KR20090025333A - 1,2-디클로로에탄의 제조 방법 - Google Patents

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KR20090025333A
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도미니끄 발따사르
미셸 랑프뢰르
미셸 슈트레벨레
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솔베이(소시에떼아노님)
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Abstract

다음 단계에 따른, 탄화수소 공급원으로 출발하여 DCE를 제조하는 방법: a) 탄화수소 공급원이 제 1 분해 단계, 즉, 적어도 하나의 분해로에서 수행되는 열분해 단계를 거쳐, 분해 생성물들의 혼합물을 생성하는 단계; b)상기 분해 생성물들의 혼합물이, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물을 수득할 수 있게 하는 일련의 처리 단계를 거치는 단계; c) 에틸렌을 함유하는 상기 생성물들의 혼합물이 제 1 분리 단계 S1을 거치는 단계, 여기서 제 1 분리 단계 S1은 컬럼 C1 내부의 상기 생성물들의 혼합물을, 에틸렌을 일부 함유하며 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후한 분류 (분류 A) 및 분류 F1로 분리하는 것으로 구성되고; d) 분류 F1이 제 2 분리 단계 S2를 거치는 단계, 여기서 제 2 분리 단계 S2는 컬럼 C2 내부의 분류 F1을, 분류 F2 및 중질 분류 (분류 C)로 분리하는 것으로 구성되고; e) 분류 F2가 제 3 분리 단계 S3을 거치는 단계, 여기서 제 3 분리 단계 S3은 컬럼 C3 내부의 분류 F2를, 에틸렌이 농후한 분류 (분류 B) 및 주로 에탄으로 구성된 분류 F3으로 분리하는 것으로 구성되며; f) 분류 A가 염소화 반응기로 운반되고 분류 B가 옥시염소화 반응기로 운반되는 단계, 이들 반응기들에서 분류 A 및 분류 B에 존재하는 에틸렌의 대부분이 1,2-디클로로에탄으로 전환되고; 그리고 g) 수득된 1,2-디클로로에탄이 염소화 반응기 및 옥시염소화 반응기로부터 얻어진 생성물들의 흐름들로부터 분리되는 단계.
Figure P1020097000312
1,2-디클로로에탄

Description

1,2-디클로로에탄의 제조 방법 {PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF 1,2-DICHLOROETHANE}
본 발명은 1,2-디클로로에탄 (DCE)의 제조 방법, 염화 비닐 (VC)의 제조 방법 및 폴리염화 비닐 (PVC)의 제조 방법에 관계한다.
현재까지, DCE의 제조를 위해 99.8% 순도 이상의 에틸렌이 통상적으로 사용된다. 이러한 매우 높은 순도의 에틸렌은, 다양한 석유 제품류의 분해 (cracking) 후, 다른 분해 생성물들로부터 에틸렌을 분리하고 매우 높은 순도의 생성물을 얻기 위한, 복잡하고 비용이 많이 드는 수많은 분리 작업에 의해 수득된다.
이러한 높은 순도의 에틸렌 제조에 관련된 높은 비용으로 인해, 99.8% 미만의 순도를 가지는 에틸렌을 사용하여 DCE를 제조하는 다양한 방법들이 개발되어 왔다. 이러한 방법들은 분해로부터 생성되는 생성물들을 분리하는 과정을 간소화하고 DCE의 제조에 있어서 전혀 이점이 없는 복잡한 분리작업을 생략함으로써, 비용을 절감시키는 이점을 가진다.
예를 들면, 국제 특허 출원 WO 00/26164호는 에틸렌의 염소화반응과 결합된 에탄의 간소화된 분해(cracking)에 의해 DCE를 제조하는 방법을 설명한다. 이를 위하여, 에틸렌 염소화 단계는 에탄이 분해하는 동안 수득된 불순물의 존재하에 서 진행된다.
국제 특허 출원 WO 03/48088호는 에탄, 에틸렌, 그리고 수소를 비롯한 불순물을 포함하는 분류를 발생시키는 에탄의 탈수소화반응에 의한 DCE의 제조 방법을 설명하는데, 상기 분류는 이후 염소화반응 및/또는 옥시염소화반응을 거친다.
그럼에도 불구하고 상기 방법들은, 수득된 에틸렌을 에틸렌 염소화/옥시염소화 반응에 사용할 수 없다는 단점을 가지는데, 이는 수득된 에틸렌이 옥시염소화 반응 동안 작업상의 문제점들, 즉, 중질 생성물들에 의한 촉매의 피독 및 존재하는 수소의 비경제적 전환을 유발할 수 있는 불순물을 함유하기 때문이다. 이러한 수소 전환은 산소를 소모하고 높은 반응열을 방출할 것이다. 이 후, 이러한 전환은 일반적으로 열 교환 성능에 관련되는, 옥시염소화 반응기의 성능을 제한하게 될 것이다. 그러므로 혼합물 중의 수소의 존재로 인해, 열 교환 영역, 그리고 그에 따른 반응기 부피를 확보하기 위한 과도하게 많은 투자비용이 지출되어야 한다. 별도의 반응기에서 수소를 연소시키는 방법은 이러한 어려움을 해결하지 못하는데, 이 방법은 수소에 대하여 화학량론적 양인 다량의 산소, 및 연소열을 제거하기 위한 열 교환용의 큰 표면적을 필요로 하므로, 결과적으로, 이 방법은 상당한 에틸렌을 소모시키며 안정성과 관련된 문제점들이 있을 수 있기 때문이다. 마지막으로, 형성되는 물의 제거는 제조 비용을 증가시킨다.
본 발명 자체의 한가지 목적은 99.8% 미만의 순도를 가지는 에틸렌을 사용하는 방법을 제공하는 것인데, 이 방법은 DCE의 제조에 전혀 이점이 없는 다른 분해 생성물들로부터 에틸렌을 분리하기 위한 복잡한 분리처리들을 생략함으로써 비용을 절감하는 이점을 가지며 전술한 문제점들을 해결하는 이점을 가진다.
이러한 취지에서, 본 발명은 다음 단계들에 따른, 탄화수소 공급원으로 출발하여 DCE를 제조하는 방법에 관련된다:
a) 탄화수소 공급원이 제 1 분해 단계, 즉, 적어도 하나의 분해로에서 수행되는 열분해(pyrolysis) 단계를 거쳐, 분해 생성물들의 혼합물을 생성하는 단계;
b) 상기 분해 생성물들의 혼합물이, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물을 수득할 수 있게 하는 일련의 처리 단계들을 거치는 단계;
c) 에틸렌을 함유하는 상기 생성물들의 혼합물이 제 1 분리 단계 S1을 거치는 단계, 여기서 제 1 분리 단계 S1은 컬럼 C1 내부의 상기 생성물들의 혼합물을, 에틸렌을 일부 함유하며 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후한 분류 (분류 A) 및 분류 F1로 분리하는 것으로 구성되고;
d) 분류 F1이 제 2 분리 단계 S2를 거치는 단계, 여기서 제 2 분리 단계 S2는 컬럼 C2 내부의 분류 F1을, 분류 F2 및 중질 분류 (분류 C)로 분리하는 것으로 구성되고;
e) 분류 F2가 제 3 분리 단계 S3을 거치는 단계, 여기서 제 3 분리 단계 S3은 컬럼 C3 내부의 분류 F2를, 에틸렌이 농후한 분류 (분류 B) 및 주로 에탄으로 구성된 분류 F3으로 분리하는 것으로 구성되며;
f) 분류 A가 염소화 반응기로 운반되고 분류 B가 옥시염소화 반응기로 운반되는 단계, 이들 반응기들에서 분류 A 및 분류 B에 존재하는 에틸렌의 대부분은 1,2-디클로로에탄으로 전환되고; 그리고
g) 수득된 1,2-디클로로에탄이 염소화 반응기 및 옥시염소화 반응기로부터 얻어진 생성물들의 흐름들로부터 분리되는 단계.
임의의 공지된 탄화수소 공급원이 탄화수소 공급원으로 고려될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 분해 단계(단계 a))를 거치는 탄화수소 공급원은 나프타, 경유, 액성 천연 가스, 에탄, 프로판, 부탄, 이소부탄 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택된다. 특히 바람직한 방식에서, 탄화수소 공급원은 에탄, 프로판, 부탄 및 프로판/부탄 혼합물들로 구성된 그룹에서 선택된다. 특히 더욱 바람직한 방식에서, 탄화수소 공급원은 프로판, 부탄 및 프로판/부탄 혼합물들로 구성된 그룹에서 선택된다. 상기 프로판/부탄 혼합물들은 혼합물 자체로서 존재하거나 또는 프로판과 부탄의 혼합물들로 구성될 수 있다.
"에탄, 프로판, 부탄 및 프로판/부탄 혼합물들"이란 표현은, 본 발명의 목적에 있어서, 상업적으로 이용가능한 제품들, 즉, 주로 순수한 제품 (에탄, 프로판, 부탄 또는 혼합물로서 프로판/부탄)으로 구성되고, 2차적으로 순수한 제품 그 자체보다 가볍거나 무거운, 다른 포화 또는 불포화 탄화수소들로 구성되는 제품들을 의미하는 것으로 이해하면 된다.
"제 1 분해 단계", 즉, 적어도 하나의 분해로에서 수행되는 열분해 단계(단계 a))라는 표현은 분해 생성물들의 혼합물을 형성시키기 위하여 물, 산소, 황 유도체 및/또는 촉매와 같은 제 3의 화합물들의 존재 또는 부재하에서 가열 작업 중 탄화수소 공급원의 전환을 의미하는 것으로 이해하면 된다.
분해 생성물들의 이러한 혼합물은 유리하게는 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 질소, 산소, 황화수소, 1개 이상의 탄소 원자를 포함하는 유기 화합물 및 물을 포함한다.
단계 a)는 적어도 하나의 분해로에서 수행된다. 바람직하게는 단계 a)는 적어도 2개의 분해로들에서, 그리고 특히 바람직하게는 적어도 3개의 분해로들에서 수행된다. 단계 a)는 바람직하게는 5개 이하의 분해로들에서, 그리고 특히 바람직하게는 4개 이하의 분해로들에서 수행된다. 특히, 작동 중인 로들 중 하나가 코크제거처리를 받아야 할 때 이러한 로를 대체할 추가 분해로를 준비하는 것이 더욱 유리하다.
특히 더욱 바람직한 방식에서, 단계 a)는 3개의 분해로들에서 수행된다. 특히 가장 바람직한 방식에서, 단계 a)는 3개의 상이한 분해로들에서 수행되는데, 이들 분해로들 각각으로부터 얻어진 분해 생성물들의 혼합물들은 단계 b)에 앞서 함께 모아진다. 작동중인 3개의 로들 중 하나가 코크제거처리를 받아야 할 때 이러한 로를 대체할 수 있는 제4의 분해로를 준비하는 것이 특히 더욱 유리하다.
그러므로, 3개의 상이한 분해로들에서 단계 a)를 수행하는 것 그리고 작동중인 3개의 로들 중 하나를 대체하기 위한 제4의 분해로를 준비하는 것이 특히 유리하며, 이들 분해로들 각각으로부터 얻어진 분해 생성물들의 혼합물들은 단계 b) 이전에 함께 모아진다.
이러한 제 1 분해 단계 a) 이후, 상기 분해 생성물들의 혼합물은, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물을 수득할 수 있게 하는 일련의 처리 단계들을 거친다.
단계 b)는 유리하게는 다음 단계들로 구성된다: 분해된 기체들의 열의 열적 회수 단계, 상기 기체들의 선택적인 유기적 급냉 단계(organic quenching) (선택적으로 중간 액체들과 교환기들의 네트워크를 통한 열 회수 단계를 포함), 수성 급냉 단계, 압축 및 건조 단계, 그리고 또한 존재하거나 (예를 들어, 알칼리성 세척에 의해) 첨가되는 황 화합물의 대부분 및 이산화탄소의 대부분을 제거하는 단계, 바람직하지 않은 유도체들, 가령, 예를 들어, 아세틸렌의 선택적 수소화 단계 그리고 수소 및/또는 메탄의 일부를, 예를 들어, PSA (압력 순환 흡착) 공정 또는 막 공정에 의해 선택적으로 제거하는 단계.
유리하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 단계 b)로부터 얻어진, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물은 수소, 메탄, 2 내지 7개의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들, 일산화탄소, 질소 및 산소를 포함한다. 수소, 메탄, 그리고 아세틸렌을 제외한 2 내지 7개의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들은 상기 생성물들의 혼합물의 총 부피에 대하여 바람직하게는 200 부피ppm 이상의 양으로 존재한다. 일산화탄소, 질소, 산소 및 아세틸렌은 상기 생성물들의 혼합물의 총 부피에 대하여 200 부피ppm 미만 또는 200 부피ppm 이상의 양으로 존재할 수 있다. 7개 보다 많은 탄소 원자들을 함유하는 화합물들, 이산화탄소, 황화수소 및 다른 황 화합물들 그리고 물 또한 상기 생성물들의 혼합물의 총 부피에 대하여 200 부피ppm 미만의 양으로 전술한 생성물들의 혼합물에 존재할 수도 있다.
기체들의 압축 및 건조 단계는, 유리하게는, 6개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들의 통과를 최소화하기 위해 특수한 조건들하에서 실시될 수 있다. 사용될 수 있는 냉각 유체는 유리하게는 대기 냉각탑의 물의 온도보다 낮은 온도이다. 냉각 유체는 바람직하게는 -5℃ 이상, 더욱 바람직하게는 0℃ 이상의 온도이다. 가장 바람직하게는 냉각 유체는 얼린물(iced water)이다.
상기 설명된 단계 b) 이후, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물은 제 1 분리 단계 S1인 단계 c)를 거치는데, 이러한 제 1 분리 단계 S1은 주요 컬럼 C1 내부의 상기 생성물들의 혼합물을, 에틸렌을 일부 함유하며 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후한 분류 (분류 A) 및 분류 F1로 분리하는 것으로 구성된다.
컬럼 C1 내부로 도입되기에 앞서, 단계 b)로부터 얻어진 생성물들의 혼합물은 열적 전처리(thermal conditioning) 단계를 거칠 수 있다. "열적 전처리 단계"라는 용어는 에너지의 사용을 최적화하는 일련의 열 교환들을 의미하는 것으로 이해하면 되는데, 생성물들의 혼합물을 일련의 교환기들에서 먼저 처리되지 않은 물로, 그 다음 얼린 물로, 그 다음 점진적으로 차가운 액체들로 냉각시키고, 이에 더하여 생성된 흐름들의 감열을 회수하는 교차 교환기들에서 냉각시키는 점진적 냉각이 그 예이다.
상기 생성물들의 혼합물은 단계 S1 동안 단일 분류로서 또는 여러 개의 하위분류들로서 컬럼 C1 내부로 도입될 수 있다. 생성물들의 혼합물은 바람직하게는 여러 개의 하위분류들로서 도입된다.
컬럼 C1은 유리하게는 회수 구역(stripping section) 및/또는 농축 구역(rectifying section)을 포함하는 컬럼이다. 두 개의 구역들이 존재하는 경우, 농축 구역은 바람직하게는 회수 구역 위에 놓인다.
컬럼 C1은 유리하게는 전술한 두 개의 구역들을 포함하는 증류 컬럼들 및 두 개의 구역들 중 하나만을 포함하는 컬럼들에서 선택된다. 바람직하게는, 컬럼 C1은 증류 컬럼이다.
증류 컬럼은 판 증류 컬럼들, 무작위 충진된 증류 컬럼들, 구조화 충진된 증류 컬럼들 그리고 전술한 내부 컬럼들 중 둘 이상을 조합한 증류 컬럼들에서 선택될 수 있다.
그러므로 단계 S1은 바람직하게는 증류 단계이다.
컬럼 C1은 유리하게는 관련 부품들, 가령, 예를 들어, 적어도 하나의 재비기 및 적어도 하나의 응축기가 설비된다.
에틸렌을 일부 함유하며 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후한 분류 A는 유리하게는 컬럼 C1의 상단으로부터 빠져나오는 반면, 유리하게는 가장 낮은 휘발성의 화합물들이 농후한 분류 F1은 유리하게는 컬럼 C1의 하단으로부터 빠져나온다.
전술한 단계 S1은 유리하게는 5 bar이상, 바람직하게는 10 bar이상, 그리고 특히 바람직하게는 12 bar이상의 절대압력에서 수행된다. 단계 S1은 유리하게는 40 bar 이하, 바람직하게는 38 bar이하, 그리고 특히 바람직하게는 36 bar이하의 절대압력에서 수행된다.
단계 S1이 수행되는 온도는 컬럼 C1의 하단에서 유리하게는 0℃ 이상, 바람직하게는 5℃ 이상, 그리고 특히 바람직하게는 10℃ 이상이다. S1이 수행되는 온도는 컬럼 C1의 하단에서 유리하게는 80℃ 이하, 바람직하게는 60℃ 이하, 그리고 특히 바람직하게는 40℃ 이하이다.
단계 S1이 수행되는 온도는 컬럼 C1의 상단에서 유리하게는 -70℃ 이상, 바람직하게는 -60℃ 이상, 그리고 특히 바람직하게는 -55℃ 이상이다. 단계 S1이 수행되는 온도는 컬럼 C1의 상단에서 유리하게는 0℃ 이하, 바람직하게는 -15℃ 이하, 그리고 특히 바람직하게는 -25℃ 이하이다.
분류 A에는 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후하다. 이들 화합물들은 일반적으로 메탄, 질소, 산소, 수소 및 일산화탄소이다. 유리하게는, 분류 A는 단계 c)에 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된, 에틸렌보다 가벼운 화합물들을 70 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 85 중량% 이상으로 함유한다. 유리하게는, 분류 A는 단계 c)에 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된, 에틸렌보다 가벼운 화합물들을 99.99 중량% 이하, 바람직하게는 99.95 중량% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 99.9 중량% 이하로 함유한다.
유리하게는, 분류 A는 분류 A의 총 부피에 대하여, 10 부피% 이상, 바람직하게는 20 부피% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 25 부피% 이상의 메탄을 함유한다. 유리하게는 분류 A는 분류 A의 총 부피에 대하여, 80 부피% 이하, 바람직하게는 75 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 70 부피% 이하의 메탄을 함유한다.
유리하게는, 분류 A는 단계 c)로 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된 메탄을 90 부피% 이상, 바람직하게는 93 부피% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 95 부피% 이상 함유한다.
유리하게는, 분류 A는 분류 A의 총 부피에 대하여, 2 부피% 이상, 바람직하게는 4 부피% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 3 부피% 이상의 수소를 함유한다. 유리하게는, 분류 A는 분류 A의 총 부피에 대하여, 60 부피% 이하, 바람직하게는 50 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 45 부피% 이하의 수소를 함유한다.
유리하게는, 분류 A는 단계 c)로 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된 수소를 95% 이상, 바람직하게는 97% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 99% 이상 함유한다.
유리하게는, 분류 A는 단계 c)로 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된 아세틸렌을 5% 이상, 바람직하게는 10% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 15% 이상 함유한다. 유리하게는, 분류 A는 단계 c)로 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된 아세틸렌을 95% 이하, 바람직하게는 90% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 85% 이하로 함유한다.
아세틸렌 수소화반응이 단계 b) 동안 진행되는 경우, 분류 A는 분류 A의 총 부피에 대하여 유리하게는 0.01 부피% 이하, 바람직하게는 0.005 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 0.001 부피% 이하의 아세틸렌 함량을 특징으로 한다.
유리하게는, 분류 A는 단계 c)로 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된 에탄을 20% 이하, 바람직하게는 12% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 8% 이하로 함유한다.
분류 A는 3개 이상의 탄소 원자를 함유하는 화합물들의 함량이 분류 A의 총 부피에 대하여, 유리하게는 0.01 부피% 이하, 바람직하게는 0.005 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 0.001 부피% 이하임을 특징으로 한다.
분류 A는 분류 A의 총 부피에 대하여 유리하게는 0.005 부피% 이하, 바람직하게는 0.002 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 0.001 부피% 이하의 황 화합물 함량을 특징으로 한다.
유리하게는, 분류 F1은 단계 c)로 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된, 에틸렌보다 가벼운 화합물들을 30% 이하, 바람직하게는 20% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 15% 이하로 함유한다.
분류 F1은 분류 F1의 총 부피에 대하여 유리하게는 10 부피% 이하, 바람직하게는 5 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 2 부피% 이하의 메탄 함량을 특징으로 한다.
분류 F1은 분류 F1의 총 부피에 대하여 유리하게는 5 부피% 이하, 바람직하게는 2 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 1 부피% 이하의 수소 함량을 특징으로 한다.
추가적으로 분류 F1은 분류 F1의 총 부피에 대하여 유리하게는 2 부피% 이하, 바람직하게는 1.5 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 1 부피% 이하의 아세틸렌 함량을 특징으로 한다.
유리하게는, 분류 F1은 2개 이상의 탄소 원자들을 함유하는 화합물들을 분류 F1의 총 부피에 대하여 85 부피% 이상, 바람직하게는 90 부피% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 95 부피% 이상 함유한다.
유리하게는, 분류 F1은 2개 보다 많은 탄소 원자들을 가지는 화합물들을 분류 F1의 총 부피에 대하여 70 부피% 이하, 바람직하게는 60 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 50 부피% 이하로 함유한다.
상기 설명된 단계 c) 이후, 분류 F1은 제 2 분리 단계 S2를 거치게 되는데, 이러한 제 2 분리 단계 S2는 컬럼 C2 내부의 분류 F1을, 분류 F2 및 중질 분류 (분류 C)로 분리하는 것으로 구성된다.
컬럼 C2로 도입되기에 앞서, 단계 c)로부터 얻어진 생성물들의 혼합물은 열적 및/또는 화학적 전처리(chemical conditioning) 단계, 가령, 예를 들어 아세틸렌 수소화 단계를 거칠 수 있다. "화학적 전처리 단계" 라는 용어는 에너지의 사용을 최적화하는 일련의 열 교환들을 의미하는 것으로 이해하면 되는데, 생성물들의 혼합물을 일련의 교환기들에서 먼저 처리되지 않은 물로, 그 다음 얼린 물로, 그 다음 점진적으로 차가운 액체들로 냉각시키고, 이에 더하여 생성된 흐름들의 감열을 회수하는 교차 교환기들에서 냉각시키는 점진적 냉각이 그 예이다.
상기 생성물들의 혼합물은 단계 S2 동안 단일 분류로서 또는 여러 개의 하위분류들로서 컬럼 C2 내부로 도입될 수 있다. 상기 생성물들의 혼합물은 바람직하게는 여러 개의 하위분류들로서 도입된다.
컬럼 C2는 유리하게는 회수 구역 및/또는 농축 구역을 포함하는 컬럼이다. 두 개의 구역들이 모두 존재하는 경우, 농축 구역은 바람직하게는 회수 구역 위에 놓인다.
컬럼 C2는 유리하게는 전술한 두 개의 구역들을 포함하는 증류 컬럼들 및 두 개의 구역들 중 하나만을 포함하는 컬럼들에서 선택된다. 바람직하게는, 컬럼 C2는 증류 컬럼이다.
증류 컬럼은 판 증류 컬럼들, 무작위 충진된 증류 컬럼들, 구조화 충진된 증류 컬럼들 그리고 전술한 내부 컬럼들 중 둘 이상을 조합한 증류 컬럼들에서 선택될 수 있다.
그러므로 단계 S2는 바람직하게는 증류 단계이다.
컬럼 C2는 유리하게는 관련 부품들, 가령, 예를 들어, 적어도 하나의 재비기 및 적어도 하나의 응축기가 설비된다.
유리하게는 가장 높은 휘발성인 화합물들이 농후한 분류 F2는 유리하게는 컬럼 C2의 상단으로부터 빠져나가는 반면, 유리하게는 가장 낮은 휘발성의 화합물들이 농후한 중질 분류 C는 유리하게는 컬럼 C2의 하단으로부터 빠져나간다.
전술한 단계 S2는 유리하게는 5 bar이상, 바람직하게는 8 bar이상, 그리고 특히 바람직하게는 10 bar이상의 절대압력에서 수행된다. 단계 S2는 유리하게는 40 bar 이하, 바람직하게는 37 bar이하, 그리고 특히 바람직하게는 35 bar이하의 절대압력에서 수행된다.
단계 S2가 수행되는 온도는 컬럼 C2의 하단에서 유리하게는 0℃ 이상, 바람직하게는 10℃ 이상, 그리고 특히 바람직하게는 15℃ 이상이다. S2가 수행되는 온도는 컬럼 C2의 하단에서 유리하게는 90℃ 이하, 바람직하게는 86℃ 이하, 그리고 특히 바람직하게는 83℃ 이하이다.
단계 S2가 수행되는 온도는 컬럼 C2의 상단에서 유리하게는 -65℃ 이상, 바람직하게는 -55℃ 이상, 그리고 특히 바람직하게는 -50℃ 이상이다. 단계 S2가 수행되는 온도는 컬럼 C2의 상단에서 유리하게는 5℃ 이하, 바람직하게는 0℃ 이하, 그리고 특히 바람직하게는 -2℃ 이하이다.
분류 C는 유리하게는 소량의 에탄 및 3개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 함유한다. 유리하게는, 분류 C를 구성하는 화합물들은 단계 b)로부터 얻어진, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물로부터 비롯된 것이다. 또한 분류 C는 유리하게는 단계 c) 및 d) 동안 2차 반응들에 의해 생성된 3개 이상의 탄소 원자들을 함유하는 화합물들을 함유한다. 3개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들 중에서, 프로판, 프로펜, 부탄 및 이들의 불포화 유도체들, 그리고 또한 이들보다 무거운 모든 포화 또는 불포화 화합물들을 언급할 수 있다.
"소량의 에탄" 이라는 표현은 분류 C가 단계 d)로 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된 에탄을 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 2% 이하로 함유함을 의미하는 것으로 이해하면 된다.
분류 C는 3개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 분류 C의 총 중량에 대하여 유리하게는 90 중량% 이상, 바람직하게는 93 중량% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 95 중량% 이상 함유한다.
분류 C는 분류 C의 총 중량에 대하여 유리하게는 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.8 중량% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 0.5 중량% 이하의 에틸렌을 함유한다.
단계 d)동안 분류 C가 수득된 후, 분류 C는 유리하게는 적어도 하나의 수소화 단계를 거친다. 바람직하게는, 분류 C는 하나 또는 두 개의 연속적인 수소화 단계들을 거친다. 두 개의 상이한 분류들, 즉, 분류들 중 하나는 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 함유하고, 분류들 중 다른 하나는 5개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 각각 함유하는 두 개의 상이한 분류들로 분리하는 하나의 분리 단계, 예를 들어 증류에 의한 분리 단계는 수소화 단계들 이전, 수소화 단계들 사이 또는 수소화 단계들 이후에 수행될 수 있다. 이러한 분리가 수소화 단계 이전에 수행되는 경우, 수소화단계는 유리하게는 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들에 대하여 진행된다.
제 1 예에 따르면, 분류 C는 유리하게는 두 개의 수소화 단계들을 거치게되며, 바람직하게는, 예를 들어 증류에 의하여 두 개의 상이한 분류들로 분리되는 단계를 수반하는데, 상기 두 개의 상이한 분류들 중 하나는 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 함유하고, 다른 하나는 5개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 각각 함유한다. 특히 바람직하게는 이러한 분리 단계는 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 분해 단계로 재순환시키는 단계를 수반한다. 특히 바람직한 방식에서, 5개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들은 자체적으로 연소되어 에너지를 제공하거나 어떠한 형태로든 향상(upgrade)된다.
제 2 예에 따르면, 유리하게는 분류 C를, 예를 들어 증류에 의해, 두 개의 상이한 분류들, 즉, 분류들 중 하나는 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 함유하고, 다른 하나는 5개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 각각 함유하는 두 개의 상이한 분류들로 분리하는 것으로 구성되는 분리 단계가 수행된다. 그 결과 생성된, 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 함유하는 분류는 이후 바람직하게는 분해 단계로 재순환되기 이전에 두 개의 수소화 단계들을 거친다. 5개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들에 있어서, 이들은 특히 바람직한 방식에서, 연소되어 에너지를 제공하거나 어떠한 형태로든 향상된다.
제 3 예에 따르면, 분류 C는 유리하게는 하나의 수소화 단계를 거치고, 바람직하게는 분류 C를, 예를 들어 증류에 의하여, 두 개의 상이한 분류들로, 즉, 분류들 중 하나는 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 함유하고 다른 하나는 5개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 각각 함유하는 두 개의 상이한 분류들로 분리하는 분리 단계를 수반한다. 특히 바람직하게는 이러한 분리 단계는 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 분해 단계로 재순환시키는 단계를 수반한다. 5개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들은, 특히 바람직한 방식에서, 자체적으로 연소되어 에너지를 제공하거나 어떠한 형태로든 향상된다.
제 4 예에 따르면, 유리하게는 분류 C를 예를 들어 증류에 의하여, 분류들 중 하나는 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 함유하고 분류들 중 다른 하나는 5개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 각각 함유하는 두 개의 상이한 분류들로 분리하는 것으로 구성되는 분리 단계가 수행된다. 그 결과 생성된, 5개 미만의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 함유하는 분류는 이후 바람직하게는 분해 단계로 재순환되기 이전에 하나의 수소화 단계를 거친다. 5개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들에 있어서, 이들은 특히 바람직한 방식에서, 연소되어 에너지를 제공하거나 어떠한 형태로든 향상된다.
전술한 수소화 단계는 임의의 공지된 수소화 촉매, 가령, 예를 들어, 알루미나, 실리카, 실리카/알루미나, 탄소, 탄산 칼슘 또는 황산 바륨과 같은 담지체에 침착된 팔라듐, 백금, 로듐, 루테늄 또는 이리듐에 기초한 촉매들 뿐만 아니라, 니켈에 기초한 촉매들, 그리고 코발트-몰리브덴 복합물에 기초한 촉매들에 의하여 실시될 수 있다. 바람직하게는, 수소화 단계는 알루미나 또는 탄소에 침착된 팔라듐 또는 백금에 기초한 촉매, 니켈에 기초한 촉매 또는 코발트-몰리브덴 복합물(complex)에 기초한 촉매에 의해 실시된다. 특히 바람직한 방식에서, 수소화 단계는 니켈에 기초한 촉매에 의해 실시된다.
수소화 단계가 실시되는 온도는 유리하게는 5℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상, 특히 바람직한 방식에서는 50℃ 이상이다. 수소화 단계가 실시되는 온도는 유리하게는 150℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 이하이다. 압력에 있어서는, 압력은 유리하게는 1 bar 이상, 바람직하게는 3 bar 이상이다. 압력은 유리하게는 40 bar 이하, 바람직하게는 35 bar 이하, 특히 바람직한 방식에서 30 bar 이하, 특히 가장 바람직한 방식에서 25 bar 이하, 그리고 가장 유리하게는 20 bar 이하이다.
바람직하게는, 수소화 단계는 수소화가 완전히 완결되도록, 즉, 바람직하게는 99% 이상으로 완결되도록 하는 양의 수소를 사용하여 실시된다. 소모되지 않은 과잉의 수소가 존재하는 경우, 소모되지 않은 과잉의 수소는 수소화된 분류로부터 분리되거나, 또는 수소화된 분류와 함께 제 1 열분해 단계로 선택적으로 운반될 수 있다.
수소화 단계는 유리하게는 기체상 또는 액체상에서 실시된다. 바람직하게는 수소화 단계는 액체상에서 실시된다.
적어도 하나의 외부 교환기에 의해 또는 액체의 부분 증발에 의해 반응의 열량 (calories) 을 흡수하는 것이 유리할 수 있다. 반응의 열량은 바람직하게는 적어도 하나의 외부 교환기에 의해 흡수된다. 외부 교환기는 유리하게는 반응기 내부로 통합되거나 외부 루프 상에서 작동 (implemented) 될 수 있다. 외부 교환기가 반응기 내부로 통합되는 경우, 외부 교환기는 열 교환과 반응을 조합하는 하나의 구역으로 통합되거나 (다관형 고정층) 또는 연속적인 열 교환 및 반응 구역들에 통합될 수 있다. 외부 교환기는 바람직하게는 외부 루프 상에서 작동된다. 외부 루프는 유리하게는 기체 또는 액체일 수 있으며, 바람직하게는 액체이다.
수소화 반응은 유리하게는 슬러리형 반응기, 하나 이상의 층, 바람직하게는 하나의 층을 가지는 고정층형 반응기, 또는 이들을 조합한 반응기에서 실시될 수 있다. 바람직하게는, 수소화 반응은 고정층 반응기에서, 더욱 바람직하게는 단 하나의 층만을 가지는 고정층 반응기에서 실시된다. 고정층 반응기는 연속 기체상 또는 연속 액체상, 바람직하게는 연속 기체상, 더욱 바람직하게는 상단으로부터 하단으로 액체가 유동하는 연속 기체상(살수층)으로 특징될 수 있다. 수소화 반응은 가장 바람직하게는 외부 루프 상에서 작동되는 외부 교환기가 설비된, 하나의 층을 가진 살수층에서 실시된다.
분류 F2는 3개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 분류 F2의 총 부피에 대하여 유리하게는 0.01 부피% 이하, 바람직하게는 0.005 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 0.001 부피% 이하로 함유한다.
분류 F2는 또한 분류 F2의 총 부피에 대하여 유리하게는 2 부피% 이하, 바람직하게는 1.5 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 1 부피% 이하의 아세틸렌 함량을 특징으로 한다.
분류 F2는 분류 F2의 총 부피에 대하여 유리하게는 0.005 부피% 이하, 바람직하게는 0.002 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 0.001 부피% 이하의 황 화합물 함량을 특징으로 한다.
분류 F2는 분류 F2의 총 부피에 대하여 유리하게는 50 부피% 이상, 바람직하게는 60 부피% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 65 부피% 이상의 에틸렌 함량을 특징으로 한다.
상기 설명된 단계 d) 이후, 분류 F2는 제 3 분리 단계 S3을 거치는데, 이러한 제 3 분리 단계 S3은 컬럼 C3 내부의 분류 F2를, 에틸렌이 농후한 분류 (분류 B) 및 에탄으로 주로 구성된 분류 F3으로 분리하는 것으로 구성된다.
컬럼 C3 내부로 도입되기에 앞서, 단계 d)로부터 얻어진 생성물들의 혼합물은 열적 및/또는 화학적 전처리 단계, 가령, 예를 들어, 아세틸렌 수소화 단계를 거칠 수 있다. "화학적 전처리 단계" 라는 용어는 에너지의 사용을 최적화하는 일련의 열 교환들을 의미하는 것으로 이해하면 되는데, 생성물들의 혼합물을 일련의 교환기들에서 먼저 처리되지 않은 물로, 그 다음 얼린 물로, 그 다음 점진적으로 차가운 액체들로 냉각시키고, 이에 더하여 생성된 흐름들의 감열을 회수하는 교차 교환기들에서 냉각시키는 점진적 냉각이 그 예이다.
상기 생성물들의 혼합물은 단계 S3 동안 단일 분류로서 또는 여러 개의 하위분류들로서 컬럼 C3로 도입될 수 있다. 생성물들의 혼합물은 바람직하게는 여러 개의 하위분류들로서 도입된다.
컬럼 C3은 유리하게는 회수 구역 및/또는 농축 구역을 포함하는 컬럼이다. 두 개의 구역들이 모두 존재하는 경우, 농축 구역은 바람직하게는 회수 구역 위에 놓인다.
컬럼 C3은 유리하게는 전술한 두 개의 구역들을 포함하는 증류 컬럼들 및 두 개의 구역들 중 하나만을 포함하는 컬럼들에서 선택된다. 바람직하게는, 컬럼 C3은 증류 컬럼이다.
증류 컬럼은 판 증류 컬럼들, 무작위 충진된 증류 컬럼들, 구조화 충진된 증류 컬럼들 그리고 전술한 내부 컬럼들 중 둘 이상을 조합한 증류 컬럼들에서 선택될 수 있다.
그러므로 단계 S3은 바람직하게는 증류 단계이다.
에틸렌이 농후한 분류 B는 유리하게는 컬럼의 상단으로부터 빠져나가는 반면, 에탄으로 주로 구성된 분류 F3은 유리하게는 컬럼의 하단으로부터 빠져나간다.
전술한 단계 S3은 유리하게는 5 bar이상, 바람직하게는 6 bar이상, 그리고 특히 바람직하게는 7 bar이상의 절대압력에서 수행된다. 단계 S3은 유리하게는 30 bar 이하, 바람직하게는 25 bar이하, 그리고 특히 바람직하게는 22 bar이하의 절대압력에서 수행된다.
단계 S3이 수행되는 온도는 컬럼 C3의 하단에서 유리하게는 -50℃ 이상, 바람직하게는 -45℃ 이상, 그리고 특히 바람직하게는 -40℃ 이상이다. S3이 수행되는 온도는 컬럼 C3의 하단에서 유리하게는 10℃ 이하, 바람직하게는 0℃ 이하, 그리고 특히 바람직하게는 -5℃ 이하이다.
단계 S3이 수행되는 온도는 컬럼 C3의 상단에서 유리하게는 -70℃ 이상, 바람직하게는 -65℃ 이상, 그리고 특히 바람직하게는 -60℃ 이상이다. 단계 S3이 수행되는 온도는 컬럼 C3의 상단에서 유리하게는 -15℃ 이하, 바람직하게는 -20℃ 이하, 그리고 특히 바람직하게는 -25℃ 이하이다.
분류 B는 유리하게는 분류 B의 총 부피에 대하여 2 부피% 이하, 바람직하게는 0.5 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 0.1 부피% 이하의 수소 함량을 특징으로 한다.
분류 B는 3개 이상의 탄소 원자들을 함유하는 화합물들의 함량이 분류 B의 총 부피에 대하여 유리하게는 0.01 부피% 이하, 바람직하게는 0.005 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 0.001 부피% 이하임을 특징으로 한다.
분류 B는 분류 B의 총 부피에 대하여 0.005 부피% 이하, 바람직하게는 0.002 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 0.001 부피% 이하의 황 화합물 함량을 특징으로 한다.
분류 B는 또한 분류 B의 총 부피에 대하여 유리하게는 2 부피% 이하, 바람직하게는 1.5 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 1 부피% 이하의 아세틸렌 함량을 특징으로 한다.
분류 F3은 에탄으로 주로 구성된다. "주로 구성된다" 라는 용어는 분류 F3이 분류 F3의 총 부피에 대하여 90 부피% 이상의 에탄을 포함함을 의미하는 것으로 이해하면 된다. 분류 F3은 바람직하게는 95 부피% 이상, 특히 바람직하게는 97 부피% 이상, 그리고 특히 더욱 바람직하게는 98 부피% 이상의 에탄을 포함한다.
분류 F3은 또한 분류 F3의 총 부피에 대하여 유리하게는 5 부피% 이하, 바람직하게는 3 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 1.5 부피% 이하의 에틸렌 함량을 특징으로 한다.
분류 F3은 어떠한 목적으로도 사용될 수 있다. 바람직하게는, 분류 F3은 단계 a)로 운반된다. 분류 F3은 출발 물질 또는 연료로서 단계 a)로 운반될 수 있다. 특히 바람직한 방식에서, 분류 F3은 출발 물질로서 단계 a)로 운반된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법의 분리 단계들 S1, S2 및 S3은 증류 단계들이며, 특히 바람직한 방식에서 증류 컬럼들에서 수행된다.
본 발명에 따른 방법의 분리 단계들 S1, S2 및 S3은 유리하게는 열적으로 통합된다. 바람직하게는 열적 통합은 직접적으로, 또는 다소 저온인 온도 수준들을 가지는 하나 또는 그 이상의 냉각 주기들 (refrigeration cycles) 을 통해, 바람직하게는 하나는 저온이고 다른 하나는 중온인 두 개의 냉각 주기들을 통해, 또는 이들을 조합한 주기들을 통해 실시되며, 더욱 바람직하게는 상기 냉각 주기들을 조합한 주기들을 통해 실시된다.
냉각 주기들은 유리하게는 두 개의 탄소 원자들을 함유하는 화합물들, 3개의 탄소 원자들을 함유하는 화합물들, 또는 이들의 혼합물들에 기초한다. 두 개의 탄소 원자들을 함유하는 화합물들 중에서, 에틸렌, 에탄 및 이들의 혼합물을 언급할 수 있다. 에틸렌이 바람직하다. 3개의 탄소 원자들을 함유하는 화합물들 중에서, 프로필렌, 프로판 및 이들의 혼합물을 언급할 수 있다. 프로필렌이 바람직하다.
저온 주기 및 중온 주기는 바람직하게는 상호연결되는데, 이것은 저온 주기의 고온 공급원은 중온 주기의 저온 공급원이고, 중온 주기의 고온 공급원은 대기 냉각탑의 물임을 의미한다. 저온 주기는 바람직하게는 2개의 탄소 원자들을 가지는 화합물들을 사용하고 그리고 더욱 바람직하게는 95 몰% 이상의 에틸렌을 함유한다. 중온 주기는 바람직하게는 3개의 탄소 원자들을 가지는 화합물들을 사용하고 그리고 더욱 바람직하게는 95 몰% 이상의 프로판 또는 95 몰% 이상의 프로필렌을 함유한다. 더욱 바람직하게는, 중온 주기는 95 몰% 이상의 프로필렌을 함유한다.
상기 설명된 단계들 이후, 분류 A는 염소화 반응기로 운반되며, 분류 B는 옥시염소화 반응기로 운반되는데, 이들 반응기들에서 분류 A 및 B에 존재하는 에틸렌의 대부분은 1,2-디클로로에탄으로 전환된다.
본 발명에 따른 방법에 따르면, 바람직하게는 에너지를 회수하여 팽창한 후, 분류 A는 염소화 반응기로 운반되고 분류 B는 옥시염소화 반응기로 운반된다.
본 발명의 방법에 따르면, 분류 B 및 분류 A를 특징짓기 위한 아래 정의된 양들은 이들 분류 각각이 옥시염소화 반응기 및 염소화 반응기로 유입하기 전의 양들이다.
분류 B는 분류 B의 총 부피에 대하여 유리하게는 40 부피% 내지 99.65 부피%의 에틸렌을 함유한다. 분류 B는 분류 B의 총 부피에 대하여, 유리하게는 40 부피% 이상, 바람직하게는 50 부피% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 60 부피% 이상의 에틸렌을 함유한다. 분류 B는 분류 B의 총 부피에 대하여 유리하게는 99.8 부피% 이하, 바람직하게는 99.7 부피% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 99.65 부피% 이하의 에틸렌을 함유한다.
분류 A는 유리하게는 분류 B의 에틸렌 부피 함량의 10% 내지 95%를 나타내도록 하는 에틸렌 부피 함량을 함유한다. 분류 A는 유리하게는 분류 B의 에틸렌 부피 함량의 98% 이하, 바람직하게는 96% 이하, 그리고 특히 바람직하게는 95% 이하가 되도록 하는 에틸렌 부피 함량을 함유한다. 분류 A는 유리하게는 분류 B의 에틸렌 부피 함량의 5% 이상, 바람직하게는 8% 이상, 그리고 특히 바람직하게는 10% 이상이 되도록 하는 에틸렌 부피 함량을 함유한다.
본 발명의 DCE의 제조 방법이 유리하게는 균형을 이루는 경우 (즉, 에틸렌의 염소화반응 및 옥시염소화 반응, 그리고 형성된 1,2-디클로로에탄 (DCE) 의 열분해반응에 의한 제조 방법이 공정에 필요한 양의 HCl을 생성할 수 있게 하는 경우)를 고려하는, 본 발명에 따른 방법의 제 1 변형예에 따르면, 분류 A 및 B 각각에서 에틸렌 처리량의 중량 분율은 유리하게는 생성된 에틸렌의 총량(분류 A + 분류 B)의 45 내지 55%이다. 바람직하게는, 분류 A에서 에틸렌 처리량의 중량 분율은 생성된 에틸렌 총량의 대략 55% 이며, 분류 B에서 에틸렌 처리량의 중량 분율은 생성된 에틸렌 총량의 대략 45% 이다. 특히 바람직한 방식에서, 분류 A에서 에틸렌 처리량의 중량 분율은 생성된 에틸렌 총량의 대략 52.5%이고, 분류 B에서 에틸렌 처리량의 중량 분율은 생성된 에틸렌 총량의 대략 47.5%이다.
DCE의 제조 방법이 유리하게는 불균형을 이루는 경우 (즉, 예를 들어, HCl의 외부 공급원이 옥시염소화반응을 위한 HCl 공급을 일부 제공하는 것을 가능하게 하거나 또는 생성된 DCE의 분류가 열분해단계를 거치지 않는 경우)를 고려하는, 본 발명에 따른 방법의 제 2 변형예에 따르면, 분류 A 및 B 각각에서 에틸렌 처리량의 중량 분율은 유리하게는 생성된 에틸렌 총량(분류 A + 분류 B)의 20 내지 80%이다. 바람직하게는, 분류 A에서 에틸렌 처리량의 중량 분율은 생성된 에틸렌 총량 (분류 A + 분류 B)의 25 내지 75%이다.
DCE의 제조 방법이 유리하게는 HCl의 외부 공급원에 의해 불균형을 이루는 경우를 고려하는, 본 발명에 따른 방법의 상기 제 2 변형예의 제 1 구체예에 따르면, 분류 A에서 에틸렌 처리량의 몰분율은 유리하게는 단계 b)로 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된 에틸렌의 총 몰량과 외부 공급원의 HCl의 몰량간의 차이량의 45 내지 55%, 바람직하게는 50 내지 54%, 그리고 특히 바람직하게는 대략 52.5%이다.
DCE의 제조 방법이 유리하게는 DCE의 공동-제조에 의해 불균형을 이루는 경우 (그리하여 DCE의 일부는 열분해단계를 거치지 않는 경우)를 고려하는, 본 발명의 방법의 상기 제 2 변형예의 제 2 구체예에 따르면, 분류 B에서 에틸렌 처리량의 몰분율은 유리하게는 단계 b)로 보내지는 생성물들의 혼합물에 함유된 에틸렌의 총 몰량과 공동-제조된 DCE의 몰량간의 차이량의 45 내지 55%, 바람직하게는 46 내지 50%, 그리고 특히 바람직하게는 대략 47.5%이다.
염소화 반응은 유리하게는 FeCl3 또는 다른 루이스 산과 같은 용해된 촉매를 함유하는 액상 (바람직하게는 주로 DCE) 에서 수행된다. 유리하게는 이러한 촉매를 알칼리 금속 염화물과 같은 조촉매들과 조합하는 것이 가능하다. 우수한 결과를 제공하는 쌍은 FeCl3과 LiCl의 착화합물 (리튬 테트라클로로페레이트 - 특허 출원 제NL 6901398호에 개시됨)이다.
사용되는 FeCl3의 양은 유리하게는 액체 원액(liquid stock) kg 당 약 1 내지 30 g의 FeCl3이다. LiCl에 대한 FeCl3의 몰비는 유리하게는 0.5 내지 2 정도이다.
또한, 염소화 공정은 바람직하게는 염소화된 유기 액체 매질에서 수행된다. 더욱 바람직하게는, 액체 원액으로도 불리는 이러한 염소화된 유기 액체 매질은 주로 DCE로 이루어진다.
본 발명에 따른 염소화 공정은 유리하게는 30 내지 15O℃의 온도에서 실시된다. 압력에 관계없이 끓는점 미만의 온도 (과냉각 상태하에서의 염소화) 및 끓는점 자체 (끓는점에서 염소화) 모두에서 우수한 결과가 수득되었다.
본 발명에 따른 염소화 공정이 과냉각 상태하에서의 염소화 공정인 경우, 염소화 공정은 유리하게는 5O℃ 이상, 그리고 바람직하게는 6O℃ 이상, 그러나 유리하게는 8O℃ 이하, 그리고 바람직하게는 7O℃ 이하인 온도에서, 그리고 기체상에서 유리하게는 1 bar 이상, 그리고 바람직하게는 1.1 bar 이상, 그러나 유리하게는 20 bar 이하, 바람직하게는 10 bar 이하, 그리고 특히 바람직하게는 6 bar 이하의 절대압력으로 작업함으로써 우수한 결과를 제공하였다.
반응열을 유용하게 회수하기 위해 끓는점에서의 염소화 공정이 바람직할 수 있다. 이 경우, 반응은 유리하게는 6O℃ 이상, 바람직하게는 7O℃ 이상, 그리고 특히 바람직하게는 85℃ 이상, 그러나 유리하게는 15O℃ 이하, 그리고 바람직하게는 135℃ 이하의 온도에서, 그리고 유리하게는 기체 상에서 0.2 bar 이상, 바람직하게는 0.5 bar 이상, 특히 바람직하게는 1.1 bar 이상, 그리고 특히 더욱 바람직하게는 1.3 bar 이상, 그러나 유리하게는 10 bar 이하, 그리고 바람직하게는 6 bar 이하의 절대 압력으로 진행된다.
또한 염소화 공정은 끓는점에서의 염소화를 위한 혼성 루프-냉각 공정(hybrid loop-cooled process)일 수도 있다. "끓는 점에서의 염소화를 위한 혼성 루프-냉각 공정" 이라는 표현은, 예를 들면, 반응 매질에 함침된 교환기에 의해 또는 교환기에서 순환하는 루프에 의해 반응 매질의 냉각이 수행되고, 적어도 형성된 양의 DCE를 기체 상(phase)으로 생성하는 공정을 의미하는 것으로 이해하면 된다. 유리하게는, 생성된 DCE가 기체 상으로 빠져나가도록, 그리고 반응 매질로부터의 나머지 열이 교환 표면 영역에 의해 제거되도록 반응 온도와 압력이 조절된다.
에틸렌 및 (자체로서 순수한 또는 희석된) 염소 또한 함유하는 분류 A는 임의의 공지 장치에 의해 함께 또는 별도로 반응 매질로 도입될 수도 있다. 분류 A의 부분 압력을 증가시키고, 종종 이러한 공정의 제한 단계를 구성하는 분류 A의 용해를 촉진시키기 위하여 분류 A를 별도로 도입하는 것이 유리할 수 있다.
염소는 대부분의 에틸렌을 전환시키기에 충분한 양으로 첨가되며, 전환되지 않은 과량의 염소를 첨가할 필요가 없다. 사용되는 염소/에틸렌 비율은 바람직하게는 1.2 내지 0.8, 그리고 특히 바람직하게는 1.05 내지 0.95 몰/몰이다.
수득된 염소화 생성물들은 주로 DCE를 함유하며, 1,1,2-트리클로로에탄과 같은 소량의 부산물, 또는 소량의 에탄 또는 메탄 염소화 생성물들도 함유한다. 염소화 반응기로부터 얻어진 생성물들의 흐름으로부터 수득된 DCE의 분리는 공지의 방식에 따라 수행되며, 일반적으로 염소화 반응의 열을 이용할 수 있게 한다.
전환되지 않은 생성물들 (메탄, 일산화탄소, 질소, 산소 및 수소)은 이후 유리하게는, 초기 혼합물로부터 출발하여 순수한 에틸렌을 분리하는데 필요하였던 분리단계보다 용이한 분리단계를 거치게 된다.
상기 옥시염소화 반응은 유리하게는 비활성 담지체 위에 침착된, 구리를 비롯한 활성 원소들을 포함하는 촉매의 존재하에서 실시된다. 비활성 담지체는 유리하게는 알루미나, 실리카 겔, 혼합 산화물, 점토 및 그 외 다른 천연 담지체들 에서 선택된다. 알루미나는 바람직한 비활성 담지체를 구성한다.
유리하게는 2개 이상의 활성 원소들을 포함하며, 이들 활성 원소들 중에서 하나는 구리인 촉매가 바람직하다. 구리 이외의 활성 원소들 중에서, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속 및, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 플래티늄 및 금으로 구성된 그룹의 금속을 언급할 수 있다. 다음의 활성 원소들을 함유하는 촉매들이 특히 유리하다: 구리/마그네슘/칼륨, 구리/마그네슘/나트륨; 구리/마그네슘/리튬, 구리/마그네슘/세슘, 구리/마그네슘/나트륨/리튬, 구리/마그네슘/칼륨/리튬 및 구리/마그네슘/세슘/리튬, 구리/마그네슘/나트륨/칼륨, 구리/마그네슘/나트륨/세슘 및 구리/마그네슘/칼륨/세슘. 특히 참고문헌으로 편입되는 특허 출원 EP-A 255 156, EP-A 494 474, EP-A 657 212 및 EP-A 657 213에 기재된 촉매들이 가장 바람직하다.
금속 형태로 계산된 구리 함량은 유리하게는 촉매 1kg 당 30 내지 90 g, 바람직하게는 40 내지 80 g, 그리고 특히 바람직하게는 50 내지 70 g 이다.
금속 형태로 계산된 마그네슘 함량은 유리하게는 촉매 1kg 당 10 내지 30 g, 바람직하게는 12 내지 25 g, 그리고 특히 바람직하게는 15 내지 20 g 이다.
금속 형태로 계산된 알칼리 금속 함량은 유리하게는 촉매 1kg 당 0.1 내지 30 g, 바람직하게는 0.5 내지 20 g, 그리고 특히 바람직하게는 1 내지 15 g 이다.
Cu:Mg:알칼리 금속 원자 비율은 유리하게는 1:0.1-2:0.05-2, 바람직하게는 1:0.2-1.5:0.1-1.5, 그리고 특히 바람직하게는 1:0.5-1:0.15-1이다.
질소를 사용한 BET 법에 따라 측정된, 유리하게는 25 ㎡/g 내지 300 ㎡/g, 바람직하게는 50 내지 200 ㎡/g, 그리고 특히 바람직하게는 75 내지 175 ㎡/g의 비표면적을 가지는 촉매들이 특히 유리하다.
이러한 촉매는 고정층에서 또는 유동층에서 사용될 수 있다. 두 번째 방식이 바람직하다. 옥시염소화 공정은 이 반응을 위해 통상적으로 권고되는 조건범위들하에서 실시된다. 온도는 유리하게는 150 내지 300℃, 바람직하게는 200 내지 275℃, 그리고 가장 바람직하게는 215 내지 255℃이다. 압력은 유리하게는 대기압보다 크다. 2 내지 10 bar의 절대압력 값은 우수한 결과를 제공하였다. 4 내지 7 bar 범위의 절대압력이 바람직하다. 이러한 압력은 반응기에서의 최적의 체류 시간을 구현하기 위하여 그리고 다양한 작업 속도에 있어서 일정한 통과 속도를 유지하기 위하여 유용하게 조절될 수 있다. 통상적인 체류 시간은 1 내지 60초, 그리고 바람직하게는 10 내지 40초 범위이다.
이러한 옥시염소화를 위한 산소 공급원은 대기, 순수한 산소 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 순수한 산소이다. 전환되지 않은 반응물들을 용이하게 재순환할 수 있게 하는 순수한 산소가 바람직하다.
반응물들은 임의의 공지 장치에 의해 층 내부로 도입될 수 있다. 일반적으로 안전성 문제를 이유로, 산소를 다른 반응물들과 별도로 도입하는 것이 유리하다. 또한 이러한 안정성 문제로 인해, 반응기를 빠져나가거나 반응기로 재순환되는 기체 혼합물을 문제되는 압력 및 온도에서 가연성 한도에서 벗어나 유지되도록 하는 것이 필요하다. 소위 농후 혼합물(rich mixture), 즉, 연료에 비하여 거의 산소를 함유하지 않아 점화되지 않는 혼합물을 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 취지에서, 상기 화합물의 넓은 가연성 범위를 고려하면, 풍부한 수소의 존재 (2 부피% 초과, 바람직하게는 5 부피% 초과)는 불이익을 초래할 것이다.
사용되는 염화수소/산소 비율은 유리하게는 3 내지 6 몰/몰이다. 에틸렌/염화수소 비율은 유리하게는 0.4 내지 0.6 몰/몰이다.
수득된 염소화 생성물들은 주로 DCE를 함유하며, 그리고 또한 1,1,2-트리클로로에탄과 같은 소량의 부산물들도 함유한다. 옥시염소화 반응기로부터 얻어진 생성물들의 흐름으로부터 수득된 DCE의 분리는 공지 방식들에 따라 수행된다. 옥시염소화 반응의 열은 일반적으로 증기 형태로 회수되며, 이것은 분리단계들 또는 임의의 다른 목적을 위해 사용될 수 있다.
메탄 및 에탄과 같은 전환되지 않은 생성물들은 이후, 초기 혼합물로부터 출발하여 순수한 에틸렌을 분리하는데 필요하였던 분리단계보다 용이한 분리단계를 거치게 된다.
에틸렌의 염소화반응 또는 옥시염소화반응에 의해 수득된 DCE는 이후 VC로 전환될 수 있다.
그러므로 본 발명은 또한 VC의 제조 방법에 관련된다. 이러한 취지에서, 본 발명은 다음 단게에 따른 VC의 제조 방법에 관련된다:
a) 탄화수소 공급원이 제 1 분해 단계, 즉, 적어도 하나의 분해로에서 수행되는 열분해 단계를 거쳐, 분해 생성물들의 혼합물을 생성하는 단계;
b) 상기 분해 생성물들의 혼합물이, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물을 수득할 수 있게 하는 일련의 처리 단계들을 거치는 단계;
c) 에틸렌을 함유하는 상기 생성물들의 혼합물이 제 1 분리 단계 S1을 거치는 단계, 여기서 제 1 분리 단계 S1은 컬럼 C1 내부의 상기 생성물들의 혼합물을, 에틸렌을 일부 함유하며 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후한 분류 (분류 A) 및 분류 F1로 분리하는 것으로 구성되고;
d) 분류 F1이 제 2 분리 단계 S2를 거치는 단계, 여기서 제 2 분리 단계 S2는 컬럼 C2 내부의 분류 F1을, 분류 F2 및 중질 분류 (분류 C)로 분리하는 것으로 구성되고;
e) 분류 F2가 제 3 분리 단계 S3을 거치는 단계, 여기서 제 3 분리 단계 S3은 컬럼 C3 내부의 분류 F2를, 에틸렌이 농후한 분류 (분류 B) 및 에탄으로 주로 구성된 분류 F3으로 분리하는 것으로 구성되며;
f) 분류 A가 염소화 반응기로 운반되고 분류 B가 옥시염소화 반응기로 운반되는 단계, 이들 반응기들에서 분류 A 및 분류 B에 존재하는 에틸렌의 대부분은 1,2-디클로로에탄으로 전환되고;
g) 수득된 1,2-디클로로에탄이 염소화 반응기 및 옥시염소화 반응기로부터 얻어진 생성물들의 흐름들로부터 분리되는 단계; 그리고
h) 수득된 1,2-디클로로에탄이 열분해단계를 거쳐, VC를 생성하는 단계.본 발명에 따른 DCE의 제조 방법에 관하여 정의된 특정 조건들 및 바람직한 조건들은 본 발명에 따른 VC의 제조 방법에 적용된다.
열분해가 수행될 수 있는 조건들은 당업자에게 공지되어 있다. 이러한 열분해는 유리하게는 관상로에서 기체 상 반응에 의해 이루어진다. 통상적인 열분해 온도는 400 내지 600℃에 이르며, 48O℃ 내지 54O℃ 범위가 바람직하다. 체류 시간은 유리하게는 1 내지 60 초이며, 5 내지 25초 범위가 바람직하다. 부산물의 형성 및 노 파이프(furnace pipe)의 오염을 제한하기 위하여, DCE의 전환율은 유리하게는 45 내지 75%로 제한된다. 다음 단계들은 임의의 공지 장치를 사용하여, 바람직하게는 옥시염소화로 상향(upgrade)될 정제된 VC 및 염화수소를 수집하는 것을 가능하게 한다. 정제 후, 전환되지 않은 DCE는 유리하게는 열분해 노로 운반된다.
이외에도, 본 발명은 또한 PVC의 제조 방법에도 관련된다. 이러한 취지에서, 본 발명은 다음 단계들에 따른, PVC의 제조 방법에 관련된다:
a) 탄화수소 공급원이 제 1 분해 단계, 즉, 적어도 하나의 분해로에서 수행되는 열분해 단계를 거쳐, 분해 생성물들의 혼합물을 생성하는 단계;
b) 상기 분해 생성물들의 혼합물이, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물을 수득할 수 있게 하는 일련의 처리 단계들을 거치는 단계;
c) 에틸렌을 함유하는 상기 생성물들의 혼합물이 제 1 분리 단계 S1을 거치는 단계, 여기서 제 1 분리 단계 S1은 컬럼 C1 내부의 상기 생성물들의 혼합물을, 에틸렌을 일부 함유하며 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후한 분류 (분류 A) 및 분류 F1로 분리하는 것으로 구성되고;
d) 분류 F1이 제 2 분리 단계 S2를 거치는 단계, 여기서 제 2 분리 단계 S2는 컬럼 C2 내부의 분류 F1을, 분류 F2 및 중질 분류 (분류 C)로 분리하는 것으로 구성되고;
e) 분류 F2가 제 3 분리 단계 S3을 거치는 단계, 여기서 제 3 분리 단계 S3은 컬럼 C3 내부의 분류 F2를, 에틸렌이 농후한 분류 (분류 B) 및 에탄으로 주로 구성된 분류 F3으로 분리하는 것으로 구성되며;
f) 분류 A가 염소화 반응기로 운반되고 분류 B가 옥시염소화 반응기로 운반되는 단계, 이들 반응기들에서 분류 A 및 분류 B에 존재하는 에틸렌의 대부분은 1,2-디클로로에탄으로 전환되고;
g) 수득된 1,2-디클로로에탄이 염소화 반응기 및 옥시염소화 반응기로부터 얻어진 생성물들의 흐름들로부터 분리되는 단계;
h) 수득된 1,2-디클로로에탄이 열분해단계를 거쳐, VC를 생성하는 단계; 그리고
i) 상기 VC가 중합되어 PVC를 생성하는 단계.
본 발명에 따른 DCE의 제조 방법 및 VC의 제조 방법에 관하여 정의된 특정 조건들 및 바람직한 조건들은 본 발명에 따른 PVC의 제조 방법에 적용된다.
PVC의 제조 방법은 괴상(bulk) 중합법, 용액 중합법 또는 수성 분산 중합법 일 수 있으며, 바람직하게는 수성 분산 중합법이다.
"수성 분산 중합"이란 표현은, 수성 현탁액에서의 라디칼 중합을 의미하고, 또한 수성 유상액에서의 라디칼 중합과 수성 미세현탁액에서의 중합을 의미하는 것으로 이해하면 된다.
"수성 현탁액에서의 라디칼 중합"이란 표현은, 분산제 및 유성 라디칼 개시제의 존재하에서 수성 매질에서 수행되는 라디칼 중합법을 의미하는 것으로 이해하면 된다.
"수성 유상액에서의 라디칼 중합"이란 표현은, 유화제 및 수용성 라디칼 개시제의 존재하에서 수성 매질에서 수행되는 라디칼 중합법을 의미하는 것으로 이해하면 된다.
균질 수성 분산에서의 중합으로도 불리는 "수성 미세현탁액에서의 중합"이란 표현은, 유성 개시제가 사용되고, 유화제의 존재하에서 강력한 기계적 교반에 의해 모노머 액적들의 유상액이 제조되는 라디칼 중합법을 의미하는 것으로 이해하면 된다.
본 발명에 따른 DCE의 제조 방법은 염소화 반응기 및 옥시염소화 반응기 각각에 적절한 두 개의 상이한 에틸렌 분류들을 사용하는 이점을 가진다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 옥시염소화 반응기에 대해 수소로 약간 오염된 에틸렌 분류를 사용하는 이점을 가지는데, 이러한 방법은 비용이 그다지 많이 들지 않는다.
본 발명에 따른 방법의 또다른 이점은, 탄화수소 공급원에서부터, 제조된 모노머로부터 출발하여 수득된 중합체에 이르기까지 완전히 통합된 방법을 동일한 산업 현장에서 제공할 수 있다는 점이다.
본 발명에 따른 방법의 추가적 이점은 아래 설명되는 바와 같이 분류들을 분리하는 조건들을 변형함에 의해, 또 다른 제조설비, 가령, 예를 들어, 이소시아네이트의 제조 설비로부터 비롯된 염화수소의 외부 공급원을 개발(develop)하는 것이 유리한 경우들을 취급하는 것을 가능하게 한다는 점이다. 반대로, 염화수소에 대한 시장 상황을 유리하게 하여, 염소화반응에 비해 옥시염소화반응 부분을 감소시키는 결과를 가져오는 것을 가능하게 한다.
추가적으로 본 발명에 따른 방법은 DCE가 열분해하는 동안 특정한 저해의 일반적 원인이 되는, 3개 이상의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들을 분류 C를 통해 분리하는 것을 가능하게 하기 때문에 유리하다. 이러한 저해는 1,2-디클로로프로판 및 모노클로로프로펜과 같은 유도체들의 형성으로 인한 것이다. 이들 유도체들은 DCE로부터 완전히 분리하기 어렵다. 라디칼 경로에 의해 수행되는 DCE의 열분해에 대한 이러한 유도체들의 강력한 저해 효과는 안정한 알릴 라디칼을 형성하려는 이들의 경향에 의해 설명된다. 더욱이, 3 개의 탄소 원자들을 함유하는 상기 부산물들 또는 이들보다 무거운 부산물들의 형성은 옥시염소화반응 및 염소화 반응에서 반응물들을 불필요하게 소모시키거나, 또는 이들 부산물들을 제거하는 비용을 발생시킨다. 또한, 이러한 무거운 화합물들은 컬럼들과 증발장치들을 더러워지게 한다.
3 단계의 분리 단계 대신 2 단계의 분리 단계들을 제공하는, 유사한 탄화수소 공급원으로부터 출발하는 DCE의 제조 방법과 관련하여, 추가 분리 단계를 포함하는 본 발명에 따른 방법은 제 1 분리 단계에서 에틸렌보다 가벼운 화합물들의 보다 우수한 분리 및 보다 우수한 열 통합을 특징으로 한다. 이 방법은 향상될 수 있는 에탄의 보다 우수한 분리를 가능하게 하며, 각각의 분리 단계 동안 환류율을 저하시킬 수 있는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 방법이 에틸렌보다 무거운 화합물들을 에탄으로 주로 구성된 분류 F3으로 분리하는 것을 가능하게 한다는 사실은 분류 C가 수소화반응을 거칠 때 분류 C의 끓는점을 증가시키는 이점을 가진다.
이제 본 발명에 따른 DCE의 제조 방법을 본 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 설명할 것이다. 이 도면은 첨부된 도 1로 구성되며, 도 1은 본 발명에 따른 DCE의 제조 방법의 일 구체예를 도식적으로 나타낸다.
프로판, 부탄 및 프로판/부탄 혼합물들로 구성된 그룹에서 선택되는 탄화수소 공급원의 분해(cracking)로부터 생성된, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물 (1) 은 하단에 재비기 및 상부에 응축기가 설비된 증류 컬럼인 컬럼 (2) 으로 도입되며, 여기서 생성물들의 혼합물 (1) 은 2개의 상이한 분류들, 즉, 컬럼 (2) 의 상단에서 분류 (3) 및 컬럼 (2) 의 하단에서 분류 (4) 로 분리된다.
에틸렌보다 가벼운 화합물들, 특히 메탄, 수소, 질소, 산소 및 일산화탄소가 농후한 분류 (3) 는 에틸렌 염소화반응 설비로 운반된다.
분류 (4) 는 이후 하단에 재비기 및 상부에 응축기가 설비된 증류 컬럼(5)로 운반된다.
컬럼 (5) 를 통과한 후, 분류 (4)는 컬럼(5)의 상단으로부터 빠져나오는 분류 (6) 와 컬럼 (5) 의 하단으로부터 빠져나오는 분류 (7) 로 분리된다.
분류 (6) 는 이후 하단에 재비기 및 상부에 응축기가 설비된 증류 컬럼 (8) 으로 운반된다.
컬럼 (8) 을 통과한 후, 분류 (6) 는 컬럼 (8) 의 상단으로부터 빠져나오는 분류 (9) 및 에탄으로 주로 구성된 분류 (10) 로 분리된다.
매우 낮은 수소 함량을 특징으로 하는 분류 (9) 는 에틸렌 옥시염소화반응 설비로 운반된다.

Claims (10)

  1. 다음 단계들에 따른, 탄화수소 공급원으로 출발하는 DCE의 제조 방법:
    a) 탄화수소 공급원이 제 1 분해(cracking) 단계, 즉, 적어도 하나의 분해로에서 수행되는 열분해(pyrolysis) 단계를 거쳐, 분해 생성물들의 혼합물을 생성하는 단계;
    b) 상기 분해 생성물들의 혼합물이, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물을 수득할 수 있게 하는 일련의 처리 단계를 거치는 단계;
    c) 에틸렌을 함유하는 상기 생성물들의 혼합물이 제 1 분리 단계 (S1) 를 거치는 단계, 여기서 제 1 분리 단계 (S1) 는 컬럼 (C1) 내부에서 상기 생성물들의 혼합물을, 에틸렌을 일부 함유하며 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후한 분류 (분류 A) 및 분류 F1 로 분리하는 것으로 구성되고;
    d) 분류 F1 이 제 2 분리 단계 (S2) 를 거치는 단계, 여기서 제 2 분리 단계 (S2) 는 컬럼 (C2) 내부에서 분류 F1 을, 분류 F2 및 중질 분류 (분류 C)로 분리하는 것으로 구성되고;
    e) 분류 F2 가 제 3 분리 단계 (S3) 를 거치는 단계, 여기서 제 3 분리 단계 (S3) 는 컬럼 (C3) 내부에서 분류 F2 를, 에틸렌이 농후한 분류 (분류 B) 및 주로 에탄으로 구성된 분류 F3 으로 분리하는 것으로 구성되며;
    f) 분류 A 가 염소화(chlorination) 반응기로 운반되고 분류 B 가 옥시염소화(oxychlorination) 반응기로 운반되는 단계, 이들 반응기들에서 분류 A 및 분류 B 에 존재하는 에틸렌의 대부분은 1,2-디클로로에탄으로 전환되고; 그리고
    g) 수득된 1,2-디클로로에탄이 염소화 반응기 및 옥시염소화 반응기로부터 얻어진 생성물들의 흐름들로부터 분리되는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄화수소 공급원은 나프타, 경유, 액성천연가스, 에탄, 프로판, 부탄, 이소부탄 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택됨을 특징으로 하는, 탄화수소 공급원으로 출발하는 DCE의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄화수소 공급원은 에탄, 프로판, 부탄 및 프로판/부탄 혼합물들로 구성된 그룹에서 선택됨을 특징으로 하는, 탄화수소 공급원으로 출발하는 DCE의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)는 세 개의 상이한 분해로들에서 수행되며, 이들 분해로들 각각으로부터 얻어진 분해 생성물들의 혼합물들은 단계 b) 이전에 함께 모아지며, 작동중인 3 개의 로들 중 하나를 대체하기 위한 제 4 의 분해로가 준비됨을 특징으로 하는, 탄화수소 공급원으로 출발하는 DCE의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)로부터 얻어진, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물은 수소, 메탄, 2 내지 7 개 의 탄소 원자들을 포함하는 화합물들, 일산화탄소, 질소 및 산소를 포함함을 특징으로 하는, 탄화수소 공급원으로 출발하는 DCE의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 분리 단계들 (S1, S2 및 S3) 은 증류 단계들임을 특징으로 하는, 탄화수소 공급원으로 출발하는 DCE의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 분류 B 는 분류 B 의 총 부피에 대하여 40 부피% 내지 99.65 부피%의 에틸렌을 함유함을 특징으로 하는, 탄화수소 공급원으로 출발하는 DCE의 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 분류 A는 분류 B의 에틸렌 부피 함량의 10% 내지 95%를 나타내도록 하는 에틸렌 부피 함량을 함유함을 특징으로 하는, 탄화수소 공급원으로 출발하는 DCE의 제조 방법.
  9. 다음 단계들에 따른, 염화 비닐의 제조 방법:
    a) 탄화수소 공급원이 제 1 분해 단계, 즉, 적어도 하나의 분해로에서 수행되는 열분해(pyrolysis) 단계를 거쳐, 분해 생성물들의 혼합물을 생성하는 단계;
    b) 상기 분해 생성물들의 혼합물이, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물을 수득할 수 있게 하는 일련의 처리 단계를 거치는 단계;
    c) 에틸렌을 함유하는 상기 생성물들의 혼합물이 제 1 분리 단계 (S1) 를 거 치는 단계, 여기서 제 1 분리 단계 (S1) 는 컬럼 (C1) 내부의 상기 생성물들의 혼합물을, 에틸렌을 일부 함유하며 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후한 분류 (분류 A) 및 분류 F1 로 분리하는 것으로 구성되고;
    d) 분류 F1 이 제 2 분리 단계 (S2) 를 거치는 단계, 여기서 제 2 분리 단계 (S2) 는 컬럼 (C2) 내부의 분류 F1 을, 분류 F2 및 중질 분류 (분류 C)로 분리하는 것으로 구성되고;
    e) 분류 F2가 제 3 분리 단계 (S3) 를 거치는 단계, 여기서 제 3 분리 단계 (S3) 는 컬럼 (C3) 내부의 분류 F2 를, 에틸렌이 농후한 분류 (분류 B) 및 에탄으로 주로 구성된 분류 F3 으로 분리하는 것으로 구성되며;
    f) 분류 A 가 염소화 반응기로 운반되고 분류 B 가 옥시염소화 반응기로 운반되는 단계, 이들 반응기들에서 분류 A 및 분류 B 에 존재하는 에틸렌의 대부분은 1,2-디클로로에탄으로 전환되고;
    g) 수득된 1,2-디클로로에탄이 염소화 반응기 및 옥시염소화 반응기로부터 얻어진 생성물들의 흐름들로부터 분리되는 단계; 그리고
    h) 수득된 1,2-디클로로에탄이 열분해단계를 거쳐, VC를 생성하는 단계.
  10. 다음 단계에 따른, 폴리염화 비닐의 제조 방법:
    a) 탄화수소 공급원이 제 1 분해 단계, 즉, 적어도 하나의 분해로에서 수행되는 열분해(pyrolysis) 단계를 거쳐, 분해 생성물들의 혼합물을 생성하는 단계;
    b) 상기 분해 생성물들의 혼합물이, 에틸렌 및 다른 구성성분들을 함유하는 생성물들의 혼합물을 수득할 수 있게 하는 일련의 처리 단계를 거치는 단계;
    c) 에틸렌을 함유하는 상기 생성물들의 혼합물이 제 1 분리 단계 (S1) 를 거치는 단계, 여기서 제 1 분리 단계 (S1) 는 컬럼 (C1) 내부의 상기 생성물들의 혼합물을, 에틸렌을 일부 함유하며 에틸렌보다 가벼운 화합물들이 농후한 분류 (분류 A) 및 분류 F1 로 분리하는 것으로 구성되고;
    d) 분류 F1 이 제 2 분리 단계 (S2) 를 거치는 단계, 여기서 제 2 분리 단계 (S2) 는 컬럼 (C2) 내부의 분류 F1 을, 분류 F2 및 중질 분류 (분류 C)로 분리하는 것으로 구성되고;
    e) 분류 F2 가 제 3 분리 단계 (S3) 를 거치는 단계, 여기서 제 3 분리 단계 (S3) 는 컬럼 (C3) 내부의 분류 F2 를, 에틸렌이 농후한 분류 (분류 B) 및 에탄으로 주로 구성된 분류 F3으로 분리하는 것으로 구성되며;
    f) 분류 A 가 염소화 반응기로 운반되고 분류 B 가 옥시염소화 반응기로 운반되는 단계, 이들 반응기들에서 분류 A 및 분류 B 에 존재하는 에틸렌의 대부분은 1,2-디클로로에탄으로 전환되고;
    g) 수득된 1,2-디클로로에탄이 염소화 반응기 및 옥시염소화 반응기로부터 얻어진 생성물들의 흐름들로부터 분리되는 단계;
    h) 수득된 1,2-디클로로에탄이 열분해단계를 거쳐, VC를 생성하는 단계; 그리고
    i) 상기 VC가 중합되어, PVC를 생성하는 단계.
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