Спосіб роботи дистиляційної колони для вилучення води і компонентів, що киплять нижче, ніж 1,2-дихлоретан, з 1,2-дихлоретану

1. Спосіб роботи дистиляційної колони для вилучення води і компонентів, що киплять нижче, ніж 1,2-дихлоретан, з 1,2-дихлоретану, який відрізняється тим, що щонайменше частину теплоти конденсації вторинних парів дистиляційної колони, C2 2 93519 1 3 - пірол із EDC, в якому чистий EDC з'єднують з підживлювальним EDC і при якому потім суміш, що називають крекованим EDC, піддають термічному крекінгу;одержаний крекінг-газ містить VCM, хлористий водень Нl і неперетворений EDC,а також побічні продукти; - фракціонування VCM, в якому з крекінг-газу відділяється як продукт бажаний чистий VCM і окремо одержують інші істотні складові частини крекінг-газу, такі як хлористий водень НСl і неперетворений EDC у ролі корисних речовин, і у ролі повторно застосовуваних речовин повторно використовуються як зворотний НСl, відповідно, зворотний EDC у збалансованому способі VCM. Необхідний у прямому хлоруванні хлор Сl2 звичайно одержують в установці для електролізу з хлористого натрію NaCl. При цьому як сполучений продукт одержують розчин їдкого натру NaOH із концентрацією близько 33%. Через високу токсичність хлору Сl2, що виділяється, прагнуть по можливості виключити далеке транспортування. Тому часто необхідний для прямого хлорування хлор Сl2 одержують у безпосередній близькості від установки для прямого хлорування. Домішки, що одержують при піролізі EDC в крекінг-газі, знижують, як відомо, чистоту одержуваного VCM. Відповідно до цього, очищення VCM за допомогою видалення домішок є складним. Тому в піролізі EDC застосовують максимально звільнений від забруднень крекований EDC. З великої кількості технологій, за допомогою яких можна виключати побічні продукти і за необхідності очищати від відповідних небажаних побічних продуктів і/або домішок, потрібно згадати, передусім, описані в WO 01/34542 А2, зокрема, зазначений у ньому рівень техніки. При цьому показано, що тепло реакції, яке виділяється в процесі прямого хлорування за допомогою перетворення етилену С2Н4 і хлору Сl2 у рідкий EDC, є достатнім для роботи очисних колон для одержання EDC у збалансованому способі VCM. Однак недоліком зазначеного способу є те, що використовуване для нагрівання очисних колон тепло реакції потребує відведення відповідної кількості тепла для конденсації випару. Це відведення здійснюється, згідно з рівнем техніки, за допомогою охолоджуючої води, яку необхідно мати у великій кількості. Однак і тоді, коли очисні колони працюють не за рахунок відведення тепла з тепла реакції прямого хлорування, необхідно багато охолоджуючої води для конденсації випару очисних колон. Тому завданням винаходу є подальша оптимізація використання тепла збалансованого способу, що виділяється VCM і значне зниження потреби в охолоджуючій воді. Завдання вирішують, згідно з винаходом, за рахунок того, що теплота конденсації вторинних парів, які виникають при дистиляційному відділенні компонентів, що мають нижчу температуру кипіння, ніж EDC принаймні, частково використовується для випарювання утворюваного при виготовленні хлору як сполученого продукту розчину їдкого натру. Така дистиляційна колона звичайно використовується як так звана низькокипляча колона як 93519 4 складова частина збалансованого способу VCM. У збалансованому способі VCM ці підлягаючі відділенню компоненти є в основному реакційною водою, яка при оксихлоруванні вводиться в низькокиплячу колону, а потім підлягає відділенню від EDC, а також органічні, легше киплячі, ніж EDC, складові частини. Зокрема, у віддалених областях вартість транспортування, одержуваного при електролізі NaCl розчину їдкого натру NaOH грає важливу роль. Ці витрати на транспортування можна значно скоротити, якщо одержаний луг із концентрацією близько 33% випарювати до концентрації 50%. Така установка для випарювання розчину їдкого натру NaOH може працювати, наприклад, під вакуумом при абсолютному тиску 133мбар і температурі 60°С. Навіть у тому випадку, коли виробництво з одержання EDC і з електролізу NaCl віддалені один від одного, краще спочатку транспортувати одержаний 33% розчин їдкого натру NaOH до установки для одержання EDC, для того, щоб у ній здійснити випарювання розчину їдкого натру NaOH за допомогою вакуумної випарної установки, що використовується при одержанні EDC. Випарювання можна виконувати, звичайно, також до іншої концентрації, ніж 50%, залежно від бажання споживача і кількості тепла, що виділяється. В одному варіанті виконання винаходу, принаймні, частина EDC, утвореного з хлору та етилену, при прямому хлоруванні використовується для нагрівання дистиляційної колони з тим, щоб видалити воду і компоненти, що легше киплять, ніж EDC. В іншому варіанті виконання винаходу можна, принаймні, частину того EDC, який використовується для нагрівання дистиляційної колони для видалення води і компонентів, що легше киплять, ніж EDC, ще застосовувати у ролі носія тепла для випарювання розчину їдкого натру. Це можливо, оскільки рівень температури нагрівання низькокиплячої колони вищий, ніж колони для випарювання розчину їдкого натру, і тому можливо додаткове зниження температури конденсованих при нагріванні дистиляційної колони вторинних парів EDC із віддачею енергії для випарювання розчину їдкого натру. Застосовувані пристрої для перенесення енергії конденсації складаються з пристроїв для відомого збалансованого способу VCM і пристроїв для випарювання розчину їдкого натру NaOH. Для випарювання розчину їдкого натру NaOH застосовують головним чином вертикальний кожухотрубний теплообмінник із 2 нерухомими трубними плитами і відстійником для NaOH, в якому розчин їдкого натру NaOH пропускають по внутрішньому боці труб зверху вниз, а низькокиплячі вторинні пари по зовнішньому боці труб. Перенесення тепла в пучці труб відбувається в прямотечії. При цьому вторинна пара, що подається зверху на пучок труб, конденсується, і її можна відводити внизу в рідкому вигляді. Перенесення тепла можна також доцільно здійснювати як за допомогою вміщеного у відстійник для розчину їдкого натру пучка теплообмінних труб, так і за допомогою розташованого поза відс 5 тійником для розчину їдкого натру і теплообмінника, працюючого в циркуляційному контурі. Всі зазначені вище способи можна застосовувати також у сукупності, відповідно, у комбінації один з одним. Якщо спосіб застосовується в комбінації з іншими способами, які також передбачають випарювання розчину їдкого натру, і при цьому одночасно використовуються різні вторинні пари, то пучок труб можна розділяти горизонтально. Звичайно, потрібно стежити за тим, щоб окремі потоки вторинних парів різних дистиляційних колон не змішувалися один з одним. На Фіг. показана основана на ідеї WO 01/34542 А2 блок-схема способу очищення EDC 300, яка відбувається в установці для збалансованого способу VCM із прямим хлоруванням 100 і випарюванням розчину їдкого натру 200, при цьому - вторинні пари низькокиплячої колони 301 очищення EDC 300конденсуються, згідно з основним пунктом формули винаходу, при випарюваннірозчину їдкого натру 200, - нагрівання низькокиплячої колони 301 відбувається, згідно з пунктом 2формули винаходу, за допомогою вторинних парів EDC прямого хлорування 100, і - конденсат вторинних парів EDC застосовується, згідно з пунктом 3 формуливинаходу, після нагрівання низькокиплячої колони 301 також для випарюваннярозчину їдкого натру 200. Пряме хлорування 100 складається з наповненої рідиною петлі 101, подачі етилену 102, додавання розчиненого в EDC хлору 103, при цьому хлорний газ 104 перед цим був розчинений в інжекторі 105 у рідкому EDC 106, який перед цим в охолоджувачі EDC 107 був охолоджений для поліпшення розчинності до низької температури, далі з резервуара 108 для газу, що виходить, пристрою для відведення рідкого EDC 109 з насосом ПО для циркуляції EDC, пристроєм для відведення пароподібного EDC 111 і місцем подачі циркулюючого EDC 112, при цьому відповідні місця подачі і відвідні пристрої можуть бути з практичних міркувань виконані багато разів. У заповненій рідиною петлі 101 хлор і етилен реагують один з одним з утворенням киплячого EDC, який випаровується в резервуарі 108 разом із вихідними речовинами, що не вступили в реакцію, і інертним побіжним газом. Пароподібний EDC 113 подається частково в кип'ятильник 302 відстійника низькокиплячої колони 301. При цьому частка підлягаючого підведенню пароподібного EDC 113 з усього відвідного з прямого хлорування EDC визначається способом роботи низькокиплячої колони 301, передусім відповідного вмісту води в початковому EDC 303 і вимогами чистоти при розділенні, і складає в нормальному випадку приблизно одну п'яту до однієї третини. Інший пароподібний EDC 114 звичайно використовується в іншому місці збалансованого способу VCM або ж може також використовуватися для випарювання розчину їдкого натру. Звичайно температура відстійника низькокиплячої колони 301 складає близько 115°С, у той час як пароподібний EDC можна відводити з температурою близько 120-125°С з прямого хлорування 93519 6 100. Таким чином, через цю невелику різницю температур крім чистої конденсації з EDC навряд чи можна витягувати тепло для роботи низькокиплячої колони 301, тому конденсат 304 EDC, який ще містить пароподібний EDC та інертні газові складові частини, відводять із температурою близько 120°С у вигляді багатофазної суміші з кип'ятильника 302 відстійника. Конденсат 304 EDC, за необхідності, після змішування з пароподібним EDC 115, подається у випаровувач розчину їдкого натру 200, який виконаний у вигляді вертикального пучка труб із розширеною відстійною частиною. Потім він подається в простір 201 кожуха теплообмінника 202 з пучком труб, у той час як у внутрішньому просторі труб відбувається випарювання падаючої плівки розчину їдкого натру при температурі близько 60°С. Складові частини, що не конденсуються, відводять через вихід 203 для інертного газу. При цьому за допомогою придатних технічних заходів потрібно забезпечувати, щоб у просторі 201 кожуха теплообмінника 202 з пучком труб не могла утворюватися вибухонебезпечна газова суміш. Такі заходи відомі для фахівців у даній галузі техніки і не є предметом винаходу. Низько кипляча вторинна пара 305 низькокиплячої колони 301 також подається для випарювання розчину їдкого натру 200, де вона конденсується в заглибному охолоджувачі 204, який розташований у відстійній частині 205 випарювання розчину їдкого натру 200. Одержаний низькокиплячий конденсат 206 подають, з одного боку, як низькокиплячий зворотний потік 306 зворотно в головку низькокиплячої колони 301, а, з іншого боку, відводять як стічну воду 208. На основі високої різниці температур між випарюванням розчину їдкого натру 200 з температурою близько 60°С і температурою в головці низькокиплячої колони 301, яка становить приблизно 90°С, можлива компактна конструкція. Розчин 209 їдкого натру з концентрацією 33% подається у відстійну частину 205 випарювання розчину їдкого натру 200 і випарюється під вакуумом. Тиск підтримують за допомогою вакуумного насоса 210, який відводить водяну пару 211, що вивільняється. Насос 212 для розчину їдкого натру відводить частину концентрованого до приблизно 50% розчину їдкого натру у вигляді продукту NaOH 213 і транспортує іншу частину в розподільник 214 розчину їдкого натру, який розподіляє підлягаючий згущенню розчин їдкого натру всередину труб теплообмінника 202 з пучком труб. Продукт 307 відстійника низькокиплячої колони 301, що містить EDC, спрямовується у висококиплячу колону 308 і там, як і в наступній вакуумній колоні очищається далі відомим чином. Для нагрівання цих колон також переважно використовують теплоту реакції виготовлення EDC, що, однак, не є предметом даного винаходу. Із відвідного з простору 201 кожуха теплообмінника 202 з пучком труб чистого EDC 215 відгалужується продукт EDC 216, інший чистий EDC за допомогою насоса 217 для EDC подається в цикл прямого хлорування 100 і об'єднується з рідким EDC 109. 7 93519 При цьому шляхи проходження потоків вторинної пари з прямого хлорування 100 і низькокиплячої колони 301 показані лише як приклад. Можна також застосовувати зовнішній кип'ятильник при випарюванні розчину їдкого натру 200 або розділяти простір 201 кожуха. При цьому можна вільно вибирати, в яку частину можна подавати яку вторинну пару для відведення тепла, що може оптимізувати фахівець відповідно до місцевих умов, при цьому, звичайно потрібно стежити за тим, щоб не змішувалися один з одним потоки EDC різної якості. Для ілюстрації служить наступний приклад на основі розрахунку моделі. При цьому в основу покладена установка з продуктивністю 400000т EDC на рік. В установці такої величини можна в низькокиплячій колоні при абсолютному тискові в головці 1,15бар і температурі близько 91°С одержувати приблизно 3,9МВт теплової потужності для випарювання розчину їдкого натру, за допомогою якої можна підвищувати концентрацію близько 6,8т/годину розчину їдкого натру (що приймається за 100%) із 33 до 50мас.%. Для роботи низькокиплячої колони в кип'ятильник відстійника подається 5,2МВт із прямого хлорування, що становить 30% загальної енергії реакції. Перелік застосовуваних позицій: 100 Пряме хлорування 101 Заповнена рідиною петля 102 Подача етилену 103 Розчинений хлор 104 Хлорний газ 105 Інжектор 106 Рідкий EDC 107 Охолоджувач EDC 108 Резервуар вихідного газу 109 Рідкий EDC Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 8 110 Насос для циркуляції EDC 111 Пароподібний EDC 112 Циркулюючий EDC 113 Пароподібний EDC 114 Пароподібний EDC 115 Пароподібний EDC 200 Упарювання розчину їдкого натру 201 Простір кожуха 202 Теплообмінник із пучком труб 203 Відведення інертного газу 204 Занурюваний охолоджувач 205 Відстійна частина 206 Низькокиплячий конденсат 207 Насос для конденсату 208 Стічна вода 209 33% розчин їдкого натру 210 Вакуумний насос 211 Водяна пара 212 Насос для розчину їдкого натру 213 Продукт NaOH 214 Розподільник розчину їдкогонатру 215 Чистий EDC 216 Продукт EDC 217 Насос для EDC 300 Очищення EDC 301 Низькокипляча колона 302 Кип'ятильник для відстійника 303 Вихідний EDC 304 Конденсат EDC 305 Низькокипляча вторинна пара 306 Низькокиплячий зворотний потік 307 Продукт відстійника 308 Висококипляча колона 309 Вакуумна колона Підписне 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