Способ получения винилхлорида Советский патент 1992 года по МПК C07C21/06 

Изобретение относится к способам получения винилхлорида и может быть использовано при его промышленном производстве на основе этилена, хлора и водорода в процессе, сбалансированном по теплу.

Цель изобретения - снижение расхода топлива.

На чертеже изображена схема основных стадий процесса.

Водород и хлор под давлением поступают в горелки 1. вмонтированные в нижнюю часть реактора 2 дегидрохлорирования дихлорэтана ДХЭ, и сгорают в топочной камере, образованной стенками 3 из огнеупорного материала. Между стенками реактора 2 и

стенками 3 предусмотрено свободное пространство, в которое подают хлористый водород со стадии 4 разделения и очистки продуктов дегидрохлорирования для охлаждения стенок ректора 2, По внутренним сторонам стенок смонтирован змеевик 5, в котором идет процесс нагревания и дегидрохлорирования (ДХЭ), за счет теплоты сгорания водорода в хлоре. Хлористый водород, образующийся в топочной камере, смешивают в верхней части реактора 2 с хлористым водородом со стадии 4 и направляют в реактор 6 оксихлорирования этилена. Процесс оксихлорирования в реакторе 6 осуществляют известным способом, используя кислород или кислородсодержащий

х|

О

ы о

Јъ

газ. Продукт реакции из реактора 6 направляют на стадию 7 промывки, осушки и ректификации ДХЭ известным способом, куда поступает непрореагировавший ДХЭ со стадии 4.

ДХЭ высокой чистоты, полученный на стадии 7, направляют в теплообменник 8 реактора 6. в котором его нагревают и испаряют за счет тепла, выделяющегося в процессе оксихлорирования этилена. Большую часть тепла оксихлорирования снимают в теплообменнике 8, оставшуюся часть используют в испарителе воды (не показан), встроенном в реактор 6, для регулирования температурного режима в реакторе 6 известным способом. После теплообменника 8 ДХЭ подают в змеевик реактора 2, откуда продукты реакции дегидрохлорирования поступают на стадию 4 для разделения и очистки известными способами На стадии 4 выделяют товарный винилхлорид (ВХ).

П р и м е р1. Неинициированное термическое дегидрохлорирование 1,2-ДХЭ осуществляют при 500°С и давлении 1,7 МПа Степень конверсии 50%, Температура в реакторе оксихлорирования 225-240°С. Исходная температура ДХЭ 20°С.

7100 нм3/ч (0,6 т/ч) водорода и 7100 нм3/ч (22.5 т/ч) хлора под давлением 0,5-0,6 МПа сжигают в факельных горелках 1 топочной камеры реактора 2 дегидрохлорирования. получая 23,1 т/ч хлористого водорода Испаренный в теплообменнике 8 дихлорэтан с температурой 213°С делится на два потока. 55 т/ч его направляют в реактор дегидрохлорирования (не показан), работающий по известному методу, а 55 т/ч в змеевик 5 реактора 2, где ДХЭ нагревают до 500°С. В змеевике 5 идет реакция термического дегидрохлорирования ДХЭ. Продукты дегидрохлорирования, состоящие из 17 т/ч винилхлорида, 9,9 т/ч хлористого водорода и 28,1 т/ч ДХЭ, поступают из змеевика 5 в колонну закалки, орошаемую циркулирующей через холодильник кубовой жидкостью колонны закалки. Продукты дегидрохлорирования из реактора, работающего по известному методу, содержат 17 т/ч винил- хлорида, 9,9 т/ч хлористого водорода и 28,1 т/ч ДХЭ, также проходят закалку и объединяются с продуктами дегидрохлорирования из реактора 2.

Жидкая и газовая фазы колонны закалки поступают в первую колонну ректификации (стадия 4), работающую под давлением 1.0-1,4 МПа.

Температура верха колонны минус (-19) - минус (-29)°С, температура в кубе колонны 94-104°С. Головной продукт первой колонны ректификации - хлористый водород

в количестве 19,8 т/ч поступает в теплообменник узла конденсации газообразных продуктов дегидрохлорирования и далее с температурой 20°С его направляют в свободное пространство между стенками 3 топочной камеры и металлическими стенками реактора 2. Проходя в простенке снизу вверх, хлористый водород защищает от нагрева металлические стенки реактора 2 и

0 смешивается с хлористым водородом, образовавшимся в процессе сжигания водорода в хлоре.

В выходящие из верхней части реактора 2 с температурой 404°С 42,9 т/ч хлористого

5 водорода вводят 16,4 т/ч этилена с температурой 20°С. Образовавшуюся смесь с температурой 226°С направляют в реактор б оксихлорирования, куда отдельным потоком подают 29000 нм /ч воздуха с темпера0 турой 140-170°С.

В реакторе 6 в кипящем слое катализатора (катализатор Дикона - хлорид меди на носителе) идет реакция окислительного хлорирования этилена при 225 -240°С с образо5 ванием 58 т/ч ДХЭ Тепло реакции испопьзуют на нагрев и испарение дихлорэтана в теплообменнике 8, а также в дополнительном змеевике на испарение воды с образованием водяного пара. Температуру

0 процесса оксихлорирования регулируют, изменяя расход воды в дополнительный змеевик

Продукты реакции оксихлорирования выводят через циклоны, встроенные в реак5 тор 6, и направляют в колонну закалки, орошаемую водой. Газовая и жидкая фазы из колонны закалки с температурой 100°С поступают на дальнейшую переработку на стадию 7. Из газовой фазы выделяют воду из

0 ДХЭ при дальнейшем охлаждении в узле конденсации стадии 7. Абгазы затем проходят санитарную очистку от ДХЭ в абсорбционной колонне и выбрасываются в атмосферу.

5

58 т/ч дихлорэтана, выделяемого отстаиванием из жидкой фазы, промывают в емкостях водой, содержащей NaOH, для нейтрализации HCI и направляют в проме0 жуточное хранилище ДХЭ-сырца. Затем 58 т/ч ДХЭ-сырца подают в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением, в которой головным продуктом выделяют влагу и легкокипящие

5 побочные продукты 57,5 т/ч кубового продукта этой колонны направляют в колонну ректификации стадии 7 для выделения высококипящих побочных продуктов, куда вводят 56,2 т/ч ДХЭ со стадии 4 На стадии 4 дихлорэтан выделяют во второй колонне

ректификации из кубового продукта первой колонны этой стадии.

110 т/ч ДХЭ-ректификата отбирают из верхней части колонны ректификации стадии 7 и направляют в теплообменник 8 реактора 6, где ДХЭ испаряют и с температурой 213°С, давлением 1,7 МПа далее вводят в змеевик 5 реактора 2 и змеевик известного реактора дегидрохлорирования. Таким образом цикл по ДХЭ замыкается, 34 т/ч винилхлорида выводят головным продуктом второй колонны ректификции стадии 4.

П р и м е р 2. Аппаратурное оформление и технологическая схема аналогичны при-

меру1.10700 им (0,95 т/ч) водорода и 10700

нм3/ч (33,85 т/ч) хлора под давлением 0,5- 0,6 МПа сжигают в факельных горелках 1 топочной камеры реактора 2 дегидрохлори- рования, получая 34, 8 т/ч HCI. Испаренные в теплообменнике 8 реактора 79 т/ч ДХЭ с температурой 213°С направляют в змеевик 5 реактора 2. В три равноудаленные точки змеевика 5 равными дозами вводят 0,79 т/ч хлора в качестве инициатора реакции дегидрохлорирования. В змеевике 5 ДХЭ нагревают до 400°С, при этой температуре идет процесс инициированного дегидрохлорирования дихлорэтана. Продукты дегид- рохлориро-вания, состоящие из 34 т/ч винилхлорида. 19,8 т/ч хлористого водорода и 25,2 т/ч ДХЭ, поступают из змеевика 5 в колонну закалки, орошаемую циркулирующей через холодильник кубовой жидкостью колонны закалки.

Жидкая и газовая фазы колонны закалки поступают в первую колонну ректификации (стадия 4), работающую под давлением 1,0-1.4 МПа.

Темп.ература верха колонны минус (-19) - минус (-29)°С, температура в кубе колонны 94-104°С. Головной продукт первой ко- лонны ректификации - хлористый водород, в количестве 19,8 т/ч поступает в теплооб- менник узла конденсации газообразных продуктов дегидрохлорирования и далее с температурой 20°С его направляют в свободное пространство между стенками 3 топочной камеры и металлическими стенками реактора 2. Проходя в простенке снизу вверх, хлористый водород защищает от нагрева металлические стенки реактора 2 и смешивается с хлористым водородом, образовавшимся в процессе сжигания водорода в хлоре.

В выходящие из верхней части реактора 2 с температурой 404°С 54,6 т/ч хлористого водорода вводят 21,0 т/ч этилена с температурой 20°С. Образовавшуюся смесь с температурой 226°С направляют в реактор 6 оксихлорирования. Сюда же отдельным потоком подают 35000 нм /ч воздуха с температурой 140-170°С В реакторе 6 в кипящем слое катализатора идет реакция окислительного хлорирования этилена при 225- 240°С с образованием 74 т/ч ДХЭ. Тепло реакции используют на нагрев и испарение дихлорэтана в теплообменнике 8, а также в дополнительном змеевике на испарение воды с образованием водяного пара. Температуру процесса оксихлорирования регулируют, изменяя расход воды в дополнительный змеевик.

Продукты реакции оксихлорирования выводят через циклоны, встроенные в реактор б, и направляют в колонну закалки, орошаемую водой. Газовая и жидкая фазы из колонны закалки с температурой ЮО°С поступают на дальнейшую переработку на стадию 7.

Из газовой выделяют воду и ДХЭ при дальнейшем охлаждении в узле конденсации стадии 7. Абгазы затем проходят санитарную очистку от ДХЭ в абсорбционной колонне и выбрасываются в атмосферу1. 74 т/ч дихлорэтана, выделяемого отстаиванием из жидкой фазы, промывают в емкостях водой, содержащей NaOH, для нейтрализации HCI и направляют в промежуточное хра- нилище ДХЭ-сырца. Затем 74 т/ч ДХЭ-сырц а подают в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением, в которой головным продуктом выделяют влагу и легкокипящие побочные продукты. 73,3 т/ч кубового продукта этой колонны направляют в колонну ректификации стадии 7 для выделения высококипящих побочных продуктов. Сюда же вводят 25,2 т/ч ДХЭ со стадии 4. На стадии 4 дихлорэтан выделяют во второй колонне ректификации из кубового продукта первой колонны этой стадии. Из верхней части колонны ректификации стадии 7 отбирают 95 т/ч ДХЭ-ректификата. 16 т/ч ДХЭ-ректификата выводят в качестве готового продукта, а 79, т/ч его направляют в теплообменник 8 реактора 6, где ДХЭ испаряют и с температурой 213°С, давлением 1,7 МПА далее вводят в змеевик 5 реактора 2 дегидрохлорирования. Таким образом, цикл по ДХЭ замыкается

34 т/ч винилхлорида выводят головным продуктом второй колонны ректификации стадии 4, очищают от HCI и влаги в колонне отпарки, далее в башнях очистки и осушки, затем направляют на склад.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить на 70-100% расход топлива (керосина) на обогрев реактора 2 и

представляет собой процесс, сбалансированный по теплу.

Формула изобретения Способ получения винилхлорида путем термического дегидрохлорирования 1,2- дихлорэтана. полученного оксихлорировэ- нием этилена при повышенных температуре и давлении над катализатором - хлоридами меди на носителе - хлористым водородом - в присутствии кислорода или кислородсодержащего газа, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива, хлористый водород получают вза

имодействием хлора и водорода под давлением, превышающим давлейие в реакторе оксихлорирования. в печи, снабженной змеевиком, в котором проводят дегидрохлори- рование 1,2-дихлорэтана, а отводимый из печи хлористый водород смешивают с хлористым водородом, полученным на стадии дегидрохлорирования, и этиленом и вводят одновременно с кислородом или кислородсодержащим газом в реактор оксихлорирования, снабженный змеевиком, в котором осуществляют нагревание и испарение 1,2- дихлорэтана.

Изобретение относится к способам получения винилхлорида и может быть использовано в его промышленном производстве на основе этилена, хлора и водорода в процессе, сбалансированном по теплу. Целью изобретения является снижение расхода топлива. Для этого предложен двухстадий- ный процесс получения винилхлорида, включающий стадию оксихлорирования этилена хлористым водородом HCI в присутствии кислорода воздуха при 225-240°С над катализатором - хлоридом меди на носителе, и стадию дегидрохлорирования получаемого 1,2-дихлорэтэна (ДХЭ) при 400-500°С, проводить таким образом, чтобы HCI получать взаимодействием хлора и водорода при давлении 0,5-0,6 МПа в печи, снабженной змеевиком, за счет тепла горения хлора в водороде проводить дегидрохлорирова- ние ДХЭ, а отводимый из печи HCI смешивать с HCI, полученным на стадии дегидрохлорироваиия, и этиленом и вводить одновременно с воздухом в реактор оксихлорирования, снабженный змеевиком, в котором осуществляют нагревание и испарение ДХЭ. Данный способ позволяет снизить количество топлива, керосина, используемого в известном способе для создания температурного режима реакции дегидрохлорирования, кроме того способ сбалансирован по теплу. 1 ил. (Л С