CZ289769B6 - Způsob výroby vinylchloridu a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

P°i v²rob vinylchloridu termick²m t pen m 1,2-dichlorethanu se ve t°ech destila n ch stupn ch oddestiluje nejprve chlorovod k, potom vinylchlorid a kone n str en² chlorovod k s vinylchloridem. Kdy se v posledn m stupni zavle en voda neodt hne p°es patu, uv d se s produktem z hlavy zp t do prvn ho stupn a zp sobuje korozi. Korozi zabr n odstran n vody v hlav t°et ho destila n ho stupn , proveden s v²hodou su en m.\

Description

Způsob výroby vinylchloridu a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu čištění vinylchloridu, získaného tepelným štěpením 1,2-dichlorethanu a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Z patentového spisu US 3 843 736 je známý způsob získávání vinylchloridu z reakční směsi vznikající při nedokonalém termickém štěpení 1,2-dichlorethanu při zvýšeném tlaku s výhodou 784,53 kPa až 3922,64 kPa a teplotách mezi 450 a 650 °C v nepřítomnosti katalyzátorů, přičemž směs plynů, opouštějící štěpnou zónu, která sestává z vinylchloridu, chlorovodíku, nezreagovaného 1,2-dichlorethanu a vedlejších produktů částečně kondenzuje v prvním destilačním stupni k oddestilování chlorovodíku a následně se uvádí do druhého destilačního stupně k oddestilování vinylchloridu, přičemž produkt z paty druhého destilačního stupně se zpracovává známým způsobem ke zpětnému uvedení nezreagovaného 1,2-dichlorethanu a vinylchlorid odtažený z hlavy druhého destilačního stupně a zkapalněný se částečně čerpá zpět do středu prvního destilačního stupně, který se vyznačuje tím, že se odtažený a zkapalněný vinylchlorid jako produkt, který obsahuje ještě nepatrná množství chlorovodíku uvádí do hlavy odplynovací zóny, ze které se pomocí oběhového odparky odpaří část vinylchloridu společně s veškerým zavlečeným chlorovodíkem, kondenzuje a čerpá se zpátky asi do středu prvního destilačního stupně, určeného k oddestilování chlorovodíku, zatímco z paty odplynovací zóny se odebírá nejčistší vinylchlorid.

V tomto patentovém spisu se také zmiňuje, že nepatrná množství chlorovodíku, která se odstranila v odplynovací zóně se dříve oddělovala pomocí věží, plněných hydroxidem sodným.

Známý způsob je však nevýhodný tehdy, jestliže vinylchlorid uváděný do odplynovací zóny obsahuje ještě nepatrná množství vody. Tomu se v praxi nedá zabránit; především při najíždění zařízení a při přerušení provozu nutně dojde k proniknutí stop vody. V praxi se proto provozovala odplynovací zóna tak, že še tato množství vody oddělovala spolu s chlorovodíkem přes patu odplynovací kolony, k čemuž byly opět potřebné věže plněné hydroxidem sodným. Pokud by se neprovedlo odstranění vody přes patu odplynovací kolony, dostala by se voda do oběhu se zpětně uváděným vinylchloridem a v zasažených částech zařízení by způsobovala korozi. Taková koroze je však nejenom z důvodů hospodárnosti, ale především z důvodů bezpečnosti nepřijatelná.

Podstata vynálezu

Nyní bylo objeveno, že je možné ustoupit od věží plněných hydroxidem sodným, jestliže se provozuje odplynovací kolona tak, že se větší část vody odvádí přes hlavu a účelně odstraňuje sušením. Suchý vinylchlorid, obsahující chlorovodík, který se vrací do procesu, pak již nemůže způsobovat žádnou korozi.

Vynález se týká způsobu výroby vinylchloridu z reakční směsi, vznikající při nedokonalém termickém štěpení 1,2-dichlorethanu při zvýšeném tlaku a teplotách od 450 do 650 °C v nepřítomnosti katalyzátorů, při kterém se v prvním destilačním stupni oddestiluje chlorovodík a ve druhém destilačním stupni se oddestiluje vinylchlorid, přičemž vinylchlorid odtažený a zkapalněný z hlavy druhé kolony se částečně uvádí jako zpětný tok do druhého destilačního stupně a zbývající odtažený zkapalněný vinylchlorid se uvádí do hlavy odplynovací zóny, ze které se část vinylchloridu společně s veškerým zavlečeným chlorovodíkem a vodou odpaří a po důklad-1 CZ 289769 B6 ném odstranění vody se vrací do prvního destilačního stupně, zatímco z paty odplynovací zóny se odebírá čistý vinylchlorid.

Vynález se dále týká zařízení k výrobě vinylchloridu se štěpnou zónou 1, prvním destilačním 5 stupněm 2 pro oddělování chlorovodíku, druhým destilačním stupněm 3 pro oddestilování vinylchloridu od výševroucích složek a třetím destilačním stupněm 4 pro oddělení chlorovodíku a vody od vinylchloridu, které obsahuje alespoň jednu vysušovací zónu 5, která je spojena vedením 16 vysušeného chlorovodíku a zbytkového vinylchloridu do prvního destilačního stupně 2 a vedením 15 se třetím destilačním stupněm 4.

Při oddělování vody podle vynálezu vstupuje do vysušovací zóny vysoce korozivní směs vinylchloridu, chlorovodíku a vody. Jak je známo, může za takových okolností docházet k polymeraci vinylchloridu (katalýza stopy kovů). Překvapivě však nebyl ani při delším provozu zjištěn v kovových aparaturách žádný povlak polyvinylchloridu.

Důkladné odstranění vody podle vynálezu se může provádět způsoby známými pro kyselé kapaliny. Tak se může provádět kondenzací vody, s výhodou ale sušením, příkladně prostředky, které vyvolají chemickou reakci, příkladně kapalnými sušicími prostředky jako koncentrovaná kyselina sírová nebo pevnými sušicími prostředky jako oxid fosforečný nebo chlorid vápenatý. 20 Výhodné jsou sušicí prostředky, které vážou vodu adsorptivně, jako molekulová síta a obzvláště silikagel.

Vysušovací zóna sestává s výhodou z nejméně dvou paralelně uspořádaných sušicích zařízení, kde jedním prochází směs obsahující vodu, která se pak uvádění zpátky, zatímco se druhý (nebo 25 další) regeneruje (regenerují), případně znovu naplňuje (naplňují). Přirozeně je také možné provozovat větší počet sušicích zařízení v sérii. Látky, které se uvolňují při regeneraci, vinylchlorid a chlorovodík, se mohou uvádět zpět do procesu.

Ve výhodném provedení vynálezu jsou sušicí aparáty uspořádány tak, že se zahřejí k regeneraci 30 a mohou se proplachovat inertním plynem jako oxidem uhličitým, vzácným plynem nebo s výhodou dusíkem. Vhodné jsou příkladně trubkové tepelné výměníky nebo nádoby s trubkovými hady umístěnými uvnitř.

Podle vynálezu se může proud plynu odvedený přes hlavu odplynovací kolony vysušit nebo 35 produkt z hlavy kondenzovat a kondenzát uvádět do sušicího zařízení případně do sušicích zařízení.

Účelně se sušicí zařízení instaluje pokud možno blízko odplynovací zóny, protože v hlavě této kolony je nejvyšší koncentrace vody - zejména tehdy, když se má provádět sušení plynné fáze. 40 V tomto případě se může sušicí zařízení instalovat na začátku brýdového potrubí.

I když je tedy podle vynálezu možné upustit od použití věží s hydroxidem sodným, pak vynález samozřejmě zahrnuje i formy provedení, u kterých, příkladně z bezpečnostních důvodů, taková zařízení zůstanou zachována. V tomto případě mají pak tato zařízení podstatně delší dobu 45 životnosti a přiměřeně snížené množství vznikajících solí a odpadních vod.

Když se upustí od dodatečného zpracování s hydroxidem sodným nebo obdobnými prostředky, ušetří se nejenom tyto materiály a aparatury, nýbrž odpadají také náklady na jejich obsluhu a údržbu. Kromě toho může být pak celá aparatura provozována v uzavřeném systému. Tím také odpadají emise, případně opatření sloužící k jejich zabránění při otevírání, čištění a plnění těchto aparatur.

Přehled obrázku na výkrese

Zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na obrázku. Na něm znamená vedle již uvedených aparatur 1 až 5:

přívod 1,2-dichlorethanu do štěpné zóny 1, přívod štěpných produktů do prvního destilačního stupně 2 potrubí pro oddělený chlorovodík potrubí pro výševroucí produkty ke druhému destilačnímu stupni 3 potrubí ke kondenzátoru 11 ke zkapalňování vinylchloridu, potrubí pro dílčí proud zkapalněného vinylchloridu zpátky do druhého destilačního stupně 3, potrubí k oddělení výševroucích vedlejších produktů, potrubí pro druhý dílčí proud zkapalněného vinylchloridu ke třetímu destilačnímu stupni 4, potrubí od třetího destilačního stupně 4 k vysušovací zóně 5, potrubí pro uvádění vysušené směsi chlorovodíku a zbývajícího vinylchloridu zpět do prvního destilačního stupně 2, potrubí pro oddělenou vodu a potrubí pro čistý vinylchlorid.

Vynález bude vysvětlen následujícími příklady.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Proud vinylchloridu v množství 39 kg/hodinu se středním obsahem vody 29,5 ppm se čerpá (tlak na vstupu trubky 1,6 MPa) trubkou (délka 200 mm, průměr 80 mm), naplněnou drátěnou tkaninou o hustotě pleteniny 125 pm, naplněné 740 g silikagelu (běžný obchodní „Blaugel“, úzké póry, velikost zrna 1 až 3 mm). Po 21 hodinách doby průtoku adsorboval silikagel 15,45 g vody, což odpovídá nasycení ve výši 2,1 % hmotnostních. Obsah vody v odcházejícím vinylchloridu činí 7,1 ppm.

Kdesorpci do aparatury uvádí nízkotlaká pára. Po 180 minutách zbytkové nasycení silikagelu < 0,3 %.

Příklad 2

V technickém zařízení se vede proud vinylchloridu v množství 39 kg/h po dobu 19 hodin válcovitou nádobou. Rozměiy a náplň odpovídají nádobě popsané v příkladu 1. Po 19 hodinách průtoku činí nasycení silikagelu 3,07 % hmotnostních. Obsah vody vysušeného vinylchloridu činí 6,5 ppm.

K regeneraci se nádoba vyhřeje na teplotu asi 120 °C (vnitřní teplota), přičemž se aparaturou provádí proud dusíku v množství 100 1/hodina. Po 3 hodinách činí nasycení silikagelu 0,25 %.

Příklad 3

V technickém zařízení se čerpá tlakem asi 1,6 MPa proud vinylchloridu v množství 34 kg/hodina se středním obsahem vody 30 ppm trubkou (délka 200 mm, průměr 80 mm), naplněnou molekulovým sítem (Wessalith US 330, firma Degussa, Hanau). Po 88 hodinách doby průtoku adsorbovalo molekulové síto 738 g vody, což odpovídá nasycení ve výši 31,9 % hmotnostních, vztaženo

-3CZ 289769 B6 na adsorpční prostředek. Po 23 hodinách desorpce při teplotě 250 °C činí zbytkové nasycení asi 13 % hmotnostních.

Příklad 4

Dílčí proud hlavového proudu třetího destilačního stupně v množství 0,37 kg vinylchloridu s obsahem asi 4 g (1000 ppm) chlorovodíku a asi 6 mg (16 ppm) vody se v podobě plynu odtahuje a vede se sušicím aparátem. Sušicí aparát sestává z trubky o délce 200 mm a průměru 15 mm. io Je naplněn 35 g silikagelu (běžný obchodní „Blaugel“, úzké póry, velikost zrna 1 až 3 mm). Když se přes tento sušicí aparát provede 1001 jmenovaného proudu plynu, činí nasycení sušicího prostředku 12,8 % hmotnostních. Vystupující plyn obsahuje průměrné množství vody v množství 0,5 ppm.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby vinylchloridu z reakční směsi, vznikající při nedokonalém termickém štěpení 1,2-dichlorethanu při zvýšeném tlaku a teplotách od 450 °C do 650 °C v nepřítomnosti katalyzátorů, přičemž v prvním destilačním stupni se oddestiluje chlorovodík a ve druhém destilačním stupni se oddestiluje vinylchlorid, vyznačující se tím, že odtažený a zkapalněný

   25 vinylchlorid z hlavy druhé kolony se částečně uvádí jako zpětný tok do druhého destilačního stupně a zbývající odtažený zkapalněný vinylchlorid se uvádí do hlavy odplynovací zóny, ze které se část vinylchloridu společně s veškerým zavlečeným chlorovodíkem a vodou odpaří a po důkladném odstranění vody se vrací do prvního destilačního stupně, zatímco z paty odplynovací zóny se odebírá čistý vinylchlorid.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že odstranění vody se provádí pomocí sušicího prostředku.
3. 3. Způsob podle nároku2, vyznačuj ící se tím, že se použije sušicí prostředek, 35 který adsorbuje vodu.
4. 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se jako sušicí prostředek použije molekulové síto nebo silikagel.

   40
5. 5. Zařízení pro výrobu vinylchloridu podle nároku 1 se štěpnou zónou (1), prvním destilačním stupněm (2) pro oddělování chlorovodíku, druhým destilačním stupněm (3) pro oddestilování vinylchloridu od výševroucích složek a třetím destilačním stupněm (4) pro oddělení chlorovodíku a vody od vinylchloridu, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu vysušovací zónu (5), která je spojena vedením (16) vysušeného chlorovodíku a zbytkového vinylchloridu do 45 prvního destilačního stupně (2) a vedením (15) se třetím destilačním stupněm (4).
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že vysušovací zóna je naplněná prostředkem, fyzikálně adsorbujícím vodu.

   50 7. Zařízení podle nároků 5 nebo 6, vyznačující se tím, že vysušovací zóny jsou zapojeny navzájem paralelně.