201722. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vinil-klorid előállítására 1,2-diklór-etán termikus hasításával
HU 201722 B 2 a 0,5-3 MPa közötti nyomás-értékek előnyben részesítendők, mivel 0,5 MPa alatt a tér-idő-kihasználás viszonylag csekély, 3 MPa fölött pedig nagynyomású készülékeket kell használni. Különösen jó eredményeket lehet elérni az 1,6-2,6 MPa nyomástartományban. A vinil-kloridot tartalmazó gázt általában 450- 550 °C közötti hőmérsékleten vezetjük el a pirolízis-kemence sugárzási zónájából és visszük be a gáz-hőcserélőbe. A legalább 95 tömeg % 1,2-diklóretánt tartalmazó gázt 170-280 °C, különösen 230-270 °C, előnyösen olyan hőmérsékletre hevítjük a hőcserélőben, amely legalább 50 °C-kal az alatt a hőmérséklet alatt van, amelyen a vinil-kloridot tartalmazó gázt a pirolízis-kemence sugárzási zónájából elvezettük. Az 1,2-diklór-etánt előnyösen olyan hőmérsékletre melegítjük, amely legalább 100 °C-kal alacsonyabb annál a hőmérsékletnél, amelyen a vinil-kloridot tartalmazó gáz elhagyja a pirolízis-kemence sugárzási zónáját. A találmány szerinti eljárást különféle előnyös változat szerint hajthatjuk végre. Az egyik változat szerint olyan pirolízis- kemencét használunk, amely egy sugárzási és egy konvekciós zónát tartalmaz. A legalább 95 tömeg % 1,2-diklór-etánt tartalmazó gázt teljesen vagy részben a pirolízis-kemence konvekciós zónájában, a füstgázokkal való közvetett hőcserével, folyékony 1,2-diklór- etánból állítjuk elő. A konvekciós zónában elgőzőlögtetett 1,2-diklóretánt elvezetjük a pirolízis-kemencéből és egy hőcserélőben a forró, vinil-klorid tartalmú gázzal kívülről hevítjük, végül a pirolízis-kemence sugárzási zónájába vezetjük és ott az 1,2-diklór-etán főtömegét termikusán hasítjuk. A találmány szerinti eljárásnak egy másik változata szerint a legalább 95 tömeg % 1,2-diklór-etánt tartalmazó gázt teljesen vagy részben a pirolízis-kemencén kívül, folyékony 1,2-diklór-etánból egy elgőzölögtetőben állítjuk elő. Fűtőközegként a következőket alkalmazhatjuk: forró füstgázok, amelyek a pirolíziskemencén kívül, egy égési folyamatból származnak, nagynyomású vízgőz vagy magas forráspontú folyadékok, mint difenil, Marlotherm® S (izomer dibenzil-benzolok elegye, gyártó Hüls AG, Mari, NSZK), kondenzált aromások vagy megfelelő hőálló szilikonolajok, amelyeket az 1,2-diklór-etán elgőzölögtetéséhez szükséges hőmérsékletre kell hevíteni, például égésfolyamattal vagy forró, vinil-kloridot tartalmazó gázzal, amelyet az 1,2-diklór-etán termikus hasítása után a pirolízis-kemence sugárzási zónájából elvezettünk. Ezeket a gázokat a találmány értelmében elsősorban a gázalakú 1,2-diklór-etán felhevítéséhez alkalmazzuk, de ezt követően még a hőátadó közegek előhevítésére is szolgálhatnak. A találmány szerinti eljárás további előnyös változata szerint a legalább 95 tömeg % 1,2-diklór-etánt tartalmazó gázt teljesen vagy részben folyékony 1,2- diklór-etánból állítjuk elő közvetett hőcsere révén, forró vinil-kloridot tartalmazó gázzal, melyet az 1,2- diklór-etán termikus hasítása után a pirolízis-kemence sugárzási zónájából vezetünk el. Ehhez például a fentebb már említett 14 920 és 21 382 sz. közzétett európai szabadalmi bejelentésekben, valamint a P 36 34 550. 4 sz. NSZK-beli közrebocsátási iratban leírt eljárásokat lehet felhasználni. Különösen előnyös, ha a találmány szerinti eljárást és az előbbi eljárások valamelyikét egymás után alkalmazzuk, melynek során a forró, vinil-kloridot tartalmazó gázzal a találmány szerinti gázalakú 1,2-diklór-etánt felhevítjük és végül utána a folyékony 1,2-diklór-etánt elgőzölögtetjük. Az elgőzölögtetés után keletkező, még mindig 170-280 °C hőmérsékletű, vinil-kloridot tartalmazó gázt előnyösen egy további hőcserélőnél ahhoz használjuk, hogy folyékony 1,2-diklór-etánt az e lgőzölög - tetési hőmérséklethez közeli hőfokra melegítsük. Majd a vinil-kloridot tartalmazó gázt -20 és -50 °C közötti hőmérsékletre hűtjük a benne lévő át nem alakult 1.2- diklór-etán és a vinil-klorid, valamint további mellék-komponensek kondenzálása céljából, és a gázalakú hidrogén-kloridot szokásos módon egy kolonnában leválasztjuk. A kolonna fejénél ismert módon a nyomást előnyösen úgy állítjuk be, hogy a forró, vinil-kloridot tartalmazó gáz a pirolízis-kemence sugárzási zónáját 0,5-3 MPa nyomás mellett hagyja el. Abban az esetben különösen, ha a találmány szerinti eljárás egyik változata értelmében folyékony 1.2- diklór-etánt gőzölögtetünk el annak érdekében, hogy egy legalább 95 tömeg % 1,2-diklór-etánt tartalmazó gázt nyerjünk a pirolízis-kemencén kívül, a találmány szerinti felhevítés után a legalább 95 tömeg % 1,2-diklór-etánt tartalmazó gázt a pirolízis-kemencének mind a sugárzási, mind a konvekciós zónájába bevezethetjük. A legalább 95 tömeg % 1,2-diklór-etánt tartalmazó gáz egy desztillációs kolonnából származhat, miután szokásosan használt kondenzátorral a gázt olyan nyomásra állítottuk be, amely a találmány szerinti felmelegítés után a pirolízis-kemencébe való betápláláshoz szükséges. Amint bevezetésként már említettük, a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy a pirolízis-kemencét elhagyó forró gázok hőtartalmát hasznosítsuk, s ezzel az ismert eljárásokkal szemben a primer energiának (égő anyag) járulékos megtakarítását érhetjük el. Az eljárásnak az a legfőbb előnye, hogy a gázalakú 1,2- diklór-etánt hőcsere útján kímélőbb módon tudjuk melegíteni, mint a pirolízis-kemence sugárzási zónájában, amelyben a viszonylag sokkal forróbb égő-lángok nem-kívánt meleg-csúcsokat eredményeznek. Az új eljárással jelentősen nagyobb mértékű hasítási hozam tapasztalható a pirolízis-kemence ugyanakkora vagy hosszabb használati ideje alatt, vagy ha a hozamot nem kívánjuk növelni, az is lehetséges, hogy a pirolízis-kemencében a használati időt növeljük és ezzel csökkenthetjük a hasítási melléktermékek mennyiségét. A következő példák és összehasonlító kísérletek a találmány közelebbi megvilágítására szolgálnak. 1. példa Az 1. ábrán bemutatott folyamat-vázlat szerint járunk el. Az 1 szivattyúelőtétből 130 °C hőmérsékleten óránként 826 kg 1,2- diklór-etánt szívatunk el, és a 2 szivattyúval 125 °C hőmérsékleten a pirolízis-kemence 3 konvekciós zónáján átszivattyúzzuk. Az 1,2-diklóretánt 260 ’C hőmérsékleten teljesen elgőzölögtetjük és gáz alakjában a 4 vezetéken keresztül a konvekciós zónából eltávolítjuk, a kemencén kívül az 5 hőcseré-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
