Способ переработки продуктов расщепления при термическом расщеплении 1,2-дихлорэтана

 

Изобретение относится к химической промышленности и производству пластмасс. Переработку продуктов расщепления 1,2-дихлорэтана осуществляют за счет охлаждения газообразных продуктов до 150-180^oС. Преобладающая несконденсированная составляющая часть, состоящая из продуктов расщепления HCl и винилхлорида и неразложившегося 1,2-дихлорэтана, направляют на обработку перегонкой. Получают 1,2-дихлорэтан, который направляют на хлорирование бензола без дополнительной очистки. Сконденсированную составляющую часть, содержащую весь кокс, подвергают отдельной переработке. Технический результат - улучшение технологических и экономических показателей. 3 з.п. ф-лы.

Область применения: Химическая промышленность и производство пластмасс, где винилхлорид используется в качестве сырья для получения поливинилхлорида и смеси полимеризатов.

Техническое получение винилхлорида осуществляют путем термического расщепления 1,2-дихлорэтана при температурах 450-600^oС при повышенном давлении. При этом примерно 40-65% используемого 1,2-дихлорэтана расщепляется на винилхлорид и хлористый водород. При этом расщеплении возникают побочные продукты с более высокой и более низкой точкой кипения, чем у 1,2-дихлорэтана.

Продукты расщепления: Целевые продукты: винилхлорид и НСl, Не разложившийся 1,2-дихлорэтан.

Побочные продукты, которые имеют более низкую точку кипения, чем целевые продукты.

Побочные продукты, которые имеют более высокую точку кипения, чем целевые продукты, включая твердые побочные продукты, такие как кокс.

Таким образом, следует проводить многоступенчатое разделение путем перегонки.

Газообразные продукты термического расщепления (газ расщепления) сначала направляют через фильтр для отделения более грубых коксовых частиц, подвергают конденсации и направляют в первую дистилляционную колонну (HCl-колонна), в которой в качестве головного продукта отгоняется хлористый водород. В следующей колонне (колонна для винилхлорида) в качестве головного продукта отгоняется винилхлорид. Нижняя часть этой колонны содержит неразложившийся 1,2-дихлорэтан, а также белее легко и более высоко кипящие побочные продукты и более тонкие коксовые частицы.

Эти коксовые частицы особенно мешают при требуемом отделении бензола, так что до настоящего времени было необходимо (производить) дорогостоящее отделение продукта нижней части колонны и очистку частичного потока, который был направлен на отделение бензола. Предпочтительно это отделение и частичная очистка осуществлялись путем испарения при пониженном давлении.

Из патента ФРГ DE-A-4033047 известен способ отделения бензола от 1,2-дихлорэтана, полученного вновь при изготовлении винилхлорида, после отделения винилхлорида и хлористого водорода, который отличается тем, что 1,2-дихлорэтан из нижней части колонны для винилхлорида разделяют на очищенный от высококипящих веществ поток продукта и неочищенный поток продукта, очищенный поток продукта подвергают обработке хлором при температуре 30-85^oС в присутствии металлического железа и этот поток продукта снова объединяют с неочищенным потоком продукта и вместе отделяют 1,2-дихлорэтан от высококипящих в процессе проведения дальнейшей операции очистки. Усовершенствование этого способа состоит в том, что в качестве катализатора используют γ-окись алюминия (патент ФРГ DE-A-4129391).

Из патента ФРГ DE-A-4139632 известен, далее, способ отделения бензола из 1,2-дихлорэтана, полученного вновь при производстве винилхлорида после отделения винилхлорида и хлористого водорода, который отличается тем, что загрязненный 1,2-дихлорэтан из нижней части колонны для винилхлорида разделяют на свободный от высококипящих веществ (Кр₇₆₀ > 83,7^oС) поток I продукта и на содержащий высококипящие вещества (Кр₇₆₀ > 83,7^oС) поток II продукта, поток I продукта обрабатывают хлором при температуре 30-85^oС в присутствии металлического железа, обработанный поток I продукта объединяют с потоком II продукта, объединенные потоки продукта совместно подвергают обработке хлором при температуре 30-85^oС и из этого потока продукта выделяют очищенный в зоне дистилляции 1,2-дихлорэтан.

Из патента ФРГ DE-A-4132761 известен способ переработки газа расщепления, который получается в качестве побочного продукта при термическом расщеплении 1,2-дихлорэтана на винилхлорид при температуре 480-540^oС и давлении 15-25 бар и при необходимости охлаждается при рекуперации тепла до температуры 180-280^oС и с этой температурой направляется в зону резкого охлаждения, в которой он промывается и охлаждается конденсированным газом расщепления, отличающийся тем, что а) 80-99 мас.% охлажденных газов расщепления в газообразной форме в качестве головного продукта и 1-20 мас.% охлажденных газов в качестве жидкого продукта нижней части колонны извлекают из зоны резкого охлаждения, б) содержащийся в продукте нижней части колонны зоны резкого охлаждения кокс размельчают, в) полученную при этом дисперсию разделяют в зоне сепарации на дистиллят и продукт нижней части колонны, продукт нижней части колонны выводят из способа через шлюзовое устройство и г) дистиллят из зоны сепарации объединяют с газообразным головным продуктом зоны резкого охлаждения после его конденсации. Предпочтительно 3-6 мас.% извлекают из зоны резкого охлаждения в качестве продукта нижней части колонны.

Формулировка задачи изобретения имеет следующий вид: "Упрощение способа получения винилхлорида посредством термического расщепления 1,2-дихлорэтана как с технологической, так и с экономической точек зрения".

Цель переработки: Образующиеся при термическом расщеплении 1,2-дихлорэтана газообразные продукты наряду с не разложившимся 1,2-дихлорэтаном и целевыми продуктами VC и HCl содержат также высококипящие побочные продукты и коксовую составляющую. Для защиты включенной последовательно дистилляционной колонны от загрязнений и особенно для защиты катализатора для хлорирования бензола от дезактивации до сих пор были необходимы затратные операции очистки для отделения частиц кокса. Благодаря данному изобретению способ удалось преобразовать и упростить так, что от этих операций очистки можно отказаться.

Было выявлено, что следующий ниже принцип работы зоны резкого охлаждения может быть использован для того, чтобы значительно упростить хлорирование бензола: можно отказаться от разделения потоков продукта и очистки одного из этих потоков продукта в том случае, если газообразные продукты термического расщепления 1,2-дихлорэтана охладить до относительно узкой области пониженной температуры 150-180^oС, предпочтительно 160-170^oС, так чтобы на этой ступени конденсации конденсировалась лишь небольшая доля 1,2-дихлорэтана вместе с высококипящими составляющими частями и образованным коксом. Большая часть неразложившегося 1,2-дихлорэтана, таким образом, с продуктами винилхлоридом и хлористым водородом направляется на перегонку при нормальном давлении, причем - известным само по себе способом - вначале хлористый водород, а в дальнейшей ступени винилхлорид отделяются от 1,2-дихлорэтана путем перегонки. Оставшийся 1,2-дихлорэтан можно теперь - без очистки - направить в установку для удаления бензола, которую целесообразно осуществлять согласно патенту ФРГ DE-A-4129391 с помощью γ-окиси алюминия.

В общем случае достаточно лишь часть 1,2-дихлорэтана подвергнуть хлорированию бензола, чтобы поддерживать достаточно небольшую составляющую часть бензола и его побочных продуктов в 1,2-дихлорэтане или винилхлориде. Для разделения на частичные потоки достаточно же, согласно изобретению, простого устройства, как, например, регулировочного клапана.

Согласно изобретению можно конденсировать менее, чем 7%, предпочтительно менее, чем 5% 1,2-дихлорэтана, так чтобы нужно было обрабатывать отдельно лишь относительно небольшую составляющую часть содержащего кокс конденсата. Далее, требуемое при известном способе хлорирования бензола испарение при пониженном давлении отпадает, так что способ согласно изобретению требует значительно меньших затрат.

Изобретение поясняется далее более подробно на следующем примере.

Пример Газ расщепления, полученный в процессе расщепления 1,2-дихлорэтана, охлаждают с помощью конденсата газа расщепления в зоне резкого охлаждения до примерно 160-170^oС, при этом конденсируется 4% газа расщепления. В конденсате находится весь кокс. Его отводят и подвергают отдельной переработке.

Неконденсированные примерно 96% газа расщепления отводят в газообразной форме через головную часть зоны резкого охлаждения, направляют на промежуточную конденсацию и там подвергают конденсации. Этот конденсат также направляют в HCl-колонну. При последующей дистилляции в HCl-колонне для винилхлорида продукты нижних частей колонн не содержат кокса. Поток продукта из нижней части колонны для винилхлорида после охлаждения до примерно 30-50^oС с помощью регулировочного клапана разделяют на два частичных потока: примерно 8 т/час идут на хлорирование бензола, примерно 20 т/час проводят мимо реактора хлорирования бензола и объединяют с продуктом из этого реактора. Объединенный поток продукта без охлаждения транспортируют на хлорирование хлоропреном и оттуда он попадает в высококипящую колонну.

При проведении способа согласно изобретению отпадают, таким образом, части установки, связанные со снижением давления и фильтрацией.

Формула изобретения

1. Способ переработки продуктов расщепления при термическом расщеплении 1,2-дихлорэтана, отличающийся тем, что газообразные продукты охлаждают до области температур 150-180^oС и преобладающую несконденсированную составляющую часть, состоящую из продуктов расщепления НС1 и винилхлорида и неразложившегося 1,2-дихлорэтана, включая содержащиеся в ней побочные продукты, направляют на обработку перегонкой и полученный таким образом 1,2-дихлорэтан, включая содержащиеся в нем побочные продукты, без дополнительной очистки направляют на хлорирование бензола, сконденсированную составляющую часть, содержащую весь кокс, подвергают отдельной переработке.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют до области температур 160-170^oС.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что конденсируется меньше, чем 7% газа расщепления.

4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что на хлорирование бензола направляют часть потока неразложившегося 1,2-дихлорэтана.