RU2162834C1

RU2162834C1 - Method of preparing 1,2-dichloroethane

Info

Publication number: RU2162834C1
Application number: RU2000106105A
Authority: RU
Inventors: В.В. Самсонов; З.А. Шишкин; Р.Г. Мубараков; А.М. Кузнецов; В.И. Харитонов; Ю.И. Медведев; А.В. Бальчугов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИНИС"
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2001-02-10
Also published as: WO2001068574A1

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: described is production of dichloroethane by direct chlorination of ethylene in liquid dichloroethane. 1,2-dichloroethane is prepared in vertical two-column reactor with gas-lifting circulation of dichloroethane in vertical circuit into which chlorine and ethylene are added. At reaction zone exit, local hydraulic assistance is built up by means of try to ascending flow of dichloroethane in first column, and pressure of ascending current is reduced to value close to pressure of dichloroethane vapors as they are withdrawn from reactor. In boiling zone located above reaction zone, vapor drip mode f low ascending current of dichloroethane is initiated. Dichloroethane is not allowed to boil in reaction zone by maintaining pressure therein built up by liquid dichloroethane column in second column and also by treating corresponding hydrolytic resistance. Vapor content of vapor-liquid mixture in boiling zone in vapor-drop mode of flow thereof is as high as 0.8-0.95. Motive force of circulation of liquid chloroethane becomes significantly higher in vertical circuit. This enables one to intensify heat take off from reaction zone, increase efficiency and prepare high-grade final product. EFFECT: more efficient preparation method. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано, в частности, в производствах дихлорэтана путем прямого хлорирования этилена в среде жидкого дихлорэтана. The invention relates to chemical technology and can be used, in particular, in the production of dichloroethane by direct chlorination of ethylene in liquid dichloroethane.

Известен способ получения 1,2-дихлорэтана, защищенный патентом РФ N 2074849 (МПК C 07 C 19/045, 17/02. Бюл. N 7, 1997 г.), который осуществляется в реакторе, имеющем две сообщенные между собой по верху и низу вертикальные колонны, заполненные жидким дихлорэтаном. Эти колонны образуют вертикальный замкнутый циркуляционный контур, в котором за счет использования побудителя расхода, а также за счет газлифтного эффекта обеспечивается циркуляция дихлорэтана в виде нисходящего потока более плотной (дегазированной) жидкости и восходящего потока жидкости, имеющей меньшую плотность в зонах абсорбции хлора и реакции, а также в зонах кипения и сепарации. Циркуляцию жидкого дихлорэтана через зону реакции осуществляют с расходом, не меньшим рассчитанного по предложенной в известном способе зависимости между параметрами расхода технологических компонентов и параметрами, характеризующими тепловой эффект, теплоемкость и разность температур в зоне отбора паров дихлорэтана и температурой его кипения при давлении в конце зоны реакции. Этот расход обеспечивает необходимый теплоотбор из зоны реакции, благодаря чему не допускается вскипание дихлорэтана в зоне реакции и процесс его кипения начинается несколько выше зоны реакции, где и располагается зона кипения. При этом зона кипения полностью находится в пределах восходящего потока циркуляционного контура так же, как и часть зоны сепарации. Известный способ также включает ввод газообразных исходных компонентов реакции - хлора и этилена в нижнюю часть восходящего потока циркуляционного контура, ввод возвратного жидкого дихлорэтана, хлорирование этилена в среде циркуляционного жидкого дихлорэтана с образованием синтезированного дихлорэтана, вскипание синтезированного и циркулирующего дихлорэтана в зоне его кипения с отбором тепла реакции на образование его паров, разделение паровой и жидкой фаз дихлорэтана, вывод паров дихлорэтана. A known method of producing 1,2-dichloroethane, protected by RF patent N 2074849 (IPC C 07 C 19/045, 17/02. Bull. N 7, 1997), which is carried out in a reactor having two communicated with each other on top and bottom vertical columns filled with liquid dichloroethane. These columns form a vertical closed circulation loop in which due to the use of a flow inducer, as well as due to the gas lift effect, dichloroethane is circulated in the form of a downward flow of a denser (degassed) liquid and an upward flow of a liquid having a lower density in the zones of chlorine absorption and reaction, as well as in boiling and separation zones. The circulation of liquid dichloroethane through the reaction zone is carried out with a flow rate not lower than that calculated according to the method proposed in the known method between the flow rate parameters of technological components and the parameters characterizing the thermal effect, heat capacity and temperature difference in the dichloroethane vapor selection zone and its boiling temperature at a pressure at the end of the reaction zone . This flow rate provides the necessary heat removal from the reaction zone, due to which boiling of dichloroethane in the reaction zone is not allowed and the process of boiling begins slightly above the reaction zone, where the boiling zone is located. In this case, the boiling zone is completely within the upward flow of the circulation circuit in the same way as part of the separation zone. The known method also includes introducing gaseous initial reaction components — chlorine and ethylene into the lower part of the upward flow of the circulation circuit, introducing return liquid dichloroethane, chlorinating ethylene in a medium of circulating liquid dichloroethane to form synthesized dichloroethane, boiling the synthesized and circulating dichloroethane in its boiling zone with heat removal reactions to the formation of its vapors, separation of the vapor and liquid phases of dichloroethane, the withdrawal of dichloroethane vapors.

Известный способ имеет следующие недостатки:
1. Требует дополнительных затрат энергии для обеспечения расчетного расхода жидкого дихлорэтана через зону реакции ввиду необходимости использования побудителя расхода жидкого дихлорэтана, а также дополнительных трудозатрат на его эксплуатацию и ремонт.The known method has the following disadvantages:
1. Requires additional energy costs to ensure the estimated flow rate of liquid dichloroethane through the reaction zone due to the need to use a stimulator of the flow rate of liquid dichloroethane, as well as additional labor costs for its operation and repair.

2. Для получения синтезированного дихлорэтана высокого качества (с наименьшим количеством примесей - вредных продуктов побочных реакций) известный способ требует использования реакторов, имеющих значительные параметры по высоте, что невыгодно экономически и повышает металло- и энергозатраты. Причина этого недостатка заключается в том, что степень селективности процесса синтеза зависит от давления и температуры в зоне реакции, а необходимое давление в зоне реакции в реакторе, работающем по известному способу, может быть создано только за счет увеличения высоты столба жидкости в нисходящем и восходящем потоках циркуляционного контура. Увеличение же расхода по циркулирующему дихлорэтану с целью обеспечения качества и повышения количества синтезируемого дихлорэтана требует значительного повышения затрат на работу побудителя расхода, что также экономически и технологически невыгодно. 2. To obtain synthesized dichloroethane of high quality (with the least amount of impurities — harmful products of side reactions), the known method requires the use of reactors having significant height parameters, which is economically unprofitable and increases metal and energy costs. The reason for this drawback is that the degree of selectivity of the synthesis process depends on the pressure and temperature in the reaction zone, and the necessary pressure in the reaction zone in the reactor operating according to the known method can be created only by increasing the height of the liquid column in the downward and upward flows circulation loop. Increasing the flow rate of circulating dichloroethane in order to ensure the quality and increase the amount of dichloroethane synthesized requires a significant increase in the cost of operating the flow driver, which is also economically and technologically disadvantageous.

Известен способ получения 1,2-дихлорэтана, защищенный патентом США N 4347391 (МПК C 07 C 17/02, 1982 г.), согласно которому процесс его получения ведут путем прямого хлорирования этилена в среде жидкого дихлорэтана. Известный способ включает обеспечение газлифтной циркуляции жидкого дихлорэтана в замкнутом по жидкости вертикальном циркуляционном контуре реактора, имеющего две сообщенные между собой вертикальных колонны с восходящим и нисходящим потоками циркулирующего дихлорэтана. Зона реакции расположена в восходящем потоке циркуляционного контура, а зона кипения дихлорэтана расположена над зоной реакции в верхней соединительной расширенной части реактора, заполненной жидким дихлорэтаном. При этом зона кипения расположена над восходящим потоком и не входит своим объемом в замкнутый циркуляционный контур. Кроме того, в восходящем потоке между зоной кипения и зоной реакции предусмотрена значительная по высоте и объему промежуточная зона с жидким дихлорэтаном, обеспечивающая необходимое гидростатическое давление в зоне реакции для предотвращения преждевременного вскипания дихлорэтана. Температура дихлорэтана в зоне реакции поддерживается меньшей, чем равновесная температура его кипения в зоне реакции при давлении в зоне реакции, значение которого выше значения давления в зоне кипения. Способ включает также ввод в циркуляционный контур газообразных компонентов реакции - хлора и этилена с последующей их реакцией и образованием сырого дихлорэтана, переход сырого синтезированного дихлорэтана в смеси с циркулирующим жидким дихлорэтаном через промежуточную зону из зоны реакции в зону кипения. В зоне кипения происходит постепенное вскипание указанной смеси с постепенным увеличением интенсивности парообразования по мере ее перемещения в верхние слои жидкого дихлорэтана, заполняющего расширенную часть реактора. В зоне кипения происходит постепенный отбор тепла реакции на образование паров дихлорэтана с одновременным разделением паровой и жидкой фаз дихлорэтана на верхнем уровне жидкого дихлорэтана, заполняющего расширенную часть реактора, где происходит снижение температуры дихлорэтана. A known method of producing 1,2-dichloroethane is protected by US patent N 4347391 (IPC C 07 C 17/02, 1982), according to which the process of its production is carried out by direct chlorination of ethylene in liquid dichloroethane. The known method includes the provision of gas-lift circulation of liquid dichloroethane in a liquid-closed vertical circulation loop of a reactor having two vertical columns connected to each other with upward and downward flows of circulating dichloroethane. The reaction zone is located in the upward flow of the circulation circuit, and the boiling zone of dichloroethane is located above the reaction zone in the upper connecting expanded part of the reactor filled with liquid dichloroethane. The boiling zone is located above the upward flow and does not enter its volume into a closed circulation loop. In addition, in the upward flow between the boiling zone and the reaction zone, an intermediate zone with liquid dichloroethane, considerable in height and volume, is provided, providing the necessary hydrostatic pressure in the reaction zone to prevent premature boiling of dichloroethane. The temperature of dichloroethane in the reaction zone is kept lower than the equilibrium temperature of its boiling in the reaction zone at a pressure in the reaction zone, the value of which is higher than the pressure in the boiling zone. The method also includes introducing into the circulation circuit the gaseous components of the reaction — chlorine and ethylene, followed by their reaction and the formation of crude dichloroethane, transferring the crude synthesized dichloroethane in a mixture with circulating liquid dichloroethane through an intermediate zone from the reaction zone to the boiling zone. In the boiling zone, the indicated mixture gradually boils with a gradual increase in the rate of vaporization as it moves into the upper layers of liquid dichloroethane filling the expanded part of the reactor. In the boiling zone, the reaction heat is gradually withdrawn to the formation of dichloroethane vapor, while the vapor and liquid phases of dichloroethane are separated at the upper level of liquid dichloroethane filling the expanded part of the reactor, where the temperature of dichloroethane decreases.

Известный способ по сравнению с предлагаемым при аналогичных параметрах по высоте и диаметру реакторов имеет следующие недостатки. The known method compared with the proposed at similar parameters in height and diameter of the reactors has the following disadvantages.

1. Относительно меньшая производительность по синтезированному дихлорэтану при условии обеспечения одинакового качества процесса синтезирования в зоне реакции. Этот недостаток обусловлен относительно меньшим расходом циркулирующего жидкого дихлорэтана через зону реакции в восходящем потоке циркуляционного контура в известном способе. Причиной относительно меньшего расхода циркуляции в известном способе является меньшая движущая сила процесса циркуляции, величина которой определяется меньшей разностью плотностей между газожидкостной смесью, находящейся в зоне абсорбции восходящего потока, и монолитным столбом жидкого дихлорэтана, находящегося в нисходящем потоке циркуляционного контура. Так как зона кипения в известном способе вынесена за пределы восходящего потока, то есть за пределы действия циркуляционного контура, то она не оказывает заметного влияния на величину движущей силы процесса циркуляции, несмотря на меньшую плотность парожидкостной смеси, находящейся в этой зоне. Более того, наличие над зоной реакции промежуточного столба жидкого дихлорэтана для создания дополнительного гидростатического давления на зону реакции в целях предотвращения вскипания в ней дихлорэтана дополнительно снижает величину движущей силы процесса циркуляции, увеличивая среднюю плотность среды в восходящем потоке дихлорэтана. 1. Relatively lower productivity on synthesized dichloroethane, provided that the same quality of the synthesis process in the reaction zone. This disadvantage is due to the relatively lower consumption of circulating liquid dichloroethane through the reaction zone in the upward flow of the circulation circuit in the known method. The reason for the relatively lower flow rate in the known method is the lower driving force of the circulation process, the value of which is determined by the smaller density difference between the gas-liquid mixture located in the absorption zone of the upward flow and the monolithic column of liquid dichloroethane located in the downward flow of the circulation circuit. Since the boiling zone in the known method is taken outside the upward flow, that is, beyond the action of the circulation circuit, it does not have a noticeable effect on the magnitude of the driving force of the circulation process, despite the lower density of the vapor-liquid mixture located in this zone. Moreover, the presence of liquid dichloroethane over the reaction zone of the intermediate column to create additional hydrostatic pressure on the reaction zone in order to prevent dichloroethane from boiling in it further reduces the driving force of the circulation process, increasing the average density of the medium in the dichloroethane upward flow.

2. Относительно невысокое качество процесса синтеза, то есть его сниженная селективность, требует дополнительной очистки (ректификации) синтезированного дихлорэтана. Основной причиной снижения селективности известного способа является недостаточная разность между равновесной по давлению и фактической температурами в конце зоны реакции, которая также обусловлена сравнительно меньшим расходом циркулирующего через зону реакции потока, вследствие малой разности средних плотностей в восходящем и нисходящем потоках дихлорэтана в циркуляционном контуре. 2. The relatively low quality of the synthesis process, that is, its reduced selectivity, requires additional purification (rectification) of the synthesized dichloroethane. The main reason for the decrease in the selectivity of the known method is the insufficient difference between the pressure equilibrium and the actual temperatures at the end of the reaction zone, which is also due to the relatively lower consumption of the flow circulating through the reaction zone, due to the small difference in the average densities in the ascending and descending flows of dichloroethane in the circulation circuit.

Задачей заявляемого способа получения 1,2-дихлорэтана является обеспечение возможности повышения его производительности по синтезированному дихлорэтану при его высоком качестве, а также повышение его экономичности. The objective of the proposed method for producing 1,2-dichloroethane is to provide the possibility of increasing its productivity on synthesized dichloroethane with its high quality, as well as increasing its efficiency.

Технический результат изобретения выражается в увеличении движущей силы процесса циркуляции жидкого дихлорэтана в циркуляционном контуре за счет резкого увеличения разности плотностей циркулирующих сред в нисходящем и восходящем потоках дихлорэтана. The technical result of the invention is expressed in an increase in the driving force of the process of circulating liquid dichloroethane in the circulation circuit due to a sharp increase in the difference in the densities of the circulating media in the downward and upward flows of dichloroethane.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения 1,2-дихлорэтана путем прямого хлорирования этилена в среде жидкого циркулирующего дихлорэтана, включающем обеспечение газлифтной циркуляции дихлорэтана в вертикальном циркуляционном контуре с нисходящим и восходящим потоками дихлорэтана, с поддержанием температуры дихлорэтана в зоне реакции меньшей, чем равновесная температура его кипения при давлении в зоне реакции, с расположением зоны кипения дихлорэтана над зоной реакции, ввод в циркуляционный контур газообразных исходных компонентов реакции - хлора и этилена, ввод возвратного жидкого дихлорэтана, образование в зоне реакции синтезированного дихлорэтана, вскипание дихлорэтана в зоне его кипения с отбором тепла реакции на образование его паров, разделение паровой и жидкой фаз дихлорэтана, вывод паров дихлорэтана, согласно изобретению зону кипения дихлорэтана располагают в восходящем потоке вертикального циркуляционного контура, при этом на выходе из зоны реакции в циркуляционном контуре создают местное гидравлическое сопротивление движению восходящего потока дихлорэтана и снижают давление восходящего потока на местном гидравлическом сопротивлении до значения, близкого к значению давления паров дихлорэтана в месте их вывода, и формируют в зоне кипения парокапельный режим течения восходящего потока дихлорэтана. The essence of the invention lies in the fact that in the method of producing 1,2-dichloroethane by direct chlorination of ethylene in a liquid circulating dichloroethane, including gas-lift circulation of dichloroethane in a vertical circulation circuit with downward and upward flows of dichloroethane, while maintaining the temperature of dichloroethane in the reaction zone less than the equilibrium temperature of its boiling at a pressure in the reaction zone, with the location of the boiling zone of dichloroethane above the reaction zone, introducing gaseous and of the reaction reaction components — chlorine and ethylene, introduction of returning liquid dichloroethane, formation of synthesized dichloroethane in the reaction zone, boiling of dichloroethane in its boiling zone with the selection of the reaction heat to form its vapors, separation of the vapor and liquid phases of dichloroethane, removal of dichloroethane vapors, according to the invention, the boiling zone dichloroethane is placed in the upward flow of the vertical circulation circuit, while at the outlet of the reaction zone in the circulation circuit local hydraulic resistance to the dichloroethane flow and reduce the upward pressure at the local hydraulic resistance to a value close to the vapor pressure of dichloroethane at the point of their outlet, and form a vapor-droplet flow of dichloroethane in the boiling zone.

При изменении значения расходов хлора и этилена, вводимых в циркуляционный контур, значение местного гидравлического сопротивления может быть соответственно изменено в обратно пропорциональной зависимости, то есть при увеличении расходов хлора и этилена значение местного гидравлического сопротивления соответственно уменьшают, а при уменьшении расходов хлора и этилена значение местного гидравлического сопротивления соответственно увеличивают. With a change in the value of the consumption of chlorine and ethylene introduced into the circulation circuit, the value of the local hydraulic resistance can be correspondingly changed in inverse proportion, that is, with an increase in the consumption of chlorine and ethylene, the value of the local hydraulic resistance is correspondingly reduced, and with a decrease in the consumption of chlorine and ethylene, the value of local hydraulic resistance increase accordingly.

Паросодержание в зоне кипения может составлять 0,8-0,95. The vapor content in the boiling zone may be 0.8-0.95.

На фиг. 1 схематично показан двухколонный реактор, в котором реализован предложенный способ; на фиг. 2 - график изменения давления по высоте работающего реактора в восходящем потоке дихлорэтана. In FIG. 1 schematically shows a two-column reactor in which the proposed method is implemented; in FIG. 2 is a graph of pressure changes along the height of a working reactor in an upward flow of dichloroethane.

Предложенный способ получения 1,2-дихлорэтана осуществляют в реакторе (фиг. 1), содержащем сообщенные между собой по верху и низу две вертикальные колонны - реакционную колонну 1 с восходящим потоком и циркуляционную колонну 2 с нисходящим потоком дихлорэтана, которые образуют вертикальный циркуляционный контур. Для запуска реактора колонны 1 и 2 заполняют жидким дихлорэтаном до определенного уровня посредством ввода возвратного жидкого дихлорэтана в колонну 2. При этом уровень дихлорэтана в колонне 2 поддерживают таким, чтобы гидростатическое давление в период запуска реактора обеспечивало исключение вскипания дихлорэтана в зоне реакции. В жидком дихлорэтане растворяют трехвалентный хлорид железа в необходимом количестве, который используется в качестве катализатора основной реакции, а также ингибитора побочных реакций. В нижнюю часть колонны 1 в зоны абсорбции и реакции через диспергирующие устройства вводят газообразные исходные компоненты реакции - хлор и этилен соответственно с необходимым расходом. Одновременно с вводом хлора в колонну 1 подают в небольшом количестве газообразный кислород или воздух в качестве ингибитора побочных реакций, протекающих в парогазовой фазе. Растворенный в жидком дихлорэтане хлор из зоны абсорбции поднимается в зону реакции за счет меньшей плотности верхних слоев дихлорэтана, куда поднимаются газообразные компоненты реакции. В зоне реакции диспергированный и частично растворенный в дихлорэтане этилен перемешивается с растворенным в дихлорэтане хлором и вступает с ним в химическое взаимодействие, при котором синтезируется 1,2-дихлорэтан. Реакция хлора с этиленом происходит с выделением большого количества тепла, которое расходуется на нагрев жидкого дихлорэтана. Нагретая в зоне реакции до температуры, близкой к температуре кипения, смесь образовавшегося (синтезированного) и возвратного дихлорэтана с восходящим потоком поднимается из зоны реакции в зону кипения. На выходе восходящего потока из зоны реакции создают местное гидравлическое сопротивление движению этого восходящего потока дихлорэтана. При этом местное гидравлическое сопротивление обеспечивает снижение давления восходящего потока дихлорэтана до значения, близкого к значению давления паров дихлорэтана в верхней части колонны 1, то есть в месте их вывода из реактора. Для создания местного гидравлического сопротивления может быть использована, например, тарелка 4, установленная на выходе из зоны реакции, значение сопротивления которой рассчитывается в соответствии со значением расходов хлора и этилена. После достижения реактором рабочего режима вскипание дихлорэтана в зоне реакции предотвращается за счет поддержания в ней соответствующего давления, которое обеспечивается расчетной высотой столба жидкого дихлорэтана в нисходящем потоке колонны 2 и соответствующего значения гидравлического сопротивления тарелки 4. В момент прохода через отверстия тарелки 4 давление восходящего потока дихлорэтана резко снижается до значения 6 (см. фиг. 2), близкого к значению давления паров дихлорэтана в месте их вывода из реактора. Вследствие резкого падения давления на тарелке 4, происходит интенсивное вскипание жидкого дихлорэтана, поступившего в зону кипения из зоны реакции, с образованием большого количества его паров. Ввиду высокой интенсивности парообразования в зоне кипения, объем паровой фазы в ней быстро увеличивается, благодаря чему резко увеличивается скорость течения парожидкостной смеси в зоне кипения и достигает такой величины, при которой режим течения парожидкостной смеси переходит в парокапельный по всей высоте зоны кипения. Для обеспечения надежного формирования в зоне кипения парокапельного режима течения восходящего потока дихлорэтана при изменении значения расходов хлора и этилена, вводимых в циркуляционный контур, значение местного гидравлического сопротивления соответственно изменяют в обратно пропорциональной зависимости, то есть при увеличении расходов хлора и этилена значение местного гидравлического сопротивления соответственно уменьшают, а при уменьшении расходов хлора и этилена значение местного гидравлического сопротивления соответственно увеличивают. Паросодержание парожидкостной смеси в зоне кипения при парокапельном режиме ее течения достигает 0,6-0,95, а в оптимальном режиме - 0,8-0,95. The proposed method for producing 1,2-dichloroethane is carried out in a reactor (Fig. 1) containing two vertical columns communicated with each other at the top and bottom - reaction column 1 with an upward flow and a circulation column 2 with a downward flow of dichloroethane, which form a vertical circulation loop. To start the reactor, columns 1 and 2 are filled with liquid dichloroethane to a certain level by introducing returning liquid dichloroethane into column 2. At the same time, the level of dichloroethane in column 2 is maintained so that hydrostatic pressure during the start-up of the reactor ensures that dichloroethane does not boil in the reaction zone. Ferric chloride is dissolved in liquid dichloroethane in the required amount, which is used as a catalyst for the main reaction, as well as an inhibitor of adverse reactions. The gaseous initial components of the reaction — chlorine and ethylene, respectively, with the required flow rate — are introduced into the lower part of column 1 into the absorption and reaction zones through dispersing devices. Simultaneously with the introduction of chlorine into the column 1, a small amount of gaseous oxygen or air is supplied as an inhibitor of side reactions occurring in the vapor-gas phase. Chlorine dissolved in liquid dichloroethane from the absorption zone rises to the reaction zone due to the lower density of the upper layers of dichloroethane, where the gaseous components of the reaction rise. In the reaction zone, ethylene dispersed and partially dissolved in dichloroethane is mixed with chlorine dissolved in dichloroethane and chemically reacts with it, in which 1,2-dichloroethane is synthesized. The reaction of chlorine with ethylene occurs with the release of a large amount of heat, which is spent on heating liquid dichloroethane. Heated in the reaction zone to a temperature close to the boiling point, a mixture of the formed (synthesized) and return dichloroethane with an upward flow rises from the reaction zone to the boiling zone. At the outlet of the upward flow from the reaction zone, local hydraulic resistance is created to the movement of this upward flow of dichloroethane. In this case, the local hydraulic resistance reduces the pressure of the upward flow of dichloroethane to a value close to the vapor pressure of dichloroethane in the upper part of the column 1, that is, at the place of their outlet from the reactor. To create a local hydraulic resistance, for example, a plate 4 mounted at the outlet of the reaction zone can be used, the resistance value of which is calculated in accordance with the value of the consumption of chlorine and ethylene. After the reactor reaches the operating mode, the boiling of dichloroethane in the reaction zone is prevented by maintaining the corresponding pressure in it, which is ensured by the calculated column height of liquid dichloroethane in the column 2 downward flow and the corresponding plate hydraulic resistance value 4. At the moment of passage through the plate 4 openings, the pressure of the dichloroethane upward flow sharply decreases to a value of 6 (see Fig. 2), close to the vapor pressure of dichloroethane at the point of their withdrawal from the reactor. Due to a sharp drop in pressure on the plate 4, there is an intensive boiling of liquid dichloroethane entering the boiling zone from the reaction zone, with the formation of a large number of its vapor. Due to the high intensity of vaporization in the boiling zone, the volume of the vapor phase in it rapidly increases, due to which the flow rate of the vapor-liquid mixture in the boiling zone sharply increases and reaches a value at which the flow regime of the vapor-liquid mixture becomes vapor-droplet over the entire height of the boiling zone. To ensure reliable formation in the boiling zone of a vapor-droplet flow pattern of an upward flow of dichloroethane with a change in the value of the flow rates of chlorine and ethylene introduced into the circulation circuit, the value of the local hydraulic resistance is accordingly changed inversely proportional, that is, with an increase in the flow rates of chlorine and ethylene, the value of the local hydraulic resistance, respectively reduce, and with a decrease in the consumption of chlorine and ethylene, the local hydraulic resistance value enno increase. The vapor content of the vapor-liquid mixture in the boiling zone with a vapor-droplet mode of its flow reaches 0.6-0.95, and in the optimal mode, 0.8-0.95.

Основной объем зоны кипения при парокапельном режиме течения среды занимает паровая фаза, поэтому плотность этой среды в 8-16 раз ниже по сравнению с плотностью парожидкостной смеси, кипящей при барботажном режиме ее течения, когда наибольший объем зоны кипения занимает жидкостная фаза. Благодаря значительному снижению плотности среды в зоне кипения по сравнению с высокой плотностью монолитной жидкости в нисходящем потоке колонны 2, обеспечиваются высокие значения движущей силы процесса циркуляции и значительное увеличение расхода жидкого дихлорэтана через зону реакции. При этом происходит интенсивный теплоотбор из зоны реакции, позволяющий поддерживать в этой зоне сравнительно низкие значения фактической температуры, что в свою очередь позволяет существенно повысить производительность предлагаемого способа по синтезируемому 1,2-дихлорэтану и обеспечить высокую селективность синтеза. The main volume of the boiling zone under the vapor-droplet mode of flow of the medium is occupied by the vapor phase, therefore the density of this medium is 8-16 times lower than the density of the vapor-liquid mixture boiling during the bubble mode of its flow, when the largest phase is occupied by the liquid phase. Due to a significant decrease in the density of the medium in the boiling zone compared with the high density of the monolithic liquid in the downward flow of the column 2, high values of the driving force of the circulation process and a significant increase in the flow rate of liquid dichloroethane through the reaction zone are provided. In this case, intensive heat removal from the reaction zone occurs, which allows maintaining relatively low actual temperatures in this zone, which in turn allows one to significantly increase the productivity of the proposed method for synthesized 1,2-dichloroethane and to ensure high selectivity of the synthesis.

Более интенсивный теплоотбор происходит и в зоне кипения за счет интенсивного парообразования, обусловленного резким снижением давления на входе в зону кипения. Восходящий поток парокапельной смеси, в котором паровая фаза имеет более высокую скорость, чем капли жидкого дихлорэтана, переходит в зону сепарации. В сепараторе 3 происходит процесс разделения паровой и жидкой фаз дихлорэтана с помощью каплеотделителя 5, который отражает поток капель жидкости и направляет его в нижнюю часть сепаратора 3, откуда охлажденный жидкий дихлорэтан стекает в нисходящий поток циркуляционного контура колонны 2. Паровая фаза дихлорэтана выводится из реактора в верхней части сепаратора 3. За счет постоянной подпитки возвратным жидким дихлорэтаном верхний уровень жидкого дихлорэтана в нисходящем потоке колонны 2 поддерживают на такой высоте, при которой в зоне реакции создается необходимое рабочее давление, посредством которого обеспечивается поддержание в ней необходимой равновесной температуры кипения дихлорэтана, исключающей его вскипание в этой зоне. More intense heat removal also occurs in the boiling zone due to intensive vaporization due to a sharp decrease in pressure at the inlet to the boiling zone. The upward flow of the vapor-droplet mixture, in which the vapor phase has a higher speed than droplets of liquid dichloroethane, passes into the separation zone. In the separator 3, there is a process of separation of the vapor and liquid phases of dichloroethane using a droplet separator 5, which reflects the flow of liquid droplets and directs it to the lower part of the separator 3, from where the cooled liquid dichloroethane flows into the downward flow of the circulation loop of the column 2. The vapor phase of dichloroethane is removed from the reactor to the upper part of the separator 3. Due to the constant feeding of returning liquid dichloroethane, the upper level of liquid dichloroethane in the downward flow of the column 2 is maintained at a height at which in the zone p The reaction creates the necessary working pressure, through which it maintains the necessary equilibrium boiling point of dichloroethane, eliminating its boiling in this zone.

Предложенный способ обеспечивает возможность значительного увеличения расхода жидкого дихлорэтана через зону реакции, что позволяет дополнительно снизить значение фактической температуры в зоне реакции и на ее выходе и за счет этого повысить производительность процесса по синтезируемому 1,2-дихлорэтану даже при меньших гидростатических давлениях в зоне реакции. The proposed method provides the possibility of a significant increase in the flow rate of liquid dichloroethane through the reaction zone, which makes it possible to further reduce the actual temperature in the reaction zone and at its outlet and thereby increase the productivity of the synthesized 1,2-dichloroethane process even at lower hydrostatic pressures in the reaction zone.

Пониженное значение фактической температуры в зоне реакции обеспечивает возможность увеличения положительной разности между равновесной температурой кипения дихлорэтана в конце зоны реакции и его фактической температурой в конце зоны реакции. Указанное увеличение разности равновесной температуры вскипания дихлорэтана при давлении, поддерживаемом в конце зоны реакции, и фактической температурой дихлорэтана в конце зоны реакции, а также снижение абсолютной температуры дихлорэтана в конце зоны реакции способствует дальнейшему снижению интенсивности синтеза вредных продуктов побочных реакций и, следовательно, позволяет получать синтезируемый дихлорэтан более высокой чистоты (с содержанием 1,2-дихлорэтана более 99,6%) и направлять его на пиролиз (синтез винилхлорида), минуя стадию очистки в ректификационной колонне. The lower value of the actual temperature in the reaction zone provides the opportunity to increase the positive difference between the equilibrium boiling point of dichloroethane at the end of the reaction zone and its actual temperature at the end of the reaction zone. The indicated increase in the difference between the equilibrium boiling point of dichloroethane at a pressure maintained at the end of the reaction zone and the actual temperature of dichloroethane at the end of the reaction zone, as well as a decrease in the absolute temperature of dichloroethane at the end of the reaction zone, further reduce the intensity of synthesis of harmful products of side reactions and, therefore, allows to obtain synthesized dichloroethane of higher purity (with a content of 1,2-dichloroethane more than 99.6%) and direct it to pyrolysis (synthesis of vinyl chloride), bypassing ju cleaning in a distillation column.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет решить задачу повышения производительности по синтезированному чистому 1,2-дихлорэтану, качество которого превышает 99,6% и приближается к 99,9%. Thus, the proposed method in comparison with the prototype allows you to solve the problem of increasing productivity for synthesized pure 1,2-dichloroethane, the quality of which exceeds 99.6% and approaches 99.9%.

Предложенный способ не требует дополнительных затрат энергии на интенсификацию процесса циркуляции и позволяет иметь высокую производительность при меньших параметрах высоты и объема циркуляционного контура. The proposed method does not require additional energy costs for the intensification of the circulation process and allows you to have high performance with lower parameters of the height and volume of the circulation circuit.

Claims

1. A method of producing 1,2-dichloroethane by direct chlorination of ethylene in a liquid circulating dichloroethane, including gas-lift circulation of dichloroethane in a vertical circulation circuit with downward and upward flows, while maintaining the temperature of dichloroethane in the reaction zone lower than the equilibrium temperature of its boiling under pressure in the reaction zone, with the boiling zone of dichloroethane above the reaction zone, introducing into the circulation loop the gaseous initial components of the reaction — chlorine and ethylene, returning liquid dichloroethane, the formation of synthesized dichloroethane in the reaction zone, boiling of dichloroethane in its boiling zone with the selection of the reaction heat for the formation of its vapor, separation of the vapor and liquid dichloroethane, the removal of dichloroethane vapor, characterized in that the boiling zone of dichloroethane is placed in an upward flow of vertical circulation at the same time, at the exit from the reaction zone in the circulation loop, local hydraulic resistance is created to the movement of the dichloroethane upward flow and the pressure of the rising about the flow at the local hydraulic resistance to a value close to the vapor pressure of dichloroethane in the place of their output, and form in the boiling zone a vapor-droplet flow regime of an upward flow of dichloroethane.

2. The method according to claim 1, characterized in that when the value of the consumption of chlorine and ethylene introduced into the circulation circuit changes, the value of the local hydraulic resistance is accordingly changed inversely proportional, i.e. with an increase in the consumption of chlorine and ethylene, the value of the local hydraulic resistance is correspondingly reduced, and with a decrease in the consumption of chlorine and ethylene, the value of the local hydraulic resistance is correspondingly increased.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the vapor content in the boiling zone is 0.8 - 0.95.