PL162910B1 - Sposób odzyskiwania chlorowodoru i chloropochodnych organicznych PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób odzyskiwania chlorowodoru i chloropochodnych organicznych, powstalych z reakcji chlorowania etylenu mieszanina chloru i chlorowodoru, zawierajaca ponadto czteroch- lorek wegla i perchloroetylen, z zastosowaniem absorpcji, znamienny tym, ze strumien cieklych produktów reakcji zlozony z 1,2-dichloroetanu, czterochlorku wegla, perchloroetylenu i chlo- rowodoru w temperaturze 20 do 80°C, pod cisnieniem do 0,5 MPa laczy sie z cieklym strumie- niem zlozonym z 1,2-dichloroetanu, czterochlorku wegla, perchloroetylenu i chlorowodoru wyplywajacym z dolu kolumny absorpcyjnej i polaczone strumienie kieruje sie na szczyt kolu- mny desorpcyjnej, przy czym z dolnej czesci kolumny desorpcyjnej w temperaturze 90 do 120°C odprowadza sie ciekle chloropochodne organiczne zlozone z 1,2-dichloroetanu, czterochlorku wegla 1 perchloroetylenu, a jednoczesnie z górnej czesci kolumny desorbcyjnej w temperaturze 50 do 80°C pod cisnieniem do 0,5 MPa odbiera sie gazowy 1,2-dichloroetan i chlorowodór i kieruje sie do kolumny absorpcyjnej zraszanej w przeciwpradzie 1,2-dichloroetanem o temperaturze -15 do -25°C, po czym z góry kolumny absorpcyjnej odbiera sie czysty gazowy chlorowodór i laczy z chlorowodorem z reaktora. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania chlorowodoru i chloropochodnych organicznych, powstających w wyniku chlorowania etylenu mieszaniną chloru, chlorowodoru, czterochlorku węgla i perchloroetylenu.

Znane sposoby odzyskiwania chlorowodoru i chloropochodnych organicznych polegają na absorpcji adiabatycznej w przypadku niskiego stężenia chloru oraz na absorpcji izotermicznej przy wysokich stężeniach chloru. Przy niskich stężeniach chloru otrzymuje się kwas solny niskiej jakości oraz chloropochodne organiczne wymagające neutralizacji. Przy wysokich stężeniach chloru otrzymuje się trudny do zagospodarowania podchloryn sodu w mieszaninie z chlorkiem sodu. Znane jest również połączenie metody absorpcji adiabatycznej z absorpcją izotermiczną.

Podane metody nie pozwalają otrzymać kwasu solnego najwyższej jakości, bez śladów związków organicznych. Ponadto często zachodzi potrzeba stosowania bezwodnego chlorowodoru. Dotyczy to zwłaszcza takich syntez, jak chlorowodorowanie lub oksychlorowanie. W tym przypadku otrzymano w wyniku sprężania do ciśnienia około 0,5 do 0,9 MPa chlorowodór i chloropochodne organiczne. Po schłodzeniu do temperatury -20 do -30°C następowało dalsze schłodzenie w wyniku rozprężania. Chlorowodór odbierano jako destylat, a pozostające w niedogonie chloropochodne rozdzielano na kolejnej kolumnie. Metoda ta wymaga skomplikowanych urządzeń np. skomplikowanych sprężarek i prowadzenia destylacji niskotemperaturowej. Ponadto jest to metoda energochłonna, wymagająca zużywania znacznych ilości zimna.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie niedogodności występujących w powyższych metodach.

162 910

Według wynalazku sposób odzyskiwania chlorowodoru i chloropochodnych organicznych powstałych w reakcji chlorowania etylenu mieszaniną chloru i chlorowodoru, zawierającą ponadto czterochlorek węgla i perchloroetylen polega na zastosowaniu absorpcji. Cechą charakterystyczną wynalazku jest to, że strumień ciekłych produktów reakcji złożony z 1,2-dichloroetanu, czterochlorku węgla, perchloroetylenu i chlorowodoru w temperaturze 20-80°C pod ciśnieniem 0-0,5 MPa łączy się z ciekłym strumieniem złożonym z 1,2-dichloroetanu, czterochlorku węgla, perchloroetylenu i chlorowodoru wypływającym z dołu kolumny absorpcyjnej i połączone strumienie kieruje się na szczyt kolumny desorpcyjnej, przy czym z dolnej części kolumny desorpcyjnej w temperaturze 90 do 120°C odprowadza się ciekłe chloropochodne organiczne złożone z 1,2-dichloroetanu, czterochlorku węgla i perchloroetylenu, a jednocześnie z górnej części kolumny desorpcyjnej w temperaturze 50 do 80°Cpod ciśnieniem 0 do 0,5 MPa odbiera się gazowy 1,2-dichloroetan i chlorowodór i ten gazowy strumień kieruje się do kolumny absorpcyjnej zraszanej w przeciwprądzie 1,2-dichloroetanem o temperaturze -15 do -25°C, po czym z góry kolumny absorpcyjnej odbiera się czysty gazowy chlorowodór i łączy z chlorowodorem z reaktora.

Korzystne efekty uzyskuje się, jeśli strumień ciekłych produktów reakcji chlorowania etylenu wprowadza się do dolnej części kolumny absorbera.

Dobre efekty uzyskuje się, jeśli strumień ciekłych produktów reakcji chlorowania etylenu łączy się ze strumieniem ciekłych produktów krakingu 1,2-dichloroetanu i wprowadza się na szczyt kolumny desorbera. Gazowe produkty krakingu 1,2-dichloroetanu wprowadza się do absorbera.

Korzystnie, jeśli strumień ciekłych pioduktów reakcji łączy się ze strumieniem gazowych produktów krakingu 1,2-dichloroetanu i wprowadza do dolnej części absorbera. Strumień ciekłych produktów krakingu 1,2-dichloroetanu kieruje się do desorbera.

Zaletą metody według wynalazku jest pracujący, stosunkowo prosty, układ absorbera i desorbera. W obiegu znajdują się dwa strumienie recyrkulujące. Pierwszy recyrkulujący strumień składa się z dwóch strumieni, jeden ciekły bezpośrednio po reakcji złożony z 1,2-dichloroetanu, czterochlorku węgla, perchloroetylenu i chlorowodoru wychodzi z reaktora, a drugi strumień wychodzi z dołu absorbera i występują w nim te same związki, co w pierwszym strumieniu. Drugi recyrkulujący strumień złożony z 1,2-dichloroetanu i chlorowodoru jest już wstępnie oczyszczony z ciekłych związków i recyrkuluje z góry kolumny desorbera do dołu kolumny absorbera. Zastosowanie recyrkulacji oraz odpowiednich parametrów zarówno na dole, jak i na górze kolumny absorpcyjnej, jak i desorpcyjnej powoduje, że otrzymujemy czysty chlorowodór oraz chloropochodne organiczne, które można w znany sposób rozdzielić.

Sposób według wynalazku bliżej wyjaśnia schemat technologiczny przedstawiony na rysunku.

Do reaktora 1 w sposób ciągły wprowadza się strumień złożony z: chlorowodoru, chloru, czterochlorku węgla i perchloroetylenu oraz niezależnie strumień etylenu. W reakcji zużywa się chlor, a chlorowodór wprowadzony ze strumieniem i powstały w reakcji opuszczają reaktor przez chłodnicę wodną 4 i freonową 5. Powstały w reakcji 1,2-dichloroetan oraz chloropochodne wprowadzone ze strumieniem chlorowodoru i chloru odpływają z dołu reaktora 1 wraz z rozpuszczonym w nich chlorowodorem (strumień A). Przy zamkniętym zaworze 7 kieruje się je na szczyt kolumny desorpcyjnej 3. Kolumna jest ogrzewana wyparką parcwą 8. Panuje w niej ciśnienie 0-0,5 MPa. Temperatura na górze kolumny wynosi 70°C a w kuble 110°C. Odpędza się w niej chlorowodór wraz z częścią 1,2-dichloroetanu, czterochlorku węgla i perchloroetylenu (B) i wprowadza do kolumny absorpcyjnej 2. Kolumna absorpcyjna pracuje pod ciśnieniem 0-0,5 MPa, temperatura na szczycie wynosi -25°C, w kuble 50°C i jest zraszana technicznym 1,2o temperaturze -25°C. Zabezpiecza to przed stratami chlcropochodnych i powoduje, że absorbera 2 odpływa praktycznie czysty chlorowodór. Strumień chloropochodnych organicznych pozbawiony chlorowodoru odbiera się z wyparki desorbera 3. Chlorowodór zaabsorbowany w 1,2dichloroetanie wraz z czterochlorkiem węgla i perchloroetylenem z dołu absorbera 2 (C) recyrkuluje się na szczyt desorbera 3.

Według drugiego sposobu pracy strumień poreakcyjny (A) wprowadza się do kolumny absorpcyjnej 2, zraszanej oziębionym 1,2-dichloroetanem. Obieg strumieni i sposób pracy pozostają niezmienione.

Praca instalacji absorpcyjno-desorpcyjnego wydzielania chlorowodoru i chloropochodnych organicznych może być sprzężona z instalacją krakingu termicznego 1,2-dichloroetanu do chlorku

162 910 winylu. W takim wypadku produkty krakingu rozdziela się na strumień związków ciekłych:

1.2- dichloroetan, chlorek winylu, perchloroetylen, czterochlorek węgla, tworzących tak zwane ciekłe produkty krakingu oraz strumień gazowych produktów krakingu: chlorowodór, chlorek winylu, 1,2-dichloroetan. Strumień poreakcyjny (A) łączy się wówczas ze strumieniem ciekłych produktów krakingu (F) i wprowadza na zraszanie desorbera 3. Desorber 3 opuszcza wówczas destylat (B) złożony z: chlorowodoru, chlorku winylu, 1,2-dichloroetanu, czterochlorku węgla, perchloroetylenu oraz niewielkich ilości innych związków chloroorganicznych. Destylat recyrkuluje się do absorbera 2. Za wyparką 8 desorbera odbiera się mieszaninę chloropochodnych organicznych złożoną głównie z: 1,2-dichloroetanu, chlorku winylu, czterochlorku węgla i perchloroetylenu, pozbawioną chlorowodoru. Jednocześnie do absorbera 2 wprowadza się gazowe produkty krakingu (E), złożone głównie z chlorowodoru i chlorku winylu. Absorpcja chloropochodnych organicznych zachodzi w oziębionym do -25°C 1,2-dichloroetanie. Absorber opuszcza czysty chlorowodór oraz absorbat, który recyrkuluje się na desorber.

Analogicznie jak poprzednio, strumień poreakcyjny (A) można połączyć ze strumieniem tworzącym tak zwane gazowe produkty krakingu (E). Wprowadza się je wówczas do absorbera 2. Na zraszanie desorbera 3 kieruje się natomiast strumień ciekłych produktów krakingu. Obiegi strumieni pozostają bez zmian.

Przedmiot wynalazku bliżej wyjaśniają poniższe przykłady wykonania:

Przykład I. Do reaktora 1 dopływa w sposób ciągły 74,5 kg/godz. etylenu oraz strumień o składzie: chlor 11% wagowych chlorowodór 81% wagowych czterochlorek węgla 6% wagowych perchloroetylen 2% wag. Reakcja przebiega w fazie ciekłej w temperaturze 20-80°C pod ciśnieniem 0,1 - 0,5 MPa. Zachodzi całkowite przereagowanie chlorku. Dołem reaktora odpływa strumień (A) o składzie: 1,2--dichloroetan 65% wagowych czterochlorek węgla 25% wagowych perchloroetylen 8% wagowych chlorowodór 2% wagowych w ilości 400 kg/godz. i jest wprowadzany na szczyt kolumny desorpcyjnej 3, po połączeniu ze strumieniem (C) o składzie: 1,2-dichloroetan 88,5% wagowych czterochlorek węgla 8% wagowych perchloroetan 88,5% wagowych perchloroetylen 3% wagowych chlorowodór 0,5% wagowych Natężenie przepływu tego strumienia wynosi 30 000 kg/godz. W desorberze 3 następuje całkowite odpędzenie chlorowodoru w postaci mieszaniny z

1.2- dichloroetanem, czterochlorkiem węgla i perchloroetylenem (15 000 kg/godz.). Temperatura na szczycie desorbera wynosi około75°C. Desorber jest zaopatrzony w wyparkę 8, utrzymującą temperaturę 110°C, co pozwala odprowadzać 1,2-dichloroetan w mieszaninie z czterochlorkiem węgla i perchloroetanem (D). Absorber 2 jest zasilany technicznym 1,2-dichloroetanem (30 000 kg/godz.). (H) o składzie: 1,2-dichloroetan 99% wag. czterochlorek węgla 0,7% wag. perchloroetylen 0,3% wag. Przed wprowadzeniem na absorber ochładza się go do -25 °C. Chlorowodór wprowadzony ze strumieniem (A) odpływa ze szczytu absorbera 2 i łączy się go z chlorowodorem z reaktora. Układ absorpcyjno-desorpcyjny pracuje pod ciśnieniem około 0,5 MPa.

Przykład II. Strumień fazy ciekłej (A) z reaktora chlorowania 1 kieruje się na dół absorbera

2. Strumień ten (344 kg/godz.) ma skład następujący: 1,2-dichloroetan 73,5% wagowych czterochlorek węgla 20,3% wagowych perchloroetylen 4,1% wagowych, chlorowodór 2,1% wagowych. Absorber jest zraszany 1,2-dichloroctancm (99,8% wag), ochłodzonym do -15°C i przepływającym z szybkością 30 000kg/godz. Absorbat chlorowodoru w 1,2-dichloroetanie i chloropochodnych organicznych recyrkuluje się na kolumnę desorpcyjną i wydziela strumień 1,2-dichloroetanu i chloropochodnych organicznych pozbawionych chlorowodoru, jak w przykładzie I. Chlorowodór pozbawiony chloropochodnych organicznych odbiera się z góry absorbera 2.

Przykład III. Na zraszanie desoibera wprowadza się ciekłe produkty chlorowania (A) (500 kg/godz.) i ciekłe produkty krakingu (F) (40000 kg/godz.) po połączeniu ze strumieniem iecyrkulowanym z dołu absorbera (C) (60000 kg/godz.). Skład strumienia ciekłych produktów krakingu (F)jest następujący: 1,2-dichloroetan 56,1% wagowych chlorek winylu 35,8% wagowych czterochlorek węgla 0,6% wag, perchloroetylen 0,2% wagowych inne chloropochodne organiczne 0,3% wag, chlorowodór 7,0% wagowych. Skład strumienia recyrkulowanego jest następujący:

1.2- dichloioetan 90% wagowych chlorek winylu 4% wagowych 1,1,2-trichloroetan 1% wagowych, czterochlorek węgla 1% wagowych, perchloroetylen 0,5% wagowych, chlorowodór 2% wagowych, inne chloropochodne organiczne 1,5% wagowych. Skład strumienia ciekłych produktów reakcji (A) jest identyczny, jak w przykładzie I.

162 910

Z desorbera odpływa strumień recyrkulowany (B) o składzie: chlorowodór 50% wagowych chlorek winylu 37% wagowych 1,2-dichloroetan 12% wagowych inne chloropochodne 1% wagowych wprowadzany do absorbera 2. Jednocześnie odbiera się mieszaninę chloropochodnych, pozbawioną chlorowodoru (D) o składzie: chlorek winylu 30% wagowych 1,2-dichloroetan 69% wagowych inne chloropochodne 1% wagowych. Do absorbera 2 wprowadza się ponadto strumień gazowych produktów krakingu (E) (60000kg/godz.) o składzie: chlorek winylu 35% wagowych chlorowodór 45,0% wagowych 1,2-dichloroetan 19% wagowych inne chloropochodne organiczne 1% wagowych. Absorber 2 jest zraszany technicznym 1,2-dichloroetanem (H) o temperaturze -25°C. Z absorbera odbiera się techniczny chlorowodór i łączy z chlorowodorem z reaktora (G).

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób odzyskiwania chlorowodoru i chloropochodnych organicznych, powstałych z reakcji chlorowania etylenu mieszaniną chloru i chlorowodoru, zawierającą ponadto czterochlorek węgla i perchloroetylen, z zastosowaniem absorpcji, znamienny tym, że strumień ciekłych produktów reakcji złożony z 1,2-dichloroetanu, czterochlorku węgla, perchloroetylenu i chlorowodoru w temperaturze 20 do 80°C, pod ciśnieniem do 0,5 MPa łączy się z ciekłym strumieniem złożonym z

   1,2-dichloroetanu, czterochlorku węgla, perchloroetylenu i chlorowodoru wypływającym z dołu kolumny absorpcyjnej i połączone strumienie kieruje się na szczyt kolumny desorpcyjnej, przy czym z dolnej części kolumny desorpcyjnej w temperaturze 90 do 120°C odprowadza się ciekłe chloropochodne organiczne złożone z 1,2-dichloroetanu, czterochlorku węgla i perchloroetylenu, a jednocześnie z górnej części kolumny desorbcyjnej w temperaturze 50 do 80°C pod ciśnieniem do 0,5 MPa odbiera się gazowy ^-dichloroetan i chlorowodór i kieruje się do kolumny absorpcyjnej zraszanej w przeciwprądzie ^-dichloroetanem o temperaturze -15 do -25°C, po czym z góry kolumny absorpcyjnej odbiera się czysty gazowy chlorowodór i łączy z chlorowodorem z reaktora.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień ciekłych produktów reakcji wprowadza się dolnej części absorbera.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień ciekłych produktów reakcji łączy się ze strumieniem ciekłych produktów krakingu 1,2-dichloroetanu i wprowadza na szczyt kolumny desorbera.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że strumień gazowych produktów krakingu wprowadza się do absorbera.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze strumień ciekłych produktów reakcji łączy się ze strumieniem gazowych produktów krakingu 1,2-dichloroetanu i wprowadza do dolnej części absorbera.
6. 6. Sposób według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że do zraszania desorbera kieruje się strumień ciekłych produktów krakingu.