DE3147310A1

DE3147310A1 - Verfahren zur rueckgewinnung von waerme bei der herstellung von vinylchlorid durch spaltung von 1,2-dichlorethan

Info

Publication number: DE3147310A1
Application number: DE19813147310
Authority: DE
Inventors: Eberhard Ing.(grad.) 6700 Ludwigshafen Birnbaum; Eckehard Dipl.-Chem. Dr. Danz; Werner Dipl.-Phys. Dr. 6907 Nußloch Hebgen; Gerd Dipl.-Chem. Dr. 6719 Weisenheim Krome; Klaus Dipl.-Ing. 6701 Dannstadt Schumacher; Erhard Dipl.-Chem. Dr. 6900 Heidelberg Stahnecker
Original assignee: BASF SE
Current assignee: Inovyn Belgium NV SA
Priority date: 1981-11-28
Filing date: 1981-11-28
Publication date: 1983-06-01
Also published as: BE895136A; DE3147310C2

Description

verfahren zur Rückgewinnung von Wärme bei der Herstellung
von Vinylchlorid durch Spaltung von 1,2-Dichlorethan Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Spaltgase bei der Herstellung von Vinylchlorid durch Spaltung von 1,2-Dichlorethan.
Vinylchlorid wird aus 1,2-Dichlorethan durch thermische Spaltung d-s 1,2-Dichlorethans hergestellt. Bei der Spaltung dieses Stoffes entsteht ein gasförmiges Gemisch, das neben Vinylchlorid und nichtumgesetztem 1,2-Dichlorethan vor allem noch Chlorwasserstoff, Cnlorkohlenwasserstoffe und feste Bestandteile wie Ruß enthält. Wegen der hohen Temperatur, des hohen Druckes sowie des hohen Chlorwasserstoffgehaltes der Spaltgase und auch wegen der festen Bestandteile sind die Spaltgase ein aggressives Medium und wurden bislang durch Direktkühlung gequencht und anschließend durch Destillation aufgearbeitet. Beim Quenchen durch Direktkühlung wird die in den Spaltgase enthaltene Wärme üblicherweise ungenutzt an ein Kühlmedium abgegeben, wobei die Spaltgase durch die Wärmeabfuhr teilweise oder total kondensieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Spaltgasen bei der Herstellung von Vinylchlorid durch Spaltung von 1,2-Dichlorethan zu schaffen.
Die Aufgabenstellung der Erfindung wird durch ein Verfahren der oben beschriebenen Art.-gelöst, bei dem man die Spaltung des 1,2-Dichlorethans bei einem Druck vornimmt, bei dem die Spaltgase den Reaktor mit einem Druck im Bereich von 5 bis 30 bar verlassen, die Spaltgase durch Direktkühlung quencht und die dabei entstehenden Brüden über Wärmeaustauscher leitet. Man arbeitet besonders günstig, wenn die Spaltgase den Reaktor vorzugsweise bei einem Druck von 12 bis 18 bar ver- tasse. Der Wärmeinhalt der Spaltgase kann sowohl dadurch, daß die Brüden direkt durch den Umlaufverdampfer von mindestens einer Destillationskolonne geführt werden, als auch dadurch genutzt werden, daß in dem Wärmeaustauscher ein Wärmeübertragungsmittel erwärmt oder verdampft wird, welches anschließend im Wärmeaustausch den Umlaufverdampfer mindestens einer Destillationskolonne beheizt. Als Wärmeübertragungsmittel setzt man vorzugsweise Wasser ein.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß ohne die oben genannten Nachteile, die bisher eine nutzvolle Verwendung des Wärmeinhaltes der Spaltgase verhindert haben, ein Anteil von 40 bis 80 % des Wärmeinhalts der den Reaktor verlassenden Spaltgase (2,5 bis 5,0 Mega-Joule je kg gewonnenes Vinylchlorid) zurückgewonnen werden und weitere Verwendung z.B. zum Betreiben der fÜr die weitere Aufarbeitung der Spaltgase benötigten Destillationskolonnen finden kann.
Die Verfahrenselemente zur Herstellung von Vinylchlorid durch thermische Spaltung von 1,2-Dichlorethan sind bekannt.
Sie sind z.B. in Hydrocarbon Processing Nov. 1975, pp. 214 bis 217, Feb. 1973, pp. 99 bis 110 beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise wird die Spaltung des 1,2-Dichlorethans bei einem Druck vorgenommen, bei dem die Spaltgase am Reaktorausgang einen Druck im Bereich von 5 bis 30 bar, vorzugsweise von 12 bis 18 bar haben. Die Spaltgase haben eine Temperatur, die üblicherweise im Bereich von 480 bis 5400C liegt. Die Spaltgase werden, wie bei solchen Verfahren üblich, zunächst gequencht. Hierzu werden die Spaltgase einer Kolonne zugeführt, bei der ein Anteil der am Kolonnenkopf abgezogenen gasförmigen (Quenchbrüden) und anschließend teilweise oder total kondensierten Anteile in die Kolonne zurückgeführt und zum Kühlen der in die Kolonne eintretenden heißen Spaltgase verwendet wird. Dieser Anteil der kondensierten Spaltprodukte beträgt 90 bis 150 % der am Kolonnenkopf abgezogenen Gesamtmenge. Die Abkühlung der heißen Spaltgase erfolgt derart, daß die Spaltgase mit flüssigen Bestandteilen, die am Sumpf der Kolonne abgezogen werden, gemischt werden und diese Mischung der Kolonne zugefahren wird. Die Sumpfbestandteile werden in solchen Mengen, die dblicherweise bei 150 bis 200 % der Spaltgasmenge liegen, zugemisch, so daß das Gemisch mit annähernd Siedetemperatur in die Kolonne eintritt. Die schwersiedenden und festen Rückstände werden in Mengen, die 5 bis 15 R der Spaltgase ausmachen, am Sumpf der Kolonne ausgeschleust und aufgearbeitet.
Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise haben die am Kopf der Kolonne abgezogenen gasförmigen Bestandteile eine Temperatur, die je nach Spaltgrad, Druck und Rücklauftemperatur im Bereich von 105 bis 2200C liegt. Diese gasförmigen Anteile werden nun über ein oder mehrere Wärmeaustauscher geleitet, abgekühlt und teilweise oder total kondensiert.
Die weitere Aufarbeitung der Spaltgase erfolgt dann wie üblich, indem man in einer ersten Kolonne Chlorwasserstoff abtrennt und in einer zweiten Kolonne das Vinylchlorid vom nicht umgesetzten 1,2-Dichlorethan und den im Vergleich zum 1,2-Dichlorethan leichter und schwerer siedenden Verunreinigungen trennt. Dieses nicht umgesetzte 1,2-Dichlorethan wird destillativ gereinigt und wieder zur Spaltung zurückgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Figur 1 näher erläutert.
1,2-Dichlorethan (1) wird dampfförmig dem Reaktor (Spaltofen) (2) zugeführt, der mit Luft und Brennstoff (3) beheizt wird. Die Spaltgase (4), die hauptsächlich aus Vinylchlorid, nicht umgesetzten 1,2-Dichlorethan und Chlorwasserstoff bestehen, werden in eine Kolonne (5) durch Direktkühlung gequencht. Die schwersiedenden und festen Rückstände (6) werden ausgeschleust. Die gasförmigen Bestandteile (7) (Quenchbrüden), die einen Druck von 5 bis 30 bar haben, werden in einem Wärmeaustauscher (10) abgekühlt und kondensiert. Der Rücklauf, der einen Anteil von 100 bis 130 % der Gesamtmenge der Spaltgase hat, wird in die Quenchkolonne (5) zurückgeführt.
Die gasförmigen Bestandteile (8) und die flüssigen Bestandteile (9) der Spaltgase werden der Weiterverarbeitung zugeleitet. Das die Wärme im Wärmeaustauscher (10) aufnehmende Medium (11) kann nun zur Beheizung anderer Vorrichtungen z.B. von Destillationskolonnen verwendet werden. Als Wärme aufnehmendes Medium wird ein handelsübliches WSrmeübertragungsmittel, vorzugsweise aber Wasser, verwendet. In dem Temperaturbereich, in dem erfindungsgemäß gearbeitet wird, kann Dampf eines Druckes von 1 bis 20 bar hierdurch erzeugt werden. Der Wärmeaustauscher (10) kann aber auch ein Umlaufverdampfer von mindestens einer Destillationskolonne sein.
Beispiele Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 2 erläutert.
64,4 t/h 1,2-Dichlorethan (1) werden dem Reaktor (Spaltofen) (2) zugeführt. Der Reaktor wird über (3) beheizt. Die mit einer Temperatur von 4800C und einem Druck von 15,5 bar den Reaktor verlassenden Spaltgase (4) werden in der Kolonne (5) bei einem Druck von 15 bar auf 17800 durch Quenchen abgekühlt. Nach Ausschleusen von 6 t/h schwersiedender und fester Anteile (6) aus dem Sumpf der Kolonne (5) werden die gasförmigen Bestandteile (7), die eine Temperatur von 17rot haben, in einer Menge von 139,2 t/h in einem Wärmeaustauscher (10) teilkondensiert. Die gasförmigen Bestandteile (14) in einer Menge von 73,9 t/h werden in einer zweiten Stufe im Wärmeaustauscher (15) teilkondensiert. Die gasförmigen Bestandteile (17) in einer Menge von 48,8 t/h werden der weiteren Aufarbeitung zugeführt. Die im Behälter (16) kondensierten Anteile werden aufgetrennt, wobei ein Anteil (18) in einer Menge von 9,6 t/h der weiteren Aufarbeitung zugeführt wird, ein zweiter Anteil wird der Kolonne (12) zugefahren. Am Sumpf der Kolonne (12) werden die kondensierten Anteile zusammen mit dem kondensierten Anteil des ersten Wärmetausches (10) als Rücklauf (13) in einer Menge von 80,8 t/h zur Quenchkolonne (5) zugeführt. In den Wärmeaustauschern (10) wird Dampf eines Druckes von 3 bar und in dem Wärmeaustauscher (15) wird Dampf eines Druckes von 2 bar gewonnen. In dem Wärmeaustauscher (10) können 5 500 kW und in dem Wärmeaustauscher (15) 2 400 kW Wärme gewonnen werden.
Mit der so als Dampf gewonnenen Wärme können die zur weiteren Aufarbeitung der Ströme (17) und (18) benötigten Destillationskolonnen betrieben werden.
Zeichn.

Claims

Patentansprüche ,.

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Spalt gasen bei der Herstellung von Vinylchlorid durch Spaltung von 1,2-Dichlorethan, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spaltung des 1,2-Dichlorethan bei einem Druck vornimmt, bei dem die Spalt gase den Reaktor mit einem Druck im Bereich von 5 bis 30 bar verlassen, die Spaltgase durch Direktkühlung quencht und die dabei entstehenden Brüden über Wärmeaustauscher leitet.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalt gase den Reaktor vorzugsweise bei einem Druck von 12 bis 18 bar verlassen.

3. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Wärmeaustauscher einen Umlaufverdampfer einer Destillationskolonne verwendet.

4. Verfahren nach den PatentanjprücIien 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wärmeaustauscher ein Wärmeübertragungsmittel erwärmt oder verdampft wird, welches anschließend im Wärmeaustausch den Umlaufverdampfer mindestens einer Destillationskolonne beheizt.

5. Verfahren nach den Patentansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Wärmeübertragungsmittel Wasser benutzt.