СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРВИНИЛА И ЭТИЛЕНА Советский патент 1971 года по МПК C10G57/00 

Изобретение относится к способу получения хлорвинила н этилена из нефтяных фракций.

Известен способ одновременного получения хлорвинила и этилена путем ниролиза нефтяной фракции при температуре 900-1000°С и давлении до 7 атм с последующей очисткой полученного лри этом газа и обработкой его хлористым водородом в присутствии катализатора. Недостатком известного способа является невысокий выход целевых нродуктов.

С целью повышения выхода целевых продуктов и увеличения соотношения этилен/ацетилен, предлагается способ, заключающийся в том, что нефтяную фракцию подвергают пиролизу при температуре 1000-1100°С и давлении 10-30 атм. Полученный при этом крекинг-газ подвергают очистке и обрабатывают хлористым водородом в присутствии катализатора.

Предлагаемый способ позволяет увеличить в крекинг-газе концентрацию этилена до 22 об. %, ацетилена - до 10,4 об. %, соотношение этилен/ацетилен до 2,58 и общий выход этилена/ацетилена до 57,5 вес. %.

Оптимальное соотношение этилена и ацетилена в газе пиролиза 1 - 10 : 1.

Для получения газообразной смеси, содержащей этилен и ацетилен в указанном соотношении, может быть принята система пиролиза, известная как метод пиролиза в

сравнительно высоком интервале температур, например, система регенеративной печи типа Вульфа, так называемая система пламенного крекинга, использующая пламя сожжений в

качестве источника нагрева, или система крекинга с использованием для нагрева перегретого пара. Для более экономичного осуществления процесса очистки газа, рекомендуется применять газообразную смесь, не содержащую углекислый газ. Следовательно, наиболее экономичной является систе.ма ниролиза с использованием высокотемпературного перегретого пара или любого другого твердого регенерирующего агента.

15

Газ, образующийся при реакции, подвергают охлаждению для предотвращения разложения полученного ацетнлена н после удаления из него угля и смолы сЛСимают, нри этом чем ближе величина давления сжатого газа

0 к величине давления, требующегося при очистке этилена н на стадиях разделения на конечной ступени, тем экономнчнее процесс. Сравнительно тяжелы углеводороды, содержащие ароматические соединения, удаляют

5 путем охлаждения, конденсации или поглощения, а затем удаляют более легкие чем ацетилен углеводороды. Так как углеводороды более легкие чем ацетилен могут отравить катализатор, применяющийся при С1 нтезе вивилхлорида, их удаляют известным методом, например путем поглощения керосином. В случае если в газообразной смеси присутствует двуокись углерода, которая может оказать вредное влияние на стадию выделеВИЯ этилена с использованием глубокого охлаждения на последующей ступени, двуокись углерода лучще удалить сразу. Очищенный газ, содержащий разбавленный ацетилен и этилен, смещивают с требующимся количеством безводного хлористого водорода и вводят в аппарат для синтеза, загруженный катализатором. Реакция протекает при температуре 130-300°С при абсолютном давлеНИИ 10-30 атм. Если синтез винилхлорида проводят при повыщенном давлении, парциальное давление ацетилена может быть повышено, размеры реакционного аппарата уменьщены и срок службы катализатора увеличен. В то же время сжатие производственного газа для последующих стадий очистки этилена и выделения может стать необязательным или сведено до минимума. Для глубокого охлаждения и разделения винилхлорида и этилена можно применять любой аппарат, однако аппарат должен включать узлы для очистки, чтобы можно было не только ожижать и выделять винилхлорид, но и выделять этилен высокой степени чистоты. Производственный газ лучще всего промыть водой и едким натром и высущить до стадии Глубокого охлаждения для удаления непрореагировавщего хлористого водорода и образовавщихся в качестве побочных продуктов альдегидов. В аппарате для глубокого охлаждения происходит удаление образующихся в качестве побочных продуктов углеводородов, имеющих точку кипения более высокую, чем точка кипения этана и .пропилена. Углеводороды, имеющие более высокую точку кипения, чем точка кипения пропилена, могут быть удалены одновременно с более высококипящими углеводородами чем ацетилен, тем не менее они полностью не удаляются и могут быть возвращены на рециркуляцию в смеси с сырьем или использованы в качестве топлива. Часть выделенного легкого газа, содержащего метан, водород и окись углерода, может быть направлена на циркуляцию или использована в качестве топлива при термическом крекинге. Пример. В качестве топлива используют 14,2 топливного газа, состоящего из газообразной смеси 3,9 метана, 8,6 водорода-И 1,7 окиси углерода, которую сжигают вместе с 65 воздуха, -подогретого до 300°С в регенеративной печи, загруженной такими огнеупорными материалами, как окись циркония и окись алюмииия. Огнеупорные материалы, находящиеся в печи, нагревают до максимальной температуры 2100°С. Затем при абсолютном давлении 3 атм в нагретую таким образом регенеративную печь вводят 60 кг/час водяного пара и топливо сжигают в двух регенеративных печах путем поочередного включения их через интервалы в 5 мин. Печи должны быть нагреты до температуры около 2000°С. Водяной пар нагревают так, чтобы непрерывно получать ежечасно 60 кг пара с тем.пературой 2000°С под давлением 2 атм. Полученный таким образом водяной пар вводят в реактор пиролиза по трубопроводу, выложенному огнеупорным материалом. В нагретый до высокой температуры пар, подаваемый со скоростью 25,5 кг/час, впрыскивают со скоростью 17,6 кг/час лигроин (из Кувейта) с интервалом кипения от 30 до 140°С, подогретый до 500°С. После реакции, протекающей в течение 0,006 сек при температуре 1000-1100°С и давлении 10-30 атм продукты охлаждают до 100°С водой. Получают 37,8 крекированного газа, состав которого .приведен в табл. 1. Таблица 1 Полученный таким образом крекированный газ промывают водой, удаляют смолистые ещества в коллекторе для пыли Коттреля, атем сжимают до давления 13 атм, охлаждают до -30°С в косвенном холодильном аппарате; выделяют и удаляют ароматические веества, после чего промывают керосином, охажденным до -30°С, со скоростью 100 л/ча.с скруббере с насадкой. Причем происходит оглощение углеводородов, точка кипения коорых находится выше, чем точка кипения пропилена. В верхней части скруббера концентрация пропилена составляет 100 ч. на млн., а углеводородов, кипящих при темпеатуре выше, чем температура кипения ацеилена - менее 10 ч. на 1 млн.

Полученную таким образом газообразную смесь подогревают до температуры около 120°С, добавляют 6,67 кг/час безводного хлористого водорода, сжатого до давления 14атм и вводят в аппарат для синтеза винилхлорида. Аппарат для синтеза загружают активированным углем, на котором адсорбирован хлорид двухвалентной ртути. Аппарат охлаждают снаружи кипящей водой до установленной температуры, а реакционный газ вводят в .реакцию с температурой около 150°С. Газ, образующийся при реакции, промывают водой и раствором едкого натра, освобождают от побочных растворимых в воде продуктов - альдегидов и от остаточного хлористого водорода - и сущат. Получают 35,6 газообразной смеси, состав которой приведен в табл. 2.

Таблица 2

Таблица 3

10

Состав очищенного этилена приведен в табл. 4, выход очищенного этилена 10,0 кг/час.

15

Таблица 4

20

Полученную таким образом газообразную смесь вновь сжимают до давления 30 атм при помощи компрессора, затем охлаждают до -50°С пропиленом для выделения винилхлорида в форме конденсата. Далее в колонне деметанизации при температуре в верхней части колонны, равной -156°С, при помощи сепаратора глубокого охлаждения с использованием циркулирующего азота в качествехладагента сначала отделяют газообразные метан, окись углерода и водород. Из нижней части колонны выделяют 99,8% этилена при температуре -99°С, соответствующей температуре верхней части следующей колонны, служащей для ректификации этилена. Жидкость из нижней части колонны состоит в основном из этаиа и ее используют как часть исходного сырья. Полученная таким образом фракция винилхлорида имеет состав, приведенный в табл.3. Винилхлорид, имеющий состав, приведенный в табл. 3, очищают от газов с низкой температурой кипения, таких как метан, ацетилен, этилен, водород, азот, окись углерода и пропилен, и выделяют сначала в колонне дистилляции, работающей под давлением 6 атм, а затем подвергают ректификации в колонне дистилляции, работающей под давлением 5 ат.и, служащей для выделения фракции с более высокой температурой кипения. Очищенный винилхлорид получают со скоростью 10,5 кг/час. Часть выделенной газообразной смеси метана, водорода и окиси углерода используют как топливо в перегревателе с целью получения высокотемпературного водяного пара для пиролиза. Предмет изобретения Способ одновременного получения хлорвиг нила и этилена пиролизом нефтяной фракции при повыщенных температуре и давлении с последующей очисткой полученного при этом газа и обработкой его хлористым водородом в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью повыщения выхода целевого продукта, процесс ведут при температуре 1000-1100°С и давлении 10-30 ат.м.