178928. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és krakkoló kemence vinilklorid előállítására
5 178928 6 több, egymás mellett felevő 28 csőkeresztmetszetből áll. Az alsórészben egy függőleges 29 sort alkotnak az egymás felett fekvő csőkeresztmetszetek. Itt lehet több, például 2, vagy 3, az egymás felett fekvő csőkeresztmetszetekből kialakított fiiggőleges sor is, mely célszerűen úgy van elrendezve, hogy az egyik sorban levő csövek a következő sor két csöve közötti hézagban álljanak. Az átmenő, a kályhatérben kígyó formájúra hajlított cső belső átmérője 12—16 cm között van. A cső falvastagsága célszerűen 0,6-2 cm közötti, így a külső és belső átmérő aránya 1,1—1,25 között mozoghat. A nagyobb csőátmérőre való áttérés miatt az eddigi gyakorlattal ellentétben a szükséges hőmennyiség túlnyomó részét nem a fűtött kályhatér alsó részébe, vagyis nem a krakkolási zónába kell vezetni, hanem éppen ellenkezőleg, eljárástechnikai és üzembiztonsági okokból a krakkolási zónát tüzeléstechnikai szempontból amennyire lehet tehermentesíteni kell és a diklóretán-gőzök felmelegítési zónájába (fűtőzóna), vagyis a fűtött kályhatér felső részébe kell a nagyobb hőmennyiséget vezetni. Ez a gyakorlati kivitelezés során úgy valósul meg, hogy a fűtőzóna égősoraihoz vezetett fűtőgázmennyiség és a krakkolási zóna égősoraihoz vezetett fűtőgázmennyiség arányát állítjuk be a szükséges értékre. Az 1. ábrán látható régebbi és a 2. ábrán látható találmány szerinti krakkoló kemencékben az 1,2-diklóretán hőbontása négy szakaszban megy végbe: 1. A kemencébe folyékony halmazállapotban bevezetett 1,2-diklóretán előmelegítési zónája: előmelegítő zóna (1), 2. a kokszosodási szempontból különösen kritikus 1,2-diklóretán elgőzölögtetési zóna: elpárologtatási zóna (2), 3. az 1,2-diklóretán-gőzök felmelegítési zónája: fűtőzóna (3), 4. Az 1,2-diklóretán vinilkloriddá és hidrogén-kloriddá történő hőbontásának zónája: krakkolási zóna (4). A diklóretán elgőzölögtetését célszerű a diklóretán forráspontjához közel eső csőfalhőmérsékleten végezni abból a célból, hogy az elpárologtatási zónában a koksz képződését a lehető legalacsonyabb szinten tartsuk. Mivel a régebbi kivitelezésű kemencékben a teljes elpárologtatási zóna a felső égősor zónájába esik, az elpárologtatási zónába eső krakkolócsöveket úgy kívánták hőtechnikailag tehermentesíteni, hogy a felső égősorhoz vezetett futőgáz mennyiségét csökkentették oly módon, hogy a felső égősorokhoz vezetett fűtőgázmennyiség és az alsó égősorokhoz vezetett fűtőgázmennyiség arányát 1:1, 1—1,5 értékek közé állították. Az újabb szerkesztésű kemencénél az elpárologtatási zónát a felső égősorok hatástartományából - ,ahol a hő sugárzással és konvekdóval adódik át a csőfalnak — a kemence keskenyebb felső részébe, az előmelegítő zónához közel helyeztük el, ahol a csőfalnak történő hőátadás csupán konvekdóval megy végbe. A tapasztalat szerint az újabb szerkesztésű kemencék nem üzemeltethetők hibamentesen ugyanazzal a fűtőgázelosztással (magasabb hőterhelés az alsó égősorokon), mint a régebbi szerkesztésű kemencék. Az eddig alkalmazott hőelosztással ugyanis rövid időközökben súlyos csőkárosodások történtek a kemence krakkolási zónájában. A kemence fűtés eddigi gyakorlatával ellentétben az új eljárás szerint az alsó két égősort kevésbé, a felső égősorokat azonban erősebben fűtjük. Ha a két felső égősorhoz betáplált fütőgáz mennyiségét az alsó égősorhoz betáplált fűtőgáz mennyiségéhez képest 1,7 : 1-re állítjuk be, akkor a krakkolási zónában a kemencénél csőkárosodássai kell számolni. A csőkárosodás gyakorisága növekszik, ha a betáplált fűtőgáz mennyiségének arányával az 1 ; 1 arányt megközelítjük. Másfelől a felső égősort sem lehet túlságos mértékben megterhelni, mivel így az általa fűtött krakkcső szakaszokban igen gyors kokszosodás következik be. A 2,4 : 1 fűtőgáz aránynál a diklóretán elpárologtatási zónájában néhány nap alatt bekövetkezik a krakkcsövek kokszosodása, amely egyrészt a csőfalhőmérséklet emelkedésében, másrészt a kemencenyomás jövekedésében nyilvánul meg. A betáplált fűtőgáz mennyiségi arányának optimuma mintegy 2: 1 aránynál mutatkozik. Ezzel a beállítással a kemence mintegy 4 hónapig üzemeltethető. A két felső égősort általában 1,7-2,3-szoros hőmennyiséggel üzemeltetjük az alsó égősornál alkalmazott fűtőgáz mennyiségéhez képest. Az előnyös tüzelési arány 1,8 :1-2,2 :1 között ingadozik. A krakkoló csövek belső átmérőjének növelése jelentős eljárástechnikai kockázatot jelentett, mivel nem volt előre látható az, hogy a csövek át mérőjének, tehát a hőátadó felület növelése miatt az intenzívebb hőátadás a felforrósított reaktorzónában nem eredményezi-e a diklóretán és a belőle keletkező vinilklorid, valamint a magával vitt szennyezések kisebb molekulasúlyú termékekké történő elbomlását, amely végeredményben korom és koksz alakjában szilárd termékek lerakódását okozta volna a csöveken. Megjegyezzük, hogy a korom és kokszképződés legfőbb okozójának tartott 2-klórbutadiént és acetilént már régóta kimutatták a krakkgázokban. Meglepő módon azonban a krakkoló csövek átmérőjének növelése kifejezetten pozitív eredménnyel járt. Az intenzívebb hőátadás a kemence magas hőmérsékletű tartományában azt eredményezte, hogy a krakkolás fenntartásához szükséges hőmérséklet körülbelül 40—50 °C-al csökkenthető a kisebb átmérőjű csövekben történő krakkoláshoz szükséges hőmérséklethez képest. A krakkolási zónában beállított hőmérséklettől függően a nem kívánt krakkolási melléktermékek mennyisége 30-80%-kal csökken a kisebb átmérőjű csöveken végzett magasabb hőmérsékletű krakkolás melléktermékeinek mennyiségéhez képest. A korom és keksz lerakódásának mértéke oly módon csökkent, hogy a kemencében 4 hónapos, a ke mence után kapcsolt desztillációs oszlopokban még féléves üzemeltetés után sem volt semmiféle szennyeződés kimutatható. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
