку газа вводят 0,28 т/ч свежего керосина-абсорбента.

Пример 2. Процесс очистки газа и кубовых отходов ведут как описано в примере 1. В качестве основного абсорбента используют вакуумный дистиллят взамен керосина-абсорбента.

Пример 3. В схему десорбции вводят водоотделитель известной конструкции. Отключают систему вакуумирования десорбента. Перекрывают подачу кубовой жидкости десорбента в испаритель. Процесс очистки газа ведут в регламентном режиме, подавая на абсорбцию 15 т/ч абсорбента. Из нижней части абсорбера 17 т/ч абсорбента, содержащего 2 т/ч хлорорганичесикх соединений, направляют в верхнюю часть десорбера. Сюда же подают 0,7 т/ч кубовых отходов, состоящих из 0,56 т/ч хлорорганических соединений и 0,14 т/ч смолы.

Водный отсек водоотделителя заполняют конденсатом водяного пара. Включают в работу испаритель десорбера, подавая в него конденсат из водного отсека и вводя полученный пар из испарителя в десорбер. Снижают температуру в кубе десорбера со 145 - 185^oC до 110 - 130^oC.

Азеотропная смесь паров хлорорганических соединений и воды сверху десорбера поступает в холодильник, конденсируется и направляется в водоотделитель, где вода отделяется от хлорорганических соединений и поступает в водный отсек. Из водного отсека воду непрерывно возвращают в испаритель десорбера. Из продуктового отсека водоотделителя 2,56 т/ч хлорорганических соединений направляют на штатную переработку.

Азеотропная отгонка хлорорганических соединений с водяным паром обеспечивает полное удаление [3] их из абсорбента. Накопившуюся в абсорбенте смолу выводят из схемы очистки как описано в примере 1.

Пример 4. Очистку газа и кубовых отходов производят как описано в примере 3. Поскольку азеотропная отгонка хлорорганических соединений с водяным паром обеспечивает их полное удаление из абсорбента, отходы утилизируют следующим образом.

После накопления в абсорбенте 10 - 20 мас.% смолы из куба десорбента выводят 0,7 - 1,4 т/ч абсорбента, содержащего 0,14 т/ч смолы и 0,56 - 1,26 т/ч вакуумного дистиллята. Этот отработанный абсорбент добавляют в топливо, которое сжигают в печах поролиза дихлорэтана.

Пример 5. Отключают испаритель десорбера. Под нижнюю тарелку десорбера подают водяной пар, а воду из водного отсека водоотделителя вводят в существующую систему очистки. В остальном очистку газа и кубовых отходов производят как описано в примерах 2,3,4.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает достижение следующих технических результатов:
1. Упрощение технологической схемы.

2. Увеличение степени очистки газа.

3. Снижение потерь абсорбента с очищенным газом.

4. Полное удаление хлорорганических соединений из кубовых отходов.

5. Полную утилизацию очищенных кубовых отходов процессе производства.

Источники информации
1. Промышленные хлорорганические продукты /Справочник/ Под. ред. Л.А. Ошина. - М.: Химия, 1978 г., с. 65 - 68.

2. Патент РФ N 2051887, кл. C 07 C 17/42, 1992 г.

3. Трегер Ю.А., Карташов Л.М., Кришталь Н.Ф. Основные хлорорганические арстворители. - М.: Химия, 1984 г., с. 211.

Изобретение может быть использовано в химической технологии органического синтеза, в частности в производстве винилхлорида из этилена сбалансированным методом. Кубовые отходы направляют на десорбцию хлорорганических соединений совместно с абсорбентом после очистки газа оксихлорирования производства винилхлорида. В качестве абсорбента в процессе очистки газа используют вакуумный дистиллят, содержащий смолу. Десорбцию осуществляют путем отгонки азеотропной смеси паров хлорорганических соединений и воды, которую после конденсации паров непрерывно возвращают в испаритель десорбера. Очищенные отходы в виде раствора смолы в вакуумном дистилляте добавляют к топливу, которое сжигают в печах пиролиза. Изобретение позволяет увеличить степень очистки газа и обеспечить полное удаление хлорорганических соединений из кубовых отходов. 3 з.п.ф-лы.

1. Способ очистки газа и кубовых отходов от хлорорганических соединений, заключающийся в том, что вначале осуществляют очистку газа абсорбцией с использованием в качестве абсорбента высококипящих углеводородов, затем абсорбент направляют на десорбцию совместно с кубовыми отходами. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистку газа производят вакуумным дистиллятом, содержащим смолу. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что десорбцию осуществляют путем отгонки азеотропной смеси паров хлорорганических соединений и воды, которую после конденсации паров непрерывно возвращают в испаритель десорбера. 4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что очищенные отходы добавляют к топливу, которое сжигают в печах пиролиза.