KR950008272B1

KR950008272B1 - 직접 염소화반응기에서 배출된 폐가스로부터 에틸렌, 염소 및 염화수소의 회수법

Info

Publication number: KR950008272B1
Application number: KR1019870010369A
Authority: KR
Inventors: 알렌 카우퍼 죠셉
Original assignee: 더 비. 에프. 굿드리치 컴패니; 네스터 더블유. 슈스트
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1995-07-27
Also published as: PT85741B; JPH0819015B2; BR8704802A; AU596868B2; US4760207A; ES2032792T3; MX169478B; JPH01125334A; HU205595B; DE3779380D1; NO165234C; NO165234B; NO873887L; CA1281745C; CN87106432A; EP0260650A3; EP0260650A2; NO873887D0; HUT48563A; BG49823A3

Abstract

내용 없음.

Description

직접 염소화반응기에서 배출된 폐가스로부터 에틸렌, 염소 및 염화수소의 회수법

본 도는 본 발명의 적합한 실시예를 개략적으로 설명하여 주는 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : HTDC반응기 11 : 에틸렌공급선

12 : 염소공급선 13 : 바닥흐름

14 : 반응기의 윗선 20 : 제품관

21 : 재순환선 22 : 바닥선

23 : 상부선 24 : 순수 EDC선

25 : 제품 EDC선 26 : 환류선

27 : 잔류물선 30 : 콘덴서

31 : 콘덴서 배출흐름 40 : 응축탱크

41 : 탱크배출흐름선 42 : 제품관 배출흐름선

45 : 브라인 콘덴서 46 : EDC 및 수분선

47 : 비응축기체선 50 : HCl콘덴서

51 : 비층축기체선 52 : 녹·아웃 용기

53 : 농축물선 54 : 액체농축물

55 : 결합된 흐름선 56 : 소각로

57 : 비응축물선 60 : 배출압축기

61 : 옥시반응기

본 발명은 에틸렌을 EDC로 전환시키기 위해 고온직접 염소화반응을 이용할때 제품관에서 나오는 배출가스에서 물을 제거하여 장비 및 라인의 부식을 최소화하고, 나머지를 옥시반응기로 재순환시키는 것과 관련된 것이다.

˝에틸렌의 직접 염소화˝는 이 염화메틸렌(EDC, 혹은 1,2-디클로로에탄)의 생산을 위해서 광범위하게 사용되는 상업적 촉매법의 근본이다. 이 반응은 에틸렌의 약간 초과시에 수행되건, 혹은 선택적으로(이에 관계되는 고찰은 이하에서 설명됨), 반응기에 공급된 염소의 약간 초과상태 이건간에, 제한 인자로써 에틸렌의 흡수와 함께 질량 이동에 의해서 제어된다. 반응열은 약 50℃ 내지 약 65℃ 범위에서 조작되는 전형적인 저온 직접 염소화반응기의 전통적 수냉을 통해서, 혹은 약 200psig에 이르는 압력하의 EDC비점에서, 혹은 근처에서 반응기를 조작함으로써, 그러므로 ˝고온직접 염소화(HTDC)반응기˝라 불리는, 소산된다. HTDC반응기는 직접 염소화반응기의 특수형이다. ˝비등반응기˝로 불리는 한 구체형에서는 HTDC가 EDC의 비점에서 작동되고, 제품 EDC는 증기로서 뽑혀지며, ˝비-비등반응기˝로 불리는 다른 구체형에서는 HTDC가 비점근처에서 조작되고, 제품 EDC는 액체 결흐름으로서 뽑혀진다.

직접 염소화반응식은 : CH₂=CH₂+Cl₂→ClCH₂CH₂Cl로 쓰여질 수 있으며, 이론적으로는 물과 HCl은 이 반응의 생성물로써 형성되지 않는다. 실제적으로는, 산소의 존재하에서, 약간의 물이 얼마간의 부반응에서 형성될 수 있으며, 약간의 HCl이 : ClCH₂CH₂Cl+Cl₂→ClCH₂CHCl₂+HCl로 쓰여질 수 있는 다른 부반응에서 형성된다. 형성된 HCl의 정확한 양은 HTDC반응기에서 사용된 촉매의 형태, 거기서 반응이 수행된 액체매개물(전형적으로 EDC와 같은 염화된 탄화수소), 그리고 반응조건에 의해 좌우된다.

직접 염소화 법은 에틸렌이 HCl 및 산소화 반응하여 옥시 반응기에 EDC를 생성하는 옥시염소화법에 의해 바람직하게 보충된다. 직접 염소화법 및 옥시염소화법의 이 조합은 ˝균형법(더 이상의 상세한 설명은 Cowfer, J.A. 및 Magistro, A.J, 에 의한 화학기술백과사전, Kirk & Othmer, 권 23, 865-885의 ˝비닐중합체들(비닐염화물)˝이라 명명된 장을 참조)이라 불린다. 거기에는, HTDC에서 생산된 조악한 EDC는 알칼리로 중화된다고 제시되었다. 알칼리 가격에 중화물처리의 경제적 부담이 더해지기 때문에 이것은 덜 선호되는 해결책이다.

HTDC반응기에서 나온 유출물은 매우 부식성이 많다는 사실이 오래전부터 알려져 있다. 최근에 그런 부식의 주원인이 자유염소와 100ppm이하의 물 흔적량의 존재때문이라는 것이 밝혀졌다. EDC유출에서의 자유염소제거법, 염소에 기인한 부식의 최소화는 미국특허 제4,547,599호에 개시되어 있다. 부식문제는 비등반응기에 공급된 염소가 ˝습성˝ 즉, 예를들면, 전해질로부터 나온 기체상염소와 같은 경우인 적어도 100ppm의 물을 함유하는, 일때 더 심각해진다. 또한 이 문제는 재순환궤도에서,옥시반응기에 대한 배출압력기 및 관련장비를 포함하여, EDC생성물의 회수후에 배출된 배출가스가 옥시반응기에 재순환될때에도 발생한다. 이것은 HTDC반응기에 물질을 공급할때 물이 도입되지 않고, 직접 염소화반응에서 물이 발생되지 않는다면, 반응기에서의 유출물에 물이 없을 것이며, 따라서 해결할 부식문제도 없을 것이라는 전제를 고수한다.

EDC는 정제되고, EDC 크래킹로에서 열분해되어 탈수 염소화, 이 상세한 것은 잘 알려져 있다. 로 일컬어지는 반응에서 비닐염화물 단량체('VCM˝)를 생산하여 로에 발생된 HCl은 옥시염소화반응기로 재순환된다.

잘 알려진 바와 같이, EDC 생산에 있어서 화학공학단위조작에 대한 경제성은 원치않는 부생성물의 형성 및 가장 중요한 자유염소를 유출물에 남기지 않고 에틸렌과 염소가 EDC로 전환되는 것이 가장 적합한 것이다. 부식의 문제는 ˝VCM공장을 위한 합금선택˝ 스키몰러, C.M., 탄화-수소법 pg89-93, 3월 1979에 논의되어 있다.

실제적으로, 경제성 때문에 탄소 강철장비가 사용될 수 있도록 하기 위한 직접 염화반응의 제어가 요구되고 있다. 문제는 탄소강과 관에 있는 자유염소 및 물이 다른것보다 훨씬 큰 부식효과를 가지고 있다는 것이며, EDC반응기의 위로 올라가는 10ppm 내지 50ppm 범위의 습기 흔적량과 함께있는 약 20ppm 내지 60ppm과 같은 적은 양의 염소가 그 관을 파괴시킬 것이라는 점에 있다. 부식은 직접 염소화반응로에 산소가 삽입되면 악화되는데, 이유는 이하에서 설명된다.

위와 같은 이유에 대해서, 단하나의 실제적인 선택은 반응기에 염소를 지나치게 사용치 않아서 비반응된 염소(˝자유˝ 혹은 ˝발견˝ 염소라 불림)의 양이 반응기에 남는 것을 최소화하는 것이며, 그 대신에 에틸렌 초과량을 반응기에 공급하는 것이다. ˝초과˝ 에틸렌은 EDC를 생산하기 위해 화학량론적으로 요구되는 것보다 더많은 량을 일컫는 것이며, 전형적으로 1 내지 약 5% 초과량을 사용할 수 있는데, 2% 이하의 초과가 선호된다. 하지만, 비반응된 염소를 최소화하기 위하여 2% 이상의 에틸렌이 공급되었을 때에도, 유출물에 자유염소가 약 100ppm 내지 약 3000ppm범위 남아 있으며 본질적으로 이 모든 것이 EDC가 VC단량체로 전화되기 이전에 제거되어야 한다. 2% 이상 초과에틸렌을 사용하는 것은 경제적으로 부담이 되지만 그럼에도 불구하고 유출물에 에틸렌을 주입함으로써 비반응된 염소를 제거하려는 시도로는 염소를 제거시키지 못한다. 사용된 초과에틸렌은 EDC제품을 회수하는동안에 ˝배출흐름˝으로서 배출되며 통상적으로 존재할 수 있는 습기, 염소 및 HCl과 함께 옥시염소화반응기에 재순환된다.

EDC는 정제되고, EDC크래킹로에서 열분해되어 탈수염소화, 상세한 것은 잘 알려져 있다. 로 일컬어지는 반응에서 비닐염화물 단량체('˝VCM˝)를 생산하여 로에서 발생된 HCl은 옥시염소화반응기로 재순환된다.

그 주요부가 에틸렌과 질소인 배출흐름에 대한 상대적으로 작은량 존재하는 극소량의 습기, 염소 및 HCl 은 회수된 성분의 가치보다 부식문제가 심각하게 끼치는 비용때문에 회수가치가 없어 보인다. 그러나 옥시 반응기에 대한 장비를 포함하여 재순환 라인 장비의 부식을 최소화시키기 위한 습기제거의 가치는, 그 가치는 이전의 기술에서는 실현되지 않았었다. 옥시반응기로의 재순환을 위해 회수된 에틸렌 및 HCl의 가치와 더불어 회수비용을 보상한다.

이전의 기술에서, 균형법의 목적은 어떤 유용한 근원, 직접 염소화반응기, 콘덴서, 저장탱크 및 그 유사체로부터 유출물에 존재하는 에틸렌, 염소 및 HCl의 회수와 재순환에 있었다. 그리고 쉽게 명백해질 그러한 결합된 유출물이 그 염소, HCl 및 에틸렌의 가치로 재생된다면, 그것을 옥시반응기로 재순환하는 것이 당연할 것이다. 주요 강조사항은 반응되지 않은 염소의 량을 최소화시키기 위하여 많은 초과량을 사용한 에틸렌의 회수에 관한 것이었으며, 그들은 재순환된 배출흐름을 건조시키지 않았기 때문에 그 장비의 물질에 있는 습기의 영향에는 관심을 갖지 않는 것처럼 보인다.

EDC공장에서 발생되는, 에틸렌, 염소, HCl 및 물을 함유하는 결합된 배출가스의 회수를 위한 방법은 1982. 7. 1에 공표된 독일연방공화국 공개공보 3044854A1에 개시되어 있다. 대기압하 혹은 그 이상에서 작동되는 직접 염소화반응기에서 나오는 배출가스는 1 내지 2℃ 범위의 온도로 냉각되는데, 배출가스에 있는 물이 얼어서 라인을 막지않도록 하기 위하여 더이상 냉각되지는 않는다. 그리고나서 응축되지 않는 배출가스들은 반응되지 않은 염소를 제거하기 위하여 물과 알칼리로써 씻는다. 분명히 그들은 물을 제거시키는 의도를 갖지 않았으며, 물론, 단지 배출흐름에 있는 물의 부분압이 물의 빙점이상의 온도에 있도록 응축했다.

또한 이 공보는 온도를 -20℃까지 떨어뜨림으로서 응축물을 더많이 제거하기 위한 시도는 라인에 존재하는 습기가 얼어서 라인을 막았기 때문에 실패했다고 고시하고 있다. 이 발명에 의해서 이 독일 특허권자들은 배출가스를 물의 빙점 이상으로 냉각시키고, 물을 포함한 더 작은 물의 응축물을, 그런데 그들은 이것을 수분이 물질로서 존재하고 있지 않은 옥시염소화반응기로 연합된 배출흐름을 재순환시키는 것에 관심이 있었기 때문에 더높은 응축온도에서 얻었다. 용납하게 되었다. 잘 알려진 바와 같이, 동질량 양의 물과 EDC는 다음과 같이 쓰여질 수 있는 옥시염소화반응에서 발생된다 :

CH₂=CH₂+2HCl+0.5O₂→ClCH₂CH₂Cl+H₂O

특허권자들이, 물을 제거하지 않았고, 또한 그들이 언급한 대로, 배출가스를 빙점하 온도(물의)로 냉각했던 그들이 실시했던 이전의 특별한 경우에, 연속 체계에서 얼음이 형성(라인과 장비를 먹음)되었기 때문에 물을 제거하는데 실패했다는 것은 분명하다. 그러므로, 발생했을 수도 있었을 그런 분리들은 우발적인것 이었으며 배출가스에 존재하는 물 때문에 일어나는 장비의 부식의 최소화시키는 것과는 관계가 없었다. 무엇보다도, 제품관으로부터 나오는 배출가스를 단리함으로써, EDC설비 전체에서 나오는 배합된 배출가스에 너무 많은 물이 존재하는 문제를 해결한다는 사실은 깨닫지 못했을 것이다. 재순환 라인과 장비의 건조물질은 HTDC반응기로부터 나오는 유출물과, 옥시반응기로의 재순환 라인에 있는 염소와 수분의 존재때문에 발생하는 부식의 문제에 대처하기 위하여 선택되어온 것처럼 보인다.

직접 염소화반응기로부터 빼낸 부식물질에 존재하는 물의 흔적량은, 후속 단계에서, EDC 생산을 위한 설비의 제품관 배출가스로부터 제거될 수 있다는 것이 발견되었다. 배출흐름은 만약 HTDC반응기에 공급되는 습성 염소의 수분함량이 염소중량의 1%이하이고, 반응기에서 빼내는 물질의 물함량이 빼내는 물질 전체 중량의 300ppm이하라면, 얼음의 형성 때문에 장비를 막히게 하지 않으면서 0℃이하의 온도로 냉각된다.

그러므로 본 발명의 일반적인 목적은 HTDC반응기로부터 나오는 배출가스의 수분때문에 일어나는 부식을 최소화하는 방법을 제공하는 것이며, 배출가스는 EDC생산을 위해 옥시염소화반응기로 재순환된다. 전기한 방법은, (a) HTDC반응기로부터 빼내는 유출물 속의 EDC 제품을 만들기 위해, 공급되는 염소중량의 100ppm 내지 1%범위의 수부 함량을 갖는 습성염소를, 대기압 혹은 그 이상의 압력과 적어도 약 50℃의 온도에서 액체클로로하이드로 카본 매개물에 있는 화학량론 이상의 에틸렌과 반응시킴, (b) HTDC로부터 나오는 유출물 속의 더높은 비등성분으로부터, 제품증류관과 같은 증기-액체분리법을 이용하여 EDC 제품을 분리시킴, (c) EDC의 주요부를 응축시키고, 본질적으로 질소, 에틸렌, 염소, HCl 및 배출흐름의 중량에 대해 1.5%중량이하의 물로 구성되는 흐름을 배출시키기 위하여,증류관에서 나와 상부의 드럼으로 들어가는 윗부위를 응축시킴, (d) 배출흐름과 결빙된 물속의 응축물을 응축시키기 위하여 약 -30℃ 내지 0℃ 온도 범위로 배출흐름을 냉각시킴, (e) 얼음이 라인을 막지 않게 하면서, 질소, 염소, 에틸렌 및 HCl을 포함하는 비응축물로부터 물과 응축물을 분리시킴, 그리고 (f) 재순환 라인 및 장비의 물 때문에 발생하는 부식을 최소화시켜 주는 본질적으로 물을 함유치 않는 비응축물을 옥시염소화반응기로 재순환시킴으로 구성된다.

본 발명의 전기한 목적과 다른 목적 및 잇점이 다음의 기술에서 좀 더 충분히 나타날 것이며, 이 기술은 본 발명의 선호되는 구체형을 도식적으로 예시해주는 첨부된 도면과 관계시켜 행하여졌다. 이 도면은 고온 직접 염소화(HTDC)반응기의 특수한 구체형인 비등반응기와, 제품관, 그리고 각각으로부터 나오는 유출물의 흐름, 이 흐름은 냉각될 제품관 배출가스로 귀결되고, 옥시반응기로의 재순환을 위해 배출가스 압축기에 의해 압축된다. 의 관계를 예시해 주는 단순화시킨 도식적인 흐름도이다.

본 발명은, 비등반응기인 HTDC반응기와 관련시켜, 특수한 구체형으로 기술되었으나, 또한 염소와 에티렌의 반응이 약 100ppm 내지 약 0.5%중량의 염소 및 상대적으로 작은량(HTDC반응기에서 빼낸 것의 상대부피)의 질소, 염산, 에틸렌, 산소 및 수증기를 포함하는 본질적으로 순수한(99.⁺%) EDC 유출물을 생산하는 어떤 직접 염소화반응기에도 똑같이 적용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 전형적으로, HTDC 유출물의 결합된 성분중량에 대해서 에틸렌은 약 500ppm 내지 약 1.0%범위에 있고 ; 다 염화합물은 약 50ppm 내지 약 0.1% 범위에 있으며 ; 염산은 약 0.5% 내지 약 7% 범위에 있고 ; 질소는 약 0.4% 내지 약 20% 범위에 ; 그리고 산소는 약 0.1% 내지 약 5%범위에 있으며, 소량의 이산화탄소 및 에탄도 존재한다.

도면에 대해 언급하자면, 참조번호(10)으로 나타낸 HTDC반응기의 도식적인 흐름도를 나타내고 있으며, 이 반응기에는 액체 EDC 및 FeCl₃와 같은 직접 염소화 효소가 목적에 충분한 양만큼 약 1 내지 3atm 높여준 압력하에서 비점에 놓여있다. 여기서 ˝초과에틸렌˝으로 언급된, 염소와 반응하여 EDC를 형성하는데 필요한 화학량론 량보다 약 1% 내지 약 5% 많은 질량초과에틸렌은, 에틸렌공급선(11)을 통해 공급되며, 염소는 염소공급선(12)를 통해 공급되는데, 뜨거운 액체염소화된 탄화수소(클로로하이드로 카본 ˝CHC˝액체), 반응기에서 액체반응매개물로 유지되는 EDC안에서 발열적으로 반응하도록 하기위해 둘다 바닥 가까운 곳에 있다.

CHC액체는 정상적으로 작은량의 1,1,2-트리클로로에탄(˝트리안˝), 1,1,1,2-혹은 1,1,2,2-테트라클로로에탄, 및 펜타클로로에탄, 그리고 부반응에 의해 HTDC반응기에 형성된 다른 CHC불순물을 포함한다.

반응열은 반응물질이 약 50psig 내지 약 25psig의 압력범위에서 약 50℃ 내지 약 120℃, 보다 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 95℃의 온도범위로 유지토록 제어되는 동안에 EDC를 삶아서 제거한다.

염소는, EDC에 대한 선택성을 증가시키고, 트리안 및 각 분자에 둘 이상의 염소원자를 가지는 다른 다염화 화합물을 생성시키는 자유라디칼 반응을 금지하도록 하기 위하여 에틸렌, 염소 및 산소흐름의 약 0.1% 내지 약 1중량% 존재하는 산소와 신중하게 ˝섞여진다˝, 비록 이런 다염화 화합물은 바람직하지 않지만, 그럼에도 불구하고 반응의 부산물로서 불가피하게 형성되며, 그러나 EDC보다 비등성이 더높기 때문에, 액체 반응매개물로 응집되는 경향이 있다. 그러므로, 바닥흐름(13)은 반응기로부터 회수된다. 산소는 에틸렌이나 염소, 공급선, 혹은 격리된 주입기로 공기를 주입시킴으로써 손쉽게 도입된다. 공기주입은 상대적으로 많은 양의 질소, 부피면에서 유출물에 존재하는 초과 에틸렌의 양에 필적하는, 를 도입시키는데 이 질소는 단순히 계를 ˝지나간다˝. 산소의 존재는 EDC를 생산하는데 유익하긴 하지만 반응안된 염소와 습기에 의해 발생되는 부식을 악화시킨다.

공급염소는, 액체이건 가스이건, 어떤 이유에서든 건성이 아니다. 전형적으로 전해로에서 염소를 끌어내기 때문에 수분이 존재한다. 수분의 양은 약 20ppm 내지 약 1중량%염소, 보다 더 엄밀하게는 약 50ppm 내지 300ppm, 범위에서 변화한다. 염소와 함께 반응기로 들어오는 물 외에 1ppm 내지 50ppm범위의 적은량이, 공급되는 근원에 좌우되어, 에틸렌과 같이 들어올 수 있다. 더우기, 소량의 물이 반응기내의 부반응에 의해 발생될 수 있다. 도입된 모든 물은 반응기를 떠날때, 반응기의 윗부분선(14)를 통해 출발하는 상부 유출물과, 바닥선(13) 사이에 분포한다.

선(14)의 유출물은 제품관(20)의 바닥부위로 유도된다. 제품관은 채반 혹은 다른 종래의 증기-액체 평형 단계수단(나타나 있지 않음)으로 맞추어진 증류관이다. 제품관 바닥에 있는 것은 재순환 펌프(나타나 있지 않음)에 의하여 재순환선(21)을 통해 반응기(10)으로 재순환되고, 나머지는 바닥선(22)를 통해 끌어내진다.

제품관(20)의 윗부분은 상부선(23)을 통해 떠나서, 기호 CW로 나타난 냉각수 흐름과의 열교환에 의하여 콘덴서(30)에서 냉각되며, 상업적으로 순수한 EDC(99.5⁺%)가 선(24)를 통해 흐르고, 응축탱크(40)에 모아진다. EDC 제품은 선(25)를 통하여 회수되고, 일부는 선(26)을 통하여 제품관의 상부근처로 환류되며, 잔류물은 선(27)을 통하여 제품저장고로 뿜어진다.

콘덴서(30)에서 응축되어지지 않는 것은 가벼운 기체, 즉 에틸렌, 질소, 염소, HCl, 산소 및 콘덴서 배출흐름(31)로 나타낸 콘덴서에서 배출된 소량의 물과 EDC이다. 조성이 콘덴서 배출흐름과 같은, 비응축기체의 유사한 흐름은, 탱크(40)의 평형상태에 의하여 결정되어져서, 탱크에서 빠져 나온다. 탱크배출흐름은 선(41)을 통해 출발하며 제품관 배출흐름선(42)에서 콘덴서 배출흐름(31)과 결합된다.

제품관 배출흐름의 물 함량은 제품관 배출흐름의 1.5중량%이하여야 한다는 사실이 매우 중요한데, 왜냐하면 이 배출흐름은 물의 동결온도 훨씬 이하로 냉각될 것인데, 만약 더 많은 량이 존재하다면 동결될때, 라인을 막을 것이기 때문이다. 제품관 배출흐름의 물 함유량이 800ppm이하로 되도록 하기 위해 염소공급의 수분함량을 조절하는 것이 선호된다.

제품관 배출흐름이 냉각될 것이기 때문에, EDC 농축물에 녹아있는 에틸렌을 너무 많이 잃지 않고, 제품관을 콘덴서에 유용한 냉각 액체흐름의 온도만큼 낮은 상부 채반온도로 조작하는 것이 좋다는 것을 알게될 것이다. 여름 조건에서는, 배출흐름의 온도는 여름 냉가수온도에 의해 좌우되기 때문에, 약 100-130℉ 범위에 있는 것이 더좋고, 겨울에는, 또 유용한 수온에 의해 좌우되기 때문에 배출흐름의 온도는 약 70-90℉만큼 낮아도 된다.

선(31)과 선(41)에서 선(42)로 들어가는 결합흐름인 제품관 배출흐름은 두 단계에서 냉각되는 것이 더욱 좋다. 가장 좋은 구체형은, 이것이 브라인콘덴서(45)로 유도되어 ˝브라인˝이라고 표시된 차가운 브라운 흐름에 의해 EDC 및 그것과 평형에 있는 물의 주요부가 응축되고 선(46)을 통해 약 20-60℉범위의 온도, 보다 좋게는 30-50℉범위, 에서 떠나도록 하기 위해 콘덴서(45)에서 약 -30℉ 내지 약 0℉의 온도범위에서 냉각된다.

두번째 응축단계에서는, 브라인콘덴서(45)로부터 나오는 비응축기체가 선(47)을 통해 HCl콘덴서(50)으로 유도되어 거기에서 EDC 및 그것과 평형에 있는 물의 주요부가 응축되고, 비응축질소, 에틸렌, HCl 및 산소(˝비-응축물˝)와 혼합되어 약 -60℉ 내지 약 -10℉, 보다 좋게는 약 -30 내지 -10℉, 범위의 온도에서 선(51)을 통해 HCl콘덴서를 떠나도록 하기 위해 'HCl˝로 표시된 차가운 HCl흐름에 의하여 냉각된다.

HCl콘덴서로부터 나오는 농축물은 배출 녹·아웃용기(52)로 흘러들어가서 액체농축물이 선(53)을 통해 녹·아웃용기(52)를 떠나는 비응축물로부터 분리된다. 액체농축물은 선(54)를 통해 흐르고 선(46)에 있는 액체와 결합되며, 선(55)를 통하는 결합된 흐름은 펌프(나타나 있지 않음)에 의해 EDC 설비의 옥시염소화 부위, EDC가 정제되는 ˝산소세척행렬˝로 뿜어진다.

선(53)에서 대기압 혹은 약간 이상, 약 1-10psig범위, 에 있는 비응축물들은 선(57)을 통하여 배출압축기(60)의 흡입관으로 유도되고 이 압축기는 이것들을 선(61)을 통해 옥시반응기로 공급하기에 충분한 압력, 바람직하게는 50-150psig으로 올린다. 선(56)은 배출압축기가 정지할때, 비응축물을 소각로로 유도시키기 위하여, 혹은 비응축물 일부를 연료로서 소각시키기 위하여 설치되었다.

전형적인 생성물관 배출기체의 각 성분농도의 범위는 아래와 같다 :

성분 부피 %

에틸렌 30-50

질소 30-40

HCl 5-8

산소 3-5

EDC 2-4

에탄 0.1-1

염소(ppm) 300-2000

물(ppm) 100-1500

가장 선호되는 생성물관 배출가스는 다음과 같은 평균 분석치를 갖는 것이다 :

성분 부피%

에틸렌 46

질소 36

HCl 6.7

산소 4.6

EDC 2.6

에탄 0.6

염소(ppm) 1000

물(ppm) 500

Claims

에틸렌을 1,2-디클로로에탄 혹은 에틸렌 디클로라이드(˝EDC˝)로 전환하기 위한 고온 직접염소화(˝HTDC˝)반응기에서 나오는 배출가스, 이 배출가스는 옥시염소화반응기로 재순환됨, 에 있는 수분에 의해 발생되는 부식을 최소화시키기 위한, 또한 EDC 생산을 위한 방법에 있어서, (a) HTDC반응기로부터 빼내는 유출물속의 EDC 제품을 만들기 위하여, 공급되는 염소중량의 100ppm 내지 1%범위의 수분함량을 가지는 습성염소를, 대기압 혹은 그 이상의 압력 및 적어도 약 50℃의 온도에서 액체클로로하이드로 카본매개물에 있는 화학량론 이상의 에틸렌과 반응시킴, (b) HTDC로부터 나오는 유출물속의 더 높은 비등성분으로부터, 증기-액체분리법을 이용하여 EDC제품을 분리시킴, (c) EDC의 주요부를 응축시키고, 본질적으로 질소, 에틸렌, 염소, HCl 및 배출흐름의 중량에 대해 1.5% 중량이하의 물로 이루어지는 흐름을 배출시키기 위하여, 증류관에서 나와 상부의 드럼으로 들어가는 윗부위를 응축시킴, (d) 배출흐름과 결빙된 물속의 응축물을 응축시키기 위하여 약 -30℃ 내지 0℃ 온도범위로 배출흐름을 냉각시킴, (e) 얼음이 라인을 막지 않게 하면서, 질소, 염소, 에틸렌 및 HCl을 포함하는 비응축물로부터 물과 응축물을 분리시킴, 그리고 (f) 재순환 라인 및 장비의 물때문에 발생하는 부식을 최소화시켜주는, 본질적으로 물을 갖지 않는 비응축물을 옥시염소화반응기로 재순환시킴으로 구성되는 방법.
제1항에 있어서, 증기-액체 분리수단이 제품증류관임을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, HTDC가 약 대기압 내지 약 25psig의 압력에서 작동하는 비등반응기이며, 유출물이 반응기로부터 나오는 유출물의 상부증기임을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, HTDC가 약 대기압 내지 약 200psig의 압력범위에서 작동하는 비-비등반응기이며, 유출물이 반응기로부터 나오는 액체 결흐름임을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 배출흐름에 있는 물이 800ppm이하임을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 배출흐름이 약 70℉ 내지 약 130℉ 온도범위에서 상부 콘덴서와 상부 농축물 드럼에서 나오는 결합된 비-응축 상부가스를 포함하고, 배출흐름이 두단계, 첫단계에서는 비-응축물이 약 20℉ 내지 60℉ 온도범위에서 떠나고, 두번째 단계에서는 비-응축물이 약 -60℉ 내지 약 -10℉ 온도범위에서 떠나는, 에서 응축됨을 특징으로 하는 방법.