Способ выделения 1,2-дихлорэтана
Владельцы патента RU 2448941:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)
Изобретения относятся к способам выделения 1,2-дихлорэтана из отходов производства винилхлорида, получаемого термическим крекингом 1,2-дихлорэтана. 1,2-дихлорэтан выделяется из кубовых остатков ректификации путем отгона в присутствии трет-бутилпирокатехина. Техническое решение позволяет оптимизировать технологические, экономические и экологические параметры процесса получения винилхлорида, т.к. позволяет вернуть выделенный 1,2-дихлорэтан в рецикл и снизить количество жидких хлорорганических отходов. 8 пр., 2 табл.
Изобретение относится к химической технологии, конкретно к выделению 1,2-дихлорэтана из тяжелых остатков его термического крекинга (дегидрохлорирования) - производственного отхода процесса получения винилхлорида из этилена.
В производстве винилхлорида из этилена в качестве промежуточного продукта получают ДХЭ для его последующего термического или термокаталитического крекинга. В результате этого процесса получают винилхлорид и тяжелые остатки, представляющие собой смесь хлорированных углеводородов, не находящих целевого применения и являющихся отходом производства. Основным компонентом этого отхода является непрореагировавший 1,2-ДХЭ, извлечение которого для повторного использования ведет к повышению технологических, экологических и экономических показателей всего производства винилхлорида в целом.
Известен способ выделения ДХЭ из смесей хлорированных углеводородов экстрактивной дистилляцией в присутствии одного или более органических соединений, имеющих температуру кипения выше, чем вещества, которые выделяют предпочтительно сульфолан [патент США №4121978, МПК С07С 17/386, 1978 г.].
К недостаткам данного способа следует отнести использование системы из трех колонн ректификации, одна из которых работает под вакуумом, а также применение дефицитных и дорогостоящих экстрагентов, которые перед вторичным использованием необходимо тщательно очищать. Этот способ не исключает коксообразование в первых двух колоннах.
Известен способ выделения ДХЭ из смесей с другими хлоруглеводородами, согласно которому перед выделением ДХЭ предлагается проводить частичное или полное гидрирование примесей в присутствии палладиевого катализатора [патент США №4145367, МПК С07С 17/25, B01J 23/44, 1978 г.].
Недостатком этого технического решения является применение взрыво- и пожароопасного водорода и дорогостоящего катализатора.
По техническому решению [патент США №4747914, МПК С07С 17/38, 1988 г.] очистка и выделение 1,2-дихлорэтана ведется с использованием тепла, выделяющегося на стадии его получения. Процесс реализуется на двух колоннах, из которых вторая работает под разрежением от 5 до 40 кПа, что позволяет снизить температуру процесса и, как следствие, коксообразование. Этот способ выделения 1,2-дихлорэтана связан со значительными энергозатратами и сложным аппаратурным оформлением.
Известен способ выделения 1,2-дихлорэтана из кубовых остатков ректификации производства винилхлорида путем отгона в присутствии добавок - сульфомассы, получаемой совместной переработкой пироконденсата и отработанной серной кислоты, и нефтешлама - отходов высокотемпературного гомогенного пиролиза углеводородов при массовом соотношении 100:(2-10):(1-20) соответственно [патент РФ №2009115, МПК 5 С07С 17/38, С07С 17/00, 1994 г.].
К недостаткам этого способа следует отнести сложность изготовления, значительное количество и коррозионную активность применяемой добавки.
Наиболее близкий способ выделения 1,2-дихлорэтана из кубового остатка выделения винилхлорида, получаемого крекингом 1,2-дихлорэтана, путем дистилляции в присутствии добавки - жидких хлорпарафинов с плотностью 0,98-1,02 г/см3 при ее массовом соотношении к кубовому остатку 1-3:100 [патент РФ №2243203, МПК 7 С07С 19/045, 17/38, 17/386, 2004 г.].
Недостатками данного технического решения следует считать значительное количество добавки (1-3% от массы кубового остатка, безвозвратно теряемого с выгружаемым остатком, который является жидким хлорорганическим трудноутилизируемым отходом), и сложное аппаратурное оформление с повышенным коксообразованием.
Техническим результатом настоящего изобретения является разработка более технологичного и экономичного способа выделения 1,2-дихлорэтана из кубовых остатков ректификации производства винилхлорида с пониженным коксообразованием.
Поставленная задача по предлагаемому изобретению решается тем, что в способе выделения 1,2-дихлорэтана из кубовых остатков ректификации производства винилхлорида термическим крекингом 1,2-дихлорэтана путем дистилляции процесс ведут в присутствии добавки 1% раствора в 1,2-дихлорэтане трет-бутилпирокатехина в количестве 2-4% от массы кубовых остатков.
Кубовые остатки производства винилхлорида представляют собой жидкий хлорорганический отход, получаемый после выделения винилхлорида из продуктов термического крекинга 1,2-дихлорэтана. Усредненный состав кубовых остатков приведен в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Состав кубовых остатков | |
| Компонент | %, масса |
| 1,2-дихлорэтан | 90-92 |
| 1,1,2-трихлорэтан | 0,05-0,07 |
| 1,2-дихлорпропан | 0,01-0,02 |
| Высококипящие хлорорганические соединения | Остальное |
Как следует из таблицы 1, основным компонентом кубовых остатков является 1,2-дихлорэтан, выделение и возврат которого в рецикл повышает технологические и экономические показатели производства винилхлорида.
Трет-бутилпирокатехин, (ТБК), (C10H14O2) - твердое вещество с фенольным запахом, растворимое в жидких органических средах, является ингибитором нежелательной полимеризации.
Опыты проводились на лабораторной установке, состоящей из колбы с колбонагревателем, прямого холодильника и приемной емкости. В колбу загружались кубовые остатки ТБК в количестве, соответствующем заявленному в настоящем изобретении. Для удобства дозирования ТБК вводился в виде 1% раствора в 1,2-дихлорэтане. Включался обогрев, и реакционная масса отгонялась до сухого остатка, представляющего собой кокс и неперегоняемые смолы. После охлаждения отгон и остаток взвешивались.
Результаты опытов иллюстрируются данными, приведенными в таблице 2. В таблице 2 приведены также результаты опытов, выполненных по способу прототипа (сравнительные примеры), и результаты отгона 1,2-дихлорэтана из кубовых остатков производства винилхлорида без добавок.
Примеры 1-3.
Опыты проводились с добавками ТБК в пределах, заявляемых в настоящем изобретении.
| Таблица 2 | ||||||||
| Результаты опытов выделения 1,2-дихлорэтана из кубовых остатков производства винилхлорида | ||||||||
| Примеры | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| Кубовые остатки, мас.ч. | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 1% р-р ТБК в ДХЭ, мас.ч. | 2 | 3 | 4 | 1 | 5 | |||
| ХП-30, мас.ч. | 1 | 3 | ||||||
| Отгон, % | 92,5 | 93,2 | 94,0 | 92,0 | 92,1 | 88 | 86,9 | 85,3 |
| Кокс и смолы, % | 7,5 | 6,8 | 6,0 | 8,0 | 8,9 | 12,0 | 13,1 | 14,7 |
Примеры 4 и 5.
Опыты проводились с добавками ТБК менее (пример 4) и более (пример 5) пределов, заявленных в изобретении.
Примеры 6 и 7.
Опыты с добавками хлорпарафина ХП-30 в соответствии со способом прототипа.
Пример 8.
Опыт по отгонке 1,2-дихлорэтана из кубовых остатков производства винилхлорида без добавок.
Как следует из данных, приведенных в таблице 2, способ выделения 1,2-дихлорэтана из кубовых остатков производства винилхлорида по настоящему техническому решению более техничен и экономичен по сравнению с известными, т.к. предполагает использование минимальных количеств добавки при значительно больших выходах выделяемого целевого продукта. Кроме того, снижение выходов кокса и смол, являющихся трудноутилизируемыми хлорорганическими отходами, придает данному изобретению экологическую направленность.
Способ в соответствии с настоящим изобретением может быть использован как на действующих нефтехимических предприятиях для оптимизации технологических, экономических и экологических показателей производства винилхлорида, так и для вновь проектируемых и строящихся предприятий.
Способ выделения 1,2-дихлорэтана из кубовых остатков ректификации производства винилхлорида, получаемого термическим крекингом, 1,2-дихлорэтана путем дистилляции в присутствии добавки, отличающийся тем, что в качестве добавки используют 1% раствор в 1,2-дихлорэтане трет-бутилпирокатехина в количестве 2-4 мас.% от кубовых остатков.
