HU205595B - Process for diminishing humidity of waste gases from reactors for direct chlorinating ethylene for producing dichloroethane - Google Patents

Description

A találmány tárgya etilénnek diklór-etánná történő direkt klórozására szolgáló reaktorból származó hulladékgázok nedvességtartalmának csökkentésére. Az etilén-diklorid (EDC vagy 1,2-diklór-etán) előállítására széleskörűen alkalmazott katalitikus eljárás alapját az etilén „direkt klórozása” képzi. A reakció a tömegátvitel alapján ellenőrizhető az etilén abszorpciójával, ha a reakciót az etilén csekély feleslegében vagy alternatív lehetőségként (a fentieknek megfelelően) a klór csekély feleslegében végezzük. A reakcióhő elvezetéséhez a mintegy 50-65 °C közötti hőmérsékleten üzemelő alacsony hőmérsékletű direkt klórozó reaktort a szokásos módon vízzel hűtjük, vagy legfeljebb 1379 KPa nyomáson és az EDC forráspontján vagy ahhoz közeb hőmérsékleten üzemelő reaktort alkalmazunk, amelyet nagy hőmérsékletű direkt klórozó reaktornak (high temperature direct chlorination [HTDC]-reactor) neveznek. A HTDC-reaktor a direkt klórozó reaktor egy különleges fajtája. Ennek egyik változatában, amelyet „forrásponti reaktor’-nak neveznek, a HTDC-t az EDC forráspontján valósítják meg, amikor is az EDC gőz halmazállapotban nyerhető ki. Egy másik változatában, amelyet „forráspont alatti reaktor”-nak neveznek, a HTDC-t az EDC forráspontja alatti, de ahhoz közeleső hőmérsékleten valósítják meg, amikor is az EDC folyékony halmazállapotú mellékáram formájában nyerhető ki.

A direkt klőrozási reakciót az alábbi egyenlet írja le:

CH₂ = CH₂+C1₂->C1CH₂CH₂C1 és elméletileg a reakció során sem víz, sem hidogénklorid nem képződik. A gyakorlatban azonban, oxigén jelenlétében egyes mellékreakciók víz képződéséhez vezetnek és egy másik mellékreakció során hidrogénklorid is képződik, amely az alábbi egyenlettel írható le:

C1CH₂CH₂C1+CI₂-4C1CH₂CHC1₂+HC1.

A képződött hidrogén-klorid mennyisége a HTDC-reaktorban alkalmazott katabzátor típusától, a folyékony reakcióközegtől (általában klórozott szénhidrogén, így EDC) és a reakció körülményeitől függ.

A direkt klőrozási eljárás előnyösen helyettesíthető az oxiklórozási („oxy”) eljárással, amelyben az etilént hidrogén-kloriddal és oxigénnel reagáltatják egy oxireaktorban, amelynek során EDC keletkezik. A direkt klórozás és az oxiklórozás fend kombinációját „egyensúlyi folyamat”-nak nevezik (további részletek: Cowfer, J. A. és Magistro, A. J.: Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk & Othmer, 23. kötet, 865-885). A megadott folyamatábra szerint az irodalom azt javasolja, hogy a HTDC-reaktorban előállított nyers EDC-t lúggal semlegesítsék. A semlegesített anyaggal járó nyilvánvaló gazdasági terhek és a lúg költségei miatt ez a megoldás nem túl előnyös.

Régóta ismert, hogy a HTDC-reaktorból távozó reakcióelegy erősen korrozív. Felismerték, hogy a korrózió fő oka a szabad klór és a nyomnyi mennyiségű, kevesebb mint 100 ppm víz. Az EDC-elegyben található szabad klór elválasztására és így a szabad klór által kiváltott korrózió csökkentését szolgáló eljárást ismertet a 4 547 599 számú USA-beli szabadalmi leírás. A korróziós problémát súlyosbítja, ha a forrásponti reaktorba adagolt klór nedves, vagyis legalább 100 ppm vizet tartalmaz, ami előfordulhat például elektrobzáló cellából származó gáz halmazállapotú klór esetében. Ugyanez a probléma merül fel az oxi-reaktorhoz kapcsolódó visszavezető rendszerben is, amely visszavezető kompresszorból és ehhez kapcsolódó berendezésekből áll, ha a keringtetett gázt az EDC elvezetése után visszavezetik az oxi-reaktorba. Tényként állapítható meg, hogy ha a HTDC-reaktorba betáplált anyagok nem tartalmaznak vizet és a direkt klőrozási reakció során nem keletkezik víz, nem lesz víz a reaktorból távozó reakcióelelgyben és így nem jelentkezik megoldandó korróziós probléma.

Az EDC-t tisztítják, majd EDC krakkoló kemencében vinil-klorid monomer (VCM) keletkezése közben pirrobzálják. A reakciót, amely általánosan ismert, dehidroklórozásnak nevezik. A kemencében keletkező hidrogén-kloridot az oxiklórozó reaktorba vezetik vissza.

Közismert, hogy az EDC termeléséhez alkalmazott vegyi berendezések gazdaságossága olyan, hogy optimális esetben az etilén és a klór EDC-vé alakítható anélkül, hogy eközben nemkívánatos melléktermékek képződnének, és a távozó reakcióelegybe szabad klór kerülne. A korrózió problémáját Schillmoíler, C. M.: Hydrocarbon Processing 89-93 (1979) tárgyalja.

A gyakorlatban a gazdaságosság azt diktálja, hogy a direkt klőrozási reakciót szénacél-berendezésekben valósítsák meg. A probléma az, hogy a szabad klór és víz a szénacél-berendezésekben és -csővezetékekben együtt sokkal ártalmasabb klőrozási hatást fejtenek ki, mint külön-külön, és az EDC-reaktorba visszaáramló reakcióelegyben lévő csekély, 20-60 ppm klór nyomnyi menyiségű, 10-50 ppm nedvességgel együtt szétroncsolja a csöveket. A fenti okok miatt a közvetlen klórozó reaktorba történő oxigénbefecskendezés csak fokozza a korrőzióveszélyt.

A fentiek miatt az egyetlen gyakorlati lehetőség, ha a reaktorban kizárjuk a klórfelesleget és így csökkentjük a reagálatlan klór (szabad vagy átszökött klór) mennyiségét a reaktorból távozó reakcióelegyben, és ehelyett az etilént alkalmazzuk feleslegben. Etilénfeleslegként az EDC előállításához szükséges sztöchiometrikus mennyiségnél nagyobb és általában 1-5 t%, előnyösen legfeljebb 21% felesleget alkalmaznak. Ha a reagálatlan klór mennyiségének csökkentésére 2 tiknál nagyobb etilénfelesleget alkalmazunk, a reaktorból távozó reakcióelegy szabad klórtartalma akkor is 100— 3000 ppm között marad és ezt lényegében teljesen el kell távolítani, mielőtt az EDC-t VC monomerré alakítják. Gazdaságilag indokolatlan 2 t%-nál nagyobb etilénfelesleget alkalmazni, de ha így teszünk is, a távozó reakcióelegybe történő etilénbefecskendezéssel nem lehet a reagálatlan klórt eltávolítani. Az etilénfelesleget az EDC eltávolítása után a megengedett határon belül lévő nedvességtartalmommal, klórral és hidrogén-kloriddal együtt visszavezetik az oxiklórozó reaktorba.

Az EDC-t tisztítják, majd EDC krakkoló kemencében vinil-klorid monomer (VCM) képződése közben

HU 205 595 Β piirolizálják. A közismert reakciót dehidroklórozásnak nevezik és a kemencében nyert hidrogén-kloridot az oxiklórozó reaktorba visszavezetik.

A főként etilénből és nitrogénből álló visszaáramoltatott reakcióelegyben lévő kis mennyiségű nedvesség, klór és hidrogén-klorid eltávolításának költsége nincs arányban a korróziós problémával és túltesz az eltávolított komponens költségein. Ha a visszavezető berendezések korróziójának csökkentésének érdekében a nedvességet eltávolítjuk, ennek értéke, amit korábban nem vizsgáltak, az előzőleg eltávolított etilén és hidrogén-klorid értékével együtt fedezi az eltávolítás költségeit.

Az ismert egyensúlyi eljárások célja, hogy bármilyen megfelelő forrásból, így a közvetlen klórozó reaktorból, a kondenzedényből, a tározóedényből vagy hasonlóból származó reakcióelegyből eltávolítsák és visszavezessék az etilént, a klórt és a hidrogén-kloridot. Könnyen belátható, hogy ha az egyesített reakcióelegyből eltávolítjuk a klórt, a hidrogén-kloridot és az etilént, logikus lépés annak az oxireaktorba történő visszavezetése. A hangsúlyt az etilén visszanyerésére fektették, amit a reagálatlan klór mennyiségének csökkentésére nagy feleslegben alkalmaztak. Úgy tűnik, nem vették figyelembe a nedvességnek a berendezésekre gyakorolt hatását, mivel a visszaáramoltatott anyagokat nem szárították.

EDC-berendezésből nyert etilént, klórt, hidrogénkloridot és vizet tartalmazó gázelegy feltárására vonatkozó eljárást ismertet a 3 044 854 számú NSZK-beli közrebocsátási irat. A légköri vagy annál nagyobb nyomáson dolgozó direkt klórozó reaktorból nyert gázelegyet 1-2 °C közötti, de ennél nem alacsonyabb hőmérsékletre hűtik, így a gázelegy nem fagy meg és nem tömi el a vezetékeket. A nem kondenzált gázokból vizes és lúgos mosással eltávolítják a reagálatlan klórt. Nyilvánvalóan nem állt szándékukban a víz eltávolítása, és csak annyi kondenzálódott, amennyit a víznek a gázelegyben mért parciális nyomása a fagyáspont feletti hőmérsékleten megenged.

Az irodalom kitér arra is, hogy a kondenzált termékek mennyisége nem növelhető a hőmérsékletnek -20 °C értékre csökkentésével, mivel a vezetékekben lévő nedvesség megfagy és eltömi azokat. Ez a felismerés vezetett ahhoz, hogy a gázelegyet a víz fagyáspontja feletti hőmérsékletre hűtötték, és megelégedtek a kondenzált termékek, így a víz kisebb mennyiségével is, amelyet a magasabb kondenzálási hőmérsékleten nyertek, mivel a gázelegyet az oxiklórozó reaktorba vezették vissza, ahol nedvesség jelenléte nem okoz problémákat. Mint ismert, az oxiklórozási reakcióban ekvimoláris mennyiségű víz és EDC keletkezik, ami a következő egyenlettel írható le:

CH₂ =» CH₂+2 HC1+0,50₂-^CLCH₂CH₂C1+H₂0.

Az idézett irodalomban tehát a vizet nem távolították el. Korábbi irodalomból azonban, ahol a gázelegyet fagyáspont alatti hőmérsékletre hűtötték, nyilvánvaló, hogy a jégképződés (ami eltömi a vezetékeket és ;a berendezést) akadályozza a víz folyamatos eltávolítását. így a víz eltávolítása csak esetleges vagy véletlenszerű volt és nem volt összefüggésben az általa kiváltott korrózió csökkentésével. Nem ismerték fel tehát azt, hogy a víz által okozott problémák kiküszöbölhetők az oszlopról távozó gázelegy elválasztásával. Ezzel szemben, a visszakeringtető vezetékek és berendezések szerkezeti anyagát, mind a HTDC-reaktor elvezető vezetékében, mind az oxireaktorhoz vezető visszakeringető vezetékben úgy választották meg, hogy ellenálljon a klór és nedvesség jelenléte által kiváltott korróziónak.

Felismertük, hogy a direkt klórozó reaktorból távozó korrozív termékben lévő víz megfelelő lépéssel teljes mértékben eltávolítható az EDC termelésére szolgáló berendezés termékoszlopáról elvezetett áramból. Az elvezetett áramot 0 °C alatti hőmérsékletre hűtjük, anélkül, hogy a képződött jég a berendezést és a vezetékeket eltömné, feltéve, hogy a HTDC-reaktorba betáplált klór nedvességtartalma kisebb, mint a klórra vonatkoztatott 1 tömeg% és a reaktorból távozó reakcióelegy víztartalma kisebb, mint 1000 ppm, előnyösen 300 ppm a reakcióelegy teljes tömegére vonatkoztatva.

A találmány tárgya tehát eljárás HTDC-reaktorból elvezetett gázelegy nedvességtartalmának csökkentésére, amely gázelegyet az EDC termelésére szolgáló oxiklórozó reaktorba vezetik vissza oly módon, hogy (a) EDC HTDC-reaktorban történő előállítására 100 ppm és 1 tömeg% közötti nedvességtartalmú klórt sztöchiometrikus mennyiséghez képest 1-5 mól% feleslegű etilénnel reagáltatunk katalizátor és levegő jelenlétében folyékony klórozott szénhidrogénben 50 °C feletti hőmérsékleten és atmoszferikus és 3,04x105 Pa közötti nyomáson, és (b) a HTDC-reaktorból eltávolított reakcióelegyből egy gőz-folyadék szeparátorban, így desztillálóoszlopon az EDC-t elválasztjuk a magas forráspontú komponensektől.

A találmány jellemző vonása, hogy (c) a desztillálóoszlop fejtermékét egy felső dobban kondenzáljuk úgy, hogy az EDC nagy része kondenzálódik, és elvezetünk egy nitrogénből, oxigénből, maradék EDC-ből, etilénből, klórból, hidrogén-kloridból és legfeljebb 1,5 tömeg% vízből álló elegyet, (d) az elvezetett elegyet-30 és 0 °C közötti hőmérsékletre hűtve kondenzáljuk a kondenzálható komponenseket és megfagyasztjuk a vizet, (e) a vizet és a maradék EDC-t elválasztjuk a nem kondenzált komponensektől, így nitrogéntől, klórtól, etiléntől és hidrogén-kloridtól, és (f) a víztől mentes, nem kondenzált termékeket oxiklórozó reaktorba visszavezetjük, miáltal a víz által kiváltott korróziót a visszavezető vezetékben és berendezésben minimalizáljuk.

A találmány szerinti eljárás előnyös megvalósítását a mellékelt 1. ábrán ábrázoljuk. A rajz egy egyszerűsített sematikus folyamatábra, amely bemutatja a magas forráspontú, direkt klórozó reaktorként általánosan alkalmazott forrásponti reaktor és a termékoszlop kapcsolatát, a reakcióelegyek áramoltatásának irányát, a termékoszlopban kapott gázelegyet, amelyet hűtünk és

HU 205 595 Β kompresszorban kompresszálunk az oxireaktorba történő visszavezetés előtt.

Az eljárás során HTDC-reaktorként előnyösen alkalmazható a forráspont! reaktor, de felhasználható bármely más direkt klórozó reaktor, amelyben klór és etilén reakciójával lényegében tiszta (99%) EDC-t tartalmazó reakcióelegyet kapunk, amely tartalmaz még mintegy 100 ppm 0,5 tömeg% klórt és (HTDC-reaktorból eltávozó reakcióelegy térfogatához viszonyítva) viszonylag kis mennyiségű nitrogént, hidrogén-kloridot, etilént, oxigént és vizet. A fenti komponensek mennyisége általában a következő:

etilén 500ppm- l,0tömeg% poliklórozottvegyületek 50 ppm- 0,1 tömeg% hidrogén-klorid 0,5 - 7,0tömeg% nitrogén 0,4 -20,0tömeg% oxigén 0,1 - 5,0tömeg% víz 20ppm- l,0tömeg% kevés széndioxid és etán mellett.

Arajzon megadott folyamatábra szerint a 10 HTDCreaktorban folyékony EDC és katalitikus mennyiségű direkt klórozó katalizátort, így FeCl₃-t tartunk, mintegy 1,01-3,04x105 Pa nyomáson és forrásponti hőmérsékleten. Az etilén csekély moláris feleslegben, a klórral történő reakcióhoz szükséges sztöchiometrikus menynyiséghez képest mintegy 1-5 mól% feleslegben, a továbbiakban „etilénfelesleg”, a (11) etilénvezetéken és a klórt a (12) klórvezetéken tápláljuk be, mindkettőt az edény aljához közel, ahol exotermikusan reagálnak a fonó, folyékony, klórozott szénhidrogénben (klorohidrokarbon, CHC) előnyösen EDC-ben, amely folyékony reakciőközegként szolgál.

A CHC-közeg általában kevés 1,1,2-trikIór-etánt, 1,1,1,2-tetraklór-etánt vagy 1,1,2,2-tetraklór-etánt, pentaklór-etánt és más szennyezőanyagot tartalmaz, amelyek a HTDC-reaktorban keletkeznek a mellékreakciók hatására.

A reakció közben keletkező hő hatására az EDC felforr. A reakció lefutását 50-120 °C közötti, előnyösen 50-95 °C közötti hőmérséklet és 344,8-172,4 kPa közötti nyomás beállításával szabályozzuk. A klórt oxigénnel „szennyezzük”, az etilénből, klórból és oxigénből álló reakcióelegyre vonatkoztatva mintegy 0,1-1 tömeg% mennyiségben. Az oxigén növeli az EDC képződésének szelektivitását (1), és gátolja a 3 klóratomos és molekulánkét több mint 2 klóratomot tartalmazó egyéb poliklórozott vegyületek képződéséhez vezető szabad gyökös reakciókat. A nemkívánatos poliklórozott vegyületek képződését teljes mértékben nem tudjuk megakadályozni, de magasabb forráspontjuk miatt a folyékony reakcióközegben feldúsulnak. Ezért a (13) fenékáramot eltávolítjuk a reaktorból. Az oxigénadagoláshoz általában levegőt vezetünk az etilén- vagy klórvezetékbe, vagy egy külön permetezőbe. A levegőadagolással viszonylag nagymennyiségű nitrogént juttatunk a rendszerbe a távozó reakciólegyben lévő etilénfelesleg térfogatához képest, a nitrogén azonban egyszerűen „átszalad” a rendszeren. Az EDC-termelés szempontjából előnyös oxigén súlyosbítja a reagálatlan klór és nedvesség által okozott korróziót.

A folyékony vagy gázhalmazállapotban adagolt klór nem teljesen száraz. Ennek több oka lehet. A nedvességtartalom egyik oka, hogy a klór általában elektrolizáló cellából származik. A nedvesség mennyisége 20 ppm és 1 tömeg% között, előnyösen 50-300 ppm között változik. A klórral bevitt víz mellett kis mennyiségű, mintegy 1-50 ppm víz a reaktorba kerül az etilénnel is, attól függően, hogy az milyen forrásból származik. Ezenkívül kis mennyiségű víz keletkezhet a reaktorban lejátszódó mellékreakciókból is. A bevitt víz megosztva távozik a reaktorból, egyrészt a fejtermékkel, amelyet a reaktor tetejéhez közel a (14) vezetéken keresztül vezetünk el, másrészt a (13) fenékvezetéken keresztül.

A (14) vezetéken elvezetett fejterméket a (20) termékoszlopba vezetjük, annak aljához közel. A termékoszlop egy desztillációs kolonna, amely tálcákkal vagy más szokásos gőz-folyadék egyensúlybeállító eszközzel (nincs ábrázolva) van ellátva. A termékoszlop fenéktermékének egy részét a (21) visszavezető vezetéken és keringető szivattyún (nincs ábrázolva) keresztül visszavezetjük a (10) reaktorba, a maradékot a (22) vezetéken át elvezetjük.

A (20) termékoszlop fejtermékét a (23) felső vezetéken át elvezetjük, majd a (30) hőcserélőben hűtővíz segítségével (erre utal a CW jel) lehűtjük és a kereskedelmi tisztaságú folyékony EDC (99,5 %) a (24) vezetéken keresztül távozik és összegyűlik a (40) kondenzátumtárolóban. Ebből a kapott EDC-t a (25) vezetéken keresztül vezetjük el, amelynek egy részét a (26) vezetéken keresztül visszavezetjük a termékoszlop fejrészéhez, a maradékot a (27) vezetéken keresztül a terméktárolőba szivattyúzzuk.

A (30) hőcserélőben nem kondenzálódnak a könnyű gázok, vagyis az etilén, nitrogén, klór, hidrogén-klorid, oxigén és kis mennyiségű víz és EDC, amelyeket a hőcserélőből a (31) vezetéken keresztül vezetünk el. A kondenzálatlan gázok hasonló összetételű árama származik a (40) tárolóból, amelynek összetételét a tárolóban uralkodó egyensúlyi körülmények határozzák meg. A tárolóból a gázelegy a (41) vezetéken keresztül távozik, és (31) vezetéken áramló gázeleggyel egyesülve a (42) vezetéken halad tovább.

Fontos, hogy az egyesített gázelegy víztartalma legfeljebb 1,5 tömeg% legyen, mert ezt a gázelegyet elég alacsony hőmérsékletre hűtjük ahhoz, hogy a víz megfagyjon és ha nagy mennyiségben van jelen, eltömje a vezetéket. Célszerű tehát, ha a betáplált klór nedvességtartalmának ellenőrzésével biztosítjuk, hogy az említett gázelegy víztartalma legfeljebb 1000 ppm, előnyösen 800 ppm, különösen előnyösen 300 ppm legyen.

A gázelegy lehűtése miatt előnyös, ha a termékoszlop felső tárcáját olyan alacsony hőmérsékleten üzemeltetjük, amit a hőcserélőben alkalmazott megfelelő hűtőfolyadék hőmérséklete túl nagy etilénveszteség nélkül lehetővé tesz, amely az EDC-kondenzátumban oldódik. A gázelegy hőmérséklete nyári körülmények között előnyösen 37,8-54,5 °C, amit a nyári hűtővíz hőmérséklete határoz meg, télen mintegy 21,14

HU 205 595 Β

32,2 °C, amit szintén a hozzáférhető víz hőmérséklete szab meg. '

A (31) és (41) vezetékek egyesítésével kapott (42) vezetékben áramló gázelegyet előnyösen két szakaszban hűtjük. A legelőnyösebb megvalósítási mód, ha a (45) hőcserélőbe vezetjük, ahol mintegy -34,4 és -17,8 °C közötti hőmérsékletű hideg sós vízzel lehűtjük, amelynek hatására az EDC nagy része és ezzel egyensúlyban a víz megfagy és -6,7 és +15,6 °C közötti, előnyösen -1,1 és +10,1 °C közötti hőmérsékleten a (46) vezetéken keresztül elhagyja a hőcserélőt.

A második hűtési szakaszban a (45) hőcserélőből távozó kondenzálatlan gázokat a' (47) vezetéken keresztül az (50) HCl-hőcserélőbe vezetjük, ahol hideg hidrokloridárammal (a rajzon HCl) mintegy -106 és -95,6 °C közötti hőmérsékletre hűtjük, ahol az EDC nagy része és vele egyensúlyban a víz megfagy, és a kondenzálatlan nitrogénnel, etilénnel, hidrogén-kloriddal és oxigénnel (nem kondenzálódó komponensek) együtt az (51) vezetéken keresztül mintegy -51,1 és -23,3 °C közötti, előnyösen mintegy -34,4 és -23,3 °C közötti hőmérsékleten elhagyja a HCl-hőcserélőt.

A HCl-hőcserélőből távozó kondenzátum az (52) választóedénybe kerül, ahol a folyékony kondenzátum elválik a nem kondenzált komponensektől, amelyek a választóedényt az (53) vezetéken keresztül elhagyják. A folyékony kondenzátumt az (54) vezetéken keresztül távozik és a (46) vezetéken áramló eleggyel egyesülve az (55) vezetéken keresztül az EDC-berendezés oxiklórozó szakaszába kerül, ahol egy mosószakaszban az EDC-t tisztítják.

Az (53) vezetéken áramló légköri nyomású vagy annál valamivel nagyobb, előnyösen mintegy 7-70 kPa nyomású, nem kondenzálódó komponensek az (57) vezetéken keresztül a (60) kompresszorba kerülnek, ahol a nyomás az oxireaktorba történő betápláláshoz szükséges értékig, előnyösen 345-1034 kPa értékig nő. Innen a (61) vezetéken keresztül kerülnek az oxireaktorba. Az (56) vezeték arra a célra szolgál, hogy a nem kondenzálódó komponenseket égetőkemencébe vezessük, ha a kompresszor üzemen kívül van, és a nem kondenzálódó komponensek egy részét tüzelőanyagként kívánjuk felhasználni.

Az egyesített gázelegy tipikus összetétele a következő:

etilén	30-50 térfogat%
nitrogén	30-40 térfogat%
hidrogén-klorid	5-8 térfogat%
oxigén	3-5 térfogat%
EDC	2-4 térfogatOo
etán	0,1-1,0 térfogat%
klór	300-2000 ppm
víz	100-1500 ppm
A gázelegy előnyös összetétele:
etilén	46 térfogat%
nitrogén	36 térfogat%
hidrogén-klorid	6,7 térfogatOo
oxigén	4,6 térfogat%
EDC	2,6 térfogat%
etán	0,6 térfogat%

klór 1000 ppm víz 500 ppm

Kiviteli példa

Egy termoszifonnal ellátott, cirkulációs forrásponti reaktorba folyékony EDC-t töltünk, majd a reaktor alsó részén klórgázt és a sztöchiometrikusan számokhoz enyhe feleslegben alkalmazott etilént (C₂H₄/C1₂ mólarány 1,03) adagolunk be. Az oldott etilént és klórt a bevezetés körüli reakciózónában 105 °C hőmérsékleten reagáltatjuk. A reakcióhő hatására a folyadék a reakciózóna tetején párologni kezd. A gázokat desztilláló kolonnába vezetjük és tisztítjuk. A tisztítás után a desztilláló kolonnából és a vízhűtéses kondenzálóból eltávolítjuk az EDC-t, az elhasznált áramot a kondenzálóból sóoldattal hűtött (-20 °C) hőcserélőbe visszük, és az elhasznált gázokban visszamaradt EDC-t folyékony halmazállapotban mintegy 4 °C hőmérsékleten elkülönítjük. A maradék gázokat (etilén, nitrogén, klór, hidrogén-klorid, oxigén és kevés mennyiségű víz és EDC) folyékony hidrogén-kloriddal hűtött (100 °C) HCl-hőcserélőbe visszük, és a maradék vizet és EDC-t folyékony halmazállapotban mintegy -40 °C hőmérsékleten eltávolítjuk. A maradék gázokat (etilén, hidrogén-klorid, nitrogén és oxigén) egy kompresszoron keresztül visszajuttatjuk az oxiklóroző reaktorba.

A folyamat befejezése után az elhasznált gázok össztétele: 49 térfogat% etilén, 38 térfogat% nitrogén, 7 térfogati, HCl, 5 térfogat% oxigén és 1 térfogat% etán.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás etilénnek diklór-etánná történő átalakítására szolgáló direkt klórozó reaktorból elvezetett 1000 ppm-nél kevesebb vizet tartalmazó hulladékgázok nedvességtartalmának csökkentésére, amelynek során (a) 100 ppm és 1 tömeg% közötti nedvességtartalmú klórt sztöchiometrikus mennyiséghez képest 1-5 mól% feleslegű etilénnel reagáltatunk katalizátor és levegő jelenlétében folyékony klórozott szénhidrogénben 50 °C feletti hőmérsékleten és atmoszferikus és 3,04xl0⁵ Pa közötti nyomáson, és (b) a direkt klórozó reaktorból eltávolított reakcióelegyből egy gőz-folyadék szeparátorban, így desztillálóoszlopon a diklór-etánt elválasztjuk a magas forráspontú komponensektől, azzaljellemezve, hogy (c) a desztillálóoszlop fejtermékét egy végső dobban kondenzáljuk, ahol a diklőr-etán nagy része kondenzálódik, és elvezetünk egy nitrogénből, oxigénből, maradék diklór-e tanból, etilénből, klórból, hidrogén-klóridból és legfeljebb 1,5 tömeg% vízből álló elegyet, (d) az elvezetett elegyből a kondenzáló komponenseket -30 és 0 °C közötti hőmérsékletre hűtve kondenzáljuk és megfagyasztjuk a vizet, (e) a vizet és a maradék diklór-etánt a nem kondenzált komponensektől, így nitrogéntől, klórtól, etiléntől, oxigéntől és hidrogén-kloridtól elválasztjuk, és

   HU 205 595 Β (f) a víztől mentes, nem kondenzált termékeket oxiklórozó reaktorba visszavezetjük.
2. 2. Az I. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy direkt klórozó reaktorként légköri és 172,4 kPa közötti nyomáson üzemelő forrásponti reaktort alkalmazunk, ahol a terméket a reaktor fejrészéről vezetjük el gőz halmazállapotban.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy direkt klórozó reaktorként atmoszferikus és 1379 kPa közötti nyomáson üzemelő, nem forrásponti reaktort alkalmazunk, ahol a terméket a reaktor oldalán vezetjük el folyékony halmazállapotban.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy az elvezetett fejgázáram víztartalma legfeljebb 800 ppm.
5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 5 hogy az elvezetett áram a felső kondenzátorból és a 21,1. 54,5 °C hőmérsékletű felső kondenzátoredényből származó nem kondenzálódó fejgázok elegyéböl áll, és hogy az elvezetett gázokat két lépében kondenzáljuk, ahol az első lépésben nem kondenzálódott komponenseket -6,7
6. 10 és +15,6 °C közötti hőmérsékleten, míg a második lépésben nem kondenzálódó komponenseket mintegy-51,1 és -23,3 °C közötti hőmérsékleten kondenzáljuk.