JPH11292806A - 塩化ビニル製造用装置及び製造方法 - Google Patents

塩化ビニル製造用装置及び製造方法

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JPH11292806A
JPH11292806A JP10112893A JP11289398A JPH11292806A JP H11292806 A JPH11292806 A JP H11292806A JP 10112893 A JP10112893 A JP 10112893A JP 11289398 A JP11289398 A JP 11289398A JP H11292806 A JPH11292806 A JP H11292806A
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JP
Japan
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heat exchanger
gas
pyrolysis
thermal decomposition
tube
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Pending
Application number
JP10112893A
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English (en)
Inventor
Yukikazu Natori
幸和 名取
Kunihito Yamamoto
晋仁 山本
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 1,2−ジクロロエタン(EDC)の熱分解
炉及びシェルーチューブ型の熱交換器を備えた装置にお
いて、熱分解後のデコーキング操作が容易に実施でき、
且つ熱分解ガスの熱を効率よく利用できる装置及びこの
装置を用いたVCMの製造方法を提供する。 【解決手段】熱分解炉及びこれに連接された熱交換器を
備え、該熱交換器が冷媒が流通するシェル内に、上下方
向に配置され、且つその上端及び/又は下端が相互に接
続された複数本のガス管を、上下方向に膨張−収縮可能
に収容した構造を有しており、熱分解ガスがガス管内を
上昇及び下降を経て熱交換器を通過する装置を用いて、
EDCの熱分解によるVCMの製造及び熱分解ガスから
の熱回収を行い、熱交換器のシェル側に冷媒としてED
Cを供給し、加熱されたEDCを熱分解炉の熱分解管に
供給し、更に、熱分解炉の熱分解管のデコーキングを行
う場合に、熱分解管から流出ガスを熱交換器のガス管に
流入させてガス管のデコーキングも同時に行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1,2−ジクロロ
エタン(以下、EDCと略記する)の熱分解により塩化
ビニル(以下、VCMと略記する)を製造するための熱
分解炉及びこれに接続する熱交換器を備えた装置に関す
る。また、本発明は、この装置を用いてEDCからVC
Mを製造するに際して、熱分解炉及びこれに接続してい
る熱交換器のデコーキングを容易に行う方法に関する。
さらに、本発明は、この装置を用いてEDCからVCM
を製造するに際して、熱分解炉からの熱分解生成ガスの
有する熱を有効に利用する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、VCMを製造する方法としては、
EDCを熱分解炉において450〜550℃で熱分解す
る方法が主にもちいられており、生成した熱分解ガスは
冷却したのち蒸留してVCMを分離している。熱分解炉
から流出する高温の熱分解ガスは、主に分解生成物であ
るVCM、塩化水素及び未分解のEDCから成っている
が、そのままクエンチ塔に供給したり、或いは熱交換器
で間接冷却して熱の一部を回収したのちクエンチ塔に供
給し、そこで高温の熱分解ガスが有する熱を回収するこ
とが行われている。
【0003】一般にEDCの熱分解を長時間続けると、
分解炉内の熱分解管の内面に漸次コークが堆積する。こ
れにより伝熱能力が低下するのみならず、熱分解管自体
の圧力損失が増大し運転を続行することが困難になるの
で、定期的に運転を停止し、熱分解管の内壁に堆積した
コークを除去するデコーキング操作を行わなければなら
ない。又、熱分解炉から排出される熱分解ガスは高温で
あるので、熱交換器により熱分解ガスが有する熱を回収
し、EDCの予熱或いは他の工程の熱源として利用する
ことが行われている。しかしながらこの場合、常用のシ
ェル側に冷媒を流通させるシェル−チューブ型の横型熱
交換器を用いると、熱分解ガスが通過する管内壁にコー
クが付着し、除熱能力低下、圧力損失の増大、さらには
管の閉塞を引き起こすため、長期間に亘る連続運転がで
きない。また、シェル−チューブ型の熱交換器の管内壁
に堆積したコークの除去は、熱交換器を開放して管内面
を専用の掃除用器具を用いて清掃する人力作業で行われ
ている。しかも、コーク中には塩化物が含まれており、
これが大気中の水分と反応して塩酸を生成し装置を腐食
させるので、清掃は最短時間で行うことが必要であり、
多大の労力を要する。
【0004】その為、熱分解炉内の分解温度の設定や、
EDCの供給方法等を工夫して分解炉内で熱分解管内に
コークが形成されるのを抑制して連続運転時間を延長す
る方法が提案されている。又、熱交換器を用いて熱回収
を行う場合は、特定の構造の熱交換器に所定条件で分解
ガスを流通させること等によりコークの生成を抑え、そ
の結果長期間運転を可能にすることなどが提案されてい
る。しかしながら、熱分解炉及びそれに接続された熱交
換器でコークが生成する状況はそれぞれ異なっており、
また操作条件によっても差異はあるが、両者の継続して
運転可能な期間を一致させることは困難である。従っ
て、デコーキングはそれぞれの必要に応じて個別に実施
せざるを得なかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】現在までの知見によれ
ば、熱分解炉及びこれに接続したシェル−チューブ型の
熱交換器を備えた装置を用いてEDCを熱分解してVC
Mを製造するに際し、熱分解管及び熱交換器のガス管内
面にコークが堆積するのを完全に阻止することは不可能
である。従って、熱分解管及びガス管のデコーキングは
不可避なので、操作が容易でかつ効率の良いデコーキン
グ方法を開発することが重要である。また、熱交換器で
回収される熱分解ガスの熱エネルギーを効率よく利用す
る方法の開発も重要である。本発明はこれらの課題を解
決し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、熱分解
炉及びこれに接続された熱交換器を備えており、該熱交
換器が冷媒が流通するシェル内に、上下方向に配置され
ていてその上端及び/又は下端が相互に接続されている
複数本のガス管を、上下方向に膨張−収縮可能に収容し
た構造を有していて、熱分解炉で生成した熱分解ガスが
ガス管内を少なくとも各1回の上昇及び下降を経て熱交
換器を通過するようになっている装置を用いて、EDC
の熱分解によるVCMの製造及び熱分解ガスからの熱回
収を行うものである。
【0007】また、本発明によれば、この装置を用いて
EDCからVCMを製造するに際し、熱交換器のシェル
側に冷媒としてEDCを供給し、ここで加熱されたED
Cが熱分解炉の熱分解管に供給される。さらに、本発明
によれば、この装置を用いてEDCからVCMを製造す
るに際し、熱分解炉の熱分解管のデコーキングを行う場
合に、熱分解管から流出ガスを熱交換器のガス管に流入
させてガス管のデコーキングも同時に行われる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
するに、本発明では熱分解炉とこれに接続した特定構造
の熱交換器を備えた装置を用いてEDCの熱分解を行
う。熱分解炉としては常用のものを用いることができ
る。しかし、熱交換器としては常用の横型多管式シェル
−チューブ型の熱交換器ではなく、同じくシェル−チュ
ーブ型ではあるが、シェル内に熱分解ガスが流通するガ
ス管が、上下方向に複数本配置されていて、それらがそ
の上端及び/又は下端で相互に接続されており、しかも
これが上下方向に膨張−収縮可能に収容されているもの
を用いる。従って、熱分解炉で生成した熱分解ガスは、
熱交換器内でガス管内を少なくとも1回の上昇及び下降
を経た後に熱交換器を流出する。
【0009】通常は、熱分解炉の熱分解管と熱交換器の
ガス管とは1対1で対応している。すなわち、熱分解管
は通常はそのままガス管に接続している。もちろん所望
ならば、2本の熱分解管を1本のガス管に接続すること
も、逆に一本の熱分解管を2本のガス管に分割して接続
することもできる。熱交換器のシェル内において、ガス
管は上下方向に膨張−収縮可能に収容されている。通常
は各ガス管をその上端ないしはその近傍で支持部材で支
持し、この支持部材をシェルに固定することにより、各
ガス管をシェル内に懸垂している。また、ガス管は上下
方向の数ケ所で結束されていて振動等により損傷しない
ようになっている。図1は、このような固定方法の一例
である。また、ガス管がシェルを通過する部分は、ガス
管をシェルに直接に固定せずに、ガス管の膨張−収縮を
吸収する装置を介して、ガス管とシェルとが結合されて
いる。図2は、このような結合方法の一例である。これ
らの手段により、後記するようにデコーキングに際して
ガス管内を高温のデコーキングガスが通過しても、熱交
換器の熱膨張により異常な力が加わるのを回避すること
ができる。好ましくは、熱交換器の下部には、熱交換器
のシェル側に生成する固形物を取り出すための取り出し
口を設ける。これにより後記するように、冷媒としてE
DCを用いた際にガス管の外側に形成されたコークが、
デコーキングに際して剥離して熱交換器の底部に堆積し
た場合に、これを容易に抜き出すことができる。
【0010】本発明では、熱分解炉におけるEDCの熱
分解は常法に従って行うことができる。通常は熱交換器
の冷媒としてEDCを用い、ここで予熱されたEDCを
熱分解炉の熱分解管に供給する。好ましくは熱交換器で
EDCを蒸発させ、発生したEDC蒸気を熱分解管に供
給する。このようにEDCを冷媒として用いることによ
り、水を冷媒として用いて水蒸気を発生させ、この水蒸
気でEDCを予熱する方法に比して、装置の簡略化と熱
効率の向上とを同時に達成することができる。
【0011】熱交換器の冷媒としてEDCを用いると、
ガス管の外面でEDCの熱分解が生じ、ガス管の外面に
コークが付着する。常用の横型多管式熱交換器では、ガ
ス管の外面に付着したコークの除去は非常に困難なの
で、コーク付着が生起するEDCを冷媒として用いるこ
とはできない。しかし、本発明で用いる縦型熱交換器で
は、ガス管の外面に付着したコークは、デコーキングに
際しての大きな温度変化によりガス管から剥離して落下
するので、EDCを冷媒として用いることが可能であ
る。熱交換器の底部に堆積したコークの剥離片は、底部
に設けた抜き出し口から外部に抜き出せばよい。
【0012】熱分解炉から流出する熱分解ガスの温度は
450〜550℃であるが、このガスは熱交換器で熱回
収したのち、クエンチ塔に導入される。熱交換器での熱
回収量は任意であるが、通常は上記の如くEDCを冷媒
として用い、これを熱分解炉に供給する温度ないしはそ
の近傍まで加熱する。特に熱交換器でEDCを蒸発さ
せ、発生した蒸気をそのまま熱分解炉に供給するように
するのが好ましい。熱分解ガス中には主生成物であるV
CMと塩化水素の他に、未分解EDC、副生成物、例え
ばメチルクロライド、エチルクロライド、ベンゼン、ク
ロロプレン、四塩化炭素、クロロホルム、アセチレン、
1,1−ジクロロエタンなどが含まれている。熱交換器
を出た熱分解ガスはクエンチ塔で冷却したのち塩酸回収
塔で蒸留して塔頂から塩酸を留出させ、塔底液は後続す
るVCM塔などで更に蒸留して精製されたVCMを取得
する。クエンチ塔及び後続する蒸留塔などの操作は常法
に従って行うことができる。
【0013】本発明では熱分解炉の熱分解管のデコーキ
ングに際し、熱分解管から流出するガスを、そのまま熱
交換器のガス管に流入させる。これにより熱分解炉と熱
交換器とを同時にデコーキングすることができる。熱分
解炉のデコーキングに際しては、熱分解管から流出する
ガスの最高温度は、通常は約650℃近辺であって熱分
解ガス温度よりも著しく高温となる。常用の横型多管式
の熱交換器にこのような高温のガスが流入すると、熱膨
張のため大きな応力が生じ、破損に至る危険性が大き
い。従って、横型多管式熱交換器を用いた場合には、デ
コーキングに際しては熱分解炉と熱交換器との接続を解
除し、熱分解管から流出するガスは熱交換器に流入させ
ずに処理しなければならない。また、熱交換器のガス管
の内側に付着したコークの除去は、熱交換器を開放して
ガス管の1本毎にブラシ等の専用の掃除用器具を挿入
し、機械的にこすり落とすことにより行うことになる。
この方法は多大の人力を要する汚れ作業であり、また管
内に空気が流入するのでコーク中の塩化水素により熱交
換器が腐食する恐れがある。しかしながら、本発明で用
いる熱交換器は高温のガスが流入することによる熱膨張
を吸収し得るように構成されているので、熱分解管から
の高温流出ガスをそのまま熱交換器のガス管に流入させ
ても、熱交換器が破損することはない。そして、このよ
うに熱分解管とガス管とを一体としてデコーキングする
ことにより、上述のような横型多管式熱交換器のデコー
キングに伴う問題を全て解決することができる。
【0014】本発明ではデコーキング自体は、常法に従
って行うことができる。通常は先ず熱分解炉の加熱と熱
分解管へのEDCの供給を停止する。熱分解炉の温度が
250℃程度に下がったならば熱分解管に窒素ガスを導
入して、熱分解管及び後続するガス管内の熱分解ガスを
排出し、管内を窒素ガスで充満させる。また、熱交換器
の冷媒のEDCも抜き出す。次いで熱分解炉の加熱用バ
ーナーを作動させ、熱分解管内の温度を漸次上昇させて
約650℃に到達させると共に、熱分解管に水蒸気を供
給し、管内のコークを水蒸気で可能な限り剥離させて除
去する。次いで熱分解管に空気と水蒸気とを供給し、残
余のコークを燃焼させて除去する。コークの燃焼が終了
し、ガス管から流出するガス中のCO2濃度が所定の値
以下に低下したならば、デコーキングを終了させる。な
お、デコーキングの間に熱交換器のガス管から流出する
高温の排ガスは、所定の処理装置で処理する。デコーキ
ングに要する時間はコークの付着状況によって異なる
が、通常は24〜36時間である。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば熱分解炉と熱交換器とを
同時にデコーキングすることができる。しかも熱交換器
は開放して掃除する必要が無いので、労力が節減でき且
つ開放した場合に生ずる熱交換器の腐蝕等による損傷を
回避することができる。また、熱交換器の冷媒としてE
DCを用いることができるので、熱分解ガスの有する熱
量を効率よく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、熱交換器のシェル内におけるガス管
の支持方法の一例を示す。
【図2】 図2は、熱交換器においてガス管がシェルを
通過する部分の両者の接続方法の一例を示す。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱分解炉及びこれに接続された熱交換器
    を備えており、該熱交換器が冷媒が流通するシェル内
    に、上下方向に配置されていてその上端及び/又は下端
    が相互に接続されている複数本のガス管を、上下方向に
    膨張−収縮可能に収容した構造を有していて、熱分解炉
    で生成した熱分解ガスがガス管内を少なくとも各1回の
    上昇及び下降を経て熱交換器を通過するようになってい
    ることを特徴とする1,2−ジクロロエタンから塩化ビ
    ニルを製造するための装置。
  2. 【請求項2】 熱分解炉の熱分解管と熱交換器のガス管
    とが1対1で対応していることを特徴とする請求項1記
    載の装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の装置を用いて
    1,2−ジクロロエタンから塩化ビニルを製造する方法
    であって、熱交換器のシェル内に冷媒として液状1,2
    −ジクロロエタンを供給し、ここで加熱された1,2−
    ジクロロエタンを熱分解炉の熱分解管に供給することを
    特徴とする方法。
  4. 【請求項4】 熱交換器のシェル側において1,2−ジ
    クロロエタンを蒸発させ、発生した1,2−ジクロロエ
    タン蒸気を熱分解炉の熱分解管に供給することを特徴と
    する請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2記載の装置を用いて1,
    2−ジクロロエタンから塩化ビニルを製造する方法であ
    って、熱分解炉の熱分解管のデコーキングに際し、熱分
    解管からの流出ガスを熱交換器のガス管に流入させてガ
    ス管のデコーキングも同時に行うことを特徴とする方
    法。
  6. 【請求項6】 ガス管のデコーキングに際し、ガス管外
    面から剥離した1,2−ジクロロエタンに由来するコー
    クを熱交換器の底部から抜き出すことを特徴とする請求
    項5記載の方法。
JP10112893A 1998-04-09 1998-04-09 塩化ビニル製造用装置及び製造方法 Pending JPH11292806A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007058472A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-24 Lg Chem, Ltd. Apparatus for preparing vinyl chloride by pyrolysis of 1,2-dichloroethane and method of preparing vinyl chloride using the same
WO2007058471A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-24 Lg Chem, Ltd. Method and apparatus for preparing vinyl chloride using ethane and 1,2-dichloroethane
KR100744478B1 (ko) 2005-11-15 2007-08-01 주식회사 엘지화학 에탄 및 1,2-디클로로에탄을 이용한 염화비닐의 제조 방법및 제조 장치
KR100964500B1 (ko) 2006-09-04 2010-06-21 주식회사 엘지화학 1,2-디클로로에탄의 열분해 반응 시의 코크 제거 방법 및이를 이용한 1,2-디클로로에탄의 열분해 반응기

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WO2007058471A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-24 Lg Chem, Ltd. Method and apparatus for preparing vinyl chloride using ethane and 1,2-dichloroethane
KR100744478B1 (ko) 2005-11-15 2007-08-01 주식회사 엘지화학 에탄 및 1,2-디클로로에탄을 이용한 염화비닐의 제조 방법및 제조 장치
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