JP2000281601A - 二塩化エタンの精製方法 - Google Patents

二塩化エタンの精製方法

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JP2000281601A JP11085510A JP8551099A JP2000281601A JP 2000281601 A JP2000281601 A JP 2000281601A JP 11085510 A JP11085510 A JP 11085510A JP 8551099 A JP8551099 A JP 8551099A JP 2000281601 A JP2000281601 A JP 2000281601A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二塩化エタンを熱分解して塩化ビニルを製造
するプロセスにおいて、熱分解に供する二塩化エタンの
蒸留精製を効率よく行う。 【解決手段】 蒸留塔に上方の段から、エチレンと塩素
から反応蒸留方式により製造されたEDC、熱分解生成
ガスから回収された未分解EDC、及びエチレンと塩化
水素とからオキシクロリネーションにより製造されたE
DCの順に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、由来を異にするい
くつかの二塩化エタンを、同一の蒸留塔で同時に蒸留す
る方法に関するものである。特に本発明は、二塩化エタ
ンの熱分解により塩化ビニルを製造するに際し、熱分解
反応に供する二塩化エタンをエネルギー効率よく蒸留精
製する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】二塩化エタンを熱分解して塩化ビニルを
製造する方法は、塩化ビニルの代表的な製造法であり、
大規模に行われている。熱分解工程での二塩化エタンの
分解率は50〜60%程度であり、分解しなかった二塩
化エタンは回収して熱分解工程に循環される。また副生
した塩化水素はオキシクロリネーション法によりエチレ
ンと反応させて、OC−二塩化エタンに転換して熱分解
工程に循環される。このOC−二塩化エタンは微量の塩
化水素その他の不純物を含んでいるので、水洗−脱水を
経て精製してから熱分解反応に供給されている。熱分解
工程から流出する分解生成ガスからの塩化ビニル、塩化
水素及び未分解の二塩化エタンの代表的な回収法の1例
を図−1に示す。分解生成ガスは先ずクエンチ塔(1)
で冷却する。クエンチ塔の塔頂から留出する塩化水素及
び塩化ビニルに富むガスは、HCl塔(2)に導入す
る。クエンチ塔の塔底から流出するコーク等の固形物を
含む液は、分離装置(3)で固形物を除去したのち、主
に塩化ビニル及び二塩化エタンから成る気相と高沸点物
の多い液相とに分離し、気相はHCl塔(2)に導入す
る。液相も多量の二塩化エタンを含有しているので、種
々の手段によりこれから二塩化エタンを回収して熱分解
工程に循環する。例えばこの液相を、後述する高沸点塔
の塔底液と一緒に回収塔で蒸留し、塔頂から二塩化エタ
ンを留出させて高沸点塔に導入する。なお、クエンチ塔
の塔底液から固形物を除いたものを、そのままHCl塔
に導入することもできる。HCl塔の塔頂から留出する
塩化水素は、オキシクロリネーション工程に送られる。
HCl塔の塔底から流出する液はVCM塔(4)に導入
し、塔頂から塩化ビニルを留出させる。これは所望によ
り更に精製して製品の塩化ビニルとして出荷される。V
CM塔の塔底から流出するのはブタジエンやクロロプレ
ンその他の不純物を含む二塩化エタンであり、これは所
望によりブタジエンやクロロプレンなどを減少させる処
理を行ったのち、未分解二塩化エタンとして熱分解工程
に循環される。
【0003】熱分解工程に供給される二塩化エタンに
は、更にエチレンと塩素とを反応させて製造される二塩
化エタンがある。この反応で生成する二塩化エタンに
は、両者を高温で反応させ、生成した二塩化エタンを蒸
発させて取出す、いわゆる反応蒸留方式により製造され
た反応蒸留二塩化エタンと、両者を低温で反応させて生
成した二塩化エタンを液状で取出す低温反応二塩化エタ
ンとがある。このうち、前者の反応蒸留二塩化エタン
は、微量の塩素を含んでいるが高沸点物は殆んど含んで
いない。これに対し、後者の低温反応二塩化エタンは不
純物を多量に含んでいるので、OC−二塩化エタンと同
じく、水洗−脱水工程を経由して出荷される。従ってオ
キシクロリネーション法による二塩化エタン製造装置
と、エチレンと塩素とを低温反応させる二塩化エタン製
造装置との両方の装置を有している工場では、両方の装
置で製造された二塩化エタンを一緒にして、水洗−脱水
することもある。
【0004】前述のように、熱分解工程での二塩化エタ
ンの分解率は50〜60%程度なので、熱分解工程に供
給される二塩化エタンは、平均して未分解二塩化エタン
が約45%、OC−二塩化エタンが約25%であり、残
りの大部分は系外から供給されるエチレンと塩素との反
応による二塩化エタンである。これらの二塩化エタンは
種々の不純物を含んでおり、高沸点不純物のなかには熱
分解反応を阻害するものもあるので、蒸留して高沸点物
を除去したのち熱分解反応に供給されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、これらの由来を
異にする二塩化エタンは、高沸点塔と称する蒸留塔に集
めて蒸留精製していた。また、この高沸点塔には、この
塔の塔底液を回収塔で蒸留して得た二塩化エタンや、前
述のクエンチ塔(1)の塔底液から得られる高沸点物の
多い液から回収された二塩化エタンなども導入される。
この高沸点塔に導入される二塩化エタンは、製品として
取得される塩化ビニルの3重量倍以上にも達する量であ
り、かつその大部分を塔頂から留出させるので、この高
沸点塔でのエネルギー消費量は極めて大きく、その削減
が求められていた。従って本発明はこの要求に応えよう
とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、エチレ
ンと塩素とを高温で反応させ、生成した二塩化エタンを
蒸発させて取出す反応蒸留方式により製造された反応蒸
留二塩化エタン、エチレンと塩化水素とからオキシクロ
リネーション反応により製造されたOC−二塩化エタ
ン、及び二塩化エタンの熱分解により塩化ビニルを製造
する工程から回収された未分解二塩化エタンの少なくと
も3種類の二塩化エタンを同一の蒸留塔に供給して蒸留
し、塔頂から熱分解工程に供給するための精製された二
塩化エタンを留出させ、塔底から高沸点物の濃縮された
液を流出させる二塩化エタンの精製方法において、反応
蒸留二塩化エタンを塔頂付近に供給し、未分解二塩化エ
タンはその下方に供給し、OC−二塩化エタンは更にそ
の下方に供給することにより、エネルギー効率よく蒸留
を行うことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、熱分解に供するために
由来を異にする種々の二塩化エタンを高沸点塔で蒸留す
るに際し、それぞれの二塩化エタンを、除去すべき不純
物の含有量に応じて、高沸点塔の異なる段に導入するこ
とにより、蒸留に要するエネルギー量を削減しようとす
るものである。二塩化エタン中には種々の高沸点不純物
が含まれているが、本発明者らの検討によれば、その主
なものの一つは1,1,2−トリクロロエタンであり、
かつ熱分解に悪影響を与えるものとして除去すべき不純
物もこれで代表させることができる。そして二塩化エタ
ンは、その由来により、この1,1,2−トリクロロエ
タンの含有量が大きく異なっている。前述の如く、高沸
点塔に導入される二塩化エタンは、平均して未分解二塩
化エタンが約45%、OC−二塩化エタンが約25%を
占めるが、未分解二塩化エタンの1,1,2−トリクロ
ロエタンの含有率は例えば400〜1000wtppm
前後であるのに対し、OC−二塩化エタンは通常は5,
000wtppm程度にも達する1,1,2−トリクロ
ロエタンを含んでいる。また、反応蒸留二塩化エタンの
1,1,2−トリクロロエタン含有率は極めて小さい。
従って、これらの二塩化エタンを一緒にして高沸点塔に
導入するのは蒸留効率上不利であり、1,1,2−トリ
クロロエタン含有率の相対的に小さい未分解二塩化エタ
ンは塔の上方の段に、1,1,2−トリクロロエタン含
有率の相対的に大きいOC−二塩化エタンは下方の段に
導入することにより、蒸留に要するエネルギー消費量を
節減することができ、ひいてはリボイラーを増強せずに
蒸留塔の処理量を増加させることができる。未分解二塩
化エタンとOC−二塩化エタンとの導入段をどの程度離
すべきかは、蒸留塔の全段数(実段数)や両者の1,
1,2−トリクロロエタンの含有率により決定される
が、高沸点塔の多くは通常は30〜40段程度の蒸留塔
なので、このような蒸留塔であれば未分解二塩化エタン
の導入段よりも5〜20段、好ましくは10〜16段下
方にOC−二塩化エタンを導入すればよい。
【0008】本発明では未分解二塩化エタンよりも更に
上方に反応蒸留二塩化エタンを導入する。反応蒸留二塩
化エタンの1,1,2−トリクロロエタンの含有率は極
めて小さいが、この二塩化エタンは微量の塩素を含んで
おり、これをそのまま熱分解反応に供すると、塩素に起
因する障害が起るおそれがある。一方、未分解二塩化エ
タン中には、塩化ビニルや熱分解反応で副生したブタジ
エンやクロロプレンなどの反応性に富む不飽和化合物が
存在している。これらは二塩化エタンよりも沸点が低い
ので、高沸点塔では塔頂付近に濃縮されている。従って
この部分に反応蒸留二塩化エタンを供給すると、その中
の塩素がこれらの不飽和化合物と反応して消費されるの
で、塩素が熱分解反応系に流入するのを防止することが
できる。反応蒸留二塩化エタンは蒸留精製する必要はな
く、塩素の反応に必要な滞留時間を与えるだけでよいの
で、最上段ないしは最上段から4段下までの間に導入す
るのが好ましい。所望ならば塔頂の還流系に供給して高
沸点塔内に導入することもできる。
【0009】本発明は、上述のように二塩化エタンをそ
の1,1,2−トリクロロエタンの含有率が大きいほ
ど、高沸点塔の下方に導入することにより、蒸留効率を
向上させようとするものである。従って低温度反応二塩
化エタンや回収塔で回収される二塩化エタンなども、そ
の1,1,2−トリクロロエタンの含有率に応じて、導
入段を決定するのが好ましいが、設備の都合上などで個
別に取扱うのが困難な場合には、他の二塩化エタンと一
緒にして高沸点塔に導入してもよい。例えば低温反応二
塩化エタンは、前述の如くOC−二塩化エタンと一緒に
して水洗−脱水されることがあるが、この場合にはOC
−二塩化エタンの一部として高沸点塔に導入されること
になる。
【0010】本発明方法による二塩化エタンの蒸留例に
ついて説明すると、表−1の二塩化エタンを、段数30
段の蒸留塔を用いて、塔頂圧力0.25kg/cm
2 G、塔底温度97.3℃、塔頂温度89.8℃で蒸留
して1,1,2−トリクロロエタン250wtppmの
精製された二塩化エタンを取得する。この場合、全ての
二塩化エタンを一緒にして塔底から14段目に導入した
場合に比して、OC−二塩化エタンを塔底から8段目、
未分解二塩化エタンを22段目、回収塔からの二塩化エ
タンを28段目、反応蒸留二塩化エタンを還流配管にそ
れぞれ分割して導入した場合には、リボイラー消費熱量
は約77%に減少する。また還流比は前者の場合が0.
42であるのに対し、後者の場合は0.11に低下す
る。なお、前者の場合には14段目に導入するのがエネ
ルギー消費が最も少ない。
【0011】
【表1】 *低温反応二塩化エタンを含むOC−二塩化エタン **高沸点塔の塔底から流出した1,1,2−トリクロロエタンの濃度された二 塩化エタンを、回収塔で蒸留して得た二塩化エタン。
【0012】また、回収塔からの二塩化エタンとして
1,1,2−トリクロロエタン濃度が8240wtpp
mのものを用い、かつこれを塔底から4段目に導入する
以外は上記と同様に分割して導入した場合には、蒸留塔
に導入される1,1,2−トリクロロエタンが相当増加
するにもかかわらず、還流比は0.16であり、リボイ
ラー消費熱量は約81%に減少する。なお、つけ加えれ
ば、回収塔からの二塩化エタンの1,1,2−トリクロ
ロエタン濃度が8240wtppmの場合には、全部を
一緒にして供給するならば12段目に供給するのが、エ
ネルギー消費が最も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】二塩化エタンの熱分解生成ガスから、塩化水
素、塩化ビニル及び未分解二塩化エタンを取得するプロ
セスの1例である。
【符号の説明】
1 クエンチ塔 2 HCl塔 3 分離装置 4 VCM塔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレンと塩素とを高温で反応させ、生
    成した二塩化エタンを蒸発させて取出す反応蒸留方式に
    より製造された反応蒸留二塩化エタン、エチレンと塩化
    水素とからオキシクロリネーション反応により製造され
    たOC−二塩化エタン、及び二塩化エタンの熱分解によ
    り塩化ビニルを製造する工程から回収された未分解二塩
    化エタンの少なくとも3種類の二塩化エタンを同一の蒸
    留塔に供給して蒸留し、塔頂から熱分解工程に供給する
    ための精製された二塩化エタンを留出させ、塔底から高
    沸点物の濃縮された液を流出させる二塩化エタンの精製
    方法において、反応蒸留二塩化エタンを塔頂付近に供給
    し、未分解二塩化エタンはその下方に供給し、OC−二
    塩化エタンは更にその下方に供給することを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項2】 反応蒸留二塩化エタンを、蒸留塔の最上
    段ないしは最上段から4段下までの間に供給することを
    特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 OC−二塩化エタンを未分解二塩化エタ
    ンの供給段よりも5〜20段下方の段に供給することを
    特徴とする請求項1又は2記載の方法。
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