Способ получения винилхлорида

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК ц 5 С 07 С 21/О О К ПАТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Патент СССР ЬЬ 591132,кл. С 07 С 21/06, опублик, 1974.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИНИЛХКОРИДА Изобретение относится к циклическим асыщенным соединениям, в частности Изобретение относится к способу получения винилхлорида термическим расщеплением 1,2-дихлорэтана, который находит применение как мономер при получении полимерных материалов,Целью изобретения является повышение степени расщепления 1,2-дихлорэтана и сокращение энергозатрат,На фиг,1 - 4 схематично представлено устройство для осуществления способа,П р и м е р 1, Из сборника для подачи насосом (перекачки) 1 (фиг,1) ежечасно отводят 826 кг жидкого продукта с содержанием 1,2-дихлорэтана 99,3 мас.0/ с температурой 130 С и с помощью насоса 2 при 125 С эакачивают в конвекционную зону 3 реакционной печи. При 260 С продукт, содержащий 1,2-дихлорзтан, полностью испаряется,к получению винилхлорида, которыи используется при получении полимерных материалов. Цель - повышение степени расщепления 1,2-дихлорэтана и сокращение энергозатрат, Получение включает испарение жидкого 1,2-дихлорэтана при 202-275 С, подачу испаренного 1,2-дихлорэтана для термического отщепления хлористого водорода в пиролизную печь, имеющую зоны излучения и конвекции. Из зоны конвекции выходит горячий винилхлоридсодержащий газ. Испаренный 1,2- дихлорэтан, содержащий минимально 95 мас. О/ 1,2-дихлорэтана, дополнительно косвенно нагревают до 290 - 367 С горячим винилхлоридсодержащим газом с температурой 480 - 523 С и давлением 0,63 - 2,1 МПа в теплообменнике. 2 з,п, ф-лы,4 ил,газообразным выводится из конвекционный зоны через трубопровод 4, вне печи в О теплообменнике 5 нагревается до 350 С и ( по трубопроводу 6 вводится в зону излуче- л ния реакционной печи. Зона 7 излучения рр обогревается благодаря четырем расположенным друг над другом рядам горелок, в которые через трубопровод 8 подается 0,0876 нм горючего (метана) на 1 кг получаемого винилхлорида, В зоне 7 излучения большая часть 1,2-дихлорэтана.термически ( Д расщепляется до винилхлорида и хлороводорода. Горячая, с температурой 518 С, содержащая винилхлорид газовая смесь, которая выходит из зон 7 расщепления, по трубопроводу 9 подается в теплообменник 5 и покидает его по трубопроводу 10 с температурой 433 С. По трубопроводу 10 газ,вводится в теплообменник 11 и выходит изнего с темпсратурой 220 С через трубопро- .вод 12. В теплообменник 11 по трубопрово 40 4550 содержащий винилхлорид, попадает в следующий теплообменник 11, из которого он выходит с температурой 220 С через трубопровод 12. Затем его, как обычно, охлаждают и перегоняют, Давление, с которым содержащий винилхлорид горячий газ выходит по трубопроводу 9 из зоны 7 излучения, составляет 1,8 МПа, Он поступает в головную часть колонны, в которой отгоняется хлороводород, В теплообменник 11 по трубопроводу 13 подается питательная вода котла с температурой 100 С, из нее получается 90 кг/ч водяного пара с давлением 0,9 МПа и температурой 1750 С, что соответ,ствует количеству теплоты 679,5 кДж/кг винилхлорида или 0,0191 нм горючего (метан) на 1 кг полученного винилхлорида. Эффективный расход горючего (метана) таким об,разом снижается до 0,0685 нм метана на ,1 кг полученного винилхлорида. Водяной пар покидает теплообменник 11 по трубопроводу 14. Получают 313 кг/ч винилхлорида, степень расщепления составляет 60, срок службы реакционной печи составляет 7 мес,Сравнительный опыт аналогичен примеру 1, Из сборника для подачи насосом 1 перекачки с помощью насоса 2 (фиг.2) в конвекционную зону 3 реакционной печи подают 904 кг/ч продукта с содержанием 1;2-дихлорэтана 99,3 мас.; с температурой 125 С, там дихлорэтан испаряется и газообразным подается в печь далее по трубопроводу 15 в зону 7 излучения, Из зоны 7 содержащий винилхлорид горячий газ с температурой 530 С через трубопровод 16 ду 13 подается питательная вода котла с температурой 100 С и из него отводится 142 кг/ч водяного пара с давлением 0,9 МПа и температурой 175 С по трубопроводу 14. Это соответствует теплоте 1100 кДж/кг винилхлорида соответственно количеству горючего 0,03 нм метана на 1 кг полученного винилхлорида. Четыре ряда горелок в реакционной печи снабжаются через трубопровод 80,109 нм метана на 1 кг полученного винилхлорида, Эффективный расход горючего составляет 0,079 нм метана на 1 кг полученного винилхлорида, это на 15,3 больше, чем в примере 1. Получают 313 кг/ч винилхлорида, степень расщепления составляет 550, срок службы реакционной печи составляет 4 мес. Этот сравнительный опыт осуществлялся аналогично известному способу.П р и м е р 2. Из сборника для подачи насосом 1 (фиг.З) ежечасно отводят 798,5 кг 1,2-дихлорэтана и с помощью насоса 2 при 5 10 15 20 ЗО 125 С накачивают в подобласть 3 конвекционной зоны реакционной печи, В подобласти 3 1,2-дихлорэтан нагревается до 240 С и жидким подается по трубопроводу 4 в испаритель 5, из которого он попадает по нисходящим трубопроводам 6 в аппарат 7 и из него по восходящим трубопроводам 8 в круговом процессе снова попадает в испаритель 5, Газообразный продукт с содержанием 1,2-дихлорэтана 95,8 мас,7 ь выходит из испарителя 5 с температурой 2600 С и по трубопроводу 9 подается в теплообменник 10, который он покидает с температурой 367 С по трубопроводу 11 и вводится в зону 12 излучения реакционной печи. Через ответвление 13, которое содержит регулировочный клапан, регулируемый уровнем высоты жидкости в испарителе 5, газообразный 1,2-дихлорэтан из испарителя 5 может прямо вводиться в зону 12 излучения реакционной печи. Количество газообразного 1,2-дихлорэтана по сравнению с количеством, которое вводится через теплообменник 10, незначительно и служит лишь для выравнивания энергии при колебаниях процесса. Из зоны 12 излучения горячий, содержащий винилхлорид газ с температурой 523 С подается по трубопроводу 13 в теплообменник 10 и покидает его с температурой 422 С через трубопровод 14, который идет в аппаратуру 7, где жидкий 1,2-дихлорэтан, циркулирующий из испарителя 5, косвенно нагревается за счет содержащего винилхлорид горячего газа вплоть до кипения. Содержащий винилхлорид газ по трубопроводу 15 выходит из аппарата 7 с температурой 2650 С, затем как обычно охлаждается и обрабатывается путем перегонки, причем в головной части дистилляционной колонны, в которой отгоняется хлороводород, давление устанавливается таким образом, что содержащие винилхлорид горячие газы покидают зону 12 излучения реакционной печи по трубопроводу 13 с давлением 1,9 МПа.По трубопроводу 16 из аппаратуры 7 ежечасно отводятся 28 кг 1,2-дихлорэтана, который содержит частицы твердого вещества, в другом месте процесса освобождается от твердых веществ и снова . используется. Через трубопровод 17 к четырем рядам горелок реакцзионной печи в целом подводится 0,075 нм горючего(метана) на 1 кг получаемого винилхлорида, В верхней части 18 конвекционной зоны реакционной печи (в водяном подогревателе) 475 дм /ч питательной воды котла (дав 3ление 2,5 МПа), которая подается по тру бо проводу 19 с температурой 100 С, нагреваются до 150 С, отводятся по трубопро 16658745 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 воду 19 и используются в другом месте процесса, Таким образом, рекуперируются 317,7 кДж/кг винилхлорида энергии соответственно количеству горючего (метана) 0,009 нм на 1 кг получаемого винилхлорида. Эффективный расход горючего снижается таким образом до 0,066 нм на 1 кг полученного винилхлорида.Получают 330 кг/ч винилхлорида, степень превращения при расщеплении составляет 68 о , срок службы реакционной печи составляет 12 мес.Сравнительный опыт аналогичен примеру 2, Из сборника для подачи насосом 1 (фиг.4) ежечасно отводят 834 кг 1,2-дихлорэтана и с помощью насоса 2 с температурой 125 С через теплообменник 3 и трубопроводу 4 транспортируют в испаритель 5. Теплообменник 3 нагревается с помощью 25 кг/ч пара высокого давления (2,1 МПа) по трубопроводу 6, Через измерение высоты уровня жидкого 1,2-дихлорэтана в испарителе 5 в качестве регулируемой величины регулируется подача пара высокого давления в теплообменник 3, 1,2-Дихлорэтан выходит из теплообмен ника 3 с температурой 161 С,Горячий, содержащий винилхлорид, газ выходит из зоны 7 излучения реакционной печи по трубопроводу 8 с температурой 533 С, проходит аппарат 9 и выходит из него с температурой 245 С через трубопровод 10, Затем содержащий винилхлор:д газ обычным способом далее охлаждается и в колонне отгоняется хлороводород. Давление в головной части этой колонны устанавливается так, чтобы горячий, содержащий винилхлорид газ выходил из зоны 7 излучения реакционной печи под давлением 1,9 МПа. В трубопроводах 11 и 12 жидкий 1,2-дихлорэтан, как и описано в примере 2, вводится в циркуляцию. Газообразный продукт, содержащий 95,8 мас, О 1,2-дихлорэтана по трубопроводу 13 из испарителя 5 подается в зону 7 излучения реакционной печи.Из аппарата 9 через трубопровод 14 отводятся 30 кг/ч жидкого 1,2-дихлорэтана, освобождаются от твердых веществ и снова используются в другом месте процесса. Расположенные друг над другом четыре ряда горелок реакционной печи снабжаются по трубопроводу 15 в целом 0,1074 нм горючего (метана) на 1 кг полученного винилхлорида, В верхней части 1 б конвекционной зоны реакционной печи, в водяном подогревателе, 330 дмз/ч питательной воды котла (давление 2,5 МПа), которая подается по трубопроводу 17 с температурой 80 С, нагреваются до 150 С и частично по трубопроводу 18 вводятся в котел 19, частично по трубопроводу 20 снова используются в другом месте процесса получения винилхлорида, Жидкость из котла 19 по трубопроводу 21 подается в нижнюю часть 22 конвекционной зоны реакционной печи, там нагревается и по трубопроводу 23 подводится к котлу 19. Часть получаемого в котле 19 пара используется для нагрева теплообменника 3.Большая часть этого парэ, а именно 167 кг/ч, отводится по трубопроводу 24 и используется в других местах процесса получения винилхлорида. Таким образом рекуперируют 1236,2 кДж/кг винилхлорида энергии. По трубопроводу подают 136 дм /ч питательной воды котла с температурой 150 С для дальнейшего применения,.благодаря чему регенерируют 121 кДж/кг винилхлорида энергии, Общее регенерированное количество энергии составляет 1236,2 + 121 = 1357,2 кДж/кг винилхлорида, это соответствует количеству горюче.го (метана) 0,038 нм /кг винилхлорида, Эффективный расходгорючего газа таким образом снижается до 0,0694 нм /кг, это на 5 больше, чем требовалось в примере 2.Срок службы реакционной печи составляет9 мес, получаются 330 кг/ч винилхлорида, степень превращения при расщеплении 1,2- дихлорэтана составляет 65 о ,Во всех примерах и сравнительных опытах используется технический 1,2-дихлорэтан, который.содержит 99,7 мас,% чистого 1,2-дихлорзтана, остальное представляет собой обычные побочные продукты, как трихлорэтан, бензол, 1,1-дихлорэтан, трихлорзтилен, тетрахлорэтилен, хлороформ, четыреххлористый углерод, хлоропрен.П р и м е р 3, Из насосного сборника 1 (фиг,З) каждый час откачивается 785 кг 1,2- дихлорэтана и посредством насоса 2 с температурой 100 С прокачивается через участок 3 конвекционной зоны реакционной печи. На этом участке 3 1,2-дихлорэтан разогревается до 265 С и через трубопровод 4 в жидком виде подается в испэритель 5. Из испарителя продукт через нисходящий трубопровод б направляется в аппарат 7, из него через восходящие трубопроводы 8 - в циркуляционный контур и опять в испаритель 5,Газообразный продукт, содержащий 97,5 мас.1,2-дихлорэтана, покидает испаритель 5 с температурой 275 С и через трубопровод 9 подводится к теплообменнику 10, из которого он направляется в трубопровод 11 с температурой 330 С и поступает в зону 12 излучения реакционной печи. С помощью вспомогательного отвода 13, который имеет регулировочный клапан, с помощью которого регулируется уровеньжидкости в испарителе 5, газообразный 1,2- дихлорэтан из испарителя 5 может непосредственно подаваться в зону 12 излучения реакционной печи. Количество этого газообразного 1,2-дихлорэтана по сравнению с количеством его, которое направлено через теплообменник 5, очень незначительно и служит исключительно для компенсации энергии при колебаниях процесса.Из зоны 12 излучения горячий газ, содержащий винилхлорид с температурой 480 С, через трубопровод 13 поступает в теплообменник 10, откуда он выходит с температурой 415 С через трубопровод 14, который входит в аппарат 7, где жидкий 1,2-дихлорэтан циркулирует из испарителя 5, косвенно разогревается газом, содержащим горячий винилхлорид, до кипения, В инилхлоридсодержащий газ через трубопровод 15 выходит из аппаратуры 7 с температурой 290 С, после чего охлаждается обычным способом и подвергается дистилляции, причем в голове дистилляционной колонны, в которой будет осуществлена отгонка хлористого водорода, давление устанавливается таким образом, чтобы горячие газы покидали зону 12 излучения реакционной печи через трубопровод 13 с давлением 2,1 МПа.Через трубопровод 16 из аппаратуры 7 будет отводиться каждый час 25 кг 1,2-дихлорзтана, который содержит частицы твердых веществ, он будет очищаться от этих твердых частиц на другом участке процесса и после чего снова вводится, Через трубопровод 17 о реакционную печь на четыре ряда горелок подается в целом 0,075 нм горючих веществ (метан) на каждый 1 кг получаемого винилхлорида,В верхней части 18 конвекционной зоны реакционной печи имеется экономайзер, в который подается 400 дм/ч йитательной воды для котлов через трубопровод 19 с температурой 100 С, где вода подогревается до 155 С и отводится по трубопроводу для использования на других участках процесса. Благодаря этому используется вторичная энергия 296 кДж/кг винилхлорида, что в пересчете на количество горючих веществ (метан) составляет 0,008 нм на каждый килограмм выработанного винилхлорида. Эффективный расход горючих веществ благодаря этому снижается на 0,067 нМ на 1 кг вырабатываемого винилхЯлорида. Получают 311,9 кг/ч винилхлорида, выход при расщеплении составляет 65, срок службы реакционной печи около 15 мес.П р и м е р 4. Жидкий 1,2-дихлорэтан подогревается на участке 3 реакционной пе 50 чи до 192 С. Газообразный продукт, содержащий 98,7 мас.1,2-дихлорэтана, выходит иэ испарителя 5 с температурой 202 С и через трубопровод подается в теплообменник 10, из которого он выходит с температурой 290 С через трубопровод 11.Из зоны 12 излучения газ, содержащий горячий винилхлорид с температурой 500 С, через трубопровод 13 подается в теплообменник 10 и выходит из него с температурой 440 С. Винилхлоридсодержащий газ через трубопровод 15 проходит через аппаратуру 7 и выходит из нее с температурой 217 оСВ голове дистилляционной колонны, где осуществляется отгонка хлористого водорода, давление устанавливается таким образом, чтоб горячие винилхлоридсодержащие газы покидают зону 12 излучения реакционной печи через трубопровод 13 с давлением 0,63 МПа,Через трубопровод 17 в реакционную печь на четыре ряда горелок подается в целом 0,064 нм горючих веществ(метан) на 1 кг получаемого винилхлорида. В верхней части конвекционной зоны реакционной печи не осуществляется подогрев воды для питания котлов (температура дымовых газов для этой цели недостаточна) Получают 316,8 кг/ч винилхлорида, выход при. расщеплении составляет 66, срок службы реакционной печи около 13 месПредлагаемый способ позволяет получить более высокую степень расщепления 1,2-дихлорэтана, а также увеличение срока службы печи пиролиза, Использование содержащейся в горячих винилхлоридсодержащих газах теплоты приводит к значительному сокращению энергозатрат.Ф ормула изобретения1. Способ получения винилхлорида, вкрочающий испарение жидкого 1,2-дихлорэтана при 202-275 С, подачу испаренного 1,2-дихлорэтана для термического отщепления хлористого водорода в пиролиэнуюпечь, имеющую зону конвекции и излучения, из которой выходит горячий винилхлоридсодержащий газ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени расщепления 1,2-дихлорэтана и сокращения энергозатрат, испаренный 1,2-дихлорэтан, содержащий минимально 95 мас. 1,2-дихлорэтана, дополнительно косвенно нагревают до 290-367 С горячим винилх лоридсодержащим газом с температурой480-523 С и давлением 0,63-2,1 МПа в теплообменнике,2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я. тем, что испаренный содержащий минимально 95 мас, 1,2-дихлорэтан получаютиз жидкого 1,2-дихлорэтана в конвективной зоне пиролизной печи за счет непрямого контакта с дымовыми газами,3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что горячий содержащий винилхлорид газ послестадии косвенного нагрева испаренного 1,2-дихлорэтана, содержащего минимально 95 мас. 1,2-дихлорэтана, используют для нагрева в испарителе жидкого 1,2-дихлорэтана до получения газообраз ного испаренного, содержащего 95 мас,1,2-дихлорэтана.1665874 орректор Т, Кол Составитель Н. Гоэал Техред М,Моргентал эктор А, Мотыл Производственно ательский комбина Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 2402 Тираж 257 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва,Ж, Раушская наб 4/5