DE3140892C2

DE3140892C2 -

Info

Publication number: DE3140892C2
Application number: DE3140892A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Phys. Dr. 6907 Nussloch De Hebgen; Eckehard Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen De Danz; Gerd Dipl.-Chem. Dr. 6719 Weisenheim De Krome; Erhard Dipl.-Chem. Dr. 6900 Heidelberg De Stahnecker
Original assignee: BASF SE
Current assignee: Inovyn Belgium NV SA
Priority date: 1981-10-15
Filing date: 1981-10-15
Publication date: 1990-11-22
Also published as: US4720599A; DE3140892A1; BE894692A

Description

Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch

A. Verdampfen von flüssigem 1,2-Dichlorethan und Trennen des 1,2-Dichlorethans in eine flüssige und eine gasförmige Phase,
B. thermisches Spalten des gasförmigen 1,2-Dichlorethans,
C. Abkühlen des unter Druck stehenden heißen Reak tionsgemisches durch Mischen mit flüssigen Bestandteilen, die am Sumpf einer Destillationskolonne abgezogen werden und eine Temperatur von 140-200°C haben und
D. Trennen des Reaktionsgemisches an der genannten Kolonne,

dadurch gekennzeichnet, daß man

E. 1 bis 10 Gew.-% des flüssigen 1,2-Dichlorethans A. im oder nach dem Verdampfer entnimmt,
F. dieses mit einem abgekühlten flüssigen Anteil des Reaktionsgemisches mischt, der aus dem Sumpf der in C. genannten Kolonne entnommen wird und der 5 bis 15 Gew.-% des Reaktionsgemisches beträgt und
G. diese Mischung in einer weiteren Destillationskolonne aufarbeitet, wobei man die am Kopf dieser Kolonne abgezogenen Anteile dem flüssigen 1,2-Dichlorethan vor dem Verdampfer gemäß A. in einem Anteil von 5-30%, bezogen auf das reine 1,2-Dichlorethan zumischt und die am Sumpf dieser Kolonne abgezogenen Anteile durch Destillation aufarbeitet.

Vinylchlorid wird großtechnisch durch thermische Spaltung von 1,2-Dichlorethan hergestellt. Dazu wird reines 1,2- Dichlorethan zunächst verdampft und in einem Temperatur bereich von bevorzugt 480 bis 520°C thermisch gespalten. Die heißen Reaktionsprodukte werden mittels eines Quench mit direkter Kühlung abgekühlt, wobei durch die Wärmeab fuhr Total- oder Teilkondensation eintritt, und der weiteren Aufarbeitung zugeführt. Im Quench wird ein Teil der abgekühlten flüssigen Anteile dem heißen Reaktions produkt zugesetzt, so daß nach Abfuhr der Überhitzung eine Kondensation der schwerflüchtigen Anteile eintritt. Zur Auftrennung der Reaktionsprodukte werden zunächst Chlor wasserstoff, in einer zweiten Destillationsanlage reines Vinylchlorid und das verbleibende 1,2-Dichlorethan sowie leicht-siedende und schwer-siedende Anteile weiter destilla tiv aufgetrennt. Bei der Verdampfung von 1,2-Dichlorethan und dessen unvollständiger Pyrolyse mit anschließendem Abkühlen (Quench) fallen Rückstände in Form von schwer siedenden Anteilen und auch festen Bestandteilen (Ruß, Koks) an. Diese Anteile müssen aus dem System ausgeschleust werden. Bei der Aufbereitung der zur Ausschleusung aus dem Quench abgezogenen Menge (vorwiegend 1,2-Dichlorethan mit bis zu 5% Vinylchlorid und bis zu 1% HCl) wird diese vorwiegend unter Vakuum eingeengt, wobei es nicht zu vermeiden ist, daß geringe Mengen 1,2-Dichlorethan von den Schwersiedern und Festprodukten nicht abzutrennen sind und somit verloren gehen. Die leichflüssigen Bestandteile Vinylchlorid und Chlorwasserstoff können nur mit erheblichem Aufwand wieder gewonnen werden oder gelangen meistens in das Abgas.

Aus der DE-OS 23 13 037 ist ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid bekannt, bei dem 1,2-Dichlorethan in der Verdampfungsstufe nur teilweise verdampft wird und die noch flüssigen Anteile erneut in den Verdampfer zurückgeführt werden.

Aus der DE-AS 12 42 594 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man das Sumpfprodukt der Vinylchloriddestillation (2. Destillationsstufe) in eine weitere Destillationsstufe einspeist und von dort das nicht umgesetzte Dichlorethan wieder in die Spaltzone zurückführt.

Aus der DE-AS 12 50 426 ist ein entsprechendes Verfahren bekannt, bei dem ein Teil des in der zweiten Destillationsstufe abdestillierten Vinyl chlorids in die erste Destillationsstufe zurückgeführt wird.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch Verdampfen und thermisches Spalten von 1,2-Dichlorethan der oben angegebenen Art derart auszugestalten, daß Verluste an Wertprodukten verringert werden.

Die Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch

dadurch gekennzeichnet, daß man

E. 1 bis 10 Gew.-% des flüssigen 1,2-Dichlorethans A. im oder nach dem Verdampfer entnimmt,
F. dieses mit einem abgekühlten flüssigen Anteil des Reaktionsgemisches mischt, der aus dem Sumpf der in C. genannten Kolonne entnommen wird, und der 5 bis 15 Gew.-% des Reaktionsgemisches beträgt und
G. diese Mischung in einer weiteren Destillationskolonne aufarbeitet, wobei man die am Kopf dieser Kolonne abgezogenen Anteile dem flüssigen 1,2-Dichlorethan vor dem Verdampfen gemäß A. in einem Anteil von 5-30%, bezogen auf das reine 1,2-Dichlorethen, zumischt und die am Sumpf dieser Kolonne abgezogenen Anteile durch Destillation aufarbeitet, gelöst.

Es zeigte sich nun überraschend, daß die am Kopfe der Destillationskolonne abgezogenen Anteile, die im wesent lichen 1,2-Dichlorethan und in geringerem Maße Chlor wasserstoff und Vinylchlorid sowie andere leichtsiedende Komponenten enthalten. nach dem Vermischen mit dem flüssi gen 1,2-Dichlorethan und dem daran anfolgenden Verdampfen bei dem thermischen Spaltprozeß zu keiner Beeinträchtigung des Reaktionsablaufs führen. Es zeigt sich außerdem, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Verfahrensab laufs der Anfall an unlöslichen und schwersiedenden An teilen verringert wird.

Zur Erläuterung des Verfahrens ist auf Fig. 1 verwiesen. Reines 1,2-Dichlorethan (1) wird mit dem aus der Kolon ne (13) am Kopf abgezogenen Gemisch aus überwiegend 1,2-Dichlorethan, Chlorwasserstoff und Vinylchlorid ver mischt und in dem Verdampfer (2) zum größten Teil ver dampft. In dem Phasentrenngefäß (3), in dem der Verdampfer (2) integriert sein kann, bildet sich eine gasförmige und eine flüssige Phase aus. Die gasförmige Phase (4) wird dem Spaltofen (5) zugeführt, in dem die unvollständige Spaltung von 1,2-Dichlorethan zu Vinylchlorid und Chlor wasserstoff erfolgt. Der Spaltofen (5) wird mit einem Gemisch aus Luft und Brennstoff (6) befeuert. Die Spaltung erfolgt bei Temperaturen von bevorzugt 480 bis 540°C. Das heiße Reaktionsgemisch (7) wird mit flüssigen Bestandteilen, die am Sumpf der Kolonne (8) (Quench) abgezogen werden, gemischt und die Mischung der Kolonne (8) zugefahren. Die Sumpfbestandteile, die eine Temperatur von 140 bis 200°C haben, werden in solchen Mengen gemischt, daß die Mischung mit annähernd Siedetemperatur in die Kolonne (8) eintritt. Am Kopf der Kolonne (8) werden nach Teil- oder Totalkondensation die gasförmigen und flüssigen Bestand teile abgezogen und die Ströme (9) und (10) der weiteren Trennung in Vinylchlorid, Chlorwasserstoff und 1,2-Di chlorethan zugeführt. Aus dem Trenngefäß (3) werden 1 bis 10 Gew.-% des Zulaufs zum Verdampfer (2) flüssig ent nommen (11) und mit den aus dem Sumpf der Kolonne (8) entnommenen Schwersiedern (schwersiedende Anteile) und festen Rückständen (Strom 12) gemischt. Dabei entfallen 5 bis 15 Gew.-% des Stromes (7) auf den Strom (12). Diese Mischung wird der Kolonne (13) zugefahren, wobei am Kopf der Strom (14) abgezogen und dem Strom (1) vor dem Verdampfer (2) zugesetzt wird. Der Anteil des Stromes (14) macht 5 bis 30%, bezogen auf das reine 1,2-Dichlor ethan (1) aus. Am Boden der Kolonne (13) wird der Sumpfab zug (15) zusammen mit den entstandenen Festprodukten und den schwersiedenden Anteilen abgeführt und durch Destillation aufgearbeitet.

Der Vorteil der Arbeitsweise, bei der der Strom (14) dem Strom (1) zugesetzt wird, besteht in Einsparung von Energie bei der Aufarbeitung.

Wie oben erläutert, besteht der Vorteil des Verfahrens darin, daß die im Strom (12) enthaltenen Wertprodukte wie Vinyl chlorid und Chlorwasserstoff in der Kolonne (13) wieder gewonnen werden und im Gemisch mit dem aus dem Strom (11) stammenden 1,2-Dichlorethan in Strom (14) in die Reaktion zurückgehen.

Beispiel

Es wird nach einem Verfahrensablauf gearbeitet, wie er in der Fig. 1 beschrieben ist.

Zu 59 t/h von reinem 1,2-Dichlorethan (99%) (1) werden 8,5 t/h aus dem Strom (14) zugemischt. Von dem Gemisch werden 64,5 t/h, von der gasförmigen Phase 64,5 t/h ver dampft (4) und dem Spaltofen (5) zugeführt. Das Reaktions gemisch (7), das eine Temperatur von 450 bis 500°C und einen Druck von 15 bar hat, wird mit flüssigen Anteilen aus der Kolonne (8) gequencht. Aus der Kolonne (8) wer den 58,5 t/h als Strom (9) und (10) zur weiteren Auf arbeitung (Vinylchloridaufarbeitung) geleitet. 6 t/h des Stromes (12), der 3% Vinylchlorid und 0,5 Chlorwasser stoff enthält, werden mit 3 t/h des Stromes (11) gemischt und dieses Gemisch der Kolonne (13) zugefahren. Die Kolonne (13) wird bei einem Druck von 1,2 bar betrieben. Es werden jeweils 8,5 t/h über Kopf (13) abgetrieben und bei 85°C kondensiert. Dieser Strom (14) wird mit dem Strom (1) gemischt und vor der Verdampfung (2) zugefahren. Der Sumpfabzug aus der Kolonne (13) in Mengen von 0,5 t/h enthält alle schwersiedenden und festen Bestandteile. Deren Anteil beträgt, bezogen auf den Einsatz von 1,2-Di chlorethan (1), 0,5%.

Arbeitet man nicht erfindungsgemäß nach der herkömmlichen Arbeitsweise, so beträgt der Anteil an schwersiedenden und festen Bestandteilen 2%.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch
- A. Verdampfen von flüssigem 1,2-Dichlorethan und Trennen des 1,2-Dichlorethans in eine flüssige und eine gasförmige Phase,
- B. thermisches Spalten des gasförmigen 1,2-Dichlorethans,
- C. Abkühlen des unter Druck stehenden heißen Reak tionsgemisches durch Mischen mit flüssigen Bestandteilen, die am Sumpf einer Destillationskolonne abgezogen werden und eine Temperatur von 140-200°C haben und
- D. Trennen des Reaktionsgemisches an der genannten Kolonne,
dadurch gekennzeichnet, daß man
- E. 1 bis 10 Gew.-% des flüssigen 1,2-Dichlorethans A. im oder nach dem Verdampfer entnimmt,
- F. dieses mit einem abgekühlten flüssigen Anteil des Reaktionsgemisches mischt, der aus dem Sumpf der in C. genannten Kolonne entnommen wird und der 5 bis 15 Gew.-% des Reaktionsgemisches beträgt und
- G. diese Mischung in einer weiteren Destillationskolonne aufarbeitet, wobei man die am Kopf dieser Kolonne abgezogenen Anteile dem flüssigen 1,2-Dichlorethan vor dem Verdampfer gemäß A. in einem Anteil von 5-30%, bezogen auf das reine 1,2-Dichlorethan zumischt und die am Sumpf dieser Kolonne abgezogenen Anteile durch Destillation aufarbeitet.