Способ получения винилхлорида Советский патент 1992 года по МПК C07C21/06 C07C17/34 

Изобретение относится к способу получения винилхлорида - важного мономера в промышленности основного органического синтеза.

Известен пиролиз 1,2-дихлорэтана с получением винилхлорида. Горячие газы, выходящие из ПРЧИ пиролиза, используются для испарения исходного сырья дихлорэтана, причем испарение осуществляется в косвенном теплообменнике, установленном вне /снаружи/ печи пиролиза. До его испарения дихлорэтан предварительно нагревают в печи пиролиза, в частности в верхней части зоны печи /конвективной зоны/, до температуры ниже температуры его кипения.

Таким образом испаренный 1,2-дихло- рэтан выводят из указанной внешней зоны и подвергают пиролизу в радиантной зоне печи пиролиза.

Недостатком известного способа является значительное отложение кокса Ъ системе пиролиза вследствие неравномерного

распределения температуры из-за наличия в зоне пиролиза пиролизуемого 1,2-дихлорэтана в виде смешанной фазы жидкость - пар. Это приводит к необходимости частой остановки работы установки для ее очистки от кокса, что в целом снижает КПД установки пиролиза.

Цель изобретения - снижение образования кокса и повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения винилхлорида, состоящим в том, что 1,2-дихлорэтан предварительно нагревают в конвективной зоне печи пиролиза до температуры ниже температуры его кипения с последующим его испарением вне печи пиролиза путем косвенного теплообмена с горячими продуктами пиролиза, выводом испаренного 1,2-дихлорэтана из указанной внешней зоны и подачей в радиантную зону печи пиролиза, причем косвенный теплообмен осуществляют с использованием высоко(Л

С

х1 XI

СА) N) СЛ 00

СО

температурного промежуточного газообразного теплоносителя, циркулирующего между трубами с горячими продуктами пиролиза и испаряемым 1,2-дихлорэтаном

Предпочтительно в качестве газообраз- ного теплоносителя берут воздух, азот или топочные газы.

Предпочтительно нагретый воздух частично используют для сжигания жидкого или газообразного топлива для обеспече- ния теплом радиантной зоны печи пиролиза.

На чертеже представлена общая схема процесса для осуществления способа.

Печь 1 включает конвективную секцию 2, в которой поток жидкого дихлорэтана 3 около 16000 кг/ч, жидкого, при 50°С и давлении 18 ат подвергается предварительному нагреву. Этот поток предварительно нагревают до температуры, которая ниже его точки кипения при данном давлении, соответствующем давлению на выходе из конвективной секции, вследствие чего дихлорэтан остается в жидкой фазе. Предварительный нагрев осуществляется за счет большого количества тепла продуктов сгорания, которое происходит в радиационной секции 4 печи, обеспечивая подачу тепла для перегрева и реакции крекинга дихлорэтана 5, (при температуре на выходе печи 490-520°С под давлением 12 ат, время контакта 30 с), который возвращают в радиационную секцию в паровой фазе при 200°С и давлении 16 ат. Продукты реакции 6 отводят из радиационной зоны при температуре, обычно находящейся в интервале от 450 до 550°С. Операция предварительного нагрева, перегрева и крекинга проводят за счет теплообмена в трубах 7 и 8, где 16000 кг/ч жидкого дихлорэтана нагревают до 140- 150° С (давление 17 а т), соответствующим образом размещенных в радиационной секции и в конвективной секции Горелки 9 могуг быть установлены либо на боковых стенках, либо в верхней и/или нижней части печи.

Существенное количество тепла продуктов реакции 6 отводится в холодильнике 10, температура на входе которого 180°С (атмосферное давление) и направляется в испаритель 11, в котором происходит испа рение дихлорэтана, предварительно подогретого в конвективной секциии 2, 8 печи Газообразным материалом, который используют для теплопередачи от 10 к 11, является воздух (температура 180-200°С), забираемый из атмосферы, или азот, подаваемый из системы и возвращающийся в систему 12 посредством насоса или топочного газа 13 (энергозатраты 30-35 кВт).

На чертеже пунктирной линией обозначен возможный путь подачи продуктов сгорания из печи в систему 12 Для удаления кокса из системы 12 используют трепку 14 установленную на выходе 15 из подающего насоса 13.

Поток воздуха, который проходит через теплообменник 10, обычно нагревается до 200 500°С, после чего он отдает свое тепло в теплообменнике, внутри трубок которого происходит выпаривание исходного дихлорэтана в менее жестких температурных условиях, чем это могло бы быть в конвективной секции печи 2, и с более высокой эффективностью теплообмена. Таким образом, такой теплообменник обеспечивает снижение возможности загрязнения коксом вследствие деструкции, благодаря чему можно увеличить время работы установки между двумя последовательными операциями очистки. Канал для циркулирования воздуха 12 снабжен обводным приспособлением 16, которое предназначено для использования во время операций очистки, причем это приспособление смонтировано по ходу позади теплообменника 10 или 11 в Зависимости от того, что требуется для такой очистки От того же самого канала для циркулирования воздуха ответвляется линия 17, по которой предварительно нагретый воздух процесса горения поступает в печные горелки 9, эти последние могут быть с естественной тягой или принудительной тягой, благодаря чему воздух подается под давлением, находящимся в интервале от атмосферного давления до нескольких сотен миллиметров водяного столба, обычно 150-250 мм вод. ст Обычно температура воздуха для горения составляет 200-500°С в зависимости от расхода цир- кулируемого потока, что позволяет сблизить тепловой баланс теплообменников 10 и 11.

В данном способе температура крекинга составляет 460-530°С, При более высокой температуре (в указанном интервале) % конверсии увеличивается, однако селективность падает. Рабочее давление в системе 10,5-12 атм, При 485°С конверсия 55%, а при 513°С-65%. Селективность, выраженная в мае. доле конвертированного 1,2-дих- лорзтана к полученному винилхлориду, составляет в первом случае 1,63, а во втором - 1,75.

В данном способе в сравнении с известным обеспечивается сохранение равномерной плотности, удельной теплоемкости коэффициента теплообмена, такой же равномерной является температура стенок трубок пиролиза во времени и изменяется, хотя и очень медленно, вдоль длины трубки; объем излучательной зоны полностью используется для перегрева сырья, и полезное время увеличивается, поскольку испарение уже произошло заранее; независимо от типа печи температура пламени уменьшается при применении данного способа,

В результате достигается экономия топлива на 26,6% и совершенно непредсказуемо повышается значительно эффективность установки, поскольку резко снижается образование кокса и других углеродсодержа- щих продуктов. В известном способе кокс за 6 мес. работы образуется на толщину 9 мм, в данном способе в этом случае толщина слоя кокса 2,5 мм, т.е. фактически наполовину сокращается простой установки во время очистки,

Формула изобретения 1. Способ получения винилхлорида пиролизом 1,2-дихлорэтана путем предварительногонагреваисходного1,2-дихлорэтана в конвективной зоне печи пиролиза до температуры ниже температуры его кипения с последующим его испарением вне печи пиролиза путем косвенного теплообмена с горячими продуктами пиролиза, выводом испаренного 1,2-дихлорэта-1

на из указанной внешней зоны и подачей в радиантную зону печи пиролиза, отличающийся тем, что, с целью снижения образования кокса и повышения эффективности процесса, косвенный теплообмен осу0 ществляют сиспользованием

высокотемпературного промежуточного газообразного теплоносителя, циркулирующего между трубами с горячими продуктами пиролиза и испаряемым 1,2-дихлорэтаном.

5 2. Способ по п 1, отличающийся тем, что в качестве газообразного теплоносителя берут воздух, азот или топочные газы.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличаю0 щ и и с я тем, что нагретый воздух частично используют для сжигания жидкого или газообразного топлива для обеспечения теплом радиантной зоны печи пиролиза,

Использование: винилхлорид - важный мономер в промышленности основного органического синтеза, Сущность изобретения: продукт-/винил/хлорид БФ С2 НЗ СГ, Реагент 1,2-ди/хлор/этан. Условия: пиролиз 1,2-ди/хлор/этанэ, предварительный его нагрев до температуры ниже температуры его кипения и последующее его испарение вне печи пиролиза путем косвенного теплообмена с горячими продуктами пиролиза, косвенный теплообмен ведут с исполь- зованиемвысокотемпературного промежуточного газообразного теплоносителя, циркулирующего между трубами с горячими продуктами пиролиза и испаряемым 1.2-ди/хлор/этаном. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

9г