Спосіб і пристрій для використання теплоти реакції, що виділяється при одержанні 1,2-дихлоретану

1. Спосіб використання теплоти реакції при одержанні 1,2-дихлоретану з етилену і хлору в реакторі прямого хлорування, причому хлор одержують у процесі електролізу хлориду натрію, який відрізняється тим, що теплоту реакції утворення 1,2-дихлоретану принаймні частково використовують для випарювання гідроксиду натрію, який одержують як побічний продукт при електролізі хлориду натрію при виробництві хлору, необхідного для прямого хлорування. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що теплоту конденсації парів 1,2-дихлоретану, які відводять з реактора прямого хлорування, принаймні частково використовують для випарювання одержаного водного розчину гідроксиду натрію. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відчутну теплоту рідкого 1,2-дихлоретану, який відводять із реактора прямого хлорування, принаймні частково використовують для випарювання одержаного водного розчину гідроксиду натрію. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що теплоту конденсації випарів, які виникають при очи 2 (19) 1 3 93877 4 цію 1,2-дихлоретану і, крім того, підведення пароподібного 1,2-дихлоретану, а також відведення інертного газу і відведення конденсату 1,2дихлоретану. 10. Пристрій за п. 8, що включає трубчастий теплообмінник із пристроями, які роблять можливим підведення рідкого 1,2-дихлоретану, а також його відведення. 11. Пристрій за одним із пп. 9, 10, що включає розділений трубчастий теплообмінник, у якому одна частина оформлена відповідно до п. 9, а інша частина - відповідно до п. 10. 12. Пристрій за одним із пп. 8-11, що включає вбудований теплообмінник для експлуатації за допомогою рідкого 1,2-дихлоретану як теплоносія в кубовій частині кожухотрубного теплообмінника. 13. Пристрій за одним із пп. 8-11, що включає зовнішній циркуляційний випарник для експлуатації за допомогою рідкого 1,2-дихлоретану як теплоносія в кубовій частині кожухотрубного теплообмінника. Винахід стосується способу і пристрою для використання теплоти реакції, що виділяється при одержанні 1,2-дихлоретану, який далі позначають ДХЕ. ДХЕ переважно використовується як проміжний продукт при одержанні мономера вінілхлориду, що далі позначають ВХ, з якого згодом одержують полівінілхлорид, ПВХ. При перетворенні ДХЕ у ВХ утворюється хлористий водень НСl. Тому ДХЕ переважно одержують з етилену С2Н4 і хлору Сl2 таким чином, що стосовно хлористого водню НСl, і водню, що одержують і споживають при перетворенні, досягається рівноважний баланс, який відповідає наступним рівнянням реакцій: Сl2 + С2Н4  С2Н4Сl2 (чистий ДХЕ) + 218 кДж/моль (1) С2Н4Сl2 (крекінг-ДХЕ)  С2Н3Сl (ВХ) + НСl - 71 кДж/моль (2) С2Н4 + 2НСl+1/2 О2  С2Н4Сl2 (ДХЕ-сирець) + Н2О + 238 кДж/моль (3) Спосіб одержання ВХ із рівноважним балансом НСl, який надалі скорочено називають "рівноважний спосіб одержання ВХ", включає: - пряме хлорування, в якому з етилену С2Н4 і хлору Сl2 одержують одну частину необхідного ДХЕ і відводять у ролі так званого чистого ДХЕ; використання теплоти реакції, яку одержують при цьому прямому хлоруванні, є центральним елементом винаходу; - оксихлорування, в якому з етилену С2Н4, хлористого водню НСl і кисню О2 одержують іншу частину ДХЕ і відводять як так званий ДХЕ-сирець; - фракційне очищення ДХЕ, в якому ДХЕсирець разом із зворотним ДХЕ, рециркульованим зі стадії фракціонування ВХ, звільняють від побічних продуктів, що утворилися при оксихлоруванні і піролізі ДХЕ, для того щоб одержати так званий ДХЕ для живлення, придатний для використання в піролізі ДХЕ; використання теплоти реакції прямого хлорування в очищенні ДХЕ є центральним елементом винаходу; - піроліз ДХЕ, в якому чистий ДХЕ вводять разом із ДХЕ для живлення і в якому суміш, що потім називають крекінг-ДХЕ, термічно розкладають; одержаний крекінг-газ містить ВХ, хлористий водень НСl і ДХЕ, що не прореагував, а також побічні продукти; - фракціонування ВХ, в якому чистий ВХ як бажаний продукт виділяють із крекінг-газу, та інші істотні компоненти крекінг-газу - хлористий водень HCl і ДХЕ, що не прореагував, - окремо регенеру ють як цінні речовини, і як придатні для повторного використання у вигляді зворотного HCl або зворотного ДХЕ подають на рециркуляцію в рівноважному способі одержання ВХ. Установки, які служать для одержання чистого ДХЕ і не працюють у режимі рівноважного способу одержання ВХ, у більшості випадків виконані у вигляді системи чистого прямого хлорування, яке діє тільки за рівнянням (1). Винахід торкається так само установок, які розраховані на рівноважний спосіб одержання ВХ, а також таких, які мають у розпорядженні тільки пряме хлорування, а також змішаних форм обох типів. Хлор Сl2, який є необхідним для прямого хлорування, звичайно одержують в установці для електролізу з хлориду натрію NaCl. При цьому як побічний продукт утворюється водний розчин гідроксиду натрію NaOH із концентрацією близько 33%. Внаслідок високої токсичності одержуваного хлору Сl2, прагнуть по можливості уникати тривалого транспортування. Тому здебільшого установка для одержання водного розчину гідроксиду натрію NaOH і хлору Сl2 знаходиться в безпосередній близькості з установкою для прямого хлорування етилену С2Н4, в якій хлор Сl2 далі безпосередньо переробляють. При цьому установка для прямого хлорування етилену не повинна знаходитися в системі установок, а може в так званому "автономному режимі" проводити ДХЕ, який потім транспортують як відносно безпечну "транспортну форму" хлору до іншого місця розташування установок, щоб вже там переробити до ВХ. ДХЕ, особливо одержаний, наприклад, способом, описаним у заявці WO 01/34542 А2, є таким чистим, що далі не потрібно ніякої подальшої дистиляції. Тому, якщо така установка експлуатується в "автономному режимі", пропадає можливість повторного використання теплоти за допомогою нагрівання колони для дистиляції ДХЕ, наприклад такої, яка могла б бути в системі "рівноважного способу одержання ВХ", який складається з прямого хлорування, оксихлорування і розкладання ДХЕ. Тому при такому стані справ значну теплоту реакції відводять за допомогою великих кількостей охолодної води і/або за допомогою повітряного охолоджувача, але обидва варіанти небажані з економічних міркувань. Тому завдання винаходу полягає в тому, щоб використати тепло, що відходить при прямому хлоруванні, та істотно скоротити потребу в охолодній воді. 5 Якщо пряме хлорування проводять у режимі рівноважного способу одержання ВХ, потрібно брати до уваги, що домішки, що утворюються при піролізі ДХЕ в крекінг-газі, знижують чистоту продукту ВХ. Відповідно до цього очищення ВХ шляхом відділення домішок є витратним. Тому крекінгДХЕ, максимально звільнений від домішок, використовують у піролізі ДХЕ. Із великої кількості способів, як можна уникнути або за необхідності відділити відповідні шкідливі побічні продукти і/або домішки, слід би знову зазначити на опис заявки WO 01/34542 А2, особливо на наведений там рівень техніки. При цьому було показано, що теплоти реакції, яка вивільняється в способі прямого хлорування за допомогою перетворення етилену С2Н4 і хлору Сl2 у рідкий ДХЕ, досить, щоб експлуатувати очисні (ректифікаційні) колони для ДХЕ, одержаного в рівноважному способі одержання ВХ. Однак у наведеному там способі недоліком є те, що використання вторинного тепла ДХЕ може мати місце тільки при відносно високому рівні температур, тобто переважно вище близько 100°С. Хоча робота пристроїв для очищення ДХЕ може бути досягнута виключно за рахунок вторинного тепла, подальше охолодження одержаного ДХЕ, наприклад, для пізнішого використання, проводять все ж за допомогою охолодної води, причому все ще є необхідними великі кількості охолодної води. Наступний недолік представленого там способу полягає в тому, що тепло реакції, що використовується для нагріву очисних (ректифікаційних) колон, вимагає відведення відповідної кількості тепла для конденсації випарів. Це відведення в традиційному рівні техніки звичайно також відбувається за допомогою охолодної води, яка повинна постачатися у великих кількостях. Тому наступне завдання винаходу полягає в тому, щоб далі оптимізувати використання вторинного тепла рівноважного способу одержання ВХ, особливо прямого хлорування і значно скоротити загальну потребу в охолодній воді. Завдання винаходу вирішується тим, що теплоту реакції утворення 1,2-дихлоретану в реакторі прямого хлорування, принаймні, частково використовують для випарювання NaOH, який одержують як побічний продукт при електролізі NaCl при одержанні хлору, необхідного для прямого хлорування. Особливо у віддалених областях важливу роль грають транспортні витрати на транспортування одержаного при електролізі NaCl водного розчину гідроксиду натрію NaOH. Ці транспортні витрати можуть бути істотно зниженими, якщо луг, одержаний із концентрацією близько 33%, упарюють до 50%. Схожа установка для випарювання водного розчину гідроксиду натрію NaOH може працювати, наприклад, під вакуумом при абсолютному тиску 133 мбар і температурі 60°С. Зрозуміло, випарювання може відбуватися також із концентраціями, що відрізняються від 33%, і до інших концентрацій, ніж до 50%, залежно від бажання споживача і надходження вторинного тепла. Теплота реакції, яка вивільняється при прямому хлоруванні, може бути використана на різні 93877 6 типи випарювання водного розчину гідроксиду натрію. Наступні форми виконання способу є добре комбінованими і сприяють великій гнучкості при приведенні у відповідність до потреби в теплі до наявних установок, а також для нових концепцій. У формі виконання винаходу теплота конденсації пари ДХЕ, що відводиться з системи прямого хлорування, принаймні, частково використовується для випарювання одержаного водного розчину гідроксиду натрію. Схожа форма виконання, передусім, доцільна тоді, коли використовують пряме хлорування в "автономному режимі", або коли фракційне очищення ДХЕ, виробленого в рівноважному способі одержання ВХ, не може приймати все тепло реакції, що надається цим способом. При цьому випари ДХЕ використовують у верхній частині реактора прямого хлорування, щоб за допомогою теплоти конденсації нагрівати з боку кожуха трубки випарника, які можуть бути оформлені у вигляді трубок випарного апарату зі спадним шаром і в яких випаровується водний розчин гідроксиду натрію. Конденсат із чистого ДХЕ може також бути і в іншому теплообміннику, наприклад приєднаному трубчастому теплообміннику, при подальшому охолодженні, для випарювання водного розчину гідроксиду натрію. У наступній формі виконання винаходу істотну теплоту циркуляційного потоку рідкого ДХЕ, що відводиться з реактора, також використовують для випарювання водного розчину гідроксиду натрію. При комбінації потоків, що відводяться з іншими теплотами реакцій, потрібно брати до уваги, що ДХЕ, що містить каталізатор, який повертається в цикл реактора прямого хлорування, не змішується з чистим ДХЕ, який повинен як продукт виходити з процесу. У наступній формі виконання винаходу одержаний ДХЕ, який відводять із реактора прямого хлорування у вигляді пари або рідини, спочатку використовують для непрямого нагрівання очисних колон, і тільки після того, як ДХЕ віддасть там частину своєї теплової енергії до відносно високого температурного рівня, передають для подальшої віддачі енергії для випаровування водного розчину гідроксиду натрію, де він (ДХЕ) віддає теплову енергію до нижчого температурного рівня у непрямому теплообміні водному розчину гідроксиду натрію. Якщо для одержання ДХЕ і ВХ використовують рівноважний спосіб одержання ВХ, то переважно можуть бути нагріті необхідні для цього очисні колони, перш ніж використають залишкове тепло реакції для випарювання водного розчину гідроксиду натрію. Наступна форма виконання винаходу використовує обставину, що ту ж теплоту реакції, яку підводять для непрямого нагрівання очисних колон, знову треба відводити при подальшій конденсації випарів цих очисних колон, таким чином, очисна колона є в деякій мірі тільки "провідником" і при цьому термодинамічно знецінюється. Але значна частина цієї теплоти реакції, що проходить, незважаючи на знижений рівень температури, ще може бути використана для випарювання водного розчину гідроксиду натрію. 7 Так, у наступній формі виконання винаходи, що містять ДХЕ випари дистиляційної колони для відділення більш висококиплячих компонентів, ніж ДХЕ, використовують для випарювання водного розчину гідроксиду натрію. Така дистиляційна колона у ролі так званої колони для висококиплячих компонентів звичайно є елементом рівноважного способу одержання ВХ. Не треба її плутати з так званою вакуумною колоною, яка приєднується до колони для висококиплячих компонентів, і температура верхньої частини якої була б не досить висока для використання згідно з винаходом. Також у наступній формі виконання винаходу вміщуючі воду випари дистиляційної колони для відділення води і компонентів, що киплять нижче, ніж 1,2-дихлоретан, використовують для випарювання водного розчину гідроксиду натрію. Така дистиляційна колона у ролі так званої колони для легкокиплячих компонентів, звичайно є елементом рівноважного способу одержання ВХ. Також відомий спосіб, в якому ДХЕ, одержаний у прямому хлоруванні, відводять у пароподібній формі, і звідти проводять прямо на дистиляцію, пряме хлорування такого роду описане, наприклад, у патенті US 4873384. Реактор прямого хлорування при цьому також одночасно утворює кубовий випарник подальшої очисної колони або інтегрує його в куб самої очисної колони. Теплота реакції проходить у цьому способі в підключену дистиляційну колону, і накопичується при конденсації випару для відведення. У формі виконання винаходу теплоту конденсації випарювання, яка утворюється при дистиляційному очищенні ДХЕ, одержаного в реакторі прямого хлорування з етилену і хлору, використовують, принаймні, частково для випарювання одержаного водного розчину гідроксиду натрію. Наступна форма виконання винаходу стосується використання придатного апаратурно оформленого пристрою для передачі теплової енергії ДХЕ до випарюваного водного розчину гідроксиду натрію NaOH. При цьому головним чином використовують вертикальний кожухотрубний трубчастий теплообмінник, переважно випарний апарат зі спадним шаром, із двома нерухомими трубними решітками і кубовою частиною NaOH, в якому водний розчин гідроксиду натрію NaOH проводять по внутрішньому боці трубок зверху вниз, а теплоносій, або ДХЕ, або випари з дистиляційної колони по зовнішньому боці трубок. Якщо у випаровуванні водного розчину гідроксиду натрію використовують пароподібний ДХЕ або випари з дистиляційної колони, має місце передача тепла в кожухотрубному теплообміннику в прямотечії. При цьому пари ДХЕ, зверху подані в кожухотрубний теплообмінник, або випари ДХЕ, конденсуються, і внизу можуть відводитися в рідкій формі. Якщо для випарювання водного розчину гідроксиду натрію використовують рідкий ДХЕ, то передача тепла може відбуватися як у кожухотрубному теплообміннику, але тоді доцільно в протитечії, так і за допомогою вбудованого трубчастого теплообмінника в кубі водного розчину гідроксиду натрію, так і за допомогою теплообмінників, розташованих 93877 8 поза кубом водного розчину гідроксиду натрію і працюючих у режимі циркуляції, наприклад, типу казана (Kettle-Typ). Всі вищеописані методи також можуть бути використані адитивно або в комбінації. Якщо розташовані зверху трубчасті теплообмінники повинні працювати як із парами ДХЕ, так і рідким ДХЕ, то частково трубчасті теплообмінники можуть бути горизонтальними. Зрозуміло, потрібно звернути увагу на те, що окремі потоки випарів різних дистиляційних колон не можуть змішуватися один з одним. Звичайно випарювання водного розчину гідроксиду натрію проводять у багатостадійних випарних установках, які складаються, наприклад, із декількох розташованих один за одним випарних апаратів. Тому описані тут різні заходи згідно з винаходом також можуть використовуватися роздільно в різних стадіях або у випарних апаратах такої установки. Так, наприклад, одна стадія може нагріватися пароподібним ДХЕ, у той час як інша стадія нагрівається рідким ДХЕ. Але заходи згідно з винаходом також можуть використовуватися виключно на одній стадії або одночасно на декількох стадіях однієї багатостадійної установки для випарювання водного розчину гідроксиду натрію. Можна також працювати на різних стадіях із різним вакуумом, щоб мати можливість допускати різні температури окремих теплоносіїв. Далі винахід пояснюється за допомогою 8 зображень, причому спосіб згідно з винаходом не обмежується цими спеціальними випадками. Фіг.1 показує можливу схему з реактором прямого хлорування і випаровуванням водного розчину гідроксиду натрію відповідно до пунктів формули винаходу способу 2 і 3. Фіг.2 показує можливу схему з реактором прямого хлорування з підключеною очисною колоною і випаровуванням водного розчину гідроксиду натрію відповідно до пункту формули винаходу способу 4. Фіг.3 і Фіг.4, відповідно, показують можливу схему випаровування водного розчину гідроксиду натрію з реактором прямого хлорування і регенерацією тепла в рівноважному способі одержання ВХ за зразком опису WO 01/34542 А2 і відповідно до пункту формули винаходу способу 5. Фіг. 5 показує можливу схему з реактором прямого хлорування, очисною колоною з конденсацією випарів і випаровуванням водного розчину гідроксиду натрію відповідно до пунктів формули винаходу способу 6 і 7. Фіг.6-8 показують зразкові форми виконання пристрою для випаровування водного розчину гідроксиду натрію відповідно до пунктів формули винаходу пристрою. Фіг.1 показує схему випаровування водного розчину гідроксиду натрію з реактором прямого хлорування, який проводить ДХЕ в "автономному режимі" роботи, і теплота реакції якого як відповідно до пункту 2 способу за допомогою пароподібного ДХЕ, так і відповідно до пункту 3 способу за допомогою рідкого ДХЕ, нагріває систему випарювання водного розчину гідроксиду натрію. 9 Схема прямого хлорування 100 включає наповнену рідиною "петлю" 101, введення живлення етилену 102, добавку хлору, розчиненого в ДХЕ, 103, причому газоподібний хлор 104 перед цим розчиняють в інжекторі 105 у рідкому ДХЕ 106, який передусім охолоджують у холодильнику для ДХЕ 107 для поліпшення розчинності до низької температури; далі місткість для газації 108, пристрій для випуску рідкого ДХЕ 109, пристрій для випуску газоподібного ДХЕ 110 і місце подачі циркулюючого ДХЕ 111, причому відповідні місця подачі і пристрою для випуску з практичних міркувань також можуть бути виконані багато разів. У наповненій рідиною "петлі" 101 хлор і етилен реагують один з одним з утворенням ДХЕ, який разом із вихідними речовинами, що не прореагували, та інертним супутнім газом випаровуються в місткість для газації 108. Газоподібний ДХЕ 110 подають у верхню частину кожуха 201 кожухотрубного теплообмінника 202 (схеми) випаровування водного розчину гідроксиду натрію 200, представленого тут горизонтально розділеним, де він конденсується з віддачею теплоти, однак при цьому переохолоджується незначно, щоб уникнути коливань тиску пари ДХЕ. Компоненти, що не конденсуються, відводять через відведення інертного газу 203. При цьому за допомогою придатних технічних заходів можна достовірно встановити, що в просторі кожуха кожухотрубного теплообмінника не може утворитися вибухонебезпечна газова суміш. Такі заходи відомі фахівцеві і не є об'єктом винаходу. Конденсат ДХЕ 204 відводять у нижню частину кожуха 205 горизонтально розділеного кожухотрубного теплообмінника 202, де охолоджується рідкий ДХЕ. Відведення конденсованого ДХЕ у нижню частину кожуха у разі необхідності може підтримуватися насосом (не показано). Охолоджений чистий ДХЕ 206 насосом для конденсату 207 відводять із горизонтально розділеного кожухотрубного теплообмінника 202 і розділяють на два потоки: продукт ДХЕ 208 і циркулюючий ДХЕ 209. Продукт ДХЕ 208 після охолодження в холодильнику для продукту (не показаний) відводять до меж установки, циркулюючий ДХЕ 209 повертають до реактора. ДХЕ, що містить каталізатор, який відводиться з пристрою для випуску рідкого ДХЕ 109, із насоса для ДХЕ 210 подають у вбудований холодильник 211, розташований у кубовій частині 214 системи випаровування водного розчину гідроксиду натрію 200 і там охолоджують. Охолоджений ДХЕ 212 із вбудованого холодильника 211 далі охолоджують у холодильнику системи замкненої циркуляції 107 і подають у сопло інжектора 105, де він у ролі потоку, що підводить, вбирає і розчиняє хлор 104. Потік 103 хлору, розчиненого в ДХЕ, потім подають у реактор прямого хлорування 100. 33% водний розчин гідроксиду натрію 213 вводять у кубову частину 214 системи випаровування водного розчину гідроксиду натрію 200 і випарюють під вакуумом. Підтримка напору відбувається за допомогою вакуумного насоса 215, який відводить водяну пару 216, що вивільняється. Насос для розчину гідроксиду натрію 217 відводить час 93877 10 тину продукту NaOH як 50% концентрований водний розчин гідроксиду натрію, і подає іншу частину в розподільник натрієвого лугу 219, який розподіляє сконцентрований розчин гідроксиду натрію всередині труб кожухотрубного теплообмінника 202. При цьому енергія випаровування для випарювання надходить за допомогою теплоти конденсації і/або помітної теплоти конденсованого ДХЕ. Для наочності наводять наступний чисельний приклад на основі передбачуваного розрахунку, причому за основу взята установка з продуктивністю 250000 тонн ДХЕ на рік. Для установки такого масштабу ентальпія реакції складає близько 19,1 МВт (218 кДж/моль ДХЕ). Продуктивність 250000 тонн ДХЕ на рік відповідає кількості хлору 22,5 т хлору/годину, що з іншого боку відповідає виробництву водного розчину гідроксиду натрію близько 25,4т/годину (розраховано на 100% NaOH). Розчин гідроксиду натрію надходить із концентрацією 33% при температурі близько 80°С і за допомогою випаровування під вакуумом концентрується до 50%. Це відповідає кількості води, що випаровується, близько 26,2 т/годину або продуктивність тепла 14,6 МВт. Ця потреба в теплі може повністю забезпечуватися теплом прямого хлорування, що відходить; таким чином, при такому використанні близько 76% теплоти реакції може бути регенеровано, що є перевагою винаходу. Випарювання проводять при зниженому тиску близько 133 мбар абс. і температурі 60°С. Теплоту реакції, що відводиться, яка залишається, відводять за допомогою теплообмінника в установці прямого хлорування. На Фіг.2 показаний реактор прямого хлорування з підключеною дистиляцією 300 для очищення одержаного ДХЕ. Конструкція блоків прямого хлорування 100 і випарювання водного розчину гідроксиду натрію 200 така ж, як описано на Фіг. 1. На відміну від способу, описаного на Фіг.1, випари ДХЕ, відведені з реактора прямого хлорування, спочатку очищають дистиляцією в очисній колоні 301. Випари 302 з очисної колони 301 подають у верхню частину кожуха 201 системи випаровування водного розчину гідроксиду натрію 200. При цьому система випаровування розчину гідроксиду натрію 200 служить як конденсатор випарювання очисної колони 301. Конденсат випарів 303 подають від насоса для конденсату 207 у головний збірник 304 очисної колони 301 і звідти за допомогою насоса головного збірника 305 підводять у верхню частину очисної колони 301. На Фіг.3 і Фіг.4 показано, як у рівноважному способі одержання ВХ у системі очищення ДХЕ 400, ДХЕ з оксихлорування і ДХЕ, що не прореагував, з піролізу ДХЕ очищають в енергетично витратній дистиляції ДХЕ. Сирий ДХЕ 401 з оксихлорування, яке тут не показане, спочатку очищають від води і легкокиплячих компонентів у колоні для легкокиплячих компонентів 402, які виводять через трубопровід легкокиплячих компонентів 403. Після цього ДХЕ, одержаний у вигляді кубового продукту колони для легкокиплячих компонентів, і ще такий, що містить висококиплячі домішки, по трубопроводу ДХЕ 404 подають у колону для висококиплячих компонентів 405. ДХЕ, що не прореагував, з піро 11 лізу ДХЕ також містить висококиплячі домішки, і по трубопроводу ДХЕ 406 подається в колону для висококиплячих компонентів 405. У колоні для висококиплячих компонентів 405 введені речовинні потоки фракціонують. Очищений ДХЕ відводять із голови колони для висококиплячих компонентів 405 через трубопровід для випарів 407, і одержують у вигляді чистого ДХЕ. У кубі колони для висококиплячих компонентів 405 збагачуються висококиплячі домішки. Потік із куба 408 колони для висококиплячих компонентів 405 обробляють у вакуумній колоні 409. Із верху вакуумної колони 409 чистий ДХЕ відводять через трубопровід для випарювання 410. Вміст куба 411 вакуумної колони 409 складається з висококиплячих домішок і малої залишкової частки ДХЕ. При цьому нагрівання колон 405 і 409 здійснюють таким чином. З реактора прямого хлорування 100 відводять рідкий ДХЕ 109 і подають у випарний апарат зі спадним шаром 412 вакуумної колони 409 у ролі теплоносія і виводять із нього. Від газоподібного ДХЕ 110 із системи прямого хлорування 100 відгалужують випарювання ДХЕ 413 і подають у випарний апарат зі спадним шаром 414 колони для висококиплячих компонентів 405 як теплоносія. У випарних апаратах зі спадним шаром 412 і 414 нагріта рідина з верхньої частини корпусу випарника стікає як рівномірно розподілений, киплячий шар на основі сили тяжіння по внутрішньому бокові нагрітих трубок і при цьому частково випаровується. На зовнішньому боці випарного апарату зі спадним шаром 414 конденсується велика частина випарів ДХЕ. Зрозуміло, також можуть бути використані інші теплообмінники, наприклад, звичайні термосифонні нагрівники. Вихідний потік 415 випарного апарату зі спадним шаром 414 за необхідності може подаватися в балансувальний конденсатор 416, який призначений для регулювання системи. Рідкий ДХЕ відділяють у приєднаному до нього збірнику 417 від частини, що не конденсується. При цьому за допомогою придатних заходів повинно бути забезпечено, щоб під час конденсації не могло утворитися вибухонебезпечної суміші з кисню, залишкового етилену і парів ДХЕ. Для цього не вистачає, наприклад, приладу для вимірювання вмісту кисню 418 і пов'язаного з ним регулювального пристрою, що регулює кількість притоку охолоджуючого середовища балансувального конденсатора 416; а також до балансувального конденсатора 416 можуть бути приєднані інші регулювальні пристрої. Якщо можливість регулювання не вимагають, то балансувальний конденсатор 416 також може бути вилучений. Утворення вибухонебезпечної газової суміші також може бути відвернене за допомогою інших заходів, які не є об'єктом винаходу. Відповідно до потреби колони для висококиплячих компонентів 405 також можливо, що, принаймні, час від часу існує перевищення пропозиції над попитом у парах ДХЕ. У цьому випадку частину потоку ДХЕ 419 відгалужують від газоподібного ДХЕ 110 і ведуть разом із частиною 420, що не конденсується, із збірника 417. Спільно цей потік парів ДХЕ 421 служить для нагрівання нижньої ділянки 205 кожухотрубного теплообмінника сис 93877 12 теми випаровування розчину гідроксиду натрію 200, причому ДХЕ конденсується і у вигляді конденсату ДХЕ 220 відводиться. Частина, що не конденсується, відводиться у вигляді газу 221, що відходить, і далі зазнає обробки, яка тут не представлена. Із місткості для газації 108 за допомогою циркуляційного насоса 112 відводять потік рідкого ДХЕ 109 і спрямовують у випарний апарат зі спадним шаром 412 для нагрівання вакуумної колони 409. Потік ДХЕ 422, легко охолоджений після віддавання помітного тепла, з'єднують із однією частиною чистого ДХЕ 424, відведеного зі збірника 417 за допомогою насоса 423, з утворенням потоку чистого ДХЕ 425 і подають у систему випаровування розчину гідроксиду натрію 200. Інша частина чистого ДХЕ 424, відведеного зі збірника 417 за допомогою насоса 423, служить як продукт ДХЕ 426. При цьому Фіг.3 показує шлях одержання продукту ДХЕ при підвищеній температурі. Цей шлях фахівець вибирає, якщо він хоче вироблений ДХЕ переробляти до ВХ безпосередньо в найближчій стадії процесу, тому що тоді він може економити частину повторного обігрівання. При цьому продукт ДХЕ 426 використовують без подальшої експлуатації відпрацьованого тепла. Але якщо ДХЕ хочуть вмістити у велику, безнапірну цистерну, то може бути використаний шлях, показаний на Фіг.4. Там продукт ДХЕ 426 охолоджують нижче 70°С у вбудованому холодильнику 211, який розташований у кубовій частині 214 системи випаровування розчину гідроксиду натрію 200, і звідти у вигляді охолодженого продукту ДХЕ 222 відводять на створення запасів. Альтернативно також було б можливим розташування холодильника ДХЕ у системі перекачування розчину гідроксиду натрію. Фіг. 3 і Фіг.4 показують, як рідкий ДХЕ може бути використаний у системі випаровування розчину гідроксиду натрію 200. На Фіг.3 потік ДХЕ 425 відгалужують і ведуть до частини 223 у верхню ділянку 201 трубчастого теплообмінника системи випаровування розчину гідроксиду натрію 200 і до іншої частини 224 у вбудований теплообмінник 211, який править за кубового обігрівача. Потоки ДХЕ 225 і 226, охолоджені до близько 65-70°С, відводять разом із конденсатом ДХЕ 220, і утворюють зворотний потік 227. На Фіг.4 потік ДХЕ 425 не відгалужують, а подають безпосередньо у верхню ділянку 201 трубчастого теплообмінника системи випаровування розчину гідроксиду натрію 200. Альтернативно також було б можливим розташування в системі перекачування розчину гідроксиду натрію. Потік ДХЕ 225, охолоджений до близько 70°С, ведуть разом із конденсатом ДХЕ 220, і обидва утворюють зворотний потік 227. Зворотний потік 227 розділяється на дві частини потоку ДХЕ 209 і 212. Далі спосіб, запропонований на Фіг. 3 і 4, стосовно випаровування водного розчину гідроксиду натрію і прямого хлорування вже описаний на Фіг. 1. Для наочності варіантів способу, поданих на Фіг.3 і 4, йде наступний чисельний приклад на основі передбачуваного розрахунку, при цьому за основу взята установка з потужністю 250000 тонн 13 ДХЕ на рік. Для установки такого масштабу ентальпія реакції складає близько 19,1 МВт (218 кДж/моль ДХЕ). З цього можуть бути регенеровані: За допомогою нагрівання колон випарами ДХЕ - 7900 кВт За допомогою нагрівання колон рідким ДХЕ 2050 кВт За допомогою попереднього підігрівання живлення рідким ДХЕ - 1310 кВт Сума-11260 кВт Це складає близько 60% загального тепла реакції. Продуктивність 250000 тонн ДХЕ в рік відповідає потребі в хлорі 22.5 т/годину, що з іншого боку відповідає виробництву водного розчину гідроксиду натрію близько 25,4 т/годину (розраховано на 100% NaOH). Розчин гідроксиду натрію надходить із концентрацією 33% при температурі близько 80°С і за допомогою випаровування під вакуумом концентрується до 50%. Це відповідає кількості води, що випаровується, близько 26,2 т/годину або продуктивності тепла 14.6 МВт. З цього додатково може бути регенеровано близько 4,2 МВт за допомогою охолодження циркулюючого потоку ДХЕ від 100°С до 70°С у випарнику водного розчину гідроксиду натрію. Ступінь використання теплоти реакції таким чином поліпшується від 60% до 80%. Залишкову теплоту реакції, що виділяється, відводять за допомогою теплообмінника в установці прямого хлорування. На Фіг.5, так само, як на Фіг.3 і 4, показаний рівноважний спосіб одержання ВХ, при якому теплоту реакції прямого хлорування 100 використовують для обігрівання очисних колон. Незалежно від того, як відбувається подальше використання тепла потоку ДХЕ, що покидає випарник, тобто в контексті винаходу, як це подано на Фіг.3 і 4 або ж інакше, випари колони для висококиплячих компонентів 405 також ще може бути використаним для випарювання водного розчину гідроксиду натрію. Для цього висококиплячі випарювання 427 замість звичайного конденсатора підводять у верхню частину 201 трубчастого теплообмінника системи випаровування водного розчину гідроксиду натрію 200, і конденсат ДХЕ, що відбирається з цієї системи, повертають як зворотний потік 428 у колону для висококиплячих компонентів 405 і там подають у верхню частину колони. Під висококиплячими випарами 427 розуміють чистий ДХЕ, з яким можна поступати аналогічним чином, як із газоподібним ДХЕ 110, як подано на Фіг.1, або як із випарюванням ДХЕ 303, як подано на Фіг.2, відповідно до описів, що є тут. Оскільки мова йде про чистий ДХЕ, також є можливість змішування з іншими випарами ДХЕ або конденсатами ДХЕ зі способу, які характеризуються схожою чистотою. Тому способи, подані на Фіг.3, 4 і 5, добре комбінуються один з одним. Для наочності наводять наступний чисельний приклад на основі передбачуваного розрахунку, при цьому за основу взята установка з продуктивністю 400000 тонн ДХЕ на рік. В установці такого масштабу, у колоні для висококиплячих компонентів при тиску вгорі колони 1,11 бар і температурі близько 87°С, може бути одержана термічна поту 93877 14 жність близько 16,2 МВт, з якою може бути сконцентровано близько 44 т/годину водного розчину гідроксиду натрію (із розрахунку на 100%) від 33 до 50 масових відсотків. На Фіг. 6-8 показані зразкові форми виконання пристрою. На Фіг.6 представлений випарний апарат зі суцільним шаром без горизонтального розділення, що складається з кожухотрубного теплообмінника з 2 нерухомими трубними решітками і кубовою частиною NaOH, який виконаний таким чином, що розчин гідроксиду натрію проводять по внутрішньому боці труб, а 1,2-дихлоретан- по зовнішньому боці труб, а також характеризується іншими пристроями, що подають розчин гідроксиду натрію всередину труб і що розділяють його, а також пристроями, які роблять можливою конденсацію 1,2-дихлоретану із зовнішнього боку труб і подальшу подачу пароподібного 1,2-дихлоретану, а також відведення інертного газу і відведення конденсату 1,2-дихлоретану. Крім того, на Фіг.7 зображений кожухотрубний теплообмінник із пристроями, які дають можливість підведення рідкого 1,2-дихлоретану, а також його відведення, причому використовують розділений кожухотрубний теплообмінник. На Фіг. 8 показаний зовнішній циркуляційний випарник типу казана 228 для експлуатації рідкого 1,2-дихлоретану як нагріваюче середовище для кубової частини кожухотрубного теплообмінника. Ця форма виконання переважно може бути використана тоді, коли використовують декілька потоків рідкого ДХЕ, які або характеризуються різною чистотою, або містять каталізатор для роботи реактора прямого хлорування, і які не повинні змішуватися один з одним. Позначення, що використовуються 100 Пряме хлорування 101 заповнена рідиною "петля" 102 введення живлення етилену 103 розчинений хлор 104 газоподібний хлор 105 інжектор 106 рідкий ДХЕ 107 холодильник для ДХЕ 108 місткість для газації 109 рідкий ДХЕ 110 газоподібний ДХЕ 111 циркулюючий ДХЕ 112 циркуляційний насос 200 Випаровування водного розчину гідроксиду натрію 201 верхня частина кожуха 202 кожухотрубний теплообмінник 203 відведення інертних газів 204 конденсат ДХЕ 205 нижня частина кожуха 206 чистий ДХЕ 207 насос для конденсату 208 продукт ДХЕ 209 циркулюючий ДХЕ 210 насос для ДХЕ 211 вбудований холодильник 212 ДХЕ 213 33% водний розчин гідроксиду натрію 214 кубова частина 15 215 вакуумний насос 216 водяна пара 217 насос для водного розчину гідроксиду натрію 218 продукт NaOH 219 розподільник водного розчину гідроксиду натрію 220 конденсат ДХЕ 221 відпрацьований газ 222 охолоджений продукт ДХЕ 223 частина 224 частина 225 потік ДХЕ 226 потік ДХЕ 227 зворотний потік 228 циркуляційний випарник типу казана 300 дистиляція 301 очисна колона 302 випари 303 конденсат випаровування 304 головний збірник 305 насос головного збірника 400 очищення ДХЕ 401 ДХЕ-сирець 402 колона для легкокиплячих компонентів 403 трубопровід для легкокиплячих компонентів 93877 16 404 трубопровід для ДХЕ 405 колона для висококиплячих компонентів 406 трубопровід для ДХЕ 407 трубопровід для випарювання 408 кубовий потік 409 вакуумна колона 410 трубопровід для випарювання ДХЕ 411 відведення з куба 412 випарний апарат зі спадним шаром 413 випарювання ДХЕ 414 випарний апарат зі спадним шаром 415 вихідний потік 416 балансувальний конденсатор (Trimmkondensator) 417 збірник 418 прилад для вимірювання вмісту кисню 419 частина потоку ДХЕ 420 частина, що не конденсується 421 потік парів ДХЕ 422 потік ДХЕ 423 насос 424 чистий ДХЕ 425 чистий ДХЕ 426 продукт ДХЕ 427 висококиплячі випарювання 428 зворотний потік 17 93877 18 19 93877 20 21 Комп’ютерна верстка Мацело В. 93877 Підписне 22 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601