202175. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vinil-klorid előállítására 1,2-diklór-etán hőhatással történő hasítása útján, és berendezés az eljáráshoz
HU202175B 2.5 MPa nyomású kazán tápvíz mennyiségének szabályozására, amelyet hűtőközegként vezetünk be az 54 csővezetéken keresztül a 34 hőkicserélőbe. Hűtőközegként így 180 dm3 kazántápvíz kerül felhasználásra, amely eközben 100 °C-ról 130 °C-ra melegszik fel és az 55 csővezetéken keresztül távozik a 34 hőkicserélőbői. Az ezáltal visszanyert energiamennyiség 1 kg termelt vinü-kloridra számítva 73,5 kJ. A kb. 195 *C-ra lehűlt 1,2-diklór-etánt egy 37 egyenletesen elosztott nyílásokkal ellátott csőlanton keresztül a 35 második tartályba vezetjük, ahol az a 40 első tartályból a 38 felfelé vezető csöveken keresztül a második tartályba felszálló magasabb hőmérsékletű 1,2-diklór-etánnal elegyedik, miközben ennek az 1,2-dikIór-etánnak egy része elgőzölög. Az elgőzölögtetett 1,2-diklór-etánt 262 °C hőmérsékleten, folyékony és szilárd rétegtől mentes állapotban vezetjük az 56 csővezetéken keresztül a hasító kemence 33 konvekciós zónájának alsó részébe, ahol ezt az 1,2-diklór-etánt túlhevítjük kb. 400 *C hőmérsékletre. Ezt a túlhevített 1,2-diklóretánt azután az 57 csővezetéken keresztül a 41 sugárzási zónába vezetjük tovább és ott 525 °C-ra melegítjük. Az 525 ’C-ra történő túlhevítés folyamán az 1,2- diklór-etán egy része vinil-kloridra és hidrogén-kloridra hasad. A forró hasítási gázokat — amint fentebb már említettük — a 48 csővezetéken keresztül a 40 első tartályba vezetjük, ahonnan azok 268 ”C hőmérsékleten távoznak. A hasítási gázoknak a 40 első tartályban végbemenő lehűlési sebessége 41.5 °C/mp, ami a belépési hőmérséklet (525 °C) 1/12,6-od részének felel meg másodpercenként. A hasítási gázokat azután a 44 csővezetéken keresztül további lehűtés céljából egy (az ábrán fel nem tűntetett) hűtőbe vezetjük, ahol azok részben kondenzálódnak. A hőhatással történő hasítás útján kapott elegyből egy (az ábrán ugyancsak nem ábrázolt) oszlopban ismert eljárással hidrogén-kloridot választunk le, ennek az oszlopnak a fejrészében a hőmérséklet -24 °C. A nyomást ebben az oszlopban úgy állítjuk be, hogy a gázalakú 1,2-diklór-etán 262 °C hőmérsékleten hagyja el a 35 második tartályt. Ebben a tartályban óránként 776 kg 1,2-diklór-etánt gőzölögtetünk el 3,5 MPa nyomáson. A 35 második tartásban nyugvónak feltételezett folyadékfelszín 1 m -jére számítva, óránként 2780kg 1,2-diklór-etán kerül elgőzölögtetésre. A 40 első tartály alsó részéből óránként 24 kg cseppfolyós 1,2-diklór-etánt vezetünk el és ezt a 45 csővezetéken keresztül egy (a 3. ábrán fel nem tűntetett) oszlopba vezetjük, ahol az oszlopfőn keresztül 1,2-diklór-etánt desztillálunk le. így a 40 első tartályból leszívatott 1,2-diklóretán mennyisége 100 kg/óra friss, a 35 első tartályba betáplált 1,2-diklór-etánra számítva, 3,0 kg/óra. Az 1,2-diklór-etánnak az első és második tartályban való összes átlagos tartózkodási ideje 48 perc. A hasító kemencében levő égőket a 43 csővezetéken keresztül —• 1 kg termelt vinil-kloridra számítva — 0,071 Nm3 tüzelőanyaggal (metánnal) tápláljuk. Ahasító kemence 33 konvekciós zónájának felső szakaszába az 51 csővezetéken keresztül óránként 110 kg 100 °C hőmérsékletű kazántápvizet ve13 zetünk be, ahol az 130 °C-ra melegszik fel. Az ezáltal visszanyert energia 1 kg termelt vinil-kloridra számítva 45,5 kJ. Az 58 csővezetéken keresztül óránként 290 dm3 130 °C hőmérsékletű vizet vezetünk el; az ezáltal visszanyert energiamennyiség 1 kg termelt vinil-kloridra számítva 119 kJ. Az 1,2-diklór-etánnak a 33+41 hasító kemence 41 sugárzási zónájában történő hasítása 65%-os konverzióval megy végbe. Óránként 312 kg vinilkloridot termelünk. A berendezés 9 hónapi üzemeltetése után a forró vinil-kloridot tartalmazó gázok (a hasító kemencéből) és a folyékony 1,2-diklór-etán közötti hőátadás a 40 első tartályban úgyszólván változatlanul megy végbe. A 40 első tartályból a 44 csővezetéken keresztül elvezetett forró gázok és a 35 második tartályból kilépő és az 56 csővezetéken keresztül a hasító kemencébe bevezetett gázalakú 1,2-diklór-etán közötti hőmérsékletkülönbség 10 ”C. A hőkicserélő felületein, sem a forró hasítási gázok oldalán, sem a cseppfolyós 1,2-diklór-etán oldalán említésre méltó lerakódás nem tapasztalható. A hasító kemence füstgázaiból forró víz termelése útján visszanyert energia 1 kg termelt vinü-kloridra számítva 119 kJ, ami — ugyancsak 1 kg termelt vinil-kloridra számítva — 0,003 Nm3 tüzelőanyagnak (metánnak) felel meg. így a tényleges fűtőgáz-felhasználás — 1 kg termelt vinil-kloridra számítva — 0,068 Nm-ra csökken; ez az összehasonlító kísérletben felhasznált, 100%-nak vett mennyiségnek mindössze 66,4%-a. Az energiamegtakarítás így 33,6%, emellett a konverzió 55%-ról 65%-ra, a hasító kemence üzemideje 6-ról 9 hónapra növekedett. 14 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás vinil-klorid előállítására hidrogén-kloridnak 1,2-diklór-etánból történő lehasítása útján, egy konvekciós zónát tartalmazó, égőkkel fűtött hasítókemencében, amelynek során a folyékony 1,2- diklór-etánt a kemencét elhagyó forró, vinü-kloridot tartalmazó gázzal közvetett módon melegítjük, gőzzé alakítjuk és az így kapott gázalakú 1,2-diklóretánt vezetjük be a hasítókemencébe, a forró, vinükloridot tartalmazó gázt az 1,2-diklór-etánnak ezzel a közvetett hőátadással történt felmelegítése után tovább lehűtjük és a hidrogén-klorid leválasztására egy desztilláló oszlopba vezetjük be és ebből az oszlopból a fenékterméket legalább egy további desztilláló oszlopba vezetjük tovább, azzal jellemezve, hogy az 1,2-diklór-etánt egy első tartályban a vinü-kloridot tartalmazó gázzal forrásig melegítjük és onnan a második tartályba vezetjük át, ahol a folyadékból a nyugvónak tekintett folyadék felületének egy négyzetméterére számítva óránként 1000-10.000 kg 1,2-diklór-etánt gőzölögtetiink el további felmelegítés nélkül, az első tartályban fennálló nyomásnál kisebb nyomáson, éspedig 1 MPa és 4 MPa közötti nyomáson az elgőzölögtetett 1,2-diklór-etánt friss, 150 °C és 220 °C közötti, a második tartályból gázalakban távozó 1,2-diklór-etán hőmérsékleténél legalább 20 'C-szal alacsonyabb hőmérsékletű 1,2-diklór-etánnak a második tartályba 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 8
