187692. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diklóretán termikus bontásakor keletkező melléktermékek továbbklórozására a viniklorid gyártásában
1 187 692 2 A találmány tárgya eljárás a vinilkloridgyártásban a diklóretán termikus bontásakor keletkező melléktermékek továbbklórozására, amely csökkenti a diklóretán veszteségét. A vinilklorid termékeket nagy tisztaságú diklóretán termikus bontása útján állítjuk elő, melyhez a diklóretánt az etilén közvetlen klórozásával (direklklórozás), valamint az etilén oxigén és a bontás során keletkező sósavgáz reakcióján keresztül oxiklóro/ással nyerik. A diklóretán bontás 500 °C hőmérsékleten 55%os konverziótokkal játszódik le. A termikus bontást követően a sósav és vinilklorid mellett benzol és különböző klórozott szénhidrogének mutathatók ki. mely komponenseket desztillációs rendszer segítségével választják le és továbbítják a melléktermék tárolóba. A könnyű melléktermék eltávolítására szolgáló kolonna technológiai problémája, hogy a kloroprén nem választható el megfelelő hatékonysággal. Telítetlen kötései alapján igen reakcióképes vegyület. A rendszerben lévő 10-20 ppm víztartalom hatására rövid idő alatt polimerizálódik és lehetetlenné teszi a desztillációs kolonna működését. Bedúsúlásának elkerülése érdekében a desztillációs kolonna reflux köréből folyamatos elvételt kell biztosítani. Az elvételi anyagáram jelentős mennyiségben tartalmaz diklóretánt, így ez a vinilkloridgyártás szempontjából veszteségként jelentkezik. A diklóretán-, ill. vinilkloridgyártás több lépcsőből áll. Az etilén egy részének közvetlen klórozásával diklóretán képződik magas koverziófok mellett. Az etilén és a klór a reaktor függőleges szakaszában, a cirkuláló diklóretán áramban lép reakcióba. A cirkuláló diklóretán, melyet a reakcióhő felmelégít a reaktor hűtőn áthaladva lehűl, vagyis a reakció hőjét leadja. A reaktor 2,1 bar nyomáson és 54 °C-on üzemel. A reakció katalizátora vízmentes ferriklorid, mely a reakcióba disszociálva lép be, szabad klórgyököt biztosítva. A szabad klórgyök elősegíti a klór addícióját. A diklóretán képződés következtében a reaktorban a folyadékszint megemelkedik és a képződött diklóretán egy túlfolyón keresztül a reaktorból a nyers diklóretán gyűjtőtartályba folyik. A reaktor véggázok a véggázkondenzátoron áthaladva lehűlnek, a diklóretán nagy része kondenzálódik és szintén visszajut a gyűjtőtartályba. A nyers diklóretánt szivattyú segítségével egy mosórendszeren keresztül vezetik, ahol első lépésként a diklóretánból eltávolítják a sósavat, ferrikloridot, mint vízben oldható komponenseket. Ezt követően a diklóretán áthalad a lúgos mosás két lépcsőjén, ahol a klór, a szén-dioxid és az előző mosásból visszamaradó sósav és ferriklorid nyomok eltávolítása megy végbe. A lúgosmosás után a visszamaradt lúgot és sókat az utolsó vizesmosó tartályban távolitják el. Az etilén másik része külön oxiklórozó reaktorban a diklóretán bontása során képződött és a desztillációs rendszeren leválasztott sósavval, valamint egy külön kompresszor által beadott levegővel, 230-240 °C-on és 3,1 bar nyomáson reagál, diklóretán képződés mellett. A sósavgáz tartalmaz acetilént, melynek hidrogénezésével etilén és etán képződik fix ágyas reaktorban. Az etilén, sósav és oxigén betáplálási aránya 1,04 : 2 : 0,82. A véggáz etilén tartalma 0,3-0,4%. A lejátszódó mellékreakciók szén-monoxid és szén-dioxid, valamint egyéb klórozott szénhidrogének képződését eredményezi (széntetraklorid, kloroform, etilklorid, triklóretilén stb.). Az oxiklórozás fluid-ágyas reaktorban játszódik le, ahol a rézklorid katalizátor szemcse méretének a betáplált anyagáramok mennyiségének és a reaktor méretének helyes megválasztásával az áramlási sebesség a katalizátoron keresztül 0,2-0.5 m/sec. közé esik. A technológiai és méretezési paraméterek helyes kiválasztása, jó hőátadási tényező kialakulását és egyenletes reakció-hőmérsékletet tesz lehetővé, megfelelő fluidizációs körülmények kialakulása révén. A reakcióhő eltávolítására külön a reaktorba helyezett csöves kazánrendszer szolgál. A reaktorból kilépő gáz a gyorshütő kolonnába kerül, ahol a benne lévő sósavtartalmat vizes mosással eltávolítják. A sósavmentesített gőzök kétlépcsős hűtőrendszeren keresztül haladva a benne lévő diklóretán lekondenzálódik és a nyers diklóretán tartályba jut. A véggáz egy abszorpciós rendszeren áthaladva megfelelő abszorpciós közeg alkalmazásával diklóretán tartalma tovább csökken, majd nyomásszabályzón keresztül 0,2-0,3 tf% etiléntartalommal a szabadba jut. A diklóretán desztillációját követően a száraz, nagytisztaságú diklóretánt mennyiségszabályzón keresztül vezetik az 1 bontókemencékbe, ahol 500 °C-on 55%-os konverziófok mellett bomlik vinilkloridra és sósavra. A különleges ötvözetből készült csőkígyón áthaladva a bontási folyamat során különböző telített és telítetlen klórozott szénhidrogén származékok is keletkeznek. A melléktermékek között kimutatható a kloroform 1,1 diklóretán, 1,1 diklóretilén, etilklorid, széntetraklorid, triklóretilén, benzol és butadién. A kemencékből kilépő gőzök gyors lehűtését a kemence utáni 2 quench-kolonna biztosítja. A koksz, a polimer és egyéb melléktermékek képződésének minimális értékre szorítása érdekében a quench-kolonna közvetlen a kemence után helyezkedik el, hogy a belépő csőszakasz minél rövidebb legyen. Az adott nyomásnak megfelelő kondenzálási hőmérsékletre lehűtött gőzöket léghűtők segítségével 57 °C-ra lehűtik, mely hőmérsékleten a gőzök nagy része kondenzál. A lekondenzáltatott gőz- és folyadékelegy szétválasztása külön szeparátorban megy végbe, melyből a folyadék egy részét refluxként visszavezetik a quench-kolonnába, míg a folyadék többi részét szintszabályozás mellett a desztillációs rendszerbe. A desztilláció első lépéseként a bontási folyamat során keletkezett elegyből a sósav elválasztása történik az erre a célra beállított 3 kolonnába, ahol fejtermékként tiszta sósavat nyernek. A sósav kolonna alsó részéből az anyag a 4 vinilklorid kolonnába lép, ahol fejtermékként a tiszta vinilklorid előállítása és elvezetése megy végbe. A fenéktermékként maradó diklóretán tisztítá-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
