DE3024156A1

DE3024156A1 - Verfahren zur gewinnung von vinylchlorid

Info

Publication number: DE3024156A1
Application number: DE19803024156
Authority: DE
Inventors: Arno Dipl.-Chem. Dr. 5042 Erftstadt Czekay; Ernst Dipl.-Ing. 5303 Bornheim Höller; Bernhard Dipl.-Ing. 5040 Brühl Kuxdorf; Hans Wilhelm 5040 Brühl Neuß; Herbert Dipl.-Ing. 5042 Erftstadt Püsche
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Vinnolit Monomer GmbH and Co KG
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1982-01-21
Also published as: DE3024156C2

Description

Verfahren zur Gewinnung von Vinylchlorid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Vinylchlorid aus dem bei der unvollständigen thermischen Spaltung von 1,2-Dichloräthan bei Drucken von 8 bis 40 bar und Temperaturen von 450 bis 6500C in Abwesenheit von Katalysatoren anfallenden Reaktionsgemisch, wobei man die die Spaltzone verlassende Gasmischung, welche aus Vinylchlorid, Chlorwasserstoff, nicht umgesetztem 1,2-Dichloräthan sowie Nebenprodukten besteht, teilweise kondensiert in eine erste, unter einem Druck von 10-12 bar stehende Destillationsstufe zur Abdestillation des Chlorwasserstoffs und anschließend in eine zweite, unter einem Druck von 5 - 6,5 bar stehende Destillationsstufe zur Abdestillation des Vinylchlorids leitet, wobei man das am Kopf der zweiten Destillationsstufe abgezogene und verflüssigte Vinylchlorid, das noch geringe Mengen Chlorwasserstoff enthält, dem Kopf einer Entgasungszone zuführt, aus der man mittels eines Umlaufverdampfers einen Teil des Vinylchlorids zusammen mit dem gesamten eingeschleppten Chlorwasserstoff abdampft und in die erste, zur Abdestillation des Chlorwasserstoffs vorgesehene Destillationsstufe zurückleitet, während man dem Boden der Entgasungszone reinstes Vinylchlorid entnimmt.
Ein derartiges Verfahren beschreibt bereits die DE-PS 19 10 854 (= US-PS 3,843,736). Die Entgasungskolonne wird dort mit einem Druck von etwa 5 bar betrieben und das über ihren Kopf abgedampfte Vinylchlorid, welches den gesamten eingeschleppten Chlorwasserstoff enthält, wird in einem Kühler verflüssigt, in einem Abscheidegefäß aufgefangen und mit Hilfe einer Pumpe etwa in die Mitte der unter einem Druck Xon etwa 12 bar betriebenen ersten Destillationskolonne zurückgeleitet.
Die allgemeine Arbeitsweise gemäß dem Stand der Technik geht aus Figur 1 der Zeichnung hervor: Über die Leitungen (1) und. (2) werden die gasförmigen und kondensierten Spaltprodukte des 1,2-Dichloräthans aus der (nicht gezeichneten) Spaltzone der durch den Umlaufverdampfer (3) beheizten 1. Destillationszone (4) zugeführt, über deren Kopf der Chlorwasserstoff abdestilliert.
Das Sumpfprodukt der Kolonne (4) wird der durch den Umlaufverdampfer (5) beheizten 2. Destillationszone (6) zugeführt, über deren Kopf Vinylchlorid mit etwa 100 bis 800 ppm HC1 abdestilliert, im Kühler (7) kondensiert und teilweise wieder auf den Kopf der Kolonne (6) zurückgegeben wird, während der andere Teil in den Kopf der mit Umlaufverdampfer (8) beheizten Entgasungskolonne (9) fließt. Das Kopfprodukt der Entgasungskolonne (9) besteht aus Vinylchlorid mit bis zu 1 Gew% HCl, wird im Kühler (lo) kondensiert und im Abscheidegefäß (11) aufgefangen. Von dort gelangt das chlorwasserstoffhaltige Vinylchlorid über Leitung (12) mit Hilfe der Pumpe (13) etwa in die Mitte der Kolonne (4) zurück. Die Pumpe (13) ist erforderlich, da die Kolonne (4) unter höherem Druck (10 - 12 bar) als die Entgasungskolonne (9) (5 - 6,5 bar) betrieben wird. Das Sumpfprodukt der Kolonne (6) enthält das in der Spaltzone nicht-umgesetzte 1,2-Dichloräthan sowie die bei der thermischen Spaltung gebildeten Leichtsieder und Hochsieder.
Es wird abgezogen und destilliert und das dabei erhaltene nicht-umgesetzte 1,2-Dichloräthan kann in die Spaltzone zurückgeführt werden. Diese Arbeitsweise ist in der DE-AS 12 50 426, Spalte 3, Zeile 51, bis Spalte 4, Zeile 51, (= US-PS 3,484,493, Spalte 3, Zeile 46, bis Spalte 4, Zeile 48) eingehend beschrieben. pas aus der Blase der Ko- lonne (9) austretende, von HCl befreite Vinylchlorid kann direkt zum Lager laufen. Diese Arbeitsweise gemäß dem Stand der Technik ist noch ausführlicher in der DE-PS 19 lo 854 beschrieben. Es hat sich Jedoch gezeigt, daß häufig Spuren von Wasser in das Verfahren eingeschleppt werden, welche mit dem vorhandenen Chlorwasserstoff hochkonzentrierte Salzsäure bilden und Korrosionen im Kühler (Io) und im Abscheidegefäß (11) hervorrufen, welche sehr unangenehme Folgen haben können.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß auf den KUhler (10) und das Abscheidegefäß (11) verzichtet werden kann, sofern man in der Entgasungskolonne (9) nicht bei 5 - 6,5 bar, sondern bei einem Druck arbeitet, der etwas höher ist als der Druck von 10 - 12 bar in der Kolonne (4). In diesem Falle strömen die Brüden im Kopf der Kolonne (9) gasförmig durch die Leitung (12) in die Kolonne (4) zurück, wobei auch die Pumpe (13) entfällt. Der höhere Druck in der Entgasungskolonne (9) ist notwendig, weil andernfalls die stark korrosiv wirkenden Brüden komprimiert werden müßten, um gegen den in der Kolonne (4) herrschenden Druck von 10 - 12 bar in diese zurückgeführt zu werden. Derartige Kompressoren wären aber in ähnlicher Weise der Korrosion ausgesetzt, wie Kühler (10) und Abscheidegefäß (11).
Anstelle der Pumpe (13) wird lediglich eine gleichartige Pumpe in die Leitung zwischen dem Kühler (7) und der Entgasungskolonne (9) eingesetzt, um das flüssige, 100 - 800 ppm enthaltende Vinylchlorid auf den höheren Druck in Kolonne (9) zu bringen.
Im einzelnen ist die Erfindung nunmehr dadurch gekennzeichnet, daß man das am Kopf der zweiten Destillationsstufe abgezogene,verflUssigte Vinylchlorid unter Druckerhöhung auf 11 bis 13 bar in den Kopf der bei diesem Druck arbeitenden Entgasungszone pumpt und das aus dem Kopf der Entgasungszone abdampfende, chlorwasserstoffhaltige Vinylchlorid ohne Zwischenschaltung einer Kondensation gasförmig in den unteren Teil der ersten Destillationsstufe entspannt.
Weiterhin kann die Erfindung bevorzugt und wahlweise dadurch gekennzeichnet sein, daß a) man aus der Entgasungszone 3 bis 20 % des huber Kopf eingepumpten Vinylchlorids zusammen mit dem gesamten eingeschleppten Chlorwasserstoff abdampft und in die erste Destillationsstufe entspannt; b) der Druck in der Entgasungszone 1 bis 2 bar höher ist als der Druck in der ersten Destillationsstufe; c) das am Kopf der zweiten Destillationsstufe abgezogene, verflüssigte Vinylchlorid 100 - 800 ppm, insbesondere 200 - 500 ppm, Chlorwasserstoff enthält, d) die Temperatur in der Entgasungszone 68 bis 750C beträgt.
Die erfindungsgemäße Arbeitsweise geht auch aus Figur 2 der Zeichnung hervor. Wie ersichtlich, wurde in die den Kühler (7) mit der Entgasungskolonne (9) verbindende FlAssigkeitsleitung eine Pumpe (14) eingefügt. Dafür entfallen Kühler (10), Abscheidegefäß (11) und Pumpe (13) in der Kreislaufleitung (12) für das gasförmige, bis zu 1 Gew% HCl enthaltende Vinylchlorid. Die Leitung (12) mündet Jetzt nicht mehr im mittleren, sondern im unteren Teil der Kolonne (4).
Durch den Wegfall des Kühlers (Brüdenkondensators) (1o) und des Abscheidegefäßes (11) ergeben sich drei wesentliche Vorteile: 1. Die Energie fUr die Kondensation der in der Entgasungskolonne (9) abgestreiften Brüden sowie für ihre Wiederverdampfung in der Kolonne (4) wird eingespart.
2. Es entfallen die Kosten für die Anschaffung, Pflege und Reparatur des Kühlers (1o) und des Abscheidegefäßes (11).
3. Durch den Wegfall der korrosionsgefährdeten Apparateteile erhöht sich die Sicherheit des Verfahrens.
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel, vgl. Figur 1) In den Kopf der Entgasungskolonne (9), die unter einem Druck von 5,5 bar steht, laufen stündlich 15,8 t Vinylchlorid mit einem HCl-Gehalt von 200 ppm (= 0,02 Gew%) und einer Temperatur von 34 - 360C ein. Mit Hilfe des Umlaufverdampfers (8) werden 20 Gew5 (= 3,16 t/h) des einlaufenden Vinylchlorids verdampft, wobei der gesamte Chlorwasserstoff, nämlich 3,16 kg/h, mit über Leitung (12) abgeschleppt wird. Das verdampfte Vinylchlorid mit nunmehr 0,1 Gew% HCl und einer Temperatur von 36 - 380C wird im Kühler (1o) kondensiert und im Abscheider (11) gesammelt.
Die Pumpe (13) drückt das etwa 370C warme Kondensat in den mittleren Teil der unter einem Druck von 11 bar stehenden 1. Destillationskolonne (4) auf einen etwa 700C warmen Einlaufboden. Aus der Blase der Kolonne (9) werden 12,64 t/h reinstes Vinylchlorid (0 ppm HCl) als Produktion abgezogen.
Beispiel 2 (vgl. Figur 2) Man arbeitet wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied, daß nur 14,7 t/h Vinylchlorid mit 200 ppm HCl mit Hilfe der Pumpe (14) in den Kopf der unter einem Druck von 12 bar stehenden Entgasungskolonne (9) eingedrückt werden. 2,06 t/h (= 14 Gew%) Vinylchlorid-Brüden mit etwa 0,14 Gew% HCl destillieren wegen des höheren Drucks erst bei einer Temperatur von 68-720C über die Leitung (12) ab und werden infolge Wegfalls des Kühlers (10), des Abscheiders (11) und der Pumpe (13) gasförmig in den unteren Teil der unter einem Druck von 11 bar stehenden 1 Destillationskolonne, etwa in Höhe des Umlaufverdampfers (3),entspannt.
Aus der Blase der Kolonne (9) werden wiederum 12,64 t/h reinstes Vinylchlorid (0 ppm HCl) als Produktion abgezogen.
L e e r s e i t e

Claims

Verfahren zur Gewinnung von Vinylchlorid Patentanspriiche Verfahren zur Gewinnung von Vinylchlorid aus dem bei der unvollständigen thermischen Spaltung von 1,2-Dichloräthan bei Drucken von 8 bis 40 bar und Temperaturen von 450 bis 6500C in Abwesenheit von Katalysatoren anfallenden Reaktionsgemisch, wobei man die die Spaltzone verlassende Gasmischung, welche aus Vinylchlorid, Chlorwasserstoff, nicht umgesetztem 1,2-Dichloräthan sowie Nebenprodukten besteht, teilweise kondensiert in eine erste, unter einem Druck von 10 -12 bar stehende Destillationsstufe zur Abdestillation des Chlorwasserstoffs und anschließend in eine zweite, unter einem Druck von 5 - 6,5 bar stehende Destillationsstufe zur Abdestillation des Vinylchlorids leitet, wobei man das am Kopf der zweiten Destillationsstufe abgezogene und verflüssigte Vinylchlorid, das noch geringe Mengen Chlorwasserstoff enthält, dem Kopf einer Entgasungszone zuführt, aus der man mittels eines Umlaufverdampfers einen Teil des Vinylchlorids zusammen mit dem gesamten eingeschleppten Chlorwasserstoff abdampft und in die erste, zur Abdestillation des Chlorwasserstoffs vorgesehene Destillationsstufe zurückleitet, während man dem Boden der Entgasungszone reinstes Vinylchlorid entnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß man das am Kopf der zweiten Destillationsstufe abgezogene, verflüssigte Vinylchlorid unter Druckerhöhung auf 11 bis 13 bar in den Kopf der bei diesem Druck arbeitenden Entgasungszone pumpt und das aus dem Kopf der Entgasungszone abdampfende, chlor- wasserstoffhaltige Vinylchlorid ohne Zwischenschaltung einer Kondensation gasförmig in den unteren Teil der ersten Destillationsstufe entspannt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Entgasungszone 3 bis 20 , des über Kopf eingepumpten Vinylchlorids zusammen mit dem gesamten eingeschleppten Chlorwasserstoff abdampft und in die erste Destillationsstufe entspannt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Entgasungszone 1 bis 2 bar höher ist als der Druck in der ersten Destillationsstufe.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das am Kopf der zweiten Destillationsstufe abgezogene, verflüssigte Vinylchlorid 100 - 800 ppm, insbesondere 200 - 500 ppm, Chlorwasserstoff enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Entgasungszone 68 bis 750C beträgt.