LU103347B1 - Anlagenverbund zur Vermeidung direkter CO2-Emissionen einer Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid - Google Patents
Anlagenverbund zur Vermeidung direkter CO2-Emissionen einer Anlage zur Herstellung von VinylchloridInfo
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Abstract
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid (VC) und eine Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid mit reduzierten CO2-Emissionen.
Description
221484P00LU LU103347
Anlagenverbund zur Vermeidung direkter CO,-Emissionen einer Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid (VC) und eine Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid mit reduzierten CO,-Emissionen.
Stand der Technik
Die Vermeidung von klimaschädlichen Emissionen, mehrheitlich CO,-Emissionen, ist aufgrund von
Verbraucherinteresse an Nachhaltigkeit, sinkenden Kosten von Wind- und Sonnenkraft, Besorgnis bezüglich des Klimawandels und Regierungsvorschriften auf der ganzen Welt ein Anliegen mit wachsender
Dringlichkeit.
Bei der modernen Herstellung von Vinylchlorid (VC) wird in einem ersten Schritt aus Ethen und Chlor per „Direktchlorierung“ 1,2-Dichlorethan (EDC) erzeugt.
HoCSCHa + Ch — Chm
Weit verbreitet ist auch die Darstellung von 1,2-Dichlorethan mittels Oxychlorierung von Ethen mit
Chlorwasserstoff und Sauerstoff. Beide Prozesse werden oft in einem Anlagenverbund betrieben.
H,C=CH, + 2HC + 050, — Ce, + HO
In einem nachgeschalteten Schritt wird das 1,2-Dichlorethan unter Abspaltung von Chlorwasserstoff bei hohen Temperaturen von 400-500 °C zu Vinylchlorid umgesetzt.
Se cie Gr “CH, + HCI
Im Jahr 2010 wurden weltweit ca. 35 Millionen Tonnen an Vinylchlorid verbraucht, hauptsächlich für die
Polymerisation zu Polyvinylchlorid (PVC).
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Anlagenkomplexe zur Herstellung von Vinylchlorid beziehen das benötigte Chlor aus einer Anlage zur Chlor-
Alkali-Elektrolyse. Bei Neubauten werden diese Anlagen meist in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander als Gesamtkomplex errichtet. Der bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse als Koppelprodukt anfallende Wasserstoff kann im Spaltreaktor für die thermische Spaltung von 1,2-Dichlorethan (EDC) zu Vinylchlorid zur Beheizung verbrannt werden und mindert so die CO,-Emissionen dieses Ofens bzw. des VC-Verfahrens.
Bei einem üblichen Anlagenkomplex im Mischbetrieb aus Direktchlorierung und Oxychlorierung liefert der
Zwangsanfall von Wasserstoff jedoch nur ca. 80% des Wärmebedarfs des EDC-Spaltreaktors. Die restlichen ca. 20% werden durch Zumischung eines anderen Brenngases, meist Erdgas, bereitgestellt. Als Folge hiervon wird immer noch CO, emittiert.
Bei der Herstellung von PVC und damit der vorhergehenden Herstellung von Vinylchlorid wäre jedoch eine
Reduktion der CO,-Emissionen von Vorteil.
Die WO 2017/216 272 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Anlage zur Bereitstellung von nachhaltigem
PVC. Hz und O; aus einer Elektrolysezelle werden zur Herstellung von Methanol und weiter zur Umwandlung in Ethylen für die Herstellung von Vinylchlorid verwendet. Eine Verwendung des H, für die Befeuerung der
Anlagen der VC-Herstellung wird nicht offenbart.
Die US 2013/028 81 43 A1 beschreibt einen Anlagenverbund zur Nutzung der Elektrolyseprodukte von
Meerwasser. Dabei soll erhaltenes Cl, einer Anlage zur Herstellung von PVC zugeführt werden, während erhaltener H, entweder in einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung verwendet oder einer Anlage zur
Herstellung von NH; zugeführt werden soll. Eine Verwendung des H, für die Befeuerung der Anlagen der
VC-Herstellung wird nicht offenbart.
Die DE 196 07 667 Al betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cl, aus verunreinigter Salzsäure, wie sie bei der Spaltung von 1,2-Dichlorethan zur Herstellung von Vinylchlorid anfällt. Eine Verwendung des neben
Cl, anfallenden H, für die Befeuerung der Anlagen der VC-Herstellung wird nicht offenbart.
Die WO 2016/149 507 A1 offenbart die Kombination eines Verfahrens zur Oxidativen Kopplung von
Methan, um Ethylen in ausreichender Reinheit herzustellen, mit der Herstellung von Vinylchlorid, die Ethylen als Edukt benötigt. Es wird beschrieben, dass der Spaltreaktor zur Spaltung von EDC mit H, aus der
Chloralkali-Elektrolyse befeuert werden kann und der restliche Brennstoffbedarf mittels Erdgases gedeckt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von
Vinylchlorid (VC), bei dem weniger oder kein CO,, insbesondere für die Befeuerung der energieintensiven
Spaltreaktoren und/oder thermischen HCI-Rückgewinnungseinheiten, emittiert wird.
ErfindungsgeméBe Lösung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Anlage zur Herstellung von
Vinylchlorid (VC) gemäß Anspruch 8. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der entsprechenden Unteranspriiche.
Es wurde überraschend gefunden, dass ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid und eine Anlage zur
Herstellung von Vinylchlorid mit reduzierten oder ohne CO,-Emissionen bereitgestellt werden kann, indem erfindungsgemäß die Chlor-Alkali-Elektrolyseanlage um eine zusätzliche Elektrolyseanlage ergänzt wird, die
Wasserstoff erzeugt.
Diese zusatzliche Elektrolyseanlage kann eine Anlage zur Wasserelektrolyse oder alternativ eine Anlage zur
Elektrolyse von wässriger Salzsäure sein. Die zusatzliche Elektrolyse-Anlage wird so dimensioniert, dass sowohl der fehlende Wasserstoffbedarf des EDC-Spaltreaktors als vorzugsweise auch der Brenngasbedarf der Anlage zur thermischen HCI-Rückgewinnung gedeckt wird.
In der Ausführungsform der Verwendung einer Salzsäure-Elektrolyse wird die Salzsäure durch Absorption von Chlorwasserstoff aus der thermischen EDC-Spaltung bereitgestellt Die Kapazität der Oxychlorierung wird dabei um einen entsprechenden Betrag geringer. Das in der Salzsäurelektrolyse erzeugte Chlor wird in die Direktchlorierung eingespeist, deren Kapazität um einen entsprechenden Betrag größer wird.
In der Ausführungsform der Verwendung einer Wasserelektrolyse wird der als Koppelprodukt anfallende
Sauerstoff vorzugsweise als Rohstoff in die Oxychlorierung eingespeist. Die Kapazität einer
Luftzerlegungsanlage, die zur Bereitstellung von Sauerstoff für die Oxychlorierung benötigt wird, verringert sich dann um einen entsprechenden Betrag.
Bei einer weiteren erfindungsgemäBen Anlagenkonfiguration wird die Oxychlorierung vollständig durch eine
Salzsäureelektrolyse ersetzt. Die Direktchlorierung muss dann entsprechend größer dimensioniert werden,
221484P00LU LU103347 um das erzeugte Chlor zu verarbeiten. Die erzeugte Wasserstoffmenge übersteigt in diesem Fall die zum
Betrieb des Spaltreaktors benötigte Menge an H,. Der Überschuss steht für andere Zwecke zur Verfügung und kann exportiert werden.
In Folge der Ergänzung um eine zusatzliche Elektrolyseanlage werden direkte CO,-Emissionen des
Anlagenkomplexes fast vollständig vermieden. Damit verbunden sind verschiedene Vorteile, wie z.B. eine umweltschonendere und nachhaltigere Herstellung, die Möglichkeit im Fortgang hergestelltes PVC mit einem Umweltfreundlichkeitsaufschlag zu verkaufen, eine Verringerung der Gesamtkosten für chemische
Anlagen durch Verwendung von sehr kostengünstigen bis kostenfreien Ausgangsstoffen, der Erhalt von
CO,-Gutschriften und die Vermeidung von CO,-Steuern und Strafen beruhend auf
Dekarbonisierungsverträgen.
Dem entgegen wird in einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von VC aus EDC im Mischbetrieb lediglich Wasserstoff aus der Chlor-Alkali-Elektrolyse im EDC-Spaltreaktor verbrannt, um den Bedarf an fossilem Brenngas zu reduzieren und so die CO,-Emissionen zu senken. Die Menge an Wasserstoff ist jedoch nicht ausreichend für den Bedarf des Spaltreaktors oder gar zusätzlich der thermischen HCI-
Rückgewinnungseinheit. Entsprechend muss weiterhin fossiles Brenngas zugeführt werden und es bleiben signifikante CO,-Emissionen bestehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid (VC) umfasst folgende Schritte: a) Bereitstellen von Elektrizität und einer Alkalimetallchloridlôsung, in einer Chloralkali-Elektrolysezelle (1) und Erhalten von Cl, und einem Alkalimetallhydroxid und Hz durch Elektrolyse; b) Verwenden von in Schritt a) erhaltenem Cl, in einer Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) bei der Direktchlorierung von Ethylen zu Ethylendichlorid (EDC); c) Einspeisen des in Schritt b) erhaltenen Ethylendichlorids (EDC) in einen EDC-Spaltreaktor (5) und
Verwenden von in Schritt a) erhaltenem H, zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5) zur Spaltung des in Schritt b) erhaltenen Ethylendichlorids (EDC), um Vinylchlorid und HCI zu erhalten; d) Rickgewinnung von HCl aus den Schritten b) und c) unter Verwendung einer thermischen HCI-
Recyclingeinheit (7), wobei der EDC-Spaltreaktor (5) vollstandig mit H, befeuert wird.
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Wenn von einer Einzahl von Einheiten, Reaktoren etc. geschrieben wird, umfasst dies auch die Verwendung einer Mehrzahl von Einheiten, Reaktoren etc., soweit nicht ausdrücklich das Gegenteil offenbart ist.
Schritt a) umfasst das Bereitstellen von Elektrizität, vorzugsweise erneuerbarer Elektrizität, und einer
Alkalimetallchloridlésung, vorzugsweise Li, K und/oder Na, in einer Chloralkali-Elektrolysezelle, was zum
Erhalt von Cl,, Alkalimetallhydroxid, vorzugsweise NaOH, LiOH und/oder KOH, und H, durch Elektrolyse fuhrt. Der Fachmann kennt verschiedene Typen von Chloralkali-Elektrolysezellen, z. B. Membranzelle,
Diaphragmazelle oder Castner-Kellner-Verfahren (Quecksilberzelle). So entsteht Chlor z. B. durch (1) 2NaCl ->2Na*+Cl,+2e und Wasserstoff durch (2) 2H,0+2e ->20H +H,.
Ethylen und das in Verfahrensschritt a) erhaltene Cl, werden bei der Direktchlorierung von Ethylendichlorid (EDC) in Schritt b) vereinigt. (3) C,H, + Cl, -> C,H,Cl,
Die Reaktion der Edukte kann z. B. durch Metallchloride, Fe, Al, Cu Sb, weiter bevorzugt FeCls, katalysiert werden. Beispielhafte Reaktionsbedingungen finden sich in Tarrit et al., US 2011/0183143 AI, Absatz
[0041] bis [0052]. Nichtsdestotrotz kônnen abweichende Reaktionsbedingungen verwendet werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Das erhaltene Ethylendichlorid (EDC) kann vorzugsweise weiter gereinigt werden, z. B. durch Destillation. Geeignete Methoden zur Aufreinigung sind dem Fachmann bekannt.
Das erzeugte Ethylendichlorid (EDC) wird anschließend in Schritt c) einem Spaltreaktor zugeführt, um
Vinylchlorid (VC) und HCI herzustellen. (4) (CHzCl,), -> CH,CHCI + HCl
Beispielhafte Spaltbedingungen finden sich in Tarrit et al, US 2011/0183143 Al, Absatz [0068], z. B. bei einer Temperatur zwischen 400°C und 500 °C und einem Druck zwischen 25 und 30 bar. Nichtsdestotrotz
221484P00LU LU103347 können abweichende Reaktionsbedingungen verwendet werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Erfindungsgemäß wird der EDC-Spaltreaktor vollständig mit H, befeuert.
In Schritt d) wird HCI aus den Schritten b) und c) unter Verwendung einer thermischen HCl-Recyclingeinheit zurückgewonnen und kann als Chlorwasserstoffgas und/oder Salzsäure bereitgestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren einen Oxychlorierungsschritt e) in einer
Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung von Ethylen, um weiteres Ethylendichlorid (EDC) zur Einspeisung in den EDC-Spaltreaktor (5) zu erhalten, umfassen: (5) C,H, +2 HCI+ 1/2 0, -> C,H,Cl, + H,O
Dieser Schritt erlaubt vorzugsweise die weitere Umsetzung von HCI aus dem Spaltschritt c) mit O, aus einer
Luftzerlegungsanlage oder vorzugsweise aus einer Wasserelektrolyse und Ethylen zur Herstellung von zusätzlichem Ethylendichlorid. Beispielhafte Oxychlorierungsbedingungen finden sich in Tarrit et al., US 2011/0183143 Al, Absatz [0053]. Nichtsdestotrotz können abweichende Reaktionsbedingungen verwendet werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Das erhaltene EDC wird dem Spaltreaktor zugeführt, das Wasser kann als Prozess-, Kühl- oder Elektrolysewasser wiederverwendet werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt e) vorher zurückgewonnenes HCl, vorzugsweise aus Schritt d), verwendet.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann parallel zur Chloralkalielektrolyse in Schritt a) durch Elektrolyse in einem Schritt f), der Elektrizität und Wasser, vorzugsweise Speisewasser oder recycliertes Wasser in einer vorzugsweise alkalischen oder PEM-Elektrolysezelle umfasst, H, und O, bereitgestellt werden. Die Schritte a) und f) stellen zusammen H,, O,, Alkalimetallhydroxid, vorzugsweise NaOH, LiOH und/oder KOH, und Cl, bereit. Dieser O- erfordert vorzugsweise keine weitere Reinigung und vermeidet eine teure Erzeugung von 0, aus Luft in einer Luftzerlegungsanlage. Die oben erwähnte Wasserelektrolyse kann zur Bereitstellung einer ausreichenden Wasserstoffmenge in den späteren Verfahrensschritten notwendig sein. Vorzugsweise kann der in Schritt f) erhaltene H; in Schritt g) zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors in Schritt c) verwendet werden. In Schritt h) kann der in Schritt f) erhaltene O, vorzugsweise in Schritt e) verwendet werden, wenn eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung von Ethylen vorhanden ist.
Vorzugsweise umfasst die Wasserelektrolysezelle eine alkalische oder PEM- (Polyelektrolyt-Mehrschicht- oder Protonenaustauschmembran-) oder HT(Hochtemperatur)- oder SO(Festoxid)-Wasserelektrolysezelle.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können parallel zur Chloralkalielektrolyse in Schritt a) durch
Elektrolyse in einem Schritt i), der Elektrizität und Salzsäure umfasst, H, und Cl, bereitgestellt werden. Die
Schritte a) und i) stellen zusammen H,, Alkalimetallhydroxid, vorzugsweise NaOH, LiOH und/oder KOH, und
Cl, bereit. Die oben erwähnte Salzsäureelektrolyse kann zur Bereitstellung einer ausreichenden
Wasserstoffmenge in den späteren Verfahrensschritten notwendig sein. Vorzugsweise kann der in Schritt i) erhaltene H, in Schritt j) zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors in Schritt c) verwendet werden. In Schritt k) kann das in Schritt i) erhaltene Cl, vorzugsweise in Schritt b) zur Direktchlorierung verwendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann HCI aus Schritt d) und/oder e), wenn eine
Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung von Ethylen vorhanden ist, für die Salzsäure zur
Elektrolyse in Schritt i) verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich die thermische HCI-Recyclingeinheit (7) in Schritt d) teilweise oder vollständig mit H, befeuert. Die Befeuerung der thermische HCI-Recyclingeinheit (7) mit Hz senkt die CO,-Emission der Herstellung von Vinylchlorid.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erhaltene Vinylchlorid-Monomer (VC) weiter gereinigt werden, z. B. durch Destillation, und ferner zu Polyvinylchlorid (PVC) polymerisiert werden, zum Beispiel durch Suspensionspolymerisationen, Emulsionspolymerisation und/oder Massepolymerisation oder
Kombinationen davon. PVC ist für den Transport ideal, da es unter normalen Bedingungen keine
Gesundheits- und Sicherheitsprobleme aufweist.
Gemäß der Lehre der Erfindung können die Begriffe „unter Verwendung des in den vorhergehenden
Verfahrensschritten erhaltenen O,, H,, Cl», H,0, HCl oder NaOH (oder LIOH und/oder KOH)“ die
Verwendung von zusätzlichem O,, H,, Cl,, H,O, HCI oder NaOH (oder Alkalimetallhydroxiden, LiOH und/oder
KOH) aus anderen Quellen oder Verfahren einschließen, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Elektrizität in Schritt a), f) und/oder i) durch eine erneuerbare
Energiequelle, vorzugsweise Sonnenkraft, Windkraft, Geothermalkraft, Wasserkraft, Gezeitenkraft und/oder
Biogas, bereitgestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Elektrizität durch eine Batterieeinheit, weiter bevorzugt durch eine Redox-Flow-Batterie, gespeichert oder gepuffert oder als Cl», Hz, Alkalimetallhydroxid, vorzugsweise
NaOH, LIOH und/oder KOH, und/oder O, gespeichert oder gepuffert. Insbesondere ermöglicht die
Speicherung als chemischer Träger Cl», Hz, Alkalimetallhydroxid, vorzugsweise NaOH, LiOH und/oder KOH, und/oder O, eine flexiblere Verwendung der bereitgestellten Energie unabhängig von
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Leistungsfluktuationen. Durch die erfindungsgemäße chemische Energiespeicherung können daher einige
Hauptnachteile erneuerbarer Energiequellen, wie veränderliche Windkraft oder Nacht-Tag-Zyklen von
Sonnenkraft überwunden werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid (VC) bereit, umfassend: - eine elektrische Leistungsquelle oder -Verbindung (15); - eine Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1); - eine Ethylenquelle (19); - eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung; - einen EDC-Spaltreaktor (5); - eine thermische HCl-Recyclingeinheit (7); wobei die Anlage ferner eine weitere Elektrolyseeinheit (14) zur Wasserelektrolyse oder eine weitere
Elektrolyseeinheit (14) zur Salzsäureelektrolyse umfasst, wobei die Elektrolyseeinheit (14) zur
Wasserelektrolyse konfiguriert ist, um H, zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5) bereitzustellen, und wobei die Elektrolyseeinheit (14) zur Salzsäureelektrolyse konfiguriert ist, um Hz zur Befeuerung des EDC-
Spaltreaktors (5) und Cl, zur Direktchlorierung in der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) bereitzustellen.
Vorzugsweise kann die elektrische Leistung durch eine nachhaltige und erneuerbare Energiequelle, vorzugsweise Sonnenkraft, Windkraft, Geothermalkraft, Wasserkraft, Gezeitenkraft und/oder Biogas, bereitgestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erneuerbare Energiequelle direkt an die
Anlage angeschlossen.
Vorzugsweise kann die elektrische Leistung trotz Fluktuationen der erneuerbaren Energiequelle als stabiler
Ausstoß gehalten werden (Puffern), vorzugsweise durch eine Batterieeinheit, weiter bevorzugt durch eine
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Redox-Flow-Batterie, batteriegepuffert oder als Cl,, H,, Alkalimetallhydroxid, vorzugsweise NaOH, LiOH und/oder KOH, und/oder O, gespeichert oder gepuffert.
Der Fachmann kennt verschiedene Typen von Chloralkali-Elektrolysezellen, z. B. Membranzelle,
Diaphragmazelle oder Castner-Kellner-Verfahren (Quecksilberzelle).
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anlage ferner eine Ethylen-Syntheseeinheit als
Ethylenquelle (nicht gezeigt) und gegebenenfalls eine Einheit zur Erhöhung der Ethylen-Ausbeute einschließlich einer Propylen-Selbstmetathese-Einheit aufweisen.
Geeignete Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheiten zur Direktchlorierung sind dem Fachmann bekannt.
Geeignete EDC-Spaltreaktoren, wie. z.B. Spaltöfen, sind dem Fachmann bekannt.
Geeignete thermische HCI-Recyclingeinheiten sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugt ist eine
Absorptionsanlage für die Absorption von Chlorwasserstoff.
Die erfindungsgemäße Anlage weist entweder eine weitere Elektrolyseeinheit zur Wasserelektrolyse oder eine weitere Elektrolyseeinheit zur Salzsäureelektrolyse auf. Elektrolyseeinheiten zur Wasserelektrolyse und
Elektrolyseeinheiten zur Salzsäureelektrolyse sind dem Fachmann bekannt. Vorzugsweise umfasst die
Elektrolyseeinheit zur Wasserelektrolyse eine alkalische oder PEM- (Polyelektrolyt-Mehrschicht- oder
Protonenaustauschmembran-) oder HT(Hochtemperatur)- oder SO(Festoxid)-Wasserelektrolysezelle.
Die Elektrolyseeinheit zur Wasserelektrolyse stellt H, zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors bereit. Dadurch kann der Brennstoffbedarf des EDC-Spaltreaktors, der nicht durch H, aus der Chloralkalielektrolyse abgedeckt werden kann, zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig bereitgestellt werden. Dieses ermöglicht die Reduzierung oder vorzugsweise Vermeidung von CO,-Emissionen aufgrund des Betriebs des
EDC-Spaltreaktors.
Die Elektrolyseeinheit zur Salzsäureelektrolyse stellt H, zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors bereit.
Dadurch kann der Brennstoffbedarf des EDC-Spaltreaktors, der nicht durch H, aus der Chloralkalielektrolyse abgedeckt werden kann, zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig bereitgestellt werden. Dieses ermöglicht die Reduzierung oder vorzugsweise Vermeidung von CO,-Emissionen aufgrund des Betriebs des
EDC-Spaltreaktors. Ferner stellt die Elektrolyseeinheit zur Salzsäureelektrolyse Cl, für die Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheiten zur Direktchlorierung bereit.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von
Vinylchlorid keine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung, sodass das gesamte EDC für die Spaltung zu Vinylchlorid mittels der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Direktchlorierung bereitgestellt wird. Der höhere Bedarf an Cl, wird durch die Chloralkalielektrolyse und die
Salzsäureelektrolyse gedeckt, wobei zurückgewonnener Chlorwasserstoff aus der thermischen HCI-
Recyclingeinheit der Elektrolyseeinheit der Salzsäureelektrolyse zugeführt wird. Die kombinierte Menge an
H,, die durch die Chloralkalielektrolyse und die Salzsäureelektrolyse, bereitgestellt wird, übersteigt den
Bedarf des EDC-Spaltreaktors. Folglich kann H, für andere Prozesse in der Anlage oder außerhalb der
Anlage bereitgestellt werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid ferner eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung. Wenn eine Elektrolyseeinheit zur
Wasserelektrolyse vorhanden ist, wird O, aus der Elektrolyseeinheit zur Wasserelektrolyse in der
Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung verwendet. Dies ermöglicht die Reduktion der
Kapazität einer etwaigen Luftzerlegungsanlage zur Bereitstellung von 0,. Wenn eine Elektrolyseeinheit zur
Salzsäureelektrolyse vorhanden ist, ist mehr Cl, für die Direktchlorierung vorhanden. Die Kapazität der
Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Direktchlorierung wird entsprechend erhöht, die Kapazität der
Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung wird entsprechend verringert.
Die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid kann vorzugsweise ferner eine EDC-
Destillationseinheit, eine VC-Destillationseinheit und/oder eine Luftzerlegungsanlage umfassen.
Die EDC-Destillationseinheit dient der Aufbereitung von EDC für die thermische Spaltung zu Vinylchlorid und
HCI. Geeignete EDC-Destillationseinheiten sind dem Fachmann bekannt.
Die VC-Destillationseinheit dient der Aufbereitung von VC für die weitere Verwendung, meist Polymerisation zu PVC (nicht gezeigt). Ferner wird Chlorwasserstoff zurückgewonnen, der entweder für die
Salzsäureelektrolyse oder die Oxychlorierung verwendet werden kann. Geeignete VC-Destillationseinheiten sind dem Fachmann bekannt.
Die Luftzerlegungsanlage dient der Bereitstellung von O, für die Oxychlorierung. Die Kapazität der
Luftzerlegungsanlage wird an die Kapazität der Oxychlorierung und die Bereitstellung von O- aus einer gegebenenfalls vorhandenen Elektrolyseeinheit zur Wasserelektrolyse angepasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anlage ferner einen PVC-Polymerisationsreaktor (nicht gezeigt) aufweisen.
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Die Kombination von bevorzugten Ausführungsformen ist besonders bevorzugt.
Des Weiteren wird die Erfindung anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren beschränken dabei nicht den Schutzumfang der Erfindung, sondern dienen nur der beispielhaften Erläuterung. Die
Figuren zeigen schematische Anlagenfließbilder.
Es zeigen:
Figur 1 ein schematisches Fließbild einer herkömmlichen Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid.
Figur 2 ein schematisches Fließbild einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid gemäß einer Ausführungsform mit Wasserelektrolyse.
Figur 3 ein schematisches Fließbild einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid gemäß einer Ausführungsform mit Salzsäureelektrolyse und Oxychlorierung.
Figur 4 ein schematisches Fließbild einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid gemäß einer Ausführungsform mit Salzsäureelektrolyse und ohne Oxychlorierung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid und der Durchführung eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung von Vinylchlorid.
Eine Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) stellt H, und Cl, bereit. Cl, (9) wird zusammen mit Ethylen (21) aus einer Ethylenquelle (19) in eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung geleitet (21), um EDC zu erhalten. Ferner wird Ethylen (20) in einer Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur
Oxychlorierung mit O, (13) aus einer Luftzerlegungsanlage (8) und Chlorwasserstoff (29) ebenfalls zu EDC umgesetzt. Das in den Syntheseeinheiten (2) und (3) erhaltene EDC wird über die Leitungen (22) und (23) in einer EDC-Destillationseinheit (4) aufbereitet und das aufbereitete EDC in einen EDC-Spaltreaktor (5) geleitet (24). Der EDC-Spaltreaktor (5) wird mit dem H, aus der Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) befeuert (12). Da die bereitgestellte Menge an H, den Bedarf nicht deckt, wird der restliche bedarf als fossiler
Brennstoff (Erdgas) zugeführt (11). Im EDC-Spaltreaktor (5) wird EDC zu Vinylchlorid (VC) und
Chlorwasserstoff umgesetzt. Das VC wird in eine VC-Destillationseinheit (6) geleitet (25). Das destillierte VC kann aus der Anlage über eine Leitung (26) ausgeschleust werden, z.B. zur PVC-Polymerisation (nicht gezeigt). Nicht-umgesetztes EDC wird aus der VC-Destillationseinheit (6) zurück zur EDC-Destillationseinheit (4) geführt (30).
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Chlorwasserstoff-haltige Abgase aus der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung, der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung und der EDC-Destillationseinheit (4) werden über die Leitungen (32), (33) bzw. (31) in die thermische HCl-Recyclingeinheit (7) gespeist. Da der gesamte H, aus der Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) für die Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5) benötigt wird, wird die thermische HCI-Recyclingeinheit (7) mit fossilem Brennstoff (Erdgas) aus (11) versorgt. Das zurückgewonnene HCI (28) aus der thermischen HCl-Recyclingeinheit (7) wird zusammen mit
HCl (27) aus der VC-Destillationseinheit (6) der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur
Oxychlorierung bereitgestellt (29).
In einer beispielhaften Rechnung kann eine Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) ungefähr 73700 kg/h Cl, und 2143 kg/h H, bereitstellen. Dies erfordert einen Zuschuss von ungefähr 1562 kg/h Methan für die
Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5). Es entstehen ungefahr 4295 kg/h CO,-Emissionen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemaBen Anlage zur Herstellung von
Vinylchlorid und der Durchführung eines erfindungsgemäBen Verfahrens zur Herstellung von Vinylchlorid.
Eine Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) stellt H, und Cl, bereit, vorzugsweise unter Verwendung von nachhaltig erzeugter Energie (15). Cl, (9) wird zusammen mit Ethylen (21) aus einer Ethylenquelle (19) in eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung geleitet (21), um EDC zu erhalten.
Ferner wird Ethylen (20) in einer Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung mit 0, (13) anteilig aus einer Elektrolyseeinheit (14) fir Wasser, die vorzugsweise unter Verwendung von nachhaltig erzeugter Energie (15) betrieben wird, und anteilig aus einer Luftzerlegungsanlage (8) und Chlorwasserstoff (29) ebenfalls zu EDC umgesetzt. Das in den Syntheseeinheiten (2) und (3) erhaltene EDC wird über die
Leitungen (22) und (23) in einer EDC-Destillationseinheit (4) aufbereitet und das aufbereitete EDC in einen
EDC-Spaltreaktor (5) überführt (24). Der EDC-Spaltreaktor (5) wird mit dem H, aus der Chloralkali-
Elektrolyse-Einheit (1) und dem H, aus der Elektrolyseeinheit (14) fir Wasser befeuert (12). Die bereitgestellte Menge an H, deckt den Bedarf. Im EDC-Spaltreaktor (5) wird EDC zu Vinylchlorid (VC) und
Chlorwasserstoff umgesetzt. Das VC wird in eine VC-Destillationseinheit (6) geleitet (25). Das destillierte VC kann aus der Anlage über eine Leitung (26) ausgeschleust werden, z.B. zur PVC-Polymerisation (nicht gezeigt). Nicht-umgesetztes EDC wird aus der VC-Destillationseinheit (6) zurück zur EDC-Destillationseinheit (4) geführt (30).
Chlorwasserstoff-haltige Abgase aus der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung, der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung und der EDC-Destillationseinheit (4) werden über die Leitungen (32), (33) bzw. (31) in die thermische HCI-Recyclingeinheit (7) gespeist. Diese kann ebenfalls mit H, aus der Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) und H, aus der Elektrolyseeinheit (14) für
Wasser betrieben werden. Das zurückgewonnene HCI (28) aus der thermischen HCl-Recyclingeinheit (7)
221484P00LU © LU103347 wird zusammen mit HCl (27) aus der VC-Destillationseinheit (6) der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung bereitgestellt (29).
In einer beispielhaften Rechnung kann eine Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) ungefähr 73700 kg/h Cl, und 2143 kg/h H, bereitstellen. Dies erfordert einen Zuschuss von ungefähr 1305 kg/h H, aus der
Elektrolyseeinheit für Wasser (14) für die Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5). Ferner stellt die
Elektrolyseeinheit für Wasser (14) ungefähr 10440 kg/h O, für die Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung bereit. Es entstehen keine CO,-Emissionen und eine Luftzerlegungsanlage (8) kann entsprechend kleiner dimensioniert werden.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen erfindungsgemaBen Anlage zur Herstellung von
Vinylchlorid und der Durchführung eines erfindungsgemäBen Verfahrens zur Herstellung von Vinylchlorid.
Eine Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) stellt H, und Cl, bereit, vorzugsweise unter Verwendung von nachhaltig erzeugter Energie (15). Eine Elektrolyseeinheit (14) für Salzsäure stellt ebenfalls H, und Cl, bereit, vorzugsweise unter Verwendung von nachhaltig erzeugter Energie (15). Cl, (9, 34) wird zusammen mit
Ethylen (21) aus einer Ethylenquelle (19) in eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur
Direktchlorierung geleitet (21), um EDC zu erhalten. Ferner wird Ethylen (20) in einer Ethylendichlorid (EDC)-
Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung mit O, (13) aus einer Luftzerlegungsanlage (8) und Chlorwasserstoff (29) ebenfalls zu EDC umgesetzt. Das in den Syntheseeinheiten (2) und (3) erhaltene EDC wird über die
Leitungen (22) und (23) in einer EDC-Destillationseinheit (4) aufbereitet und das aufbereitete EDC in einen
EDC-Spaltreaktor (5) überführt (24). Der EDC-Spaltreaktor (5) wird mit dem H, aus der Chloralkali-
Elektrolyse-Einheit (1) und dem H, aus der Elektrolyseeinheit (14) für Salzsäure befeuert (12). Die bereitgestellte Menge an H, deckt den Bedarf. Im EDC-Spaltreaktor (5) wird EDC zu Vinylchlorid (VC) und
Chlorwasserstoff umgesetzt. Das VC wird in eine VC-Destillationseinheit (6) geleitet (25). Das destillierte VC kann aus der Anlage über eine Leitung (26) ausgeschleust werden, z.B. zur PVC-Polymerisation (nicht gezeigt). Nicht-umgesetztes EDC wird aus der VC-Destillationseinheit (6) zurück zur EDC-Destillationseinheit (4) geführt (30).
Chlorwasserstoff-haltige Abgase aus der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung, der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung und der EDC-Destillationseinheit (4) werden über die Leitungen (32), (33) bzw. (31) in die thermische HCI-Recyclingeinheit (7) gespeist. Diese kann ebenfalls mit H, aus der Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) und H, aus der Elektrolyseeinheit (14) für
Salzsäure betrieben werden. Das zurückgewonnene HCI (28) aus der thermischen HCI-Recyclingeinheit (7) wird zusammen mit HCl (27) aus der VC-Destillationseinheit (6) der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung und/oder als Salzsäure der Elektrolyseeinheit (14) für Salzsäure bereitgestellt (29).
221484P00LU a LU103347
In einer beispielhaften Rechnung kann eine Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) ungefähr 73700 kg/h Cl, und 2363 kg/h H, bereitstellen. Dies erfordert einen Zuschuss von ungefähr 295 kg/h H, aus der
Elektrolyseeinheit für Salzsäure (14) fur die Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5). Ferner stellt die
Elektrolyseeinheit für Salzsäure (14) ungefähr 10458 kg/h Cl, für die Ethylendichlorid (EDC)-
Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung bereit. Gleichzeitig können ungefähr 10753 kg/h HCl als Salzsäure aus der Umsetzung und Aufbereitung von EDC zu VC der Elektrolyseeinheit fur Salzsaure (14) als Edukt bereitgestellt werden. Entsprechend der erhöhten Bereitstellung von Cl, wird die Ethylendichlorid (EDC)-
Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung ungefähr 15% größer ausgelegt. Die Ethylendichlorid (EDC)-
Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung wird entsprechend ungefähr 15% kleiner ausgelegt. Es entstehen keine CO,-Emissionen und eine Luftzerlegungsanlage (8) kann entsprechend kleiner dimensioniert werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäBen Anlage zur Herstellung von
Vinylchlorid und der Durchführung eines erfindungsgemäBen Verfahrens zur Herstellung von Vinylchlorid.
Eine Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) stellt H, und Cl, bereit, vorzugsweise unter Verwendung von nachhaltig erzeugter Energie (15). Eine Elektrolyseeinheit (14) für Salzsäure stellt ebenfalls H, und Cl, bereit, vorzugsweise unter Verwendung von nachhaltig erzeugter Energie (15). Cl, (9, 34) wird zusammen mit
Ethylen (21) aus einer Ethylenquelle (19) in eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur
Direktchlorierung geleitet (21), um EDC zu erhalten. Das in der Syntheseeinheit (2) erhaltene EDC wird über die Leitung (22) in einer EDC-Destillationseinheit (4) aufbereitet und das aufbereitete EDC in einen EDC-
Spaltreaktor (5) überführt (24). Der EDC-Spaltreaktor (5) wird mit dem H, aus der Chloralkali-Elektrolyse-
Einheit (1) und dem H, aus der Elektrolyseeinheit (14) für Salzsäure befeuert (12). Die bereitgestellte Menge an H, deckt den Bedarf. Im EDC-Spaltreaktor (5) wird EDC zu Vinylchlorid (VC) und Chlorwasserstoff umgesetzt. Das VC wird in eine VC-Destillationseinheit (6) geleitet (25). Das destillierte VC kann aus der
Anlage über eine Leitung (26) ausgeschleust werden, z.B. zur PVC-Polymerisation (nicht gezeigt). Nicht- umgesetztes EDC wird aus der VC-Destillationseinheit (6) zurück zur EDC-Destillationseinheit (4) geführt (30).
Chlorwasserstoff-haltige Abgase aus der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung, und der EDC-Destillationseinheit (4) werden über die Leitungen (32) bzw. (31) in die thermische HCI-
Recyclingeinheit (7) gespeist. Diese kann ebenfalls mit H, aus der Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1) und H, aus der Elektrolyseeinheit (14) für Salzsäure betrieben werden. Das zurückgewonnene HCI (28) aus der thermischen HCI-Recyclingeinheit (7) wird zusammen mit HCl (27) aus der VC-Destillationseinheit (6) als
Salzsäure der Elektrolyseeinheit (14) für Salzsäure bereitgestellt (29).
Bezugszeichenliste
221484P00LU © LU103347 1 Chloralkali-Elektrolyse-Einheit 2 Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Direktchlorierung 3 Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung 4 EDC-Destillationseinheit
EDC-Spaltreaktor 6 VC-Destillationseinheit 7 thermische HCI-Recyclingeinheit 8 Luftzerlegungsanlage 9 Cl, zur Direktchlorierung
Wasserstoff zur Anlagengrenze 11 fossiler Brennstoff (Erdgas) 12 H,0 von Chloralkali-Elektrolyse-Einheit zu EDC-Spaltreaktor 13 0, von Luftzerlegungsanlage zu Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit für Oxychlorierung 14 Elektrolyseeinheit für Wasser oder Salzsäure
Elektrische Energie 16 0, von Wasserelektrolyse zu Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit für Oxychlorierung 17 H, von Wasserelektrolyse zu EDC-Spaltreaktor
221484P00LU © LU103347 18 H, von Wasserelektrolyse zu thermischer HCI-Recyclingeinheit 19 Ethylen von der Anlagengrenze
Ethylen zur Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit für Oxychlorierung 21 Ethylen zur Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit für Direktchlorierung 22 EDC von der Syntheseeinheit für Direktchlorierung zur EDC-Destillationseinheit 23 EDC von der Syntheseeinheit für Oxychlorierung zur EDC-Destillationseinheit 24 EDC-Feed zum EDC-Spaltreaktor
Reaktionsgemisch der EDC-Spaltung zur VC-Destillationseinheit 26 VC-Produkt zur Anlagengrenze 27 HCl/Salzsäure von der VC-Destillationseinheit 28 HCl/Salzsdure von der thermischen HCl-Recyclingeinheit 29 HCI zur Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung und/oder Elektrolyse von
Salzsäure
Rückführung von EDC von der VC-Destillationseinheit zur EDC-Destillationseinheit 31 Flussige Rückstände der EDC-Destillationseinheit zur thermischen HCI-Recyclingeinheit 32 Abgas der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Direktchlorierung zur thermischen HCI-
Recyclingeinheit
221484P00LU LU103347 33 Abgas der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Oxychlorierung zur thermischen HCI-
Recyclingeinheit 34 Cl, von der Salzsäure-Elektrolyse zur Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit zur Direktchlorierung
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid (VC), das folgende Schritte umfasst: a) Bereitstellen von Elektrizität und einer Alkalimetallchloridlôsung in einer Chloralkali-Elektrolysezelle (1) und Erhalten von Cl,, einem Alkalimetallhydroxid, und H, durch Elektrolyse; b) Verwenden von in Schritt a) erhaltenem Cl, in einer Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) bei der Direktchlorierung von Ethylen zu Ethylendichlorid (EDC); c) Einspeisen des in Schritt b) erhaltenen Ethylendichlorids (EDC) in einen EDC-Spaltreaktor (5) und Verwenden von in Schritt a) erhaltenem H, zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5) zur Spaltung des in Schritt b) erhaltenen Ethylendichlorids (EDC), um Vinylchlorid und HCI zu erhalten; d) Rückgewinnung von HCl aus den Schritten b) und c) unter Verwendung einer thermischen HCI- Recyclingeinheit (7), dadurch gekennzeichnet, dass der EDC-Spaltreaktor (5) vollständig mit H, befeuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das das Verfahren ferner die Schritte umfasst: e) Verwenden von Sauerstoff und HCl in einer Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung von Ethylen, um weiteres Ethylendichlorid (EDC) zur Einspeisung in den EDC- Spaltreaktor (5) zu erhalten und Rückgewinnung von HCI aus der Ethylendichlorid (EDC)- Syntheseeinheit (3) unter Verwendung der thermischen HCI-Recyclingeinheit (7).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) vorher zurückgewonnenes HCI verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst:
221484P00LU LU103347 f) Bereitstellen von Elektrizität und Wasser in einer weiteren Elektrolysezelle (14) zur Wasserelektrolyse und Erhalten von H, und Oy; g) Verwenden von in Schritt f) erhaltenem H, zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5) in Schritt c); und h) Verwenden von in Schritt f) erhaltenem 0, in Schritt e), wenn eine Ethylendichlorid (EDC)- Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung von Ethylen vorhanden ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: i) Bereitstellen von Elektrizität und Salzsäure in einer weiteren Elektrolysezelle (14) zur Salzsäureelektrolyse und Erhalten von H, und Cl; } Verwenden von in Schritt i) erhaltenem H, zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5) in Schritt c); und k) Verwenden von in Schritt i) erhaltenem Cl, in Schritt b).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass HCI aus Schritt d) und/oder e), wenn eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung von Ethylen vorhanden ist, für die Salzsäure in Schritt i) verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen HCI-Recyclingeinheit (7) vollständig mit H, befeuert wird.
8. Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid (VC) umfassend: - eine elektrische Leistungsquelle oder -Verbindung (15); - eine Chloralkali-Elektrolyse-Einheit (1); - eine Ethylenquelle (19);
221484P00LU LU103347 - eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) zur Direktchlorierung; - einen EDC-Spaltreaktor (5); - eine thermische HCI-Recyclingeinheit (7); dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ferner eine weitere Elektrolyseeinheit (14) zur Wasserelektrolyse oder eine weitere Elektrolyseeinheit (14) zur Salzsaureelektrolyse umfasst, wobei die Elektrolyseeinheit (14) zur Wasserelektrolyse konfiguriert ist, um H, zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5) bereitzustellen, und wobei die Elektrolyseeinheit (14) zur Salzsäureelektrolyse konfiguriert ist, um Hz zur Befeuerung des EDC-Spaltreaktors (5) und Cl, zur Direktchlorierung in der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (2) bereitzustellen.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ferner umfasst: - eine Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) zur Oxychlorierung, wobei die Elektrolyseeinheit (14) zur Wasserelektrolyse ferner konfiguriert ist, um Oz zur Oxychlorierung in der Ethylendichlorid (EDC)-Syntheseeinheit (3) bereitzustellen.
10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyseeinheit (14) zur Wasserelektrolyse oder die Elektrolyseeinheit (14) zur Salzsaureelektrolyse konfiguriert ist, um Hz zur Befeuerung der thermischen HCl-Recyclingeinheit (7) bereitzustellen.
11. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ferner umfasst: - eine EDC-Destillationseinheit (4);
221484P00LU LU103347 - eine VC-Destillationseinheit (6); - eine Luftzerlegungsanlage (8).
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|---|---|---|---|
| LU103347A LU103347B1 (de) | 2024-07-25 | 2024-07-25 | Anlagenverbund zur Vermeidung direkter CO2-Emissionen einer Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid |
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| LU103347A LU103347B1 (de) | 2024-07-25 | 2024-07-25 | Anlagenverbund zur Vermeidung direkter CO2-Emissionen einer Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid |
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| LU103347B1 true LU103347B1 (de) | 2026-01-26 |
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2024
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