DE3147310C2

DE3147310C2 -

Info

Publication number: DE3147310C2
Application number: DE3147310A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Phys. Dr. 6907 Nussloch De Hebgen; Eckehard Dipl.-Chem. Dr. Danz; Eberhard Ing.(Grad.) 6700 Ludwigshafen De Birnbaum; Gerd Dipl.-Chem. Dr. 6719 Weisenheim De Krome; Erhard Dipl.-Chem. Dr. 6900 Heidelberg De Stahnecker; Klaus Dipl.-Ing. 6701 Dannstadt De Schumacher
Original assignee: BASF SE
Current assignee: Inovyn Belgium NV SA
Priority date: 1981-11-28
Filing date: 1981-11-28
Publication date: 1990-01-18
Also published as: BE895136A; DE3147310A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Spaltgasen bei der Herstellung von Vinylchlorid durch Spaltung von 1,2-Dichlorethan.

Die DE-OS 29 07 066 und die DE-OS 29 13 004 betreffen zur Rückge winnung von Pyrolyseenergie bei der Herstellung von Vinylchlorid durch unvollständige thermische Spaltung von 1,2-Dichlorethan, bei denen die aus dem Reaktor austretenden heißen Spaltgase direkt über Wärmeaus tauscher geleitet werden und dann einer Destillationszone zugeführt werden, die durch Wärmeaustausch aufgeheizt wird.

Wie sich gezeigt hat, wird der Wärmeaustauscher dabei schnell durch Ablagerungen verstopft, was häufigere Reinigung, längere Stillstandzeit und damit eine Verringerung der Produktivität zur Folge hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, diesen Mängeln abzuhelfen.

Demgemäß wurde ein neues Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Spaltgasen bei der Herstellung von Vinylchlorid durch Spaltung von 1,2-Dichlorethan, wobei die Spaltgase den Reaktor mit einem Druck von 5 bis 30 bar und Temperaturen von 480 bis 530°C verlassen, gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Spaltgase in einer Kolonne durch Direktkühlung quencht, so daß die am Kopf der Kolonne abgezogenen gasförmigen Bestandteile eine Temperatur von 105 bis 220°C aufweisen, diese gasförmigen Bestandteile über einen oder mehrere Wärmeaustauscher leitet, abkühlt und teilweise oder vollständig kondensiert und das dabei entstandene Kondensat in einer Menge von 100 bis 130%, bezogen auf die Spaltgase, in die Quenchkolonne zurückführt.

Der Wärmeinhalt der Spaltgase kann sowohl dadurch, daß die gequenchten gasförmigen Bestandteile direkt durch den Umlaufverdampfer von min destens einer Destillationskolonne geführt werden, als auch dadurch genutzt werden, daß in dem Wärmeaustauscher ein Wärmeübetragungsmittel erwärmt oder verdampft wird, welches anschließend im Wärmeaustausch den Umlaufverdampfer min destens einer Destillationskolonne beheizt. Als Wärmeüber tragungsmittel setzt man vorzugsweise Wasser ein.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß ohne die oben genannten Nachteile, die bisher eine nutzvolle Verwen dung des Wärmeinhaltes der Spaltgase verhindert haben, ein Anteil von 40 bis 80% des Wärmeinhalts der den Reaktor ver lassenden Spaltgase (2,5 bis 5,0 MJ 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 u. 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 540°C liegt. Die Spaltgase werden, wie bei solchen Ver fahren üblich, zunächst gequencht. Hierzu werden die Spalt gase einer Kolonne zugeführt, bei der ein Anteil der am Kolonnenkopf abgezogenen gasförmigen (Quenchbrüden) und an schließend teilweise oder total kondensierten Anteile in die Kolonne zurückgeführt und zum Kühlen der in die Kolonne ein tretenden heißen Spaltgase verwendet wird. Dieser Anteil der kondensierten Spaltprodukte beträgt 100 bis 130% 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 zu gefahren wird. Die Sumpfbestandteile werden in solchen Mengen, die üblicherweise bei 150 bis 200% der Spaltgas menge liegen, zugemischt, so daß das Gemisch mit annähernd Siedetemperatur in die Kolonne eintritt. Die schwersiedenden und festen Rückstände werden in Mengen, die 5 bis 15% 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 Be reich von 105 bis 220°C 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 üb lich, 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 Verunreini gungen trennt. Dieses nicht umgesetzte 1,2-Dichlorethan wird destillativ gereinigt und wieder zur Spaltung zurückgeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Fig. 1 näher erläu tert.

1,2-Dichlorethan (1) wird dampfförmig dem Reaktor (Spalt ofen) (2) zugeführt, der mit Luft und Brennstoff (3) beheizt wird. Die Spaltgase (4), die hauptsächlich aus Vinylchlorid, nicht umgesetzten 1,2-Dichlorethan und Chlorwasserstoff be stehen, werden in einer Kolonne (5) durch Direktkühlung ge quencht. Die schwersiedenden und festen Rückstände (6) werden ausgeschleust. Die gasförmigen Bestandteile (7) (Quenchbrü den), die einen Druck von 5 bis 30 bar haben, werden in einem Wäremaustauscher (10) abgekühlt und kondensiert. Der Rück lauf, 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 Bestand teile (9) der Spaltgase werden der Weiterverarbeitung zuge leitet. 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 Wärmeübertra gungsmittel, 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 Umlauf verdampfer von mindestens einer Destillationskolonne sein.

Beispiel

Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens ist in Fig. 2 erläutert.

64,4 t/h 1,2-Dichlorethan (1) werden dem Reaktor (Spalt ofen) (2) zugeführt. Der Reaktor wird über (3) beheizt. Die mit einer Temperatur von 480°C und einem Druck von 15,5 bar den Reaktor verlassenden Spaltgase (4) werden in der Kolonne (5) bei einem Druck von 15 bar auf 178°C durch Quenchen ab gekühlt. 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 175°C haben, in einer Menge von 139,2 t/h in einem Wärmeaustau scher (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) konden sierten Anteile werden aufgetrennt, wobei ein Anteil (18) in einer Menge von 9,6 t/h der weiteren Aufarbeitung zuge führt wird, ein zweiter Anteil wird der Kolonne (12) zuge fahren. Am Sumpf der Kolonne (12) werden die kondensierten Anteile zusammen mit dem kondensierten Anteil des ersten Wärmetauschers (10) als Rücklauf (13) in einer Menge von 80,8 t/h zur Quenchkolonne (5) zugeführt. In den Wärmeaus tauschern (10) wird Dampf eines Druckes von 3 bar und in dem Wärmeaustauscher (15) wird Dampf eines Druckes von 2 bar ge wonnen. 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 weite ren Aufarbeitung der Ströme (17) und (18) benötigten Destillationskolonnen betrieben werden.

Claims

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Spaltgasen bei der Herstellung von Vinylchlorid durch Spaltung von 1,2-Dichlorethan, wobei die Spaltgase den Reaktor mit einem Druck von 5 bis 30 bar und einer Temperatur von 480 bis 540°C verlassen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spaltgase in einer Kolonne durch Direktkühlung quencht, so daß die am Kopf der Kolonne abgezogenen gasförmigen Bestandteile eine Temperatur von 105 bis 220°C aufweisen, diese gasförmigen Bestandteile über einen oder mehrere Wärmeaustauscher leitet, abkühlt und teilweise oder vollständig kondensiert und das dabei entstehende Kondensat in einer Menge von 100 bis 130%, bezogen auf die Spaltgase, in die Quenchkolonne zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltgase den Reakor bei einem Druck von 12 bis 18 bar verlassen.

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

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

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Wärmeübertragungs mittel Wasser benutzt.