RU2011116408A

RU2011116408A - Способ и устройство для получения галогенированных ненасыщенных углеводородов этиленового ряда

Info

Publication number: RU2011116408A
Application number: RU2011116408/04A
Authority: RU
Inventors: Михаэль БЕНЬЕ (DE); Михаэль БЕНЬЕ; Петер КАММЕРХОФЕР (DE); Петер Каммерхофер; Клаус КРЕЙЦИ (DE); Клаус Крейци; Райнер КАМПШУЛЬТЕ (DE); Райнер КАМПШУЛЬТЕ; Хельмут ГРУМАНН (DE); Хельмут ГРУМАНН
Original assignee: Уде Гмбх (De); Уде Гмбх; Финнолит Гмбх Унд Ко.Кг (De); Финнолит Гмбх Унд Ко.Кг
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2012-11-10
Also published as: ZA201101613B; BRPI0919043A2; CN102177115A; WO2010034397A1; DE102008049260A1; EP2344432A1; DE102008049260B4; US20110230683A1; TW201022185A; KR20110076967A

Abstract

1. Способ термического расщепления галогенированных алифатических углеводородов до галогенированных ненасыщенных углеводородов этиленового ряда в реакторе, который содержит реакторные трубы, проходящие через конвекционную и радиационную зону, расположенную вниз по потоку реакционных газов, с присоединенными перед ними трубами теплового удара, причем в радиационной зоне предусмотрены горелки для подвода тепловой энергии к трубам теплового удара и реакторным трубам, и расположенное за пределами реактора нагревательное устройство для нагревания галогенированного алифатического углеводорода, которое обогревается за счет энергии реакционных газов, выходящих из радиационной зоны, отличающийся тем, что: ! a) в реакторные трубы вводят химический активатор термического расщепления и/или в пределах реактора в реакторные трубы в одном или нескольких местах осуществляют локально ограниченный подвод энергии для стимулирования термического расщепления; ! b) количество химического активатора и/или интенсивность локально ограниченного подвода в реакторные трубы энергии для образования радикалов выбраны так, что за счет энергии реакционных газов, выходящих из радиационной зоны, можно испарять по меньшей мере 50% подаваемого галогенированного алифатического углеводорода без конденсации реакционных газов, выходящих из радиационной зоны; ! c) поверхность теплообмена в радиационной зоне, определяемая как сумма поверхностей труб теплового удара и поверхностей реакторных труб, выбрана такой, что средняя плотность теплового потока через поверхность теплообмена радиационной зоны составляет по меньшей мере 35 кВт

Claims

1. Способ термического расщепления галогенированных алифатических углеводородов до галогенированных ненасыщенных углеводородов этиленового ряда в реакторе, который содержит реакторные трубы, проходящие через конвекционную и радиационную зону, расположенную вниз по потоку реакционных газов, с присоединенными перед ними трубами теплового удара, причем в радиационной зоне предусмотрены горелки для подвода тепловой энергии к трубам теплового удара и реакторным трубам, и расположенное за пределами реактора нагревательное устройство для нагревания галогенированного алифатического углеводорода, которое обогревается за счет энергии реакционных газов, выходящих из радиационной зоны, отличающийся тем, что:

a) в реакторные трубы вводят химический активатор термического расщепления и/или в пределах реактора в реакторные трубы в одном или нескольких местах осуществляют локально ограниченный подвод энергии для стимулирования термического расщепления;

b) количество химического активатора и/или интенсивность локально ограниченного подвода в реакторные трубы энергии для образования радикалов выбраны так, что за счет энергии реакционных газов, выходящих из радиационной зоны, можно испарять по меньшей мере 50% подаваемого галогенированного алифатического углеводорода без конденсации реакционных газов, выходящих из радиационной зоны;

c) поверхность теплообмена в радиационной зоне, определяемая как сумма поверхностей труб теплового удара и поверхностей реакторных труб, выбрана такой, что средняя плотность теплового потока через поверхность теплообмена радиационной зоны составляет по меньшей мере 35 кВт/м2;

d) степень превращения при реакции расщепления в пересчете на подаваемый галогенированный алифатический углеводород составляет от 50 до 65%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что локально ограниченный подвод энергии для образования радикалов осуществляют посредством электромагнитного или корпускулярного излучения.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что электромагнитное излучение представляет собой ультрафиолетовый свет лазера.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве химического активатора применяют элементарный хлор.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что элементарный хлор разбавляют хлористым водородом, причем количество хлористого водорода, применяемого для разбавления, не превышает 5 мол.% от подаваемого потока галогенированного алифатического углеводорода.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что температура реакционной смеси, выходящей из реактора, составляет от 400 до 470°C.

7. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что средняя плотность теплового потока в радиационной зоне составляет от 45 до 65 кВт/м2.

8. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что степень превращения в пересчете на подаваемый галогенированный алифатический углеводород находится в интервале от 52 до 57%.

9. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что галогенированный алифатический углеводород представляет собой 1,2-дихлорэтан, а галогенированный ненасыщенный углеводород этиленового ряда представляет собой винилхлорид.

10. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что удельная объемная производительность в пересчете на объем реакторных труб от входа в радиационную зону реактора до выхода из радиационной зоны реактора составляет по меньшей мере 2000 кг винилхлорида в час на один кубический метр.

11. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что жидкий галогенированный алифатический углеводород косвенным путем нагревают и испаряют за счет горячего газообразного продукта, содержащего галогенированный ненасыщенный углеводород этиленового ряда и выходящего из реактора, а образующийся газообразный исходный материал подают в реактор, причем жидкий галогенированный алифатический углеводород в первом резервуаре нагревают до кипения за счет газообразного продукта и из него подают во второй резервуар, в котором без последующего нагревания частично испаряют при давлении более низком, чем в первом резервуаре, причем испаренный газообразный исходный материал подают в реактор, а неиспарившийся галогенированный алифатический углеводород возвращают в первый резервуар.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что галогенированный алифатический углеводород перед подачей во второй резервуар нагревают в конвекционной зоне реактора дымовыми газами, образующимися в горелках, обогревающих реактор.

13. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что измеряют температуру реакционных газов, входящих в нагревательное устройство, расположенное за пределами реактора, а значение температуры используют в качестве задающего воздействия для регулирования вводимого количества химического активатора и/или интенсивности локально ограниченного подвода энергии.

14. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что определяют степень превращения при реакции расщепления после выхода пиролизных газов из нагревательного устройства для нагревания галогенированного алифатического углеводорода или в верхней части закалочной колонны предпочтительно методом оперативного анализа, в частности посредством оперативного газового хроматографа.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что в теплообменнике конденсируют дымовые газы, а отходящее тепло дымовых газов используют для подогрева воздуха, подаваемого в горелки, или иных сред.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что осуществляют теплообмен на выходе дымовых газов из конвекционной зоны.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что дымовые газы после выхода из конвекционной зоны удаляют дымососом и подают в один или несколько теплообменников, в которых происходит их конденсация, отходящее тепло используют для нагревания воздуха, подаваемого в горелки, образующийся конденсат при необходимости обрабатывают и выводят из технологического процесса, а оставшиеся газообразные компоненты дымовых газов при необходимости очищают и выбрасывают в атмосферу.

18. Способ по любому из пп.15-17, отличающийся тем, что дымовые газы, охлаждаемые ниже точки росы, входят сверху в нисходящем направлении в теплообменник, предусмотренный с этой целью, и после охлаждения выходят в восходящем направлении из теплообменника, а образующийся конденсат может самотеком вытекать из теплообменника и, таким образом, полностью отделяться от потока дымовых газов.

19. Устройство для термического расщепления галогенированных алифатических углеводородов до галогенированных ненасыщенных углеводородов этиленового ряда в реакторе, который содержит реакторные трубы, проходящие через конвекционную и радиационную зону, расположенную далее по направлению потока реакционных газов, с присоединенными перед ними трубами теплового удара, причем в радиационной зоне предусмотрены горелки для подвода тепловой энергии к трубам теплового удара и реакторным трубам, и расположенное за пределами реактора нагревательное устройство для нагревания галогенированного алифатического углеводорода, которое обогревается за счет энергии реакционных газов, выходящих из радиационной зоны, причем устройство содержит следующие элементы:

A) средства для подачи в реакторные трубы химических активаторов термического расщепления и/или средства для локально ограниченного подвода в одном или нескольких местах реакторных труб энергии для стимулирования термического расщепления;

B) средства для выбора количества химического активатора и/или интенсивности локально ограниченного подвода в реакторные трубы энергии для образования радикалов таким образом, что за счет энергии реакционных газов, выходящих из радиационной зоны, можно испарять по меньшей мере 50% подаваемого галогенированного алифатического углеводорода без конденсации реакционных газов, выходящих из радиационной зоны;

C) поверхности теплообмена в радиационной зоне, определяемые как сумма поверхностей труб теплового удара и поверхностей реакторных труб и выбранные так, что средняя плотность теплового потока через поверхность теплообмена радиационной зоны составляет по меньшей мере 35 кВт/м2.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что средства для подачи химических активаторов термического расщепления в реакторные трубы представляют собой подводящие линии, обеспечивающие ввод заданного количества химических активаторов в исходный газовый поток.

21. Устройство по п.19, отличающееся тем, что средства для подачи химических активаторов термического расщепления представляют собой подводящие линии, позволяющие вводить заданное количество химических активаторов в реакторные трубы на уровне радиационной зоны, предпочтительно подводящие линии, имеющие сопла на концах со стороны реактора, и более предпочтительно подводящие линии, входящие в трубопроводы в направлении потока реакционных газов предпочтительно в первой трети радиационной зоны.

22. Устройство по п.19, отличающееся тем, что средства для локально ограниченного подвода в реакторные трубы в одном или нескольких местах радиационной зоны энергии для стимулирования реакции расщепления представляют собой подводящие линии, предпочтительно имеющие на концах со стороны реактора сопла, через которые вводят равновесную или неравновесную плазму в реакторные трубы на уровне радиационной зоны, или окна, через которые вводят электромагнитное или корпускулярное излучение в реакторные трубы на уровне радиационной зоны, и более предпочтительно подводящие линии или окна, входящие в трубопроводы или смонтированные на них в направлении потока реакционных газов предпочтительно в первой трети радиационной зоны.

23. Устройство по п.19, отличающееся тем, что средства для выбора количества химического активатора и/или интенсивности локально ограниченного подвода в реакторные трубы энергии для образования радикалов представляют собой регулирующий контур, в котором используют задающее воздействие для регулирования количества химического активатора и/или интенсивности локально ограниченного подвода энергии.

24. Устройство по п.19, отличающееся тем, что в качестве задающего воздействия используют температуру выходящих реакционных газов, содержание продуктов расщепления в реакционных газах или температуру стенок реакторных труб в выбранных местах.

25. Устройство по любому из пп.19-24, отличающееся тем, что расположенное за пределами реактора нагревательное устройство для нагревания галогенированного алифатического углеводорода содержит первый и второй резервуары, причем жидкий галогенированный алифатический углеводород в первом резервуаре нагревают до кипения за счет газообразного продукта и из него подают во второй резервуар, в котором без последующего нагревания частично испаряют при давлении более низком, чем в первом резервуаре, причем испаренный газообразный исходный материал подают в реактор, а неиспарившийся галогенированный алифатический углеводород возвращают в первый резервуар.

26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что галогенированный алифатический углеводород перед подачей во второй резервуар подают в трубопровод, идущий через конвекционную зону реактора, для нагревания дымовыми газами, образующимися в горелках, обогревающих реактор.

27. Устройство по любому из пп.19-24, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один теплообменник, применяемый для рекуперации отходящего тепла, выделяющегося при конденсации дымовых газов и используемого для подогрева воздуха, подаваемого в зону горения, или иных сред.