Procédé de préparation de chlorure de vinyle
La présente invention se rapporte à un procédé de préparation de chlorure de vinyle au départ de méthane ou de mélanges gazeux qui en contiennent des proportions relativement importantes.
Ce procédé consiste essentiellement à soumettre du méthane ou un mélange gazeux contenant du méthane en proportions relativement importantes à une combustion partielle sous une pression ne dépias sant par 20 atmosphères, à refroidir brusquement le gaz de pyrolyse ainsi obtenu, à enlever de ce dernier les goudrons, le noir de carbone, les hydrocarbures aromatiques et la plus grande partie des hydrocarbures acétyléniques autres que l'acétylène par lavage par un solvant à basse température, puis à effectuer une réaction de catalyse sous pression entre ce gaz épuré et de l'acide chlorhydrique gazeux, et enfin à séparer et purifier le chlorure de vinyle monomère formé.
En effectuant l'ensemble de ces opérations sous pression, on réalise non seulement une économie sensible sur les frais d'investissements des installations, mais aussi sur les frais d'épuration du gaz obtenu à la pyrolyse et sur ceux de purification et de concentration du chlorure de vinyle.
La première étape du procédé suivant l'invention consiste à effectuer la pyrolyse du méthane, ce qui, dans des conditions dé. terminées de température et de durée de réaction, donne de l'acétylène dilué par d'autres constituants gazeux, dont notamment l'hydrogène. Pour porter le méthane à sa température élevée de pyrolyse, on effectue une combustion par tille, qui consiste à brûler une partie du méthane (réaction exothermique), ce qui fournit l'énergie nécessaire à la réaction endothermique e de pyrolyse du reste de méthane. Environ les deux tiers du méthane sont brûlés et le tiers restant est transformé en acétylène et hydrogène.
Pour réaliser cette combustion, on préchauffe au maximum le méthane et l'oxygène, on mélange ces gaz chauds, on répartit uniformément le mélange dans une chambre de réaction où a lieu la pyrolyse en flammes, puis on refroidit brusquement les gaz de pyrolyse pour les stabiliser dans leur état de teneur maximum en acétylène.
Le préchauffage des réactifs gazeux a pour effet de réduire le nombre de calories à fournir par la réaction exothermique et aussi réduire la consomma- tion d'oxygène. D'autre part, la durée de combustion partielle doit être de préférence inférieure à 10 millisecondes et on doit donc contrôler soigneusement cette durée de combustion, d'où le refroidissement brusque (ou trempe) des. gaz de pyrolyse par exemple par injection transversale d'eau froide.
Un mode préféré d'exécution de cette réaction de combustion partielle consiste à distribuer régulièrement l'oxygène dans une série d'éjecteurs, à entraîner le méthane par l'oxygène, à parfaire le mélange des deux réaotifs dans une série de tubes mélangeurs en nombre égal à celui des éjecteurs, chacun de ces tubes mélangeurs reliant l'éjecteur correspondant à la chambre de combustion, puis à effectuer la pyrolyse en flammes de chacun de ces mélanges de réactifs dans la chambre de combustion et enfin à stabiliser le gaz de pyrolyse par refroidis serment brusque.
Ce mode d'exécution est particulièrement intéressant quand on effectue la combustion partielle sous pression. Dans ce cas, on utilise de l'oxygène sous pression qui, à la sortie de chaque éjecteur, entraîne le méthane qui est à une pression inférieure à celle de l'oxygène.
Dans le gaz de pyrolyse ainsi stabilisé, l'acétylène est dilué et souillé par diverses impuretés. Cet acétylène est en effet accompagné: - de gaz permanents, tels que l'hydrogène, l'oxyde
de carbone, le méthane, l'azote, - d'anhydride carbonique, - d'hydrocarbures divers, paraffiniques, oléfiniques,
acétyléniques et aromatiques, - de noir de carbone et de goudron.
A titre d'exemple, nous donnons ci-après l'analyse d'un gaz acétyléné obtenu par combustion partielle sous une pression de 6 kg/cm2 de méthane à 96 2/o de pureté, ce méthane et l'oxygène étant préchauffés à environ 7500 C.
Composition
Constituant volumétrique
Acétylène 8,6
Hydrogène 57,8
Oxyde de carbone 24,8
Anhydride carbonique. 3,4
Azote 0,4
Oxygène 0,05
Méthane 4,4
Ethylène 0,1 Méthylacétylène 0,15
Propadiène 0,04
Diacétylène 0,1
Vinylacétylène 0,03
Noir de carbone et goudrons environ 10/o
du carbone
du méthane
Hydrocarbures aromatiques 0,2
On lave d'abord ce gaz de pyrolyse à l'eau et à l'huile pour enlever le noir de carbone et les goudrons.
On enlève ensuite le benzène, ainsi que le diacétylène et autres homologues de l'acétylène par passage du gaz sous pression dans une colonne à remplissage, arrosée d'un solvant de ces impuretés et maintenue vers -20 à -550 C, par apport exté rieur de frigories, par r exemple, grâce à une enve- loppe extérieure remplie d'ammoniac et maintenue sous vide partiel. Comme solvant de ces impuretés, on utilise de préférence du méthanol ou du kérosène.
Il a été constaté que ce gaz acétyléné sous pression, ainsi préépuré, et contenant donc l'acétylène relativement dilué et non débarrassé d'autres produits gazeux de la pyrogénation du méthane de départ, peut être utilisé directement à la synthèse sous pression de chlorure de vinyle.
On peut sécher le gaz de pyrolyse en le faisant passer sur du chlorure calcique, puis on le conduit ensemble avec du gaz chlorhydrique sec, de préférence en excès de 2 à 10 o/o par rapport à la quantité théorique, dans un four de catalyse contenant un catalyseur tel que du charbon actif, imprégné de chlorure mercurique.
Comme four de catalyse, on se sert avantageusement d'un appareillage contenant des lits de catalyseur de 500 mm d'épaisseur, dans lequel les gaz réactionnels secs - acétylène dilué et gaz chlorhydrique - passent sous pression et entre 100 et 2000 C. Grâce à la dilution de l'acétylène, la réaction, qui est fortement exothermique, se maintient aisément dans les limites de température requise.
Une autre variante consiste à utiliser un four, avec un faisceau de tubes catalytiques entourés d'un fluide refroidisseur.
Bien qu'étant fortement dilué, l'acétylène du mélange de pyrogénation de méthane se combine facilement, sous pression, à l'acide chlorhydrique; le rendement de la synthèse est pratiquelment de 1000/o.
Après la réaction de catalyse, le gaz de synthèse sous pression, contenant le chlorure de vinyle, est débarrassé de l'acide chlorhydrique utilisé en léger excès par tout moyen approprié, par exemple par passage du gaz dans deux colonnes à remplissage, l'une arrosée par de l'eau, et l'autre par une solution de carbonate de soude à 5 /o.
La composition moyenne du gaz obtenu après catalyse et débarrassé de l'acide chlorhydrique est la suivante:
Chlorure de vinyle monomère 8,9 "/o
Acétylène 0,05 O/o
Hydrogène 58,2 O/o
Oxyde de carbone 25,4 /o
Anhydride carbonique 2,2 O/o
Azote 0,42 /o
Oxygène 0,05 /o
Méthane 4,5 /o
Ethylène 0,1 O/o Chlorures lourds 0,05 0/o
On sépare facile, ment le chlorure de vinyle en l'adsorbant sur du charbon actif ou en le dissolvant dans un solvant t sélectif.
Pour la technique d'adsorption, on peut faire passer le gaz dans une cartouche contenant du charbon actif. Ce dernier retient le chlorure de vinyle monomère et laisse passer les autres éléments composant le gaz. Après saturation du charbon, on peut récupérer le chlorure de vinyle par désorption ; à cet effet, on chauffe la cartouche à la vapeur et on envoie de la vapeur vive sur le charbon actif. Le chlorure de vinyle gazeux désorbé a la composition moyenne suivante:
Chlorure de vinyle monomère 90 U/o
Acétylène 1 max.
Oxyde de carbone + 3
Hydrogène i 3
Méthane + 15
Azote + 1,5
On peut sécher ce chlorure de vinyle impur, par passage sur du chlorure calcique ou de la potasse caustique solide, puis on peut le liquéfier par compression à environ 12 kg/cm2. On obtient ainsi, après mise à l'air des composés inertes, le chlorure de vinyle a un état de pureté élevé, répondant à 1' an a- lyse suivante
Chlorure de vinyle monomère 99,5 /o
Acétylène 0,2 /o max.
Chlorure lourd 0,05 /o env.
Ce chlorure de vinyle peut ensuite être distillé sous pression et on l'obtient ainsi à l'état pur. Quand on travaille avec du charbon actif, on constate qu'on peut absorber 25 litres de chlorure de vinyle par litre de charbon, avant que du chlorure de vinyle passe, non adsorbé, dans le gaz sortant. Ce charbon actif peut être remplacé par d'autres matières adsorbantes, par exemple gel de silice, alumine activée, etc. L'emploi de matières adsorbantes pour la séparation du chlorure de vinyle présente surtout l'avantage de fournir un produit suffisamment débarrassé de l'acétylène, pour que l'influence de cette impureté sur la polymérisation ultérieure du chlorure de vinyle soit pratiquement négligeable.
Dans la technique d'épuration par solvant du chlorure de vinyle impur, on peut faire passer ce dernier dans une colonne arrosée par un solvant sélectif pour le chlorure de vinyle et peu volatil, par exemple, pétrole, kérosène, dichloréthane, etc.
On peut distiller ensuite la solution de chlorure de vinyle dans le solvant et compléter l'épuration par compression et liquéfaction du chlorure de vinyle.
Le solvant ou le charbon actif, ainsi ramenés à leur état initial après refroidissement, peuvent servir à de nouvelles opérations d'extraction.
Malgré l'emploi d'acétylène dilué, le rendement en chlorure de vinyle est de 100 /o à la catalyse et de 98 O/o à la récupération.
Pour mieux comprendre l'objet de la présente invention, on donne ci-après à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention.
Exemple
Dans un dispositif, comme décrit dans le brevet beige No 576950, on introduit par heure 2680 Nm3 de méthane à 97,5 O/o de pureté et 1480 Nm3 d'oxygène à 97 O/o de pureté, qu'on soumet à une réaction de combustion partielle sous 12 ata avec formation d'acétylène.
Après refroidissement brusque des gaz de pyro- lyse, pour stabiliser l'acétylène, par injection d'eau transversalement au courant gazeux, on lave le gaz de pyrolyse à l'eau et à l'huile pour enlever le noir de carbone et les goudrons.
Ensuite le gaz est débarrassé des hydrocarbures aromatiques ainsi que de diacétylène et d'autres homologues d'acétylène par lavage du gaz sous pression par du kérosène, qui est un solvant pour ces impuretés, et maintenu vers 25o C à -55"C par apport de frigories.
Le gaz préépuré et séché répond à l'analyse suivante:
Composition
Constituant en O/o vol.
Hydrogène 58,7
N et CO 26,8
Acétylène 8,5
Méthane 5,5 Ethylène 0,5 CQ ' 0,01
Propylène 0,015
EMI3.1
<tb> Méthylacétylène <SEP>
<tb> Diacétylène <SEP> > <SEP> inférieur <SEP> à <SEP> 0,01
<tb> Vinylacétylène <SEP>
<tb>
En faisant passer 4500 Nmt3 du gaz de pyrolyse préépuré et séché (calculé à 00 C et 760 mm Hg) en mélange avec 293 Nm3 de gaz chlorhydrique sec, comprimés jusqu'à 12 ata, dans un four de catalyse sur du charbon actif, imprégné de chlorure mercurique, on obtient du chlorure de vinyle en mélange avec une petite quantité de chlorures des hydrocarbures présents dans le gaz de pyrolyse.
Ci-après, on désignera par chlorures légers les composés chlorés obtenus par réaction d'acide chlorhydrique et de l'éthylène ou de méthane, tels que le chlorure de méthyle, le chlorure d'éthyle, etc., tandis qu'on désignera par chlorures lourds les chlorures obtenus par réaction d'acide chlorhydrique sur les hydrocarbures acétyléniques ou éthyléniques supérieurs.
Comme four de catalyse, on utilise un four pourru d'un faisceau de 2000 tubes (longueur de 2,50 m et diamètre interne de 40 mm) dans lesquels se trouve la masse catalytique. On maintient la température du catalyseur à 1001200 C par circulation d'un fluide dans l'espace autour des tubes.
La composition du gaz de synthèse après la catalyse est la suivante (en O/o vol.)
Chlorure de vinyle 8,3 /o
Chlorures légères 0,03 O/o
Chlorures lourdes . 0,12 0/o
Acide chlorhydrique 0,48 0/o
Acétylène 0, 16 /o éthylène 0,53 0/o N + CO 26,8 o/o
Hydrogène 58,8 O/o
Méthane 5,6 /o
Hydrocarbures en C3 et C4 inférieur à 0,01 o/o
Ce gaz de synthèse est introduit dans une colonne d'absorption pour éliminer le chlorure de vinyle par lavage en contreourant avec 4000 kg par heure de dichloréthane à - 180 C,
qui dissout tout le chlorure de vinyle de même qu'une partie d'acide chlorhydrique et une petite quantité d'acétylène.
Les gaz non absorbés et sortant en tête de la colonne d'absorption sont lavés à l'eau pour récu pérer, sous forme de solution aqueuse e diluée, l'acide chlorhydrique non dissous dans le dichloréthane. Les gaz restants et constitués principalement d'azote, d'hydrogène, de méthane et de COB peuvent être débarrassés de ce dernier par lavage par une lessive alcaline, ce qui donne un gaz qu'on peut utiliser pour des synthèses chimiques ou comme combustible.
La solution de chlorure de vinyle dans le dichloréthane et sous une pression de 12 ata est portée à une température de + 200 C dans un échangeur de chaleur, puis on introduit cette solution dans un séparateur, où l'on sépare d'une part un mélange gazeux, qu'on réintroduit dans le four de catalyse, et constitué d'une petite quantité de chlorure de vinyle et d'acétylène et d'acide chlorhydrique, n'ayant pas réagi, et d'autre part un condensat de dichloréthane contenant le reste du chlorure de vinyle qu'on introduit, après préchauffage, dans une colonne de stripping de dichloréthane.
L'analyse des composé dissous dans le dichloréthane et sortant du séparateur est la suivante (en O/o vol.)
Acétylène 0,59 O/o
Acide chlorhydrique. 2,3 0/o
Chlorure de vinyle 95,5 0/o
Chlorures légères 9,15 /o
Chlorures lourdés 1,45 0/o
Hydrocarbures en C3 et C4 < 0,05 /o
Dans cette colonne de stripping on effectue la. séparation de la solution de chlorure de vinyle dans le dichloréthane en ses composants, par chauffage, sous une pression de 14 ata, à une température de 2000 C en pied de colonne.
En tête de la colonne, on recueille par heure 372 Nm3 (mesurés à 0e C et 760 mm Hg) de chlorure de vinyle qui est rectifié.
La pureté du chlorure de vinyle s'élève à plus de 99,5 O/o. Du pied de la colonne, on soutire le dichloréthane qui, après séparation des chlorures lourds, est réintroduit dans la colonne d'absorption.
Process for preparing vinyl chloride
The present invention relates to a process for preparing vinyl chloride starting from methane or from gas mixtures which contain relatively large proportions thereof.
This process consists essentially in subjecting methane or a gas mixture containing methane in relatively large proportions to partial combustion under a pressure not exceeding 20 atmospheres, in abruptly cooling the pyrolysis gas thus obtained, in removing the tars from the latter. , carbon black, aromatic hydrocarbons and most of the acetylenic hydrocarbons other than acetylene by washing with a solvent at low temperature, then carrying out a catalytic reaction under pressure between this purified gas and hydrochloric acid gas, and finally to separate and purify the vinyl chloride monomer formed.
By carrying out all of these operations under pressure, not only are significant savings in the investment costs of the installations, but also in the costs of purifying the gas obtained by pyrolysis and in those of purification and concentration of the gas. vinyl chloride.
The first step of the process according to the invention consists in carrying out the pyrolysis of methane, which, under dice conditions. end of temperature and reaction time, gives acetylene diluted with other gaseous constituents, including hydrogen. In order to bring the methane to its high pyrolysis temperature, a per-tonne combustion is carried out, which consists in burning part of the methane (exothermic reaction), which provides the energy necessary for the endothermic reaction and pyrolysis of the rest of the methane. About two-thirds of the methane is burned and the remaining third is transformed into acetylene and hydrogen.
To achieve this combustion, the methane and oxygen are preheated to the maximum, these hot gases are mixed, the mixture is distributed uniformly in a reaction chamber where the pyrolysis in flames takes place, then the pyrolysis gases are suddenly cooled for them. stabilize in their state of maximum acetylene content.
The preheating of the gaseous reactants has the effect of reducing the number of calories to be supplied by the exothermic reaction and also of reducing the consumption of oxygen. On the other hand, the partial combustion time should preferably be less than 10 milliseconds and we must therefore carefully control this combustion time, hence the sudden cooling (or quenching) of. pyrolysis gas, for example by transverse injection of cold water.
A preferred embodiment of this partial combustion reaction consists in distributing the oxygen regularly in a series of ejectors, in entraining the methane by the oxygen, in perfecting the mixing of the two reagents in a series of mixing tubes in number. equal to that of the ejectors, each of these mixing tubes connecting the ejector corresponding to the combustion chamber, then carrying out the flaming pyrolysis of each of these mixtures of reactants in the combustion chamber and finally stabilizing the pyrolysis gas by cooled abrupt oath.
This embodiment is particularly advantageous when the partial combustion under pressure is carried out. In this case, pressurized oxygen is used which, at the outlet of each ejector, entrains the methane which is at a pressure lower than that of oxygen.
In the pyrolysis gas thus stabilized, the acetylene is diluted and contaminated with various impurities. This acetylene is in fact accompanied by: - permanent gases, such as hydrogen, oxide
carbon, methane, nitrogen, - carbon dioxide, - various hydrocarbons, paraffinic, olefinic,
acetylenic and aromatic, - carbon black and tar.
By way of example, we give below the analysis of an acetylenated gas obtained by partial combustion under a pressure of 6 kg / cm2 of methane at 96 2 / o purity, this methane and the oxygen being preheated to about 7,500 C.
Composition
Volumetric component
Acetylene 8.6
Hydrogen 57.8
Carbon monoxide 24.8
Carbon dioxide. 3.4
Nitrogen 0.4
Oxygen 0.05
Methane 4.4
Ethylene 0.1 Methylacetylene 0.15
Propadiene 0.04
Diacetylene 0.1
Vinylacetylene 0.03
Carbon black and tars about 10 / o
carbon
methane
Aromatic hydrocarbons 0.2
This pyrolysis gas is first washed with water and oil to remove carbon black and tars.
The benzene is then removed, as well as the diacetylene and other homologues of acetylene by passing the pressurized gas through a packed column, sprayed with a solvent for these impurities and maintained at around -20 to -550 C, by external input. cold, for example, by means of an outer casing filled with ammonia and maintained under partial vacuum. As the solvent for these impurities, methanol or kerosene is preferably used.
It was found that this acetylenated gas under pressure, thus pre-purified, and therefore containing relatively dilute acetylene and not free from other gaseous products of the pyrogenation of the starting methane, can be used directly for the synthesis under pressure of chloride of vinyl.
The pyrolysis gas can be dried by passing it over calcium chloride, then it is carried out together with dry hydrochloric gas, preferably in excess of 2 to 10 o / o relative to the theoretical quantity, in a catalysis oven containing a catalyst such as activated carbon, impregnated with mercuric chloride.
As the catalysis furnace, use is advantageously made of an apparatus containing catalyst beds 500 mm thick, in which the dry reaction gases - dilute acetylene and hydrochloric gas - pass under pressure and between 100 and 2000 C. Thanks to dilution of acetylene, the reaction, which is highly exothermic, is easily maintained within the required temperature limits.
Another variant consists in using an oven, with a bundle of catalytic tubes surrounded by a cooling fluid.
Although highly diluted, the acetylene of the methane pyrogenation mixture readily combines, under pressure, with hydrochloric acid; the yield of the synthesis is practically 1000 / o.
After the catalysis reaction, the synthesis gas under pressure, containing the vinyl chloride, is freed from the hydrochloric acid used in slight excess by any suitable means, for example by passing the gas through two packed columns, one sprinkled with water, and the other with a 5 / o solution of sodium carbonate.
The average composition of the gas obtained after catalysis and freed from hydrochloric acid is as follows:
8.9 "/ o vinyl chloride monomer
Acetylene 0.05 O / o
Hydrogen 58.2 O / o
Carbon monoxide 25.4 / o
Carbon dioxide 2.2 O / o
Nitrogen 0.42 / o
Oxygen 0.05 / o
Methane 4.5 / o
Ethylene 0.1 O / o Heavy chlorides 0.05 0 / o
The vinyl chloride is easily separated by adsorbing it on activated carbon or by dissolving it in a selective solvent.
For the adsorption technique, the gas can be passed through a cartridge containing activated carbon. The latter retains the vinyl chloride monomer and allows the other elements making up the gas to pass. After saturation of the carbon, the vinyl chloride can be recovered by desorption; for this purpose, the cartridge is heated with steam and live steam is sent over the activated carbon. Desorbed vinyl chloride gas has the following average composition:
90 U / o vinyl chloride monomer
Acetylene 1 max.
Carbon monoxide + 3
Hydrogen i 3
Methane + 15
Nitrogen + 1.5
This impure vinyl chloride can be dried by passing it over calcium chloride or solid caustic potash, then it can be liquefied by compression to about 12 kg / cm 2. In this way, after venting inert compounds, the vinyl chloride has a high state of purity, corresponding to the following analysis.
99.5 / o vinyl chloride monomer
Acetylene 0.2 / o max.
Heavy chloride 0.05 / o approx.
This vinyl chloride can then be distilled off under pressure and it is thus obtained in the pure state. When working with activated carbon, it is found that 25 liters of vinyl chloride per liter of carbon can be absorbed, before vinyl chloride passes, not adsorbed, in the outgoing gas. This activated carbon can be replaced by other adsorbent materials, for example silica gel, activated alumina, etc. The use of adsorbent materials for the separation of vinyl chloride has above all the advantage of providing a product sufficiently free of acetylene, so that the influence of this impurity on the subsequent polymerization of vinyl chloride is practically negligible.
In the technique of solvent purification of impure vinyl chloride, the latter can be passed through a column sprayed with a solvent which is selective for vinyl chloride and has low volatility, for example petroleum, kerosene, dichloroethane, etc.
The vinyl chloride solution can then be distilled in the solvent and the purification by compression and liquefaction of the vinyl chloride can be completed.
The solvent or the activated carbon, thus brought back to their initial state after cooling, can be used for new extraction operations.
Despite the use of dilute acetylene, the yield of vinyl chloride is 100 / o on catalysis and 98 O / o on recovery.
To better understand the subject of the present invention, an embodiment of the invention is given below by way of example.
Example
In a device, as described in beige patent No. 576950, is introduced per hour 2680 Nm3 of methane at 97.5 O / o purity and 1480 Nm3 of oxygen at 97 O / o purity, which is subjected to a partial combustion reaction under 12 ata with formation of acetylene.
After sudden cooling of the pyrolysis gases, to stabilize the acetylene, by injecting water transversely to the gas stream, the pyrolysis gas is washed with water and oil to remove the carbon black and the tars. .
Then the gas is freed from aromatic hydrocarbons as well as diacetylene and other acetylene homologues by washing the gas under pressure with kerosene, which is a solvent for these impurities, and maintained at around 25 ° C to -55 "C by supply. of frigories.
The pre-purified and dried gas responds to the following analysis:
Composition
Constituent in O / o vol.
Hydrogen 58.7
N and CO 26.8
Acetylene 8.5
Methane 5.5 Ethylene 0.5 CQ '0.01
Propylene 0.015
EMI3.1
<tb> Methylacetylene <SEP>
<tb> Diacetylene <SEP>> <SEP> lower <SEP> than <SEP> 0.01
<tb> Vinylacetylene <SEP>
<tb>
By passing 4500 Nm3 of pre-purified and dried pyrolysis gas (calculated at 00 C and 760 mm Hg) mixed with 293 Nm3 of dry hydrochloric gas, compressed to 12 ata, in a catalysis oven on activated carbon, impregnated of mercuric chloride, vinyl chloride is obtained mixed with a small amount of chlorides of the hydrocarbons present in the pyrolysis gas.
Hereinafter, the term "light chlorides" will denote the chlorinated compounds obtained by reaction of hydrochloric acid and ethylene or methane, such as methyl chloride, ethyl chloride, etc., while the term " heavy chlorides the chlorides obtained by reaction of hydrochloric acid with acetylenic or higher ethylenic hydrocarbons.
As a catalysis furnace, a rotten furnace with a bundle of 2000 tubes (length of 2.50 m and internal diameter of 40 mm) in which the catalytic mass is located is used. The temperature of the catalyst is maintained at 1001200 C by circulation of a fluid in the space around the tubes.
The composition of the synthesis gas after catalysis is as follows (in O / o vol.)
Vinyl chloride 8.3 / o
Light chlorides 0.03 O / o
Heavy chlorides. 0.12 0 / o
Hydrochloric acid 0.48 0 / o
Acetylene 0.16 / o ethylene 0.53 0 / o N + CO 26.8 o / o
Hydrogen 58.8 O / o
Methane 5.6 / o
C3 and C4 hydrocarbons less than 0.01 o / o
This synthesis gas is introduced into an absorption column to remove the vinyl chloride by washing against the current with 4000 kg per hour of dichloroethane at - 180 C,
which dissolves all vinyl chloride as well as part of hydrochloric acid and a small amount of acetylene.
The unabsorbed gases leaving the top of the absorption column are washed with water to recover, in the form of a dilute aqueous solution, the hydrochloric acid not dissolved in dichloroethane. The remaining gases, consisting mainly of nitrogen, hydrogen, methane and COB, can be freed from the latter by washing with an alkaline lye, which gives a gas which can be used for chemical syntheses or as a fuel.
The solution of vinyl chloride in dichloroethane and under a pressure of 12 ata is brought to a temperature of + 200 ° C. in a heat exchanger, then this solution is introduced into a separator, where on the one hand a gas mixture, which is reintroduced into the catalysis furnace, and consisting of a small quantity of vinyl chloride and acetylene and hydrochloric acid, unreacted, and on the other hand a dichloroethane condensate containing the rest of the vinyl chloride which is introduced, after preheating, into a dichloroethane stripping column.
The analysis of the compounds dissolved in dichloroethane and leaving the separator is as follows (in O / o vol.)
Acetylene 0.59 O / o
Hydrochloric acid. 2.3 0 / o
Vinyl chloride 95.5 0 / o
Light chlorides 9.15 / o
Heavy chlorides 1.45 0 / o
Hydrocarbons, C3 and C4 <0.05 / o
In this stripping column is carried out. separation of the solution of vinyl chloride in dichloroethane into its components, by heating, under a pressure of 14 ata, at a temperature of 2000 ° C. at the bottom of the column.
At the top of the column, 372 Nm3 (measured at 0 ° C. and 760 mm Hg) of vinyl chloride are collected per hour, which is rectified.
The purity of vinyl chloride is over 99.5 O / o. From the bottom of the column, the dichloroethane is withdrawn which, after separation of the heavy chlorides, is reintroduced into the absorption column.