RU2672109C2 - Способ и установка для синтеза 1,2-дихлорэтана - Google Patents
Способ и установка для синтеза 1,2-дихлорэтана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2672109C2 RU2672109C2 RU2017106054A RU2017106054A RU2672109C2 RU 2672109 C2 RU2672109 C2 RU 2672109C2 RU 2017106054 A RU2017106054 A RU 2017106054A RU 2017106054 A RU2017106054 A RU 2017106054A RU 2672109 C2 RU2672109 C2 RU 2672109C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ethylene
- reactor
- dichloroethane
- chlorine
- stream
- Prior art date
Links
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 137
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 18
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims abstract description 74
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 68
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 23
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 19
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 18
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 18
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trichloroethane Chemical compound ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- -1 as a rule Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/013—Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of halogens
- C07C17/02—Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of halogens to unsaturated hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена в присутствии катализатора в реакторе в условиях, при которых синтезированный 1,2-дихлорэтан конденсируется, а этилен и хлор являются газообразными, причём стехиометрическое соотношение между этиленом и хлором в реакторе задают таким, что этилен присутствует в избыточном количестве, причем из реактора отводят поток жидкого 1,2-дихлорэтана, который частично выпаривают в выпарном устройстве. Также изобретение относится к установке для осуществления указанного способа, включающей реактор, выполненный с возможностью задания стехиометрического соотношения между этиленом и хлором таким, что этилен присутствует в избыточном количестве. Причем реактор имеет вывод для потока жидкого 1,2-дихлорэтана, который частично выпаривается в выпарном устройстве. Технический результат – увеличение срока службы катализатора и высокая степень чистоты полученного газообразного 1,2-дихлорэтана. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и установке для синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена в присутствии катализатора.
Уровень техники
Такие способы синтеза 1,2-дихлорэтана (называемого также этилендихлоридом или для краткости EDC/DCE) используются обычно в производстве винилхлорида (называемого также VC или VCM). Винилхлорид представляет собой промежуточный продукт при производстве поливинилхлорида (PVC). Синтез 1,2-дихлорэтана проводится, как правило, из этилена и хлора посредством так называемого прямого хлорирования этилена. Затем полученный 1,2-дихлорэтан может быть превращен пиролитическим способом в винилхлорид с отщеплением хлористого водорода (НСl).
В коммерчески осуществляемых способах прямого хлорирования этилена этилендихлорид, представляющий собой продукт реакции, обычно также используется в качестве реакционной среды. При этом реагенты хлор и этилен вводятся в виде газа в жидкий этилендихлорид, в котором они растворяются и затем реагируют между собой. При этом реакционная среда совершает естественную или принудительную циркуляцию, причём в циркулирующий поток этилендихлорида вводятся реактанты. В реакторах с естественной циркуляцией ввод реагентов происходит обычно через стояк реактора.
В качестве катализатора используется, как правило, кислота Льюиса. По соображениям стоимости зачастую им является хлорид железа-III (FeCl3). Более дорогостоящие каталитические системы помимо кислоты Льюиса дополнительно содержат, например, галогенид щёлочного металла, в большинстве случаев хлорид натрия (NaCl). Такие каталитические системы могут подавлять нежелательные побочные реакции, например, последующее хлорирование этилендихлорида с образованием 1,1,2-трихлорэтана даже при относительно высоких температурах и поэтому обеспечивают экономическую выгоду по сравнению с использованием хлорида железа-III. Такая каталитическая система описана, например, в DE 43 18 609.
Известные из уровня техники способы отличаются между собой температурой реакции и управлением реакцией. При так называемом низкотемпературном прямом хлорировании (LTDC) реактор эксплуатируется при температуре ниже точки кипения реакционной среды EDC, которая (при атмосферном давлении) составляет 84єС. Продукт выпускается из реактора в жидком виде. Такие способы осуществляются при избыточном количестве хлора, причём в этих условиях катализатор хлорид железа может образовываться в результате реакции хлора с железом на стенке реактора или на специально предусмотренных внутренних элементах в качестве тел насадки и пр. Поскольку в жидком продукте реакции ещё содержатся растворённый хлор и катализатор, то его необходимо сначала обработать на одной или нескольких стадиях промывки водой и/или водным раствором гидроксида натрия. При этом образуется поток сточной воды, который в свою очередь подлежит обработке. Кроме того при дистилляционной переработке продукта требуется дополнительная стадия дистилляции для удаления растворенной воды.
При высокотемпературном прямом хлорировании (HTDC) процесс ведётся при температуре свыше точки кипения реакционной среды. В результате продукт реакции может отводиться в виде пара из реактора, при этом катализатор остаётся в реакторе. С одной стороны, это позволяет использовать передовые каталитические системы, с другой стороны, может задаваться оптимальное значение концентрации катализатора.
При использовании описанных выше установок для прямого хлорирования, работающих по способу низкотемпературного прямого хлорирования, требуется удалять избыточный хлор или хлорсодержащие побочные продукты из 1,2-дихлорэтана. Кроме того из-за избыточного количества хлора происходит интенсивная коррозия в реакторе, что сокращает его срок службы.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание способа и установки для синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена со сниженной необходимостью в очистке синтезированного 1,2-дихлорэтана и увеличенным сроком службы реактора.
Эта задача решается способом синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена в реакторе в присутствии катализатора в условиях, при которых синтезированный 1,2-дихлорэтан конденсируется, а этилен и хлор являются газообразными, при этом в реакторе стехиометрическое соотношение между этиленом и хлором задают таким, что этилен присутствует в избыточном количестве.
Эта задача решается также с помощью установки для синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена в реакторе в присутствии катализатора в условиях, при которых синтезированный 1,2-дихлорэтан конденсируется, а этилен и хлор являются газообразными, причём указанный реактор выполнен с возможностью задания стехиометрического соотношения между этиленом и хлором таким, что этилен присутствует в избыточном количестве.
При использовании указанных способа и установки реакция протекает в реакторе при избыточном количестве этилена, в результате чего поступивший в реактор хлор по существу расходуется на синтез 1,2-дихлорэтана. При этом снижается образование более хлорированных побочных продуктов дополнительно к 1,2-дихлорэтану. Поэтому не требуется удалять хлор из синтезированного 1,2-дихлорэтана и необходимость очистки 1,2-дихлорэтана от более хлорированных побочных продуктов снижается. Кроме того, более низкое содержание хлора по сравнению с уровнем техники приводит к уменьшению коррозии в реакторе, благодаря чему его срок службы существенно возрастает.
Способ согласно изобретению может найти применение как при возведении новых установок для низкотемпературного прямого хлорирования, так и при переоснащении существующих установок для низкотемпературного прямого хлорирования.
Условия в реакторе выбирают так, чтобы синтезированный 1,2-дихлорэтан конденсировался, а этилен и хлор напротив являлись бы газообразными. Предпочтительно температура в реакторе задаётся ниже точки кипения 1,2-дихлорэтана, в частности, ниже 84єС.
Оптимальным вариантом выполнения способа предусмотрено, чтобы стехиометрическое соотношение между этиленом и хлором составляло по меньшей мере 1,01 : 1. Предпочтительно стехиометрическое соотношение между этиленом и хлором составляет по меньшей мере 1,05 : 1, особо предпочтительно по меньшей мере 1,10 : 1.
Предпочтительно, чтобы стехиометрическое соотношение между этиленом и хлором контролировалось в реакторе, а подача этилена и хлора в реактор регулировалась так, чтобы этилен присутствовал в избыточном количестве. Контроль может быть постоянным или периодическим. Предпочтительно реактор содержит детекторное устройство для определения стехиометрического соотношения. Регулирование реактора может производиться через связанное с детекторным устройством управляющее устройство, посредством которого регулируется подача этилена и/или хлора в реактор.
Оптимальным оказался вариант выполнения способа согласно изобретению, при котором из реактора отводится поток жидкого 1,2-дихлорэтана, который частично выпаривается в выпарном устройстве. Отведённый из реактора 1,2-дихлорэтан частично переводится выпарным устройством в газообразный 1,2-дихлорэтан с высокой степенью чистоты. Это обеспечивает преимущество, при котором отведённый из реактора поток 1,2-дихлорэтана может быть очищен от катализатора. Предпочтительно использовать одноступенчатое выпарное устройство, в результате чего снижаются затраты по сравнению с многостадийным способом выпаривания.
Особенно предпочтительно, чтобы в выпарном устройстве выпаривалось менее 50 % отведённого из реактора 1,2-дихлорэтана. Предпочтительно испарившаяся в выпарном устройстве доля отведённого из реактора потока 1,2-дихлорэтана соответствует количеству 1,2-дихлорэтана, произведённому в реакторе.
Предпочтительным вариантом выполнения предусмотрено, чтобы выпарное устройство было выполнено в виде испарителя с нисходящим потоком жидкости. Поток 1,2-дихлорэтана предпочтительно подаётся в испаритель с нисходящим потоком жидкости сверху. 1,2-дихлорэтан может течь в испарителе с нисходящим потоком жидкости вниз и частично испаряться в результате нагрева в нём. Не испарившаяся доля отведенного из реактора 1,2-дихлорэтана может собираться в нижней части испарителя с нисходящим потоком жидкости.
Предпочтительно не испарившаяся доля отведенного из реактора потока 1,2-дихлорэтана возвращается обратно в реактор, благодаря чему катализатор, содержащийся в не испарившемся потоке 1,2-дихлорэтана, может повторно использоваться в реакторе.
Кроме того было обнаружено, что оптимально, чтобы выпарное устройство обогревалось теплом конденсации пара из дистилляционной колонны и/или теплом реакции из установки для высокотемпературного прямого хлорирования этилена. Это создаёт то преимущество, что необходимое для выпаривания тепло обеспечивается мероприятиями по рекуперации тепла, вследствие чего отпадает необходимость в подводе дополнительного тепла. Дистилляционная колонна предпочтительно представляет собой дистилляционную колонну для отделения компонентов с более высокой точкой кипения от 1,2-дихлорэтана. Дистилляционная колонна предпочтительно эксплуатируется при температуре её головной части в диапазоне от 120 до 150єС, более предпочтительно в диапазоне от 127 до 135єС. Обогрев теплом конденсации пара из дистилляционной колонны предпочтительно используется в том случае, когда модификация существующей установки низкотемпературного прямого хлорирования не сопровождается увеличением производственной мощности Для обогрева выпарного устройства теплом реакции из установки высокотемпературного прямого хлорирования этилена можно конденсировать поток парообразного 1,2-дихлорэтана и/или охлаждать поток жидкого 1,2-дихлорэтана.
Также предпочтительно, чтобы перед подачей в выпарное устройство отведённый из реактора поток 1,2-дихлорэтана подогревался с использованием предпочтительно тёплого потока 1,2-дихлорэтана, отведенного из выпарного устройства, и/или с использованием в частности жидкого, предпочтительно тёплого потока 1,2-дихлорэтана из установки для высокотемпературного прямого хлорирования этилена. Это позволяет охлаждать отведенный из выпарного устройства поток 1,2-дихлорэтана и повторно использовать энергию, высвобождающуюся в процессе. Особо предпочтительно, чтобы теплообмен между отведёнными из выпарного устройства и реактора потоками происходил в перекрёстном потоке. Для охлаждения отведённого из выпарного устройства потока 1,2-дихлорэтана в качестве альтернативы может использоваться устройство для мгновенного испарения.
Оптимальным вариантом выполнения предусмотрено, чтобы выходящий из выпарного устройства парообразный поток 1,2-дихлорэтана поступал в дистилляционную колонну. Предпочтительно в такой дистилляционной колонне отделяются такие соединения, точка кипения которых выше точки кипения 1,2-дихлорэтана. Этот вариант выполнения применим предпочтительно в том случае, когда одновременно с модификацией существующей установки для низкотемпературного прямого хлорирования требуется нарастить производственную мощность путём пристройки новой установки для высокотемпературного прямого хлорирования.
Используемый в способе согласно изобретению катализатор предпочтительно содержит хлорид железа-III (FeCl3) и/или хлорид натрия (NaCl).
Предпочтительно, чтобы в указанный реактор подавался содержащий этилен отходящий газ из реактора для высокотемпературного прямого хлорирования, в результате чего этот отходящий газ может использоваться для низкотемпературного прямого хлорирования, причём содержащийся этилен может использоваться для получения 1,2-дихлорэтана. Содержащий этилен отходящий газ предпочтительно сжимают в газоструйном газовом компрессоре, в котором используется, в частности, поток газообразного этилена.
Оптимальные признаки, описанные выше в связи со способом согласно изобретению, могут также применяться раздельно или в комбинации в установке согласно изобретению.
Другие подробности, признаки и преимущества изобретения представлены на чертежах и приводимом ниже описании предпочтительных вариантов выполнения со ссылкой на чертежи. При этом на чертежах представлены в качестве примеров только варианты выполнения изобретения, которые не ограничивают замысел изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 – установка для синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена в соответствии с уровнем техники, схематическое изображение,
фиг. 2 – первый пример выполнения установки для синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора согласно изобретению, схематическое изображение,
фиг. 3 – второй пример выполнения установки для синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора согласно изобретению, схематическое изображение.
Осуществление изобретения
На разных фигурах одинаковые части обозначены одинаковыми позициями и поэтому называются или упоминаются, как правило, лишь однократно.
На фиг. 1 изображена установка для синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена (установка для низкотемпературного прямого хлорирования), которая известна из уровня техники.
Этилен 1 и в избыточном количестве хлор 2 подаются в реактор 3 для низкотемпературного прямого хлорирования, в котором они растворяются в этилендихлориде и реагируют между собой с образованием этилендихлорида. Отходящий газ 4 реактора может отводиться из головной части реактора. Реакция протекает при температуре ниже точки кипения этилендихлорида. Произведённый катализатор этилендихлорид 5, содержащий выпускается в жидком виде из реактора и подвергается промывке водой 7 и водным раствором гидроксида натрия 8, при этом катализатор переходит в водную фазу, а все еще присутствующий хлор превращается реакцией с водным раствором гидроксида натрия в гипохлорит натрия, который также растворяется в водной фазе. Поток 10 сточной воды должен направляться на последующую обработку.
Содержащий влагу этилендихлорид 11 подаётся в дегидратационную колонну 12, которая интегрирована наряду с установкой для производства винилхлорида, и в которой может также обрабатываться влажный этилендихлорид 18 из установки для оксихлорирования, и в головной части которой происходит разделение воды и низкокипящих компонентов 16.
Высушенный этилендихлорид 9 поступает в колонну 13 для высококипящих компонентов, из головной части которой отводится очищенный этилендихлорид 17 в качестве продукта. Из донной части колонны для высококипящих компонентов отводится концентрированный раствор высококипящих компонентов в этилендихлориде 20 и подаётся в вакуумную колонну 15. В донной части этой колонны отделяют высококипящие компоненты 22, а образующийся в головной части этилендихлорид 21 возвращают в колонну 13 для высококипящих компонентов. Если имеет место полный комплекс оборудования для производства винилхлорида, то в колонне для высококипящих компонентов может дополнительно обрабатываться обратный поток 19 этилендихлорида из установки для термического крекинга этилендихлорида.
Изображение трёхстадийной дистилляционной переработки этилендихлорида в колоннах 12, 13 и 15 приведено в качестве примера, такой вид переработки среднему специалисту известен и не входит в состав изобретения. Для пояснения встраивания в комплекс оборудования для производства винилхлорида можно сослаться на потоки этилендихлорида из установки для оксихлорирования 18 и из установки для термического расщепления этилендихлорида 19. Эти взаимосвязи также известны среднему специалисту.
На фиг. 2 приведён первый пример выполнения установки для синтеза 1,2-дихлорэтана по изобретению. Согласно этому примеру выполнения обогрев выпарного устройства происходит посредством пара из дистилляционной колонны.
На фиг. 2 показана установка для низкотемпературного прямого хлорирования, продукт реакции которой выпаривается во время одностадийной выпарной операции, причём необходимое для выпаривания тепло подводится в виде скрытого тепла потока пара из колонны высококипящих компонентов. При этом не расходуется дополнительный водяной пар. Этилен 1 и хлор 2 поступают в реактор 3 для низкотемпературного прямого хлорирования, где происходит их реакция с образованием этилендихлорида. Поток 4 отходящего газа из реактора может отводиться из его головной части. Поток 5 жидкого этилендихлорида, содержащего катализатор, отводится из реактора для низкотемпературного прямого хлорирования и подаётся в сборник 111. Согласно предпочтительному варианту выполнения размер потока 5 этилендихлорида превышает количество произведённого в реакторе этилендихлорида. Насосом 106 поток этилендихлорида подаётся через один или несколько теплообменников 107, 108, которые служат для подогрева и подогреваются потоком 104 из донной части выпарного аппарата 110 и/или этилендихлоридом 120 в виде парообразного продукта из выпарного аппарата 110. После подогрева поток этилендихлорида поступает в выпарной аппарат 110, в котором происходит выпаривание этилендихлорида в количестве, соответствующем количеству этилендихлорида, произведённому в реакторе 3 для низкотемпературного прямого хлорирования. Испарившийся поток 120 этилендихлорида охлаждается в подогревателе 108 и дополнительном теплообменнике 109, собирается в сборнике 112 для продукта и перекачивается на периферийную часть установки или на расположенную ниже по потоку часть интегрированной установки производства винилхлорида. Не испарившаяся, содержащая катализатор доля 104 этилендихлорида из выпарного аппарата 110 перекачивается обратно в сборник 111, причём предварительно эта доля этилендихлорида охлаждается путём теплообмена в подогревателе 107. Из сборника 111 поток этилендихлорида, соответствующий не испарившейся доле этилендихлорида, перекачивается обратно в реактор для низкотемпературного прямого хлорирования.
Выпарной аппарат 110 служит головным конденсатором дистилляционной колонны, выполненной в виде колонны 114 для высококипящих компонентов, в которой могут перерабатываться также другие потоки из интегрированной установки для производства винилхлорида, такие, как обратный поток этилендихлорида после его термического крекинга 116 или высушенный в дегидратационной колонне этилендихлорид после оксихлорирования 117. Сконденсированный этилендихлорид 121 собирают в регенерационной ёмкости 113 колонны 114 для высококипящих компонентов и в качестве флегмы перекачивают в колонну 114 или в качестве продукта на периферию установки.
Описанный в первом примере выполнения способ особенно пригоден для модификации существующих установок для низкотемпературного прямого хлорирования при условии, что одновременно с модификацией не проводится наращивание производственной мощности.
На фиг. 3 показан второй пример выполнения установки для синтеза 1,2- дихлорэтана согласно изобретению. В этом примере выполнения обогрев на стадии выпаривания проводится теплом реакции, высвободившимся из установки для высокотемпературного прямого хлорирования.
Показанная на фиг. 3 в качестве примера установка для высокотемпературного прямого хлорирования уже описана в ЕР 1 161 406. Однако для обогрева на стадии выпаривания согласно изобретению пригодны также и другие процессы высокотемпературного прямого хлорирования.
Этилен 1 и хлор 2 подаются в реактор 3 для низкотемпературного прямого хлорирования, где реагируют между собой с образованием этилендихлорида. Поток 4 отходящего газа из реактора может отводиться из головной части реактора 3. Из реактора 3 для низкотемпературного прямого хлорирования отводят поток 5 жидкого этилендихлорида, содержащего катализатор, и направляют в сборник 111. Согласно предпочтительному варианту выполнения поток 5 этилендихлорида превышает количество этилендихлорида, произведённое в реакторе 3 для низкотемпературного прямого хлорирования. Из сборника 111 насосом 106 отбирается поток 122 этилендихлорида, который согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения превышает количество этилендихлорида, произведённое в реакторе 3 для низкотемпературного прямого хлорирования. Поток 122 этилендихлорида направляют через один или несколько теплообменников 107, 108, которые предназначены для подогрева потока и обогреваются потоком 104 этилендихлорида из донной части выпарного аппарата 110 и/или потоком 220 жидкого горячего этилендихлорида из установки для высокотемпературного прямого хлорирования. После подогрева поток 122 этилендихлорида поступает в выпарной аппарат 110, в котором проводится выпаривание этилендихлорида в количестве, соответствующем количеству этилендихлорида, произведённому в реакторе 3 для низкотемпературного прямого хлорирования. Испарившийся поток 215, полученный при низкотемпературном прямом хлорировании, может быть направлен в виде парообразного продукта, например, в дистилляционную колонну или согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения (не показан) использован для подогрева, путем конденсации, жидкого этилендихлорида из реактора 3 для низкотемпературного прямого хлорирования.
Не испарившаяся доля этилендихлорида из выпарного аппарата 110 охлаждается в результате теплообмена с потоком 122 из сборника 111 и подаётся обратно в сборник 111. Этилендихлорид, частично сконденсировавшийся в выпарном аппарате 110, собирается в сборнике 212 для продукта высокотемпературного прямого хлорирования и перекачивается в качестве продукта 213 на периферию установки или в качестве обратного потока 223 обратно в реактор 214 для высокотемпературного прямого хлорирования. Ниже по потоку от сборника 212 для продукта находится конденсационный участок 221 для отходящего газа, где может также располагаться аппарат глубокого охлаждения (не показан). Отходящий газ из реактора 214 для высокотемпературного прямого хлорирования, в котором наряду с другими не сконденсированными компонентами содержится и этилен, сжимается в газоструйном газовом компрессоре 216 реактора 3 для низкотемпературного прямого хлорирования посредством рабочего потока 1 этилена и подаётся в реактор 3 для низкотемпературного прямого хлорирования.
Описанный во втором примере выполнения способ особенно пригоден для модификации существующих установок для низкотемпературного прямого хлорирования, если одновременно с модификацией установки для низкотемпературного прямого хлорирования должна наращиваться мощность путём сооружения дополнительной установки для высокотемпературного прямого хлорирования.
При использовании описанных выше установок и способов синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена в присутствии катализатора в реакторе 3 в условиях, при которых конденсируется синтезированный 1,2-дихлорэтан, а этилен и хлор являются газообразными, в реакторе 3 стехиометрическое соотношение между этиленом и хлором задают таким, чтобы этилен присутствовал в избыточном количестве. В результате снижаются расходы на очистку синтезированного 1,2-дихлорэтана и существенно возрастает долговечность реактора 3.
Перечень позиций
1 этилен
2 хлор
3 реактор для низкотемпературного прямого хлорирования
4 отходящий газ из реактора для низкотемпературного прямого хлорирования
5 полученный в реакторе этилендихлорид
6 промывка этилендихлорида
7 промывочная вода
8 водный раствор гидроксида натрия
9 сухой этилендихлорид
10 поток сточной воды
11 полученный этилендихлорид с содержанием воды
12 дегидратационная колонна
13 колонна для высококипящих компонентов
14 поток полученного очищенного этилендихлорида
15 вакуумная колонна
16 вода и низкокипящие компоненты
17 полученный очищенный этилендихлорид
18 влажный этилендихлорид, полученный при оксихлорировании
19 обратный поток этилендихлорида после крекинга
20 этилендихлорид + высококипящие компоненты
21 обратный поток этилендихлорида из вакуумной колонны
22 высококипящий компонент
23 отходящий газ из колонны
104 обратный поток этилендихлорида, поступающий в циркуляционный сборник
106 циркуляционный насос
107 подогреватель
108 подогреватель
109 конденсатор продукта
110 испаритель с нисходящим потоком жидкости
111 циркуляционный сборник
112 сборник для продукта
113 регенерационная ёмкость
114 колонна для высококипящих компонентов
115 поток пара
116 обратный поток этилендихлорида после крекинга
117 высушенный этилендихлорид после оксихлорирования
118 обратный поток этилендихлорида для подачи в реактор низкотемпературного прямого хлорирования
119 отходящий газ из реактора для низкотемпературного прямого хлорирования
120 этилендихлорид из испарителя
121 сконденсированный этилендихлорид из испарителя
122 этилендихлорид для подачи в испаритель
212 сборник для продукта высокотемпературного прямого хлорирования
213 продукт высокотемпературного прямого хлорирования
214 реактор для высокотемпературного прямого хлорирования
215 поток продукта низкотемпературного прямого хлорирования
216 газоструйный газовый компрессор
217 отходящий газ из реактора для высокотемпературного прямого хлорирования
220 циркулирующий поток этилендихлорида при высокотемпературном прямом хлорировании
221 дополнительный конденсатор для высокотемпературного прямого хлорирования
223 этилендихлорид для реактора высокотемпературного прямого хлорирования
Claims (17)
1. Способ синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена в присутствии катализатора в реакторе в условиях, при которых синтезированный 1,2-дихлорэтан конденсируется, а этилен и хлор являются газообразными, причём стехиометрическое соотношение между этиленом и хлором в реакторе задают таким, что этилен присутствует в избыточном количестве, причем из реактора отводят поток жидкого 1,2-дихлорэтана, который частично выпаривают в выпарном устройстве.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стехиометрическое соотношение между этиленом и хлором составляет по меньшей мере 1,01:1.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что стехиометрическое соотношение между этиленом и хлором в реакторе контролируют и что подачу этилена и хлора в реактор регулируют так, чтобы этилен присутствовал в избыточном количестве.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что указанное выпарное устройство представляет собой одноступенчатое выпарное устройство.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в выпарном устройстве выпаривают менее 50 % потока 1,2-дихлорэтана, отведенного из реактора.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что испарившаяся в выпарном устройстве доля потока 1,2-дихлорэтана, отведенного из реактора, соответствует количеству 1,2-дихлорэтана, произведённому в реакторе.
7. Способ по любому из пп. 1–6, отличающийся тем, что выпарное устройство выполнено в виде испарителя с нисходящим потоком жидкости.
8. Способ по любому из пп. 1–7, отличающийся тем, что неиспарившуюся долю отведенного из реактора потока 1,2-дихлорэтана возвращают в реактор.
9. Способ по любому из пп. 1–8, отличающийся тем, что выпарное устройство обогревается теплом реакции из установки для высокотемпературного прямого хлорирования этилена.
10. Способ по любому из пп. 1–9, отличающийся тем, что поток парообразного 1,2-дихлорэтана, выходящий из выпарного устройства, подают в дистилляционную колонну.
11. Способ по любому из пп. 1–8, отличающийся тем, что выпарное устройство обогревается теплом конденсации пара из дистилляционной колонны.
12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что дистилляционную колонну используют для отделения соединений, которые имеют более высокую точку кипения, чем 1,2-дихлорэтан.
13. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что дистилляционная колонна эксплуатируется при температуре в головной части от 120 до 150ºС, предпочтительно от 127 до 135ºС.
14. Способ по любому из пп. 1–13, отличающийся тем, что до подачи в выпарное устройство отведенный из реактора поток 1,2-дихлорэтана подогревают с использованием потока, отведенного из выпарного устройства, и/или с использованием, в частности, жидкого потока 1,2-дихлорэтана из установки для высокотемпературного прямого хлорирования этилена.
15. Способ по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что катализатор содержит FeCl3 и/или NaCl.
16. Способ по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что содержащий этилен отходящий газ из реактора для высокотемпературного прямого хлорирования подают в реактор.
17. Установка для синтеза 1,2-дихлорэтана из этилена и хлора посредством низкотемпературного прямого хлорирования этилена в присутствии катализатора в реакторе в условиях, при которых синтезированный 1,2-дихлорэтан конденсируется, а этилен и хлор являются газообразными, причём реактор выполнен с возможностью задания стехиометрического соотношения между этиленом и хлором таким, что этилен присутствует в избыточном количестве, причем реактор имеет вывод для потока жидкого 1,2-дихлорэтана, который частично выпаривается в выпарном устройстве.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014214872.3 | 2014-07-29 | ||
| DE102014214872.3A DE102014214872A1 (de) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Verfahren und eine Vorrichtung zur Synthese von 1,2-Dichlorethan |
| PCT/EP2015/067181 WO2016016200A1 (de) | 2014-07-29 | 2015-07-27 | Verfahren und eine vorrichtung zur synthese von 1,2-dichlorethan |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017106054A3 RU2017106054A3 (ru) | 2018-08-28 |
| RU2017106054A RU2017106054A (ru) | 2018-08-28 |
| RU2672109C2 true RU2672109C2 (ru) | 2018-11-12 |
Family
ID=53724370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017106054A RU2672109C2 (ru) | 2014-07-29 | 2015-07-27 | Способ и установка для синтеза 1,2-дихлорэтана |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9981890B2 (ru) |
| CN (2) | CN115745737A (ru) |
| BR (1) | BR112017001800B1 (ru) |
| DE (1) | DE102014214872A1 (ru) |
| RU (1) | RU2672109C2 (ru) |
| SA (1) | SA517380801B1 (ru) |
| WO (1) | WO2016016200A1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2099231A (en) * | 1935-06-10 | 1937-11-16 | Shell Dev | Halogenation of unsaturated compounds |
| RU2051891C1 (ru) * | 1991-12-16 | 1996-01-10 | Акционерное общество открытого типа "Саянскхимпром" | Способ получения дихлорэтана |
| JP2006335665A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Tokuyama Corp | １，２−ジクロロエタンの製造方法 |
| EP2196446A1 (en) * | 2008-12-15 | 2010-06-16 | Petkim Petrokimya Holding Anonim Sirekti | Process for preventing fouling in the production of ethylene dichloride |
| KR20120067400A (ko) * | 2010-12-16 | 2012-06-26 | 주식회사 엘지화학 | 1,2-디클로로에탄의 제조방법 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE529524C (de) * | 1927-04-29 | 1931-07-14 | Albert Maier | Verfahren zur Herstellung von AEthylenchlorid aus AEthylen bzw. aethylenhaltigen Gasen und Chlor |
| US2245776A (en) * | 1938-12-08 | 1941-06-17 | Shell Dev | Chlor-addition of nontertiary olefins |
| US3941568A (en) * | 1971-05-20 | 1976-03-02 | Allied Chemical Corporation | Apparatus for the production of ethylene dichloride |
| US4410747A (en) * | 1979-06-29 | 1983-10-18 | Ryo-Nichi Company Ltd. | Process for producing 1,2-dichloroethane |
| DE4103281A1 (de) * | 1991-02-04 | 1992-08-06 | Buna Ag | Verfahren zur herstellung von 1,2-dichlorethan |
| DE4318609A1 (de) | 1993-01-27 | 1994-07-28 | Hoechst Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan durch Direktchlorierung |
| BR9405872A (pt) * | 1993-01-27 | 1995-12-12 | Hoechst Ag | Processo e dispositivo para preparação de 1,2-dicloroetano por cloração direta |
| DE19641562A1 (de) * | 1996-07-04 | 1998-01-08 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan durch Direktchlorierung |
| DE19910964A1 (de) | 1999-03-12 | 2000-09-21 | Krupp Uhde Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Ethylendichlorid (EDC) |
| DE102004029147B4 (de) * | 2004-06-17 | 2008-01-03 | Uhde Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan mittels Direktchlorierung |
| FR2903685B1 (fr) * | 2006-07-13 | 2008-09-05 | Arkema France | Procede d'obtention de 1,2-dichloroethane par chloration directe avec etape de separation du catalyseur par evaporation directe, et installation pour sa mise en oeuvre. |
-
2014
- 2014-07-29 DE DE102014214872.3A patent/DE102014214872A1/de active Pending
-
2015
- 2015-07-27 US US15/329,992 patent/US9981890B2/en active Active
- 2015-07-27 CN CN202211490221.2A patent/CN115745737A/zh active Pending
- 2015-07-27 WO PCT/EP2015/067181 patent/WO2016016200A1/de active Application Filing
- 2015-07-27 CN CN201580041944.6A patent/CN107074693A/zh active Pending
- 2015-07-27 BR BR112017001800-4A patent/BR112017001800B1/pt active IP Right Grant
- 2015-07-27 RU RU2017106054A patent/RU2672109C2/ru active
-
2017
- 2017-01-29 SA SA517380801A patent/SA517380801B1/ar unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2099231A (en) * | 1935-06-10 | 1937-11-16 | Shell Dev | Halogenation of unsaturated compounds |
| RU2051891C1 (ru) * | 1991-12-16 | 1996-01-10 | Акционерное общество открытого типа "Саянскхимпром" | Способ получения дихлорэтана |
| JP2006335665A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Tokuyama Corp | １，２−ジクロロエタンの製造方法 |
| EP2196446A1 (en) * | 2008-12-15 | 2010-06-16 | Petkim Petrokimya Holding Anonim Sirekti | Process for preventing fouling in the production of ethylene dichloride |
| KR20120067400A (ko) * | 2010-12-16 | 2012-06-26 | 주식회사 엘지화학 | 1,2-디클로로에탄의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112017001800B1 (pt) | 2021-07-13 |
| SA517380801B1 (ar) | 2020-12-15 |
| BR112017001800A2 (pt) | 2017-11-21 |
| CN107074693A (zh) | 2017-08-18 |
| CN115745737A (zh) | 2023-03-07 |
| RU2017106054A3 (ru) | 2018-08-28 |
| RU2017106054A (ru) | 2018-08-28 |
| US20170267610A1 (en) | 2017-09-21 |
| US9981890B2 (en) | 2018-05-29 |
| WO2016016200A1 (de) | 2016-02-04 |
| DE102014214872A1 (de) | 2016-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2280637C2 (ru) | Способ получения 1,2-дихлорэтана | |
| JP7348993B2 (ja) | Ｃ３塩素化アルカン及びアルケン化合物の製造方法 | |
| JP6272878B2 (ja) | せきクエンチおよびそれを組み込んだ方法 | |
| CN103097325A (zh) | 氢氟碳化合物或氢氯氟碳化合物的脱水方法、以及使用了该脱水方法的1,3,3,3-四氟丙烯的制造方法 | |
| US9334209B2 (en) | Method for heat recovery in vinyl chloride monomer structures or in the structure composite dichloroethane/vinyl chloride, and device suitable for same | |
| CN105503577B (zh) | 一种一氯乙酰氯氯化反应过程的氯资源循环利用方法及系统 | |
| KR102606458B1 (ko) | 고순도 염화 알칸의 제조 방법 | |
| JP2001261308A (ja) | 塩酸の回収方法 | |
| TWI547596B (zh) | 濃縮鹼水溶液之方法及適用於此目的之裝置 | |
| CN103816768B (zh) | 从生产氯甲烷或四氯乙烯尾气中回收氯化氢的方法及系统 | |
| JP2018507163A (ja) | 臭化水素酸の調製のためのプロセス | |
| KR20000022460A (ko) | 직접 염소처리에 의한 1,2-디콜로로에탄의 제조방법 | |
| CN104119201A (zh) | 一种含氟烷烃的干法分离提纯系统及提纯方法 | |
| RU2672109C2 (ru) | Способ и установка для синтеза 1,2-дихлорэтана | |
| US6229059B1 (en) | Process for the production of 1, 2-dichloroethane | |
| CN106076074B (zh) | 一种氯化苯生产中二段尾气处理装置 | |
| JP3800683B2 (ja) | 塩素化芳香族炭化水素類の製造方法 | |
| EP2935164A1 (en) | Process for the manufacture of ethylene dichloride (edc), and process for the manufacture of vinyl chloride monomer (vcm) and of polyvinyl chloride (pvc) | |
| CN218620660U (zh) | 一种利用副产盐酸氧氯化法生产二氯乙烷的生产装置 | |
| US20140336426A1 (en) | Process and apparatus for heat recovery in vinyl chloride monomer plants or in integrated vinyl chloride monomer or polyvinyl chloride plants | |
| JP2015500256A (ja) | 塩化ビニルモノマー（ｖｃｍ）およびポリ塩化ビニル（ｐｖｃ）の製造方法 | |
| RU2559882C1 (ru) | Способ нейтрализации и осушки реакционных газов производства хлорметанов | |
| MX2008003753A (en) | Method of operating a distillation column for purifying 1,2-dichloroethane and for coupled sodium hydroxide solution evaporative concentration | |
| JP2013224270A (ja) | フルオロアルキルアイオダイドの利用方法 | |
| JP2006248968A (ja) | イソプロピルベンゼン系化合物の製造方法 |