EP2943455A1 - Method for heat recovery in vinyl chloride monomer structures or in the structure composite dichloroethane/vinyl chloride, and device suitable for same - Google Patents

Method for heat recovery in vinyl chloride monomer structures or in the structure composite dichloroethane/vinyl chloride, and device suitable for same

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EP2943455A1
EP2943455A1 EP13817887.6A EP13817887A EP2943455A1 EP 2943455 A1 EP2943455 A1 EP 2943455A1 EP 13817887 A EP13817887 A EP 13817887A EP 2943455 A1 EP2943455 A1 EP 2943455A1
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EP
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dichloroethane
column
vinyl chloride
plant
downstream
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Application number
EP13817887.6A
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Manuel Braun
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Vinnolit GmbH and Co KG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for the production of
  • VCM Vinyl chloride
  • the invention aims at heating the HCI column in the VCM plant or in a plant composite for the production of DCE and VCM.
  • the invention is directed to a process for the production of VCM, which is usually obtained by thermal decomposition of DCE, and from which ultimately polyvinyl chloride (hereinafter "PVC") is produced.
  • PVC polyvinyl chloride
  • Reaction of DCE to VCM produces hydrogen chloride (hereinafter “HCl”).
  • DCE is therefore preferably prepared from ethylene and chlorine in such a way that with regard to the hydrogen chloride produced and consumed in the reactions a balanced balance
  • the DCE used is usually vaporized in the first step, then in a second step the vapor formed is pyrolytically cleaved at a relatively high temperature, further in a third step from the hot produced in the second step Cleavage gas separated the entrained solids and then the purified
  • the main products of the cleavage of the DCE carried out in the second process step are HCl and VCM
  • Byproducts include soot, chlorinated and unsaturated hydrocarbons and benzene. To limit the formation of these unwanted by-products, the temperature of the cleavage is maintained at a level that results in incomplete reaction of the DCE. Therefore, that contains in the second
  • the hot cracking gas generated by pyrolysis falls at pyrolysis temperature. It is conditioned so that it adopts a shape suitable for the actual substance separation. For this purpose it is quenched in a so-called quench column, wherein also in
  • Cleavage gas contained solids are washed out.
  • the solids are withdrawn at the bottom of the quench column.
  • the largest part of the gaseous mixture of DCE, VCM and HCl (quenching or quenching head vapor called) is withdrawn at the top of the quench column and fed to further workup.
  • Heat exchangers are used economically.
  • a plant complex for the production of vinyl chloride (hereinafter referred to as "VCM complex") consists essentially of: - a plant for the production of DCE from ethene and chlorine ("direct chlorination", optional part of the installation);
  • Condensation of the mechanically compressed vapor obtained DCE is then used as a feed DCE in the thermal fission, after passing through the flue gases the slit furnace was further preheated.
  • the vapors of the quench column downstream of the cracking furnace are used to preheat the feed DCE. From DE 31 47 310 A1 a process for the recovery of heat in the VCM production by cleavage of DCE is known. This heat is recovered from generated during VCM production fission gases and for heating
  • the DCE cleavage takes place under pressure and the cleavage gases are quenched by direct cooling.
  • the thermal energy obtained is used to operate distillation columns connected downstream of the quench column.
  • DE 29 13 004 A describes a process for the recovery of pyrolysis in the production of vinyl chloride by incomplete thermal cleavage of 1, 2 dichloroethane.
  • water vapor is generated in a heat exchanger and this water vapor is then used to heat columns.
  • DE 35 19 161 A1 discloses a process for the purification of 1, 2-dichloroethane is disclosed.
  • a distillation column is operated under elevated pressure and the heat content of the top stream is used to heat other heat sinks.
  • the resulting dichloroethane is so warm that it is used to heat 1, 2 dichloroethane-containing product streams.
  • plant concepts have been introduced that operate the DCE column in the so-called "pressure distillation" mode, with the result that the feed DCE obtained in this process for thermal cracking to VCM significantly increases compared to previous processes has increased temperature.
  • the object of the present invention is to provide a method for
  • the present invention relates to a process for the preparation of vinyl chloride by thermal cleavage of 1, 2-dichloroethane in a vinyl chloride plant, in which a 1, 2-dichloroethane pyrolysis is provided in the feed-1, 2-dichloroethane is thermally cleaved , the cracking gas generated therein is cooled in a downstream quench column and the hydrogen chloride contained in the cracking gas is separated in a downstream HCI column, the vinyl chloride plant is preceded by a 1, 2-dichloroethane system, which is a distillative purification of, 2- Dichloroethane, in which at least one high-boiling column is provided, wherein higher than 1, 2-dichloro-boiling substances are separated, wherein the high boiler column is operated under pressure, preferably under pressure in the range of 2.7 to 5.3 bara.
  • the inventive method is characterized in that at least a portion of the vapors from the quench column for the recovery of thermal energy is used
  • the high boiler column is particularly preferably operated at head temperatures between 120-150 ° C, and at least a portion of the overhead stream of the high boiler column is used for the production of thermal energy used in heat sinks of a unit for the preparation and purification of 1, 2-dichloroethane and / or in heat sinks of a downstream unit for the production and purification of
  • the thermal energy obtained from the top stream of the quench column is not used to heat the feed 1, 2-dichloroethane for the 1, 2-dichloroethane pyrolysis.
  • this thermal energy is used to heat the HCl column, preferably at least 50%, particularly preferably at least 70% of the thermal energy originating from vapors from the quench column and the remainder from low-pressure steam.
  • the invention also relates to an apparatus for producing vinyl chloride by thermal decomposition of 1,2-dichloroethane in a vinyl chloride plant comprising the elements:
  • Purification of 1, 2-dichloroethane which comprises a distillative purification of 1, 2 dichloroethane, and in the F) at least one high boiler column is provided, wherein higher than 1, 2 dichloroethane boiling substances are separated, wherein the
  • High boiler column is designed so that it can be operated under pressure.
  • At least one heat exchanger is provided, which is heated with vapors from the high boiler column, and in which the thermal energy obtained for heating heat sinks in the 1, 2-dichloroethane system and / or heat sinks in the vinyl chloride Plant and / or heat sinks in a vinyl chloride plant downstream
  • Polyvinyl chloride unit is used.
  • Suitable and preferred heat sinks in a plant complex for DCE / VCM / PVC production are:
  • VCM PVC residue remover
  • Example One or more heat exchangers were switched between gap quench and HCI column, in which the vapors from the quench column were cooled and the recovered heat content was used to heat the HCl column.
  • Heating of the HCI column takes place according to the following scenario:
  • the feed DCE for the gap quench was from a DCE plant with a high boiler column which was operated under pressure.
  • the head temperatures were between 120 and 150 ° C.

Abstract

A method is described for producing vinyl chloride by thermally cracking 1,2-dichloroethane in a vinyl chloride structure, wherein a 1,2-dichloroethane pyrolysis unit is provided, wherein feed 1,2-dichloroethane is thermally cracked, the cracked gas produced therein is cooled in a downstream quench column, and the chlorohydrocarbon contained in the cracked gas is separated off in a downstream HCl column, wherein a 1,2-dichloroethane structure is connected upstream of the vinyl chloride structure, said 1,2-dichloroethane structure having a distillative purification of 1,2-dichloroethane structure, wherein at least one high-boiling column is provided for separating off the substances boiling higher than 1,2-dichloroethane, and wherein the high-boiling column is operated under excess pressure. The method is characterised in that at least one part of the vapours from the quench column is used for obtaining thermal energy which is used for heating the HCl column.

Description

Beschreibung  description
Verfahren zur Wärmerückgewinnung in Vinylchlorid-Monomeranlagen oder im Process for heat recovery in vinyl chloride monomer plants or in the
Anlagenverbund Dichlorethan / Vinylchlorid und dafür geeignete Vorrichtung Plant composite dichloroethane / vinyl chloride and suitable device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von The invention relates to a method and an apparatus for the production of
Vinylchlorid (nachstehend„VCM") und zielt ab auf den Betrieb einer Kolonne zurVinyl chloride (hereinafter "VCM") and aims at the operation of a column for
Abtrennung von Chlorwasserstoff aus dem Gemisch, das bei der thermischen Spaltung von 1 ,2 - Dichlorethan (nachstehend„DCE") anfällt. Separation of hydrogen chloride from the mixture, which is obtained in the thermal cleavage of 1, 2 - dichloroethane (hereinafter "DCE").
Speziell zielt die Erfindung auf die Beheizung der HCI-Kolonne in der VCM-Anlage oder in einem Anlagenverbund zur Herstellung von DCE und von VCM. Specifically, the invention aims at heating the HCI column in the VCM plant or in a plant composite for the production of DCE and VCM.
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung von VCM, welches üblicherweise durch thermische Zersetzung von DCE erhalten wird, und aus dem letztlich Polyvinylchlorid (nachstehend "PVC") hergestellt wird. Bei der Umsetzung von DCE zu VCM entsteht Chlorwasserstoff (nachstehend "HCl"). DCE wird daher bevorzugt aus Ethylen und Chlor derart hergestellt, dass hinsichtlich des bei den Umsetzungen erzeugten und verbrauchten Chlorwasserstoffes eine ausgewogene Bilanz The invention is directed to a process for the production of VCM, which is usually obtained by thermal decomposition of DCE, and from which ultimately polyvinyl chloride (hereinafter "PVC") is produced. Reaction of DCE to VCM produces hydrogen chloride (hereinafter "HCl"). DCE is therefore preferably prepared from ethylene and chlorine in such a way that with regard to the hydrogen chloride produced and consumed in the reactions a balanced balance
entsprechend den folgenden Reaktionsgleichungen erreicht wird: Cl2 + C2H4 - C2H4CI2 (Rein-EDC) + 180 kJ/Mol (1 ) is achieved according to the following reaction equations: Cl 2 + C 2 H 4 - C 2 H 4 Cl 2 (pure EDC) + 180 kJ / mol (1)
C2H4CI2 (Spalt-EDC) - C2H3CI (VCM) + HCl - 71 kJ/Mol (2) C2H 4 CI2 (gap-EDC) - C2H3CI (VCM) + HCl - 71 kJ / mol (2)
C2H4 + 2 HCl + 1/2 02 - C2H4CI2 (Roh-EDC) + H20 + 238 kJ7Mol (3) C 2 H 4 + 2HCl + 1/2 0 2 - C2H4CI2 (crude EDC) + H 2 0 + 238 kJ7Mol (3)
In Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch unvollständige Spaltung von DCE wird üblicherweise das eingesetzte DCE im ersten Schritt verdampft, dann in einem zweiten Schritt der gebildete Dampf bei relativ hoher Temperatur pyrolytisch gespalten, weiter werden in einem dritten Schritt aus dem im zweiten Schritt erzeugten heißen Spaltgas die mitgeführten Feststoffe abgetrennt und nachfolgend das gereinigte In processes for producing vinyl chloride by incomplete cleavage of DCE, the DCE used is usually vaporized in the first step, then in a second step the vapor formed is pyrolytically cleaved at a relatively high temperature, further in a third step from the hot produced in the second step Cleavage gas separated the entrained solids and then the purified
Spaltgas einer destillativen Aufarbeitung zugeführt. Fission gas fed to a distillative workup.
Als Hauptprodukte der im zweiten Verfahrensschritt vorgenommenen Spaltung des DCE entstehen HCl und VCM The main products of the cleavage of the DCE carried out in the second process step are HCl and VCM
An Nebenprodukten fallen in Spuren Ruß, chlorierte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe sowie Benzol an. Um die Bildung dieser unerwünschten Nebenprodukte einzuschränken, wird die Temperatur der Spaltung auf einem Niveau gehalten, das zu einer unvollständigen Umsetzung des DCE führt. Daher enthält das im zweiten Byproducts include soot, chlorinated and unsaturated hydrocarbons and benzene. To limit the formation of these unwanted by-products, the temperature of the cleavage is maintained at a level that results in incomplete reaction of the DCE. Therefore, that contains in the second
Verfahrensschritt durch Spaltung erzeugte heiße Spaltgas zusätzlich zu den Process step by cleavage generated hot cracking gas in addition to the
Hauptprodukten HCl und VCM sowie den genannten Nebenprodukten auch noch das nicht umgesetzte DCE. Die Spaltung des EDC zu VCM ist ein endotherm ablaufender Vorgang, Sie erfolgt in der Gasphase in Form der Pyrolyse. Technisch geschieht die Pyrolyse katalysatorfrei unter hohem Druck von 1 his 3 MPa und bei einer Temperatur von 450 bis 600°C. Es sind aber auch katalytische Verfahren bekannt die es erlauben, die Pyrolyse bei niedrigerer Temperatur durchzuführen. Main products HCl and VCM and the by-products mentioned also the unreacted DCE. The cleavage of the EDC to VCM is an endothermic process that takes place in the gas phase in the form of pyrolysis. Technically, the pyrolysis occurs catalyst-free under high pressure of 1 to 3 MPa and at a temperature of 450 to 600 ° C. But there are also known catalytic processes which allow to carry out the pyrolysis at a lower temperature.
Das mittels Pyrolyse erzeugte heiße Spaltgas fällt bei Pyrolysetemperatur an. Es wird so konditioniert, daß es eine für die eigentliche Stofftrennung geeignete Form annimmt. Dazu wird es in einer sogenannten Quenchkolonne abgeschreckt, wobei auch im The hot cracking gas generated by pyrolysis falls at pyrolysis temperature. It is conditioned so that it adopts a shape suitable for the actual substance separation. For this purpose it is quenched in a so-called quench column, wherein also in
Spaltgas enthaltene Feststoffe ausgewaschen werden. Die Feststoffe werden am Sumpf der Quenchkolonne abgezogen. Der größte Teil des gasförmigen Gemisches von DCE, VCM und HCl (Quenchbrüden oder Quenchkopfbrüden genannt) wird am Kopf der Quenchkolonne abgezogen und der weiteren Aufarbeitung zugeführt. Vor der weiteren Aufarbeitung kann der Wärmeinhalt der Quenchbrüden in einem oder mehreren Cleavage gas contained solids are washed out. The solids are withdrawn at the bottom of the quench column. The largest part of the gaseous mixture of DCE, VCM and HCl (quenching or quenching head vapor called) is withdrawn at the top of the quench column and fed to further workup. Before further processing, the heat content of the quenching vapors in one or more
Wärmetauschern wirtschaftlich genutzt werden. Heat exchangers are used economically.
Ein Anlagenkomplex zur Produktion von Vinylchlorid (nachstehend„VCM-Komplex" genannt) besteht im Wesentlichen aus: - einer Anlage zur Herstellung von DCE aus Ethen und Chlor („Direktchlorierung", optionaler Anlagenteil); und A plant complex for the production of vinyl chloride (hereinafter referred to as "VCM complex") consists essentially of: - a plant for the production of DCE from ethene and chlorine ("direct chlorination", optional part of the installation);
- einer Anlage zur Herstellung von DCE aus Ethen, Chlorwasserstoff und  a plant for the production of DCE from ethene, hydrogen chloride and
Sauerstoff („Oxichlorierung"); und  Oxygen ("oxychlorination"); and
- einer Anlage zur destillativen Reinigung von 1 ,2 -Dichlorethan (Herstellung von „Feed-DCE"); und  - a plant for the purification by distillation of 1, 2-dichloroethane (preparation of "Feed-DCE");
- einer Anlage zur thermischen Spaltung des destillativ gereinigten„Feed-DCE" zu Vinylchlorid und Chlorwasserstoff; und  - A plant for the thermal cleavage of distillatively purified "Feed DCE" to vinyl chloride and hydrogen chloride, and
- einer Anlage zur destillativen Abtrennung des Chlorwasserstoffs und nicht  - a plant for the separation by distillation of hydrogen chloride and not
umgesetzten 1 ,2 -Dichlorethans sowie zur Reinigung des Vinylchlorids.  reacted 1, 2-dichloroethane and for the purification of vinyl chloride.
Der durch thermische Spaltung des 1 ,2-Dichlorethans gewonnene Chlorwasserstoff wird in die Oxichlorierungsanlage zurückgeführt und dort mit Ethen und Sauerstoff wieder zu DCE umgesetzt. The hydrogen chloride obtained by thermal cleavage of the 1, 2-dichloroethane is returned to the Oxichlorierungsanlage and reacted there with ethene and oxygen to DCE.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Massnahmen zur Energieeinsparung bzw. Wärmerückgewinnung in Anlagen zur Herstellung von DCE, VCM und PVC bekannt. Solche Massnahmen führen zu einer deutlichen Senkung der Betriebskosten und tragen damit ganz wesentlich zur Wirtschaftlichkeit der Anlage bei. Ebenso tragen solche Massnahmen auch wesentlich zur Verringerung des C02-Ausstoßes der Anlage bei. Numerous measures for energy saving or heat recovery in plants for the production of DCE, VCM and PVC are known from the prior art. Such measures lead to a significant reduction in operating costs and thus contribute significantly to the economy of the plant. Likewise, such measures also contribute significantly to reducing the C0 2 emissions of the plant.
Hierzu zählen solche Massnahmen, welche die Reaktionswärme der exothermen Reaktionsschritte nutzen, um Wärmesenken im Prozess zu beheizen. So wird These include measures that use the heat of reaction of the exothermic reaction steps to heat heat sinks in the process. So will
beispielsweise mit der Reaktionswärme der Oxichlorierung Dampf erzeugt, mit dem z.B. Edukt-Vorwärmer oder Destillationskolonnen beheizt werden können. for example, with the heat of reaction of the oxychlorination produces vapor, with the e.g. Edukt preheater or distillation columns can be heated.
Ebenso existieren Vorschläge zur Nutzung von Wärmeenergie, die aus der VCM-Anlage stammt. Ein Beispiel für solche Verfahren findet sich in der DE 3440 685 A1. Hier wird der Brüden der Hochsiederkolonne mechanisch verdichtet und zur Beheizung derselben Kolonne verwendet. Das im Umlaufverdampfer der Hochsiederkolonne durch There are also proposals for the use of heat energy that comes from the VCM plant. An example of such methods can be found in DE 3440 685 A1. Here, the vapor of the high boiler column is mechanically compressed and used to heat the same column. The in the circulation evaporator of the high boiler column through
Kondensation des mechanisch verdichteten Brüdens erhaltene DCE wird dann als Feed-DCE in der thermischen Spaltung eingesetzt, nachdem es durch die Rauchgase des Spaltofens weiter vorgewärmt wurde. Bei einer anderen in WO 2004/089860 A1 beschriebenen Verfahrensvariante werden die Brüden der dem Spaltofen nachgeschalteten Quenchkolonne zur Vorwärmung des Feed-DCE genutzt. Aus der DE 31 47 310 A1 ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme bei der VCM-Herstellung durch Spaltung von DCE bekannt. Dabei wird Wärme aus bei der VCM-Herstellung erzeugten Spaltgasen rückgewonnen und zur Beheizung von Condensation of the mechanically compressed vapor obtained DCE is then used as a feed DCE in the thermal fission, after passing through the flue gases the slit furnace was further preheated. In another process variant described in WO 2004/089860 A1, the vapors of the quench column downstream of the cracking furnace are used to preheat the feed DCE. From DE 31 47 310 A1 a process for the recovery of heat in the VCM production by cleavage of DCE is known. This heat is recovered from generated during VCM production fission gases and for heating
Destillationskolonnen verwendet. Die DCE-Spaltung erfolgt dabei unter Druck und die Spaltgase werden durch Direktkühlung gequencht. In einem Ausführungsbeispiel wird die gewonnene thermische Energie zum Betrieb von der Quenchkolonne nachgeschalteten Destillationskolonnen eingesetzt. Used distillation columns. The DCE cleavage takes place under pressure and the cleavage gases are quenched by direct cooling. In one embodiment, the thermal energy obtained is used to operate distillation columns connected downstream of the quench column.
DE 29 13 004 A beschreibt ein Verfahren zur Rückgewinnung von Pyrolyseenergie bei der Herstellung von Vinylchlorid durch unvollständige thermische Spaltung von 1 ,2- Dichlorethan. In dieser Schrift wird vorgeschlagen, dass mittels des Wärmeinhalts der heißen Spaltgase aus dem Spaltofen in einem Wärmetauscher Wasserdampf erzeugt wird und dieser Wasserdampf dann zur Beheizung von Kolonnen verwendet wird. DE 29 13 004 A describes a process for the recovery of pyrolysis in the production of vinyl chloride by incomplete thermal cleavage of 1, 2 dichloroethane. In this document, it is proposed that by means of the heat content of the hot fission gases from the cracking furnace water vapor is generated in a heat exchanger and this water vapor is then used to heat columns.
In der DE 35 19 161 A1 wird ein Verfahren zur Reinigung von 1 ,2-Dichlorethan offenbart. Dabei wird eine Destillationskolonne unter erhöhtem Druck betrieben und der Wärmeinhalt des Kopfstroms wird zur Beheizung weiterer Wärmesenken verwendet. Das dabei anfallende Dichlorethan ist so warm, dass es zur Erwärmung von 1 ,2- Dichlorethan enthaltenden Produktströmen eingesetzt wird. In jüngster Zeit wurden Anlagenkonzepte vorgestellt, bei denen die DCE-Kolonne im Modus der sogenannten„Druckdestillation" betrieben wird. Dieses hat zur Folge, dass das in diesem Prozess gewonnene Feed-DCE für die thermische Spaltung zu VCM im Vergleich zu früheren Prozessen eine erheblich gesteigerte Temperatur aufweist. In DE 35 19 161 A1 discloses a process for the purification of 1, 2-dichloroethane is disclosed. In this case, a distillation column is operated under elevated pressure and the heat content of the top stream is used to heat other heat sinks. The resulting dichloroethane is so warm that it is used to heat 1, 2 dichloroethane-containing product streams. More recently, plant concepts have been introduced that operate the DCE column in the so-called "pressure distillation" mode, with the result that the feed DCE obtained in this process for thermal cracking to VCM significantly increases compared to previous processes has increased temperature.
Dadurch entfällt die Notwendigkeit, dieses Feed-DCE vor der Spaltung vorzuheizen oder eine Vorheizung benötigt erheblich weniger Wärmeenergie als bei früheren Verfahren. Bislang wurde das Feed-DCE hauptsächlich durch den Wärmeinhalt der Spaltquench- brüden erwärmt. Diese Wärmequelle könnte nunmehr anderen Verwendungen zugeführt werden bzw. die Spaltquenchbrüden müssten nun in anderer Weise abgekühlt werden, beispielsweise in einem luftgekühlten Kondensator. This eliminates the need to preheat this feed DCE prior to cleavage, or preheating requires significantly less heat energy than previous methods. So far, the feed DCE has been heated mainly by the heat content of the gap quenching broths. This heat source could now be used for other purposes or the Spaltquenchbrüden would now have to be cooled in other ways, for example in an air-cooled condenser.
Es wurde nun in überraschender Weise gefunden, dass sich in VCM-Anlagen mit vorgeschalteten DCE-Anlagen, in denen unter Druck betriebene Hochsiederkolonnen eingesetzt werden, die Spaltquenchbrüden in besonders wirtschaftlicher Weise zur Beheizung der HCI-Kolonne einsetzen lassen. It has now surprisingly been found that in VCM plants with upstream DCE plants in which high-boiling columns operated under pressure are used, the gap quenching vapors can be used in a particularly economical manner for heating the HCl column.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur The object of the present invention is to provide a method for
Herstellung von VCM durch thermische Spaltung von DCE, das äußerst energieeffizient ist und dass keine großen Umrüstungen bestehender Anlagen oder Anlagenteile benötigt. Production of VCM by thermal splitting of DCE, which is extremely energy efficient and does not require large conversions of existing plants or plant parts.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch thermische Spaltung von 1 ,2-Dichlorethan in einer Vinylchlorid-Anlage, in dem eine 1 ,2- Dichlorethan-Pyrolyseeinheit vorgesehen ist, in der Feed-1 ,2-Dichlorethan thermisch gespalten wird, das darin erzeugte Spaltgas in einer nachgeschalteten Quenchkolonne abgekühlt wird und in einer nachgeschalteten HCI-Kolonne der im Spaltgas enthaltene Chlorwasserstoff abgetrennt wird, wobei der Vinylchlorid-Anlage eine 1 ,2-Dichlorethan- Anlage vorgeschaltet ist, welche eine destillative Reinigung von ,2-Dichlorethan aufweist, in der mindestens eine Hochsiederkolonne vorgesehen ist, worin höher als 1 ,2-Dichlorethan siedende Substanzen abgetrennt werden wobei die Hochsiederkolonne unter Überdruck betrieben wird, vorzugsweise unter Überdruck im Bereich von 2,7 bis 5,3 bara. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Brüden aus der Quenchkolonne zur Gewinnung von thermischer Energie verwendet wird, die zur Beheizung der HCI-Kolonne genutzt wird. The present invention relates to a process for the preparation of vinyl chloride by thermal cleavage of 1, 2-dichloroethane in a vinyl chloride plant, in which a 1, 2-dichloroethane pyrolysis is provided in the feed-1, 2-dichloroethane is thermally cleaved , the cracking gas generated therein is cooled in a downstream quench column and the hydrogen chloride contained in the cracking gas is separated in a downstream HCI column, the vinyl chloride plant is preceded by a 1, 2-dichloroethane system, which is a distillative purification of, 2- Dichloroethane, in which at least one high-boiling column is provided, wherein higher than 1, 2-dichloro-boiling substances are separated, wherein the high boiler column is operated under pressure, preferably under pressure in the range of 2.7 to 5.3 bara. The inventive method is characterized in that at least a portion of the vapors from the quench column for the recovery of thermal energy is used, which is used to heat the HCI column.
Aufgrund des relativ hohen Temperaturniveaus der Spaltquenchbrüden bietet sich eine Nutzung zur Beheizung der HCI-Kolonne an. Due to the relatively high temperature level of the gap quench vapor, use for heating the HCI column is appropriate.
Die Hochsiederkolonne wird besonders bevorzugt bei Kopftemperaturen zwischen 120 - 150 °C betrieben, und zumindestens ein Teil des Kopfstromes der Hochsiederkolonne wird zur Gewinnung von thermischer Energie verwendet, die in Wärmesenken einer Teilanlage zur Herstellung und Reinigung von 1 ,2-Dichlorethan und/oder in Wärmesenken einer nachgeschalteten Teilanlage zur Herstellung und Reinigung von The high boiler column is particularly preferably operated at head temperatures between 120-150 ° C, and at least a portion of the overhead stream of the high boiler column is used for the production of thermal energy used in heat sinks of a unit for the preparation and purification of 1, 2-dichloroethane and / or in heat sinks of a downstream unit for the production and purification of
Vinylchlorid und/oder in Wärmesenken einer nachgeschalteten Teilanlage zur Vinyl chloride and / or in heat sinks of a downstream unit for
Herstellung und Aufarbeitung von Polyvinylchlorid genutzt wird. Production and workup of polyvinyl chloride is used.
In einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aus dem Kopfstrom der Quenchkolonne gewonnene thermische Energie nicht dafür eingesetzt, um das Feed-1 ,2-Dichlorethan für die 1 ,2-Dichlorethan-Pyrolyseeinheit zu erwärmen. In a particularly preferred variant of the process according to the invention, the thermal energy obtained from the top stream of the quench column is not used to heat the feed 1, 2-dichloroethane for the 1, 2-dichloroethane pyrolysis.
Mit dieser thermischen Energie erfolgt erfindungsgemäß die Beheizung der HCI- Kolonne, wobei vorzugsweise mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 70 % der thermischen Energie aus Brüden aus der Quenchkolonne stammt und der Rest aus Niederdruckdampf. According to the invention, this thermal energy is used to heat the HCl column, preferably at least 50%, particularly preferably at least 70% of the thermal energy originating from vapors from the quench column and the remainder from low-pressure steam.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Vinylchlorid durch thermische Spaltung von 1 ,2-Dichlorethan in einer Vinylchlorid-Anlage umfassend die Elemente: The invention also relates to an apparatus for producing vinyl chloride by thermal decomposition of 1,2-dichloroethane in a vinyl chloride plant comprising the elements:
A) 1 ,2-Dichlorethan-Pyrolyseeinheit, in der Feed-1, 2-Dichlorethan thermisch gespalten wird, A) 1, 2-dichloroethane pyrolysis unit in which feed 1, 2-dichloroethane is thermally cleaved,
B) eine der 1 ,2-Dichlorethan-Pyrolyseeinheit nachgeschaltete Quenchkolonne, in der das erzeugte Spaltgas abgekühlt wird und Feststoffe ausgewaschen werden,  B) a quench column connected downstream of the 1, 2-dichloroethane pyrolysis unit, in which the generated cracking gas is cooled and solids are washed out,
C) eine der Quenchkolonne nachgeschaltete HCI-Kolonne, in welcher der im Spaltgas enthaltene Chlorwasserstoff abgetrennt wird, und  C) one of the quench column downstream HCI column, in which the hydrogen chloride contained in the cracking gas is separated, and
D) mindestens einen Wärmetauscher, in dem aus zumindest einem Teil der Brüden aus der Quenchkolonne thermische Energie gewonnen wird, die zur Beheizung der HCI-Kolonne genutzt wird,  D) at least one heat exchanger in which thermal energy is obtained from at least part of the vapors from the quench column, which is used to heat the HCI column,
E) eine der Vinylchlorid-Anlage vorgeschaltete Anlage zur Herstellung und  E) an upstream of the vinyl chloride plant for the production and
Reinigung von 1 , 2-Dichlorethan, welche eine destillative Reinigung von 1 ,2- Dichlorethan aufweist, und in der F) mindestens eine Hochsiederkolonne vorgesehen ist, worin höher als 1 ,2- Dichlorethan siedende Substanzen abgetrennt werden, wobei die Purification of 1, 2-dichloroethane, which comprises a distillative purification of 1, 2 dichloroethane, and in the F) at least one high boiler column is provided, wherein higher than 1, 2 dichloroethane boiling substances are separated, wherein the
Hochsiederkolonne so ausgelegt ist, dass diese unter Überdruck betrieben werden kann.  High boiler column is designed so that it can be operated under pressure.
In einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mindestens ein Wärmeaustauscher vorgesehen, der mit Brüden aus der Hochsiederkolonne beheizt wird, und bei dem die gewonnene thermische Energie zur Beheizung von Wärmesenken in der 1 ,2-Dichlorethan-Anlage und/oder von Wärmesenken in der Vinylchlorid-Anlage und/oder von Wärmesenken in einer der Vinylchlorid-Anlage nachgeschalteten In a preferred variant of the device according to the invention at least one heat exchanger is provided, which is heated with vapors from the high boiler column, and in which the thermal energy obtained for heating heat sinks in the 1, 2-dichloroethane system and / or heat sinks in the vinyl chloride Plant and / or heat sinks in a vinyl chloride plant downstream
Polyvinylchlorid-Teilanlage verwendet wird. Polyvinyl chloride unit is used.
Geeignete und bevorzugte Wärmesenken in einem Anlagenkomplex zur DCE / VCM / PVC-Herstellung sind: Suitable and preferred heat sinks in a plant complex for DCE / VCM / PVC production are:
Im DCE - Komplex: In the DCE complex:
- Entwässerungskolonne;  - drainage column;
- Leichtsiederkolonne bzw. DCE-Stripper;  Low-boiling column or DCE stripper;
- Vakuumkolonne;  - Vacuum column;
- Kesselspeisewasserentgaser; und  - boiler feed water degasser; and
- Strippkolonne zu Entfernung von DCE aus Abwasser.  - Stripping column for removal of DCE from wastewater.
Im VCM - Komplex: In the VCM complex:
- Strippkolonne zur Reinigung (Entfernung von HCl) von Vinylchlorid.  Stripping column for purification (removal of HCl) of vinyl chloride.
In der PVC-Anlage: In the PVC plant:
- Vorrichtungen zur Entfernung von Rest-Monomer (VCM) aus PVC, speziell eine Vorentgasungseinrichtung und eine nachgeschaltete Entgasungskolonne;  PVC residue remover (VCM) removal devices, especially a pre-degassing device and a downstream degassing column;
- Strippkolonne zur Entfernung von VCM aus Abwasser;  Stripping column for removal of VCM from wastewater;
- Vorrichtung zur Trocknung von PVC-Pulver; und  - Device for drying PVC powder; and
- Vorrichtung zur Erwärmung von Chargierwasser für die Polymerisationsreaktion. Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne diese zu begrenzen. Beispiel Zwischen Spaltquenche und HCI-Kolonne wurden ein oder mehreren Wärmetauscher geschaltet, in denen die Brüden aus der Quenchkolonne abgekühlt werden und der gewonnene Wärmeinhalt zur Beheizung der HCI-Kolonne verwendet wurde. Die - Device for heating charging water for the polymerization reaction. The following example illustrates the invention without limiting it. Example One or more heat exchangers were switched between gap quench and HCI column, in which the vapors from the quench column were cooled and the recovered heat content was used to heat the HCl column. The
Beheizung der HCI-Kolonne erfolgt nach folgendem Szenario: Heating of the HCI column takes place according to the following scenario:
90 % der benötigen Wärme lieferte der brüdenbeheizte Reboiler, und - 10 % der benötigten Wärme wurden durch Niederdruckdampf über einen Trim Reboiller bereitgestellt.  90% of the heat required was supplied by the steam-heated reboiler, and - 10% of the required heat was provided by low-pressure steam via a Trim Reboiller.
Durch die Nutzung von 4533 kW latenter Wärme aus den Spaltquenchbrüden konnten im konkreten Fall bei einer Jahresproduktion von 400.000 t VCM in 8000 h 7825 kg/h Niederdruckdampf eingespart werden. By using 4533 kW of latent heat from the gap quench vapors, 7825 kg / h of low-pressure steam could be saved in 8,000 h in an annual production of 400,000 t VCM.
Das Feed-DCE für die Spaltquenche stammte aus einer DCE-Anlage mit Hochsieder- kolonne, welche unter Druck betrieben wurde. Die Kopftemperaturen betrugen zwischen 120 und 150 °C. The feed DCE for the gap quench was from a DCE plant with a high boiler column which was operated under pressure. The head temperatures were between 120 and 150 ° C.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch thermische Spaltung von 1 ,2- Dichlorethan in einer Vinylchlorid-Anlage, in dem eine 1 ,2-Dichlorethan-Pyrolyse- einheit vorgesehen ist, in der Feed-1 ,2-Dichlorethan thermisch gespalten wird, das darin erzeugte Spaltgas in einer nachgeschalteten Quenchkolonne abgekühlt wird und in einer nachgeschalteten HCI-Kolonne der im Spaltgas enthaltene 1. A process for the preparation of vinyl chloride by thermal cleavage of 1, 2-dichloroethane in a vinyl chloride plant, in which a 1, 2-dichloroethane pyrolysis unit is provided, is split thermally in the feed-1, 2-dichloroethane, the cracking gas generated therein is cooled in a downstream quench column and in a downstream HCI column contained in the cracking gas
Chlorwasserstoff abgetrennt wird, wobei der Vinylchlorid-Anlage eine 1 ,2- Dichlorethan-Anlage vorgeschaltet ist, welche eine destillative Reinigung von 1 ,2- Dichlorethan aufweist, in der mindestens eine Hochsiederkolonne zur Abtrennung von höher als 1 ,2-Dichlorethan siedenden Substanzen vorgesehen ist und wobei die Hochsiederkolonne unter Überdruck betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Brüden aus der Quenchkolonne zur Gewinnung von thermischer Energie verwendet wird, die zur Beheizung der HCI-Kolonne genutzt wird.  Hydrogen chloride is separated, wherein the vinyl chloride plant is preceded by a 1, 2-dichloroethane plant, which comprises a distillative purification of 1, 2 dichloroethane, provided in the at least one high-boiling column for the separation of higher than 1, 2-dichloroethane boiling substances is and wherein the high boiler column is operated under pressure, characterized in that at least a portion of the vapors from the quench column for recovering thermal energy is used, which is used to heat the HCI column.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hochsieder-kolonne unter Überdruck im Bereich von 2,7 bis 5,3 bara betrieben wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the high boiler column is operated under pressure in the range of 2.7 to 5.3 bara.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochsiederkolonne bei Kopftemperaturen zwischen 120 - 150 °C betrieben wird, und dass 3. The method according to claim 2, characterized in that the high boiler column is operated at head temperatures between 120 - 150 ° C, and that
zumindestens ein Teil des Kopfstromes der Hochsiederkolonne zur Gewinnung von thermischer Energie verwendet wird, die in Wärmesenken einer Teilanlage zur Herstellung von 1 ,2-Dichlorethan, und/oder in Wärmesenken einer nachgeschalteten Teilanlage zur Erzeugung von Vinylchlorid und/oder in Wärmesenken einer nachgeschalteten Teilanlage zur Herstellung von Polyvinylchlorid genutzt wird.  at least a portion of the top stream of the high boiler column is used to recover thermal energy used in heat sinks of a unit for the production of 1, 2-dichloroethane, and / or in heat sinks of a downstream unit for the production of vinyl chloride and / or in heat sinks of a downstream unit Production of polyvinyl chloride is used.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung der HCI-Kolonne durch thermische Energie erfolgt, die zu mindestens 50 %, vorzugsweise zu mindestens 70 % aus Brüden aus der Quenchkolonne stammt und zum Rest aus Niederdruckdampf. Vorrichtung zur Herstellung von Vinylchlorid durch thermische Spaltung von 1 ,2- Dichlorethan in einer Vinylchlorid-Anlage umfassend die Elemente: 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the heating of the HCI column is effected by thermal energy, which comes to at least 50%, preferably at least 70% from vapors from the quench column and the remainder of low-pressure steam. Device for the preparation of vinyl chloride by thermal decomposition of 1, 2-dichloroethane in a vinyl chloride plant comprising the elements:
A) 1 ,2-Dichlorethan-Pyrolyseeinheit, in der Feed-1 ,2-Dichlorethan thermisch gespalten wird, A) 1, 2-dichloroethane pyrolysis unit in which feed 1, 2-dichloroethane is thermally cleaved,
B) eine der 1 ,2-Dichlorethan-Pyrolyseeinheit nachgeschaltete Quench- kolonne, in der das erzeugte Spaltgas abgekühlt wird und Feststoffe ausgewaschen werden,  B) a quench column which is connected downstream of the 1,2-dichloroethane pyrolysis unit and in which the generated cracking gas is cooled and solids are washed out,
C) eine der Quenchkolonne nachgeschaltete HCI-Kolonne, in welcher der im Spaltgas enthaltene Chlorwasserstoff abgetrennt wird,  C) an HCI column downstream of the quench column, in which the hydrogen chloride contained in the cracked gas is separated off,
D) mindestens einen Wärmetauscher, in dem aus zumindest einem Teil der Brüden aus der Quenchkolonne thermische Energie gewonnen wird, die zur Beheizung der HCI-Kolonne genutzt wird,  D) at least one heat exchanger in which thermal energy is obtained from at least part of the vapors from the quench column, which is used to heat the HCI column,
E) eine der Vinylchlorid-Anlage vorgeschaltete Anlage zur Herstellung und Reinigung von 1 ,2-Dichlorethan, welche eine destillative Reinigung von 1 ,2-Dichlorethan aufweist, und in der  E) a unit upstream of the vinyl chloride plant for the preparation and purification of 1, 2-dichloroethane, which comprises a distillative purification of 1, 2-dichloroethane, and in the
F) mindestens eine Hochsiederkolonne vorgesehen ist, worin höher als 1 ,2- Dichlorethan siedende Substanzen abgetrennt werden, wobei die Hochsiederkolonne so ausgelegt ist, dass diese unter Überdruck betrieben werden kann.  F) at least one high-boiling column is provided, wherein higher than 1, 2 dichloroethane boiling substances are separated, wherein the high boiler column is designed so that it can be operated under pressure.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmeaustauscher vorgesehen ist, der mit Brüden aus der Hochsiederkolonne beheizt wird, und dass die gewonnene thermische Energie zur Beheizung von Wärmesenken in der 1 ,2-Dichlorethan-Anlage und/oder von Wärmesenken in der Vinylchlorid-Anlage und/oder von Wärmesenken in einer der Vinylchlorid-Anlage nachgeschalteten Polyvinylchlorid-Teilanlage verwendet wird. 6. The device according to claim 5, characterized in that at least one heat exchanger is provided, which is heated with vapors from the high boiler column, and that the thermal energy obtained for heating of heat sinks in the 1, 2-dichloroethane plant and / or heat sinks in the vinyl chloride plant and / or heat sinks in a vinyl chloride plant downstream polyvinyl chloride unit is used.
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