Geteilte EDC-KolonneSplit EDC column
Beschreibungdescription
Destillationskolonne, Verwendung dazu und Verfahren zur Destillation insbesondere von 1, 2-Dichlorethan (EDC)Distillation column, use thereof and process for distillation, in particular of 1,2-dichloroethane (EDC)
Die Erfindung betrifft eine Destillationskolonne, insbesondere zur Abtrennung von hochsiedenden Fraktionen aus Produktgemischen, welche Kolonne beispielsweise zur Reinigung von 1, 2-Dichlorethan (EDC) eingesetzt werden kann. Damit können Verunreinigungen und/oder Nebenprodukte, auch wenn deren Siedepunkt sich nur unwesentlich von dem des Produktes unterscheidet, nahezu quantitativ abgetrennt werden.The invention relates to a distillation column, in particular for separating high-boiling fractions from product mixtures, which column can be used, for example, to purify 1,2-dichloroethane (EDC). This means that impurities and / or by-products can be separated almost quantitatively, even if their boiling point differs only slightly from that of the product.
1, 2-Dichlorethan (Ethylendichlorid, EDC) wird als Vorprodukt zur Herstellung von Vinylchlorid (VC) großtechnisch nach zwei unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Ein Verfahren ist die sogenannte Direktchlorierung (DC) , bei der Ethylen und Chlor in der flüssigen Phase mit Hilfe eines homogenen1, 2-dichloroethane (ethylene dichloride, EDC) is produced on a large scale as a preliminary product for the production of vinyl chloride (VC) by two different processes. One method is the so-called direct chlorination (DC), in which ethylene and chlorine in the liquid phase using a homogeneous
Katalysatorsystems zu EDC umgesetzt werden. Ein weiteres Verfahren ist die sogenannte Oxychlorierung (OC) , bei der Ethylen, Chlorwasserstoff und Sauerstoff in der Gasphase mit Hilfe eines heterogen Katalysatorsystems zu EDC umgesetzt werden. Das durch beide Verfahren hergestellte Roh-EDC (DC- EDC bzw. OC-EDC) muss einer destillativen Reinigung unterzogen werden, bevor es durch thermische Spaltung (EDC- Spaltung, Pyrolyse) zu VC verarbeitet wird. Bei der EDC- Spaltung wird üblicherweise ein Anteil von 40-50% des gesamten eingesetzten EDC nicht umgesetzt, der als sogenanntes "Rück-EDC" zurückgewonnen werden kann, aber durch verschiedene Nebenprodukte verunreinigt sein kann. Auch das
Rück-EDC muss destillativ gereinigt werden, bevor es dem Herstellungsverfahren erneut zugeführt werden kann.Catalyst system to be implemented EDC. Another process is the so-called oxychlorination (OC), in which ethylene, hydrogen chloride and oxygen in the gas phase are converted to EDC using a heterogeneous catalyst system. The raw EDC (DC-EDC or OC-EDC) produced by both processes must be subjected to purification by distillation before it is processed into VC by thermal cleavage (EDC cleavage, pyrolysis). In EDC cleavage, usually 40-50% of the total EDC used is not converted, which can be recovered as a so-called "re-EDC", but can be contaminated by various by-products. That too Re-EDC must be purified by distillation before it can be returned to the manufacturing process.
Die Reinigung von Roh-EDC (DC- bzw. OC-EDC) und Rück-EDC wird im Stand der Technik mit Hilfe von zumindest dreiThe cleaning of raw EDC (DC or OC EDC) and back EDC is done in the prior art with the help of at least three
Destillationskolonnen durchgeführt, wie zum Beispiel in der Patentschrift DE 199 53 762 C2 beschrieben und in Figur 1 gezeigt. Dabei wird OC-EDC 1 vorgereinigt, indem sogenannte Leichtsieder und Wasser 5 in einer kombinierten Leichtsieder- und Entwässerungskolonne 4 abgetrennt werden. Hierbei und auch in der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "Leichtsieder" alle Komponenten mit einem Siedepunkt unter dem von EDC, d.h. alle Komponenten mit einem Siedepunkt, der niedriger als 8 aC ist; entsprechend bezeichnet der Begriff "Hochsieder" alle Komponenten mit einem Siedepunkt über dem von EDC, d.h. alle Komponenten mit einem Siedepunkt, der höher als 842C ist.Distillation columns carried out, as described for example in the patent DE 199 53 762 C2 and shown in Figure 1. OC-EDC 1 is pre-cleaned by separating so-called low boilers and water 5 in a combined low boiler and dewatering column 4. Here and also in the present invention, the term “low boilers” denotes all components with a boiling point below that of EDC, ie all components with a boiling point which is lower than 8 a C; the term “high boilers” accordingly designates all components with a boiling point above that of EDC, ie all components with a boiling point which is higher than 84 2 C.
In einer zentralen Hochsiederkolonne 6 werden die EDC- Zulaufströme von OC-EDC, DC-EDC (2) und Rück-EDC (3) vereint im kontinuierlichen Verfahren destilliert, um die Hochsieder abzutrennen. Der Sumpfström der Hochsiederkolonne wird zur Rückgewinnung von EDC in einer zusätzlichen Vakuumdestillationskolonne 7 aufkonzentriert . Dieses Verfahren hat den wesentlichen Nachteil, dass es damit nicht gelingt, Nebenprodukte und Verunreinigungen, deren Siedepunkt ähnlich dem des EDC sind, wie z.B. Benzol und 1,1- Dichlorethan aus dem Rück-EDC, und/oder leichtsiedende Verunreinigungen aus dem DC-EDC (wie beispielweise Ethylen und Chlorwasserstoff) , so vollständig abzutrennen, dass das erhaltene EDC den international üblichen Spezifikationen eines für den Verkauf bestimmten EDC (Verkaufs-EDC) in Bezug auf Hochsieder- und Leichtsiederanteile genügt. Die
Spezifikationen für Verkaufs-EDC sind eine EDC-Reinheit von etwa 99,9% mit einem Hochsiederanteil von <500 ppm (w/w) und einem Leichtsiederanteil von <350 ppm. Tabelle 1 zeigt eine typische EDC-Qualität, die mit einer Anlage gemäß des beschriebenen Stands der Technik erzielt wurde.In a central high boiler column 6, the EDC feed streams of OC-EDC, DC-EDC (2) and re-EDC (3) are distilled in a continuous process in order to separate the high boilers. The bottom stream of the high boiler column is concentrated in an additional vacuum distillation column 7 for the recovery of EDC. The main disadvantage of this process is that it does not succeed in by-products and impurities whose boiling point is similar to that of the EDC, such as benzene and 1,1-dichloroethane from the back EDC, and / or low-boiling impurities from the DC-EDC (such as ethylene and hydrogen chloride), so completely separated that the EDC obtained meets the internationally customary specifications of an EDC (sales EDC) intended for sale in terms of high boiler and low boiler content. The Specifications for sales EDC are an EDC purity of approximately 99.9% with a high boiler content of <500 ppm (w / w) and a low boiler content of <350 ppm. Table 1 shows a typical EDC quality that was achieved with a system according to the described prior art.
Tabelle 1: Zusammensetzung von EDC nach Hochsiederabtrennung in den Kolonnen 6 und 7 gemäß dem Stand der Technik; alle Angaben sind in Gewichts ppm.Table 1: Composition of EDC after high boiler removal in columns 6 and 7 according to the prior art; all figures are in ppm by weight.
Zum Erreichen der erforderlichen Verkaufs-EDC-Qualität wird nach dem Stand der Technik die Aufarbeitung von Rück-EDC und Roh-EDC in zwei unterschiedlichen Kolonnen zurIn order to achieve the required sales EDC quality, the reprocessing of re-EDC and raw EDC is carried out in two different columns according to the prior art
Hochsiederabtrennung durchgeführt, um die vorstehend erwähnten Nebenprodukte und Verunreinigungen zu entfernen. Insbesondere Benzol und 1, 1-Dichlorethan sind in der anfallenden Höhe im Verkaufs-EDC nicht zulässig. Durch die separate Destillation in zwei Kolonnen wird in einer Kolonne eine EDC-Qualität hergestellt, die als "Feed-EDC" wieder in der Spaltung eingesetzt wird, und in der anderen Kolonne das EDC aus DC und OC so gereinigt, dass Reinst- oder Verkaufs- EDC gewonnen werden kann.High boiler separation carried out to remove the by-products and impurities mentioned above. In particular, benzene and 1, 1-dichloroethane are not permitted in the amount incurred in the sales EDC. Due to the separate distillation in two columns, an EDC quality is produced in one column, which is used again as "feed EDC" in the cleavage, and in the other column the EDC is purified from DC and OC in such a way that pure or sales - EDC can be won.
Nachteilig daran ist, dass zwei Destillationskolonnen mit Umlaufverdampfern hohe Investitionskosten und erhöhte Betriebskosten zur Folge haben und zusätzlich einen höheren Reinigungsaufwand und damit verbunden höhere Kosten verursachen. Ferner muss zur Wartung und Reinigung der
zweiten Kolonne der kontinuierliche Prozess unterbrochen werden, was zu zusätzlichen Stillstandzeiten der Anlage führt .The disadvantage of this is that two distillation columns with circulation evaporators result in high investment costs and increased operating costs and additionally cause a higher cleaning effort and associated higher costs. Furthermore, the maintenance and cleaning of the second column of the continuous process are interrupted, which leads to additional downtimes of the system.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der eine Abtrennung von hochsiedenden und anderen, etwa am oder nahe am Siedepunkt des Produktes siedenden, Verunreinigungen wirtschaftlich durchgeführt werden kann. Zudem ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Verwendung einer sol- chen Kolonne zu offenbaren, sowie ein Verfahren zur Abtrennung von hochsiedenden und anderen, etwa am oder nahe am Siedepunkt des Produktes siedenden, Verunreinigungen von Produktgemischen anzugeben.An object of the invention is to provide a device in which a separation of high-boiling and other contaminants, for example boiling at or near the boiling point of the product, can be carried out economically. In addition, it is an object of the invention to disclose the use of such a column and to provide a process for the separation of high-boiling and other impurities from product mixtures which boil approximately at or near the boiling point of the product.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen und abhängigen Ansprüche sowie der Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren gelöst.This object is achieved by the subject matter of the independent and dependent claims and the description in connection with the figures.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine vertikale Destilla- tionskolonne mit mehreren Böden (Trennstufen) , zumindest zwei Kolonnenzulaufleitungen, zumindest einer, vorzugsweise zwei, drei oder auch mehrerer Produktableitungen, einer Auftriebsoder Verstärkersäule, einer Abtriebssäule und einem Sumpfteil am unteren Ende der Kolonne, wobei die Kolonne zumindest eine vertikale Trennwand aufweist, welche die gesamte Auftriebs- oder Verstärkersäule und zumindest einen Teil der Abtriebssäule, jedoch nicht den Sumpfteil der Kolonne in zumindest zwei Bereiche (Destillationskammern) teilt, wobei jeder Bereich zumindest eine Kolonnenzuleitung aufweist und die Be- reiche über das Sumpfteil in Fluidverbindung miteinander stehen. Ausserdem ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung der Kolonne zur Destillation (Reinigung) von EDC. Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Destillation
(Reinigung) von zwei, drei oder mehr unterschiedlichen Pro- duktgemisehen, wobei die zwei, drei oder mehr unterschiedlichen Produktgemische in bzw. durch die Kolonnenzulauf- leitungen einer erfindungsgemäßen Kolonne geleitet und ein, zwei, drei oder mehr Destillate abgetrennt werden. Schließlich ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Destillation (Reinigung) von EDC, wobei das EDC in einer vertikalen Destillationskolonne mit mehreren Böden, zumindest zwei EDC- Zulaufströmen und zumindest einer Kolonnenableitung einer fraktionierten Destillation unterworfen wird.The invention thus relates to a vertical distillation column with a plurality of trays (separation stages), at least two column feed lines, at least one, preferably two, three or even more product discharge lines, a buoyancy or intensifying column, a stripping column and a bottom section at the lower end of the column, the Column has at least one vertical partition, which divides the entire buoyancy or intensifying column and at least part of the stripping column, but not the bottom part of the column, into at least two areas (distillation chambers), each area having at least one column feed line and the areas over the Stand sump part in fluid communication with each other. The invention also relates to the use of the column for the distillation (purification) of EDC. The invention further relates to a method for distillation (Purification) of two, three or more different product mixtures, the two, three or more different product mixtures being passed into or through the column feed lines of a column according to the invention and one, two, three or more distillates being separated off. Finally, the invention relates to a process for the distillation (purification) of EDC, the EDC being subjected to a fractional distillation in a vertical distillation column with several trays, at least two EDC feed streams and at least one column discharge line.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine separate verbesserte Trennung von verschiedenen Produktströmen möglich wird, wobei ein Produkt- ström destillativ nur schwer abtrennbare Nebenprodukte enthält.Surprisingly, it was found that the device according to the invention enables separate, improved separation of different product streams, a product stream containing by-products which are difficult to remove by distillation.
Es wurde ferner gefunden, dass eine erfindungsgemäße Kolonne zur insbesondere kontinuierlichen fraktionierten Destillation trotz gleichbleibender Anzahl an Trennstufen eine höhere Auftrennungseffektivität zeigt, als eine Kolonne die über keine vertikale Trennwand verfügt .It was also found that a column according to the invention, in particular for continuous fractional distillation, shows a higher separation efficiency than a column which has no vertical dividing wall, despite the number of separation stages remaining the same.
Überraschenderweise wurde insbesondere gefunden, daß EDC mit einer für den Verkauf geeigneten Qualität bei Einsatz nur einer Destillationskolonne hergestellt werden kann, wenn in der Kolonne zumindest eine vertikale Trennwand vorgesehen ist, die den oberen Teil der Kolonne in zumindest zwei Bereiche trennt .Surprisingly, it was found in particular that EDC with a quality suitable for sale can be produced using only one distillation column if at least one vertical partition is provided in the column which separates the upper part of the column into at least two areas.
Bevorzugt umfassen die zu trennenden Produktgemische jeweils einen halogenierten Kohlenwasserstoff, bevorzugt einen mehrfach chlorierten Kohlenwasserstoff, insbesondere EDC.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform werden Roh-EDC und Rück-EDC in den durch die zumindest eine vertikal eingezogene Trennwand separierten Bereichen (Destillationskammern) getrennt destilliert. Hierzu werden das Roh-EDC und das Rück- EDC jeweils in verschiedene, durch die zumindest eine vertikale Trennwand gebildeten Bereiche, vorzugsweise kontinuierlich, eingespeist. Die Einspeisung kann grundsätzlich an jedem Punkt der Kolonne erfolgen, vorteilhafterweise werden Rück-EDC und Roh-EDC jedoch jeweils im mittlerem Teil der Kolonne, d. h. zwischen Kopf- und Sumpfteil, vorzugsweise etwa auf halber Höhe der Kolonne, eingespeist.The product mixtures to be separated each comprise a halogenated hydrocarbon, preferably a polychlorinated hydrocarbon, in particular EDC. According to an advantageous embodiment, the raw EDC and the back EDC are distilled separately in the regions (distillation chambers) separated by the at least one vertically retracted partition. For this purpose, the raw EDC and the back EDC are each fed into different areas, preferably continuously, formed by the at least one vertical partition. In principle, the feed can take place at any point in the column, but back-EDC and raw EDC are advantageously fed in in the middle part of the column, ie between the top and bottom parts, preferably about halfway up the column.
Besonders bevorzugt wird das EDC aus der Oxychlorierung zu- nächst in einer Kolonne von Leichtsiedern und Wasser abgetrennt, bevor es mit dem EDC aus der Direktchlorierung zum vereinigt oder getrennt in einen Bereich der erfindungsgemäßen Kolonne eingespeist wird.Particularly preferably, the EDC from the oxychlorination is first separated from low boilers and water in a column, before it is combined with the EDC from the direct chlorination or fed separately into a region of the column according to the invention.
Insbesondere ist es erfindungsgemäß möglich, in Abhängigkeit von Menge und Zusammensetzung des oder der zu reinigenden Kolonnenzuläufe zu den Destillationskammern verschiedene Destillatreinheiten in einer Kolonne zu gewinnen. Dies wird insbesondere auch durch Kondensation der Brüden aus verschiedenen Teilen und/oder Bereichen der Kolonne möglich. Auch ist es möglich, eine gewünschte Destillatqualität durch Mischung der beiden Destillatströme einzustellen.In particular, according to the invention it is possible, depending on the amount and composition of the column feeds to be purified, to the distillation chambers to obtain different distillate purities in one column. This is made possible in particular by condensation of the vapors from different parts and / or areas of the column. It is also possible to set a desired distillate quality by mixing the two distillate streams.
Die erfindungsgemäße Destillationskolonne und die zumindest eine Trennwand sind vertikal angeordnet, wobei auch Anordnungen von der Erfindung umfaßt werden, die nicht vollständig vertikal ausgerichtet sind; so sind z. B. Anordnungen von Ko-
lonnen, die um 5, 10 oder 20 Grad von der Vertikalen abweichen, möglich, jedoch nicht bevorzugt.The distillation column according to the invention and the at least one dividing wall are arranged vertically, arrangements also being included by the invention which are not completely aligned vertically; so are z. B. Arrangements of Co lons that deviate from the vertical by 5, 10 or 20 degrees are possible, but not preferred.
Nach einer Ausführungsform der Kolonne ist zumindest eine Produktableitung seitlich, d. h. zwischen Kopf- und Sumpfteil der Kolonne angeordnet . Dabei kann besonders reines Produkt erhalten werden, wenn nicht nur hochsiedende, sondern auch leichtsiedende Verunreinigungen abgetrennt werden. Erfindungsgemäß sind eine, zwei oder mehr vertikale Trennwände vorgesehen, die gleiche oder verschiedene Längen aufweisen können, wobei eine Trennwand bevorzugt ist. Im Folgenden wird die Erfindung daher beispielhaft anhand einer Trennwand erläutert .According to one embodiment of the column, at least one product discharge is on the side, ie. H. arranged between the top and bottom of the column. Particularly pure product can be obtained if not only high-boiling but also low-boiling contaminants are removed. According to the invention, one, two or more vertical partition walls are provided, which can have the same or different lengths, a partition wall being preferred. The invention is therefore explained below using an example of a partition.
Nach einer Ausführungsform der Kolonne kann der untere Teil der vertikalen Trennwand verkürzt oder verlängert werden, so dass sie sich über mehr oder weniger horizontal angeordnete Trennböden erstreckt und das Volumen der separaten Destillationskammern je nach Bedarf eingestellt werden kann.According to one embodiment of the column, the lower part of the vertical dividing wall can be shortened or lengthened so that it extends over more or less horizontally arranged dividing plates and the volume of the separate distillation chambers can be adjusted as required.
Nach einer weiteren Ausführungsform geht die vertikale Trennwand bevorzugt vom untersten Kolonnenboden oder von einem anderen Kolonnenboden in der Abtriebssäule bis zum Kopfteil der Kolonne, wobei die beiden separaten vertikalen Destillationskammern einen gemeinsamen Sumpfteil haben.According to a further embodiment, the vertical dividing wall preferably extends from the lowest column plate or from another column plate in the stripping column to the top part of the column, the two separate vertical distillation chambers having a common bottom part.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird die Reinheit des Destillats oder der Destillate insbesondere durch die Menge und/oder Zusammensetzung (en) der EDC-Zulaufströme auch auf die einzelnen Destillationskammern geregelt.According to a further embodiment, the purity of the distillate or the distillates is regulated in particular by the amount and / or composition (s) of the EDC feed streams also on the individual distillation chambers.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine erfindungsgemäße Kolonne am unteren Ende von zumindest einer
vertikalen Trennwand zumindest ein horizontaler Schieber zur Veränderung der in zumindest einen Bereich der Kolonne strömenden Dampfmenge auf. Besonders bevorzugt weist die Kolonne am unteren Ende eines jeden Bereichs einen Schieber auf. Vorzugsweise kann jeder Schieber einzelnen angesteuert werden, so dass die in den jeweiligen Bereich der Kolonne strömende Dampfmenge individuell gesteuert werden kann.According to one embodiment of the invention, a column according to the invention has at the lower end of at least one vertical partition at least one horizontal slide to change the amount of steam flowing into at least one area of the column. The column particularly preferably has a slide at the lower end of each region. Each slide can preferably be controlled individually, so that the amount of steam flowing into the respective area of the column can be controlled individually.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird der Sumpf der Kolonne für alle Bereiche der Kolonne zum Energieeintrag (z. B. durch einen Umlaufverdampfer) und zur Hochsiederabtrennung genutzt. Dadurch ergibt sich ein wirtschaftlich besonders interessanter Synergieeffekt.According to a further embodiment, the bottom of the column is used for all areas of the column for energy input (for example by means of a circulation evaporator) and for high boiler removal. This results in an economically particularly interesting synergy effect.
Das Material für die vertikale Trennwand kann beliebig gewählt sein, beispielsweise kann es aus unlegiertem oder legiertem Stahl sein. Das Material wird je nach Anforderung gewählt.The material for the vertical partition can be chosen arbitrarily, for example it can be made of unalloyed or alloy steel. The material is chosen according to the requirement.
Erfindungsgemäß können die Kolonnenzulaufleitungen so angeordnet sein, daß eine Zulaufleitung mit einem Bereich und zwei weitere Zulaufleitungen mit einem anderen Bereich der Kolonne in Fluidverbindung stehen. Z. B. kann über die eine Zulaufleitung Rück-EDC in den einen Bereich und über die bei- den weiteren Zulaufleitungen OC-EDC und DC-EDC in den anderen Bereich eingeleitet werden. Alternativ können OC-EDC und DC- EDC auch in unterschiedliche Bereiche eingeleitet werden, die von dem Bereich für Rück-EDC verschieden sind.According to the invention, the column feed lines can be arranged such that one feed line with one area and two further feed lines are in fluid communication with another area of the column. For example, return EDC can be introduced into one area via one inlet line and OC-EDC and DC-EDC into the other area via the two further inlet lines. Alternatively, OC-EDC and DC-EDC can also be initiated in different areas, which are different from the area for reverse EDC.
Vorzugsweise ist eine Produktableitung für Hochsieder im Sumpf eil angeordnet; zusätzlich oder alternativ ist vorzugsweise zumindest eine Produktableitung in zumindest einem Bereich der Kolonne im Kopfteil angeordnet ist. Das
Produkt aus dem Sumpfteil kann über eine weitere Destillationskolonne weiter aufgetrennt bzw. gereinigt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in zumindest zwei Bereichen der Kolonne Produktableitungen im Kopfteil angeordnet, über die besonders bevorzugt zumindest ein Teil des Feed-EDC's und Reinst-EDC abgeleitet werden. Vorzugsweise wird Reinst-EDC aus dem Teil der Kolonne abgeleitet, in dem OC-EDC und gegebenenfalls auch DC-EDC eingeleitet werden, während Feed-EDC aus dem Bereich der Kolonne abgeleitet wird, in den Rück-EDC eingeleitet wird.A product discharge line for high boilers is preferably arranged in the bottom; additionally or alternatively, at least one product derivation is preferably arranged in at least one area of the column in the top part. The Product from the bottom section can be further separated or purified via a further distillation column. According to a preferred embodiment, product discharge lines are arranged in at least two areas of the column, via which at least a part of the feed EDC and ultrapure EDC are particularly preferably derived. High-purity EDC is preferably derived from the part of the column into which OC-EDC and possibly also DC-EDC are introduced, while feed EDC is derived from the area of the column into which the return EDC is introduced.
In alternativer Weise oder zusätzlich kann Reinst-EDC auch über eine Produktableitung in Höhe der Auftriebs- oder Verstärkersäule aus dem Bereich abgeleitet werden, in den OC-EDC und gegebenenfalls auch DC-EDC eingeleitet werden.As an alternative or in addition, ultrapure EDC can also be derived from the area into which OC-EDC and possibly also DC-EDC are introduced via a product derivation at the level of the buoyancy or booster column.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Fließschemata näher erläutert, die den Aufbau von zwei Ausführungsformen einer EDC-Reinigungssanlage zeigen. Zudem werden die Ergeb- nisse und Analysenwerte, die nach dem Reinigungsverfahren gemäß der Erfindung erhalten werden, im Vergleich zu den Werten gezeigt, die nach dem herkömmlichen, insbesondere aus der DE 199 53 762 bekannten Reinigungsverfahren für EDC erhalten werden .The invention is explained in more detail below with the aid of two flow diagrams which show the structure of two embodiments of an EDC cleaning system. In addition, the results and analysis values which are obtained by the cleaning method according to the invention are shown in comparison with the values which are obtained by the conventional cleaning method for EDC, which is known in particular from DE 199 53 762.
Wie in den beiden Figuren 2 und 3 gezeigt, wird die Reinigung von EDC nach diesen Ausführungsformen der Erfindung in einer Kolonne durchgeführt, die durch ein vertikales Trennblech in zwei Teile geteilt ist. Dabei wird der EDC-Zulaufström von nicht umgesetztem EDC aus der Pyrolyse (Rück-EDC) auf der einen Kolonnenseite und der EDC-Zulaufström aus der Oxychlorierung (OC) und Direktchlorierung (DC) (zusammen das Roh-EDC) auf der anderen Kolonnenseite zugeführt. Der Sumpf
der Kolonne wird gemeinsam zum Energieeintrag (Umlaufverdampfer) und zur Hochsiederausschleusung zur nachgeschalteten Vakuumdestillationskolonne genutzt.As shown in the two Figures 2 and 3, the cleaning of EDC according to these embodiments of the invention is carried out in a column which is divided into two parts by a vertical separating plate. The EDC feed stream of unreacted EDC from the pyrolysis (back-EDC) is fed on one side of the column and the EDC feed stream from oxychlorination (OC) and direct chlorination (DC) (together the raw EDC) on the other side of the column , The swamp the column is used jointly for energy input (circulation evaporator) and for high boiler discharge to the downstream vacuum distillation column.
Die Fließschemata Figur 2 /Figur 3 zeigen Folgendes:The flow diagrams in FIG. 2 / FIG. 3 show the following:
In drei vertikalen Kolonnen 1, 2 und 3 wird im kontinuierlichen Verfahren destilliert. Über die Leitung 11 wird durch Oxychlorierung hergestelltes EDC in die Kolonne 1 eingespeist. Am Kopfteil la dieser Kolonne werden dieIn three vertical columns 1, 2 and 3, distillation is carried out in a continuous process. EDC produced by oxychlorination is fed into column 1 via line 11. At the top of this column, the
Leichtsieder und Wasser über die Leitung la abgetrennt. Vom Sumpfteil lb wird das vorgereinigte OC-EDC über die Leitung lb in die linke Hälfte der Kolonne 2 (die sogenannte Verkaufs-EDC-Seite) zur Hochsiederabtrennung seitlich vorzugsweise etwa auf halber Höhe der Kolonne eingespeist. Ebenfalls seitlich, vorzugsweise auf etwa halber Höhe der Kolonne, wird in diese Hälfte der Kolonne 2 das aus der Direktchlorierung erhaltene DC-EDC über die Leitung 12 eingespeist. Diese linke Hälfte der Kolonne 2 wird vorliegend als Destillationskammer des Verkaufs-EDC bezeichnet, imLow boilers and water separated via line la. From the bottom section 1b, the pre-cleaned OC-EDC is fed via line 1b into the left half of column 2 (the so-called sales EDC side) for laterally separating high boilers, preferably approximately halfway up the column. Also laterally, preferably at about half the height of the column, the DC-EDC obtained from the direct chlorination is fed into this half of column 2 via line 12. This left half of column 2 is referred to in the present case as the distillation chamber of the sales EDC, in
Gegensatz zu der rechten Hälfte, die Destillationskammer des Feed-EDC genannt wird. In den vorliegenden Fließschemata handelt es sich dabei um zwei Hälften, wobei jederzeit eine andere Aufteilung, zum einen in mehr als zwei Destillationskam- mern und zum anderen in unterschiedlich große Destillationskammern im Sinne der Erfindung sinnvoll sein kann. Über die Leitung 13 wird das Rück-EDC, das aus der Umsetzung von EDC zu Vinylchlorid rückgewonnen wurde, ebenfalls seitlich, vorzugsweise ebenfalls etwa auf halber Höhe der Kolonne, in die Destillationskammer des Feed-EDC der Kolonne 2 eingespeist.Contrary to the right half, the distillation chamber of the Feed EDC is called. In the present flow diagrams, there are two halves, with a different division at any time, on the one hand in more than two distillation chambers and on the other hand in differently sized distillation chambers, in the sense of the invention. The return EDC, which has been recovered from the conversion of EDC to vinyl chloride, is likewise fed laterally, preferably also approximately halfway up the column, via line 13 into the distillation chamber of the Feed EDC of column 2.
Das Produkt der rechten oder Feed-EDC-Seite der Kolonne 2 wird aus dem Kopfteil 2a über die Leitung 15 abgetrennt und
wieder als Feed-EDC zur Gewinnung von Vinylchlorid eingesetzt.The product of the right or feed EDC side of column 2 is separated from head section 2a via line 15 and used again as feed EDC for the production of vinyl chloride.
Das Feed-EDC kann ohne vorherige Entfernung von Chlorwasser- stoff und anderen Leichtsiedern wie z.B. Ethylen direkt wieder zur Spaltung von EDC zu VC verwendet werden.The Feed-EDC can be used without prior removal of hydrogen chloride and other low boilers such as Ethylene can be used directly for the splitting of EDC to VC.
Aus dem Sumpfteil 2b der Kolonne 2 wird über die Leitung 17 die Hochsiederfraktion, die gegebenenfalls ebenfalls Feed-EDC enthält, abgetrennt und in die Vakuum-Kolonne 3 zur weiteren Hochsiederabtrennung eingespeist .The high boiler fraction, which may also contain feed EDC, is separated off from the bottom section 2b of column 2 and fed into the vacuum column 3 for further high boiler removal.
Aus dem Sumpfteil 3b der Vakuum-Kolonne 3 wird der Hochsiederanteil über die Leitung 16 abgetrennt, während aus dem Kopfteil 3a Feed-EDC mit dem Feed-EDC aus dem Kopfteil 2a der Kolonne 2 in Leitung 15 zusammengeführt wird.The high boiler fraction is separated off from the bottom section 3b of the vacuum column 3 via the line 16, while feed EDC from the top section 3a is brought together in line 15 with the feed EDC from the top section 2a of the column 2.
Nur Figur 2: Aus der Verkaufs-EDC-Seite der Kolonne 2 wird oberhalb der Zuführungen von Roh-EDC aus OC und DC, vorzugs- weise im oberen Drittel des Kolonnenverstärkerteiles, dasOnly Figure 2: From the sales EDC side of column 2 above the feeds of raw EDC from OC and DC, preferably in the upper third of the column amplifier section, that
Verkaufs-EDC mit einer 99,99%-igen Reinheit über die Leitung 14 abgetrennt. Ein Teil des vorzugsweise vollständig kondensierten Produktes aus dem Kopfteil 2a der Kolonne 2 auf der linken oder Verkaufs-EDC-Seite wird zur Verhinderung einer Anreicherung von Leichtsiedern und Wasser diskontinuierlich ausgeschleust, der verbleibende Teil wird in die linke Seite der Kolonne zurückgeführt .Sales EDC with a 99.99% purity separated via line 14. A part of the preferably completely condensed product from the top part 2a of the column 2 on the left or sales EDC side is discontinuously discharged to prevent accumulation of low boilers and water, the remaining part is returned to the left side of the column.
Ferner wird ein Teil des aus dem Kopfteil la der Kolonne 1 entnommenen Stroms in die Kolonne 1 zurückgeführt.
Auch ein Teil des aus dem Kopfteil 2a der rechten oder Feed- Seite der Kolonne 2 entnommenen Stroms wird in die Kolonne 2 zurückgeführt .Furthermore, part of the stream taken from the top part la of the column 1 is returned to the column 1. Part of the stream taken from the top part 2a of the right or feed side of the column 2 is also returned to the column 2.
Nur Figur 3: Um die Reinheit des Produktes aus dem Kopfteil 2a der Kolonne 2 auf der linken oder Verkaufs-EDC-Seite noch zu steigern wird dieses Produkt über die Leitung 2a in eine weitere Reinigungskolonne, eine sogenannte EDC-Stripper-Ko- lonne 5, eingespeist. Aus dem Sumpfteil der Kolonne 5 wird dann Verkaufs-EDC mit einer erhöhten Reinheit gewonnen. Aus dem Kopfteil der Kolonne 5 können Leichtsieder in die Kolonne 3, vorzugsweise im oberen Bereich, zurückgeführt werden.Only FIG. 3: In order to further increase the purity of the product from the top part 2a of the column 2 on the left or sales EDC side, this product is fed via line 2a into a further cleaning column, a so-called EDC stripper column 5 , fed. Sales EDC with an increased purity is then obtained from the bottom part of column 5. Low boilers can be returned to the column 3, preferably in the upper region, from the top of the column 5.
In einer Vinylchlorid-Anlage nach dem Fließschema der Figur 2 umfassend eine Direktchlorierung, Oxychlorierung, EDC Destillation, EDC Pyrolyse (Spaltung) und VC Destillation werden in den Teilanlagen folgende Mengen produziert:In a vinyl chloride plant according to the flow diagram in FIG. 2, comprising direct chlorination, oxychlorination, EDC distillation, EDC pyrolysis (splitting) and VC distillation, the following quantities are produced in the sub-plants:
Direktchlorierung: 56000 kg/h EDC Oxychlorierung: 29500 kg/h EDC Vinylchlorid: 37500 kg/h Verkaufs (Export) EDC: 25000 kg/hDirect chlorination: 56000 kg / h EDC oxychlorination: 29500 kg / h EDC vinyl chloride: 37500 kg / h sales (export) EDC: 25000 kg / h
Tabelle 2: Die Zusammensetzung des Verkaufs-EDC (Produkt von Kolonnenseitenabzug über Leitung 14) ist wie folgt: Alle Angaben sind in Gewichts ppmTable 2: The composition of the sales EDC (product of column side draw via line 14) is as follows: All figures are in ppm by weight
Die Zusammensetzung des Kopfprodukts 15 der Feedproduktseite der Kolonne 2 ist in Tabelle 3 aufgeführt.The composition of the top product 15 on the feed product side of column 2 is shown in Table 3.
Tabelle 3: Die Reinheit des Feed-Produktes (Leitung 15) ist wie folgt: Alle Angaben sind in Gewichts ppmTable 3: The purity of the feed product (line 15) is as follows: All data are in ppm by weight
In einer Vinylchlorid Anlage nach dem Fließschema der Figur 3 umfassend Direktchlorierung, Oxychlorierung, EDC Destillation, EDC Pyrolyse (Spaltung) und VC Destillation werden in den Teilanlagen folgende Mengen produziert: Direktchlorierung: 45300 kg/h EDC Oxychlorierung: 21600 kg/h EDC Vinylchlorid: 27500 kg/h Verkaufs-EDC: 22500 kg/h In a vinyl chloride system according to the flow diagram in FIG. 3, comprising direct chlorination, oxychlorination, EDC distillation, EDC pyrolysis (splitting) and VC distillation, the following quantities are produced in the subsystems: direct chlorination: 45300 kg / h EDC oxychlorination: 21600 kg / h EDC vinyl chloride: 27500 kg / h sales EDC: 22500 kg / h
Das Kopfprodukt 2a der Verkaufs-EDC Seite gemäß Figur 3 der Kolonne 2 ist in Tabelle 4 aufgelistet.The top product 2a of the sales EDC side according to FIG. 3 of column 2 is listed in table 4.
Tabelle 4 (Alle Angaben sind in Gewichts ppm)Table 4 (All figures are in ppm by weight)
Die Zusammensetzung des Kopfprodukts 2a der Feed-EDC Seite der Kolonne 2 ist in Tabelle 5 aufgelistet.The composition of the top product 2a of the feed EDC side of column 2 is listed in Table 5.
Tabelle 5: Die Reinheit des Feed-EDC 's (Leitung 15) ist wie folgt:Table 5: The purity of the Feed EDC (line 15) is as follows:
Alle Angaben sind in Gewichts ppmAll figures are in ppm by weight
Das Kopfprodukt der Strippkolonne 5 wird zur Wertstoffrückgewinnung als Feed-EDC über Leitung 15 in den Vinylchlorid-Pro- zeß rückgeführt.The top product of stripping column 5 is recycled as feed EDC via line 15 to the vinyl chloride process for the recovery of valuable materials.
Die Reinheit des Verkaufs-EDC (Leitung 14) nach der Leichtsiederstrippung in Kolonne 5 ist in Tabelle 6 aufgelistet:The purity of the sales EDC (line 14) after the low boiler stripping in column 5 is listed in Table 6:
Tabelle 6: Die Reinheit des Verkaufs-EDC am Sumpf der EDC Strippkolonne (Leitung 14) ist wie folgt: Alle Angaben sind in Gewichts ppmTable 6: The purity of the sales EDC at the bottom of the EDC stripping column (line 14) is as follows: All data are in ppm by weight
Tabelle: Auswertung der Verkaufs-EDC-Qualitäten der verschiedenen Ver- fahrenTable: Evaluation of the sales EDC qualities of the different processes
Definitionen: EDC = 1, 2-Dichlorethan VC = Vinylchlorid Hochsieder = Nebenprodukte mit einem Siedepunkt von > 84 °C bei Atmosphärendruck Leichtsieder = Nebenprodukte mit einem Siedepunkt von < 84 °C bei Atmosphärendruck Auftriebssäule oder Verstärkersäule einer Kolonne = der Kolonnenteil, der oberhalb des Kolonnenzulaufbodens liegt Abtriebssäule einer Kolonne = der Kolonnenteil, der unterhalb des Kolonnenzulaufbodens liegt.Definitions: EDC = 1, 2-dichloroethane VC = vinyl chloride high boilers = by-products with a boiling point of> 84 ° C at atmospheric pressure low boilers = by-products with a boiling point of <84 ° C at atmospheric pressure buoyancy column or booster column of a column = the column section that is above the Column inlet tray is the stripping column of a column = the part of the column which lies below the column inlet tray.
Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile des Stan- des der Technik, insbesondere, dass die international geforderte Produktqualität für Verkaufs-EDC mit einer Kolonnenver- schaltung erreicht wird, die nicht aufwendiger als die in der DE 199 53 762 beschriebene ist. Insbesondere werden die Investitionskosten durch Verringerung der Anzahl an Vorrichtungen reduziert. Ferner werden die Stillstandzeiten durch Reduzierung des Reinigungsaufwands durch die verringerte Anzahl an Vorrichtungen verkürzt und ferner der Energieeinsatz deutlich verringert.
The present invention overcomes the disadvantages of the prior art, in particular that the internationally required product quality for sales EDC is achieved with a column connection which is no more complex than that described in DE 199 53 762. In particular, the investment costs are reduced by reducing the number of devices. Furthermore, the downtimes are reduced by reducing the cleaning effort due to the reduced number of devices and, furthermore, the energy consumption is significantly reduced.