NO314352B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av 1,2-dikloretan - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av 1,2-dikloretan (EDC) ved reaksjon av etylen og klor i den flytende fasen (direkteklorering) i nærvær av en katalysator, hvorved det produserte 1,2-dikloretanet blir trukket ut fra gassfasen, hvorved høytkokende forbindelser skilles ut fra det produserte 1,2-dikloretanet i en kolonne for høytkokende forbindelser og etterfølgende i en vakuumkolonne og dessuten lavt kokende forbindelser og gasser skilles ut fra det produserte 1,2-dikloretanet i en EDC-stripperkolonne eller i en lavtkokende kolonne.

Storteknisk blir 1,2-dikloretan (EDC) fremstilt gjennom direkte klorering av etylen med klorgass. Denne reaksjon finner sted under innflytelse av en eller flere katalysatorer og/eller fremmende midler i den flytende fasen ved temperaturer fra 75°C til 100°C og trykk fra 0,8 bar absolutt til 3 bar absolutt. Derved blir det produserte 1,2-dikloretanet trukket ut på dampform. Den oppståtte reaksjonsentalpien kan føres vekk gjennom koking og kondensering av 1,2-dikloretanet og tilbakeføringen av det med produktutbyttet forringede kondenserte 1,2-dikloretan. Alternativt er det også mulig gjennom tilstrekkelig kjøling av det kokende flytende 1,2-dikloretan kun å fordampe den ønskede mengde av produsert 1,2-dikloretan. Kjølingen foregår herved på ideell måte gjennom kjøling av væskefasen som sirkulerer i et tvangskretsløp eller naturlig omløp. Videre det mulig å innstille trykket i reaktoren, slik at det ikke opptrer noen fordampning av 1,2-dikloretanet der, men at det produserte 1,2-dikloretanet gjennom trykkavlastning og dermed tilveiebrakt delvis fordampning blir trukket ut av den sirkulerende flytende 1,2-dikloretanen. Også ved denne fremgangsmåten foregår kjølingen av væskefasen i et tvangskretsløp eller naturlig omløp. Det fjernede produserte 1,2-dikloretanet blir renset ved utskillelse av høytkokende forbindelser i en kolonne for høytkokende forbindelser og en vakuumkolonne og utskillelse av lettkokende forbindelser og gasser, som etylen og hydrogenklorid i en EDC-stripperkolonne. De ved rensingen fremkomne biprodukter ble brent, hvorved hydrogenklorid blir gjenvunnet fra røykgassen.

Det finnes riktignok fremgangsmåter av den type, ved hvilke gasser og lettkokende forbindelser blir utskilt i en kolonne for lettkokende forbindelser. På grunn av den i kolonnehodet, hodekondensatoren, tilbakeløpsbeholderen og tilbakeløpspumpen oppstående oppkonsentrering av vann og hydrogenklorid medfører det dog betydelige korrosjonsprob 1 emer, som krever anvendelsen av ekstremt dyre konstruksjons-materialer, hvorved dannelsen av FeCh dog ikke helt kan forhindres. Fremgangsmåter til tørkingen av kolonne-avdampen er ennå ikke modnet og fungerer ikke storteknisk tilfredsstillende.

Forhøyede konsentrasjoner av FeCb i 1,2-dikloretan fører til forsterket forkoksning av spalteovnen og betydelig avkortning av brukstiden ved den termiske spaltning av 1,2-dikloretan til vinylklorid. Ifølge økonomiske krav, ifølge hvilke eiere av spaltningsovner krever brukstider på over et år, må konsentrasjonen av Fe i 1,2-dikloretan ligge under 0,5 ppm.

Oppgave for oppfinnelsen var det derfor ved en artsmessig fremgangsmåte å tilveiebringe en storteknisk realiserbar mulighet for virkningsfull å fjerne den dannede hydrogenkloriden ved hodet til EDC-stripperen- eller kolonnen for lettkokende forbindelser, for der å hindre korrosjon og for å kunne overholde spesifikasjonen til spaltningsovneierne for 1,2-dikloretan.

Denne oppgave blir løst ved en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte typen ifølge oppfinnelsen derved at det fra den fra kolonnen for høytkokende forbindelser utstrømmende, rensede 1,2-dikloretan i EDC-stripperkolonnen eller i kolonnen for lettkokende forbindelser ved utskillelse blir renset fra lettkokende forbindelser og gasser, idet avdampen og/eller den kondenserte avdampen som kommer ut fra EDC-stripper- eller kolonnen for lettkokende forbindelser nøytraliseres med en basisk virkende substans og hydrogenkloridet dermed fjernes.

Gjennom denne fremgangsmåten er det også mulig i en storteknisk målestokk å nøytralisere og dermed effektivt fjerne hydrogenkloridet ved hodet til kolonnen/tårnet. Derved blir en korrosjon unngått og spesifikasjonen til spaltnings-ovneierne for 1,2-dikloretan kan tilforlatelig overholdes. Kostnadene ved denne fremgangsmåte er derved forholdsvis lave, slik at denne fremgangsmåte økonomisk lar seg gjennomføre også i storteknisk målestokk.

Fortrinnsvis er det tiltenkt at det som basisk virkende substans anvendes natronlut.

En ytterligere fordelaktig utførselsform er tiltenkt, som etterfølgende utkondenserer den nøytraliserte avdampen som deretter adskilles i en vandig og en organisk fase og den organiske fasen blir ført tilbake i EDC-kolonnen. Den organiske fasen kan deretter videre behandles i EDC-kolonnen.

Opprinnelsen er i det følgende forklaret nærmere eksempelvis ved hjelp av tegningen. Denne viser et fremgangsmåtestrømningsforløp, som eksempelvis viser fremgangsmåteforløpet ifølge oppfinnelsen.

Et anlegg til gjennomføringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til fremstilling av 1,2-dikloretan omfatter først en direkte kloreringsreaktor 3, til hvilken det blir tilført over en ledning 1 klor og en ledning 2 etylen på flytende form. I reaktoren 3 blir det fra klor og etylen ved temperaturer fra 75°C til 100°C og trykk fra 0,8 bar absolutt til 3 bar absolutt under tilsetning av en eller flere katalysatorer og/eller fremmende midler dannet 1,2-dikloretan. Den derved oppstående reaksjonsvarmen blir så langt trukket ut gjennom en varmeveksler 4, at kun den produserte mengden av 1,2-dikloretan gjennom en ledning S blir fordampet i en kolonne for høytkokende forbindelser 6.

Bunnfraksjonen 7 til kolonnen for høytkokende forbindelser 6 inneholder 3 til 10% høytkokende forbindelser, som over bunnfraksjonsavtrekket 7 blir ført inn i en vakuumkolonne 8.1 vakuumkolonnen 8 blir de høytkokende forbindelsene videre konsentrert og 1,2-dikloretan gjenvinnes ved hodet til vakuumkolonnen 8 og føres vekk gjennom en ledning 9. De oppkonsentrerte høytkokende forbindelser blir gjennom en ledning 10 sluset ut til forbrenning og gjenvinning av hydrogenklorid.

Ved hodet til kolonnen for høytkokende forbindelser 6 blir den dannede avdampen trukket ut gjennom et avdampningsavløp 11 og ført inn i en EDC-stripperkolonne 12.1 denne EDC-stripperkolonnen 12 blir 1,2-dikloretanen på renset form trukket ut i bunnen og ført ut gjennom et bunnfraksjonsavløp .19, det rensede 1,2-dikloretan er således bunnfraksjonen fra EDC-stripperkolonnen sammen med avdampningsavløpet fra vakuumkolonnen 8, deres to utløp 19 og 9 føres i overensstemmelse hermed sammen.

Vesentlig for oppfinnelsen blir de i EDC-stripperkolonnen 12 oppnådde avdampende ved hodet ført gjennom et avdampavløp 13 og nøytralisert gjennom tilføring av natronlut gjennom en tilføringsledning 14. Den således nøytraliserte dampen blir etterfølgende utkondensert i en kondensator IS og når deretter ned i en tilbakeløpsbeholder 16.1 denne tilbakeløpsbeholderen 16 blir den vandige fasen dekantert, det tilsvarende utløp er betegnet med 17. Den organiske fasen når gjennom en tilbakeløpsledning 18 tilbake til EDC-stripperkolonnen 12.

Oppvarmingen av de enkelte kolonnefordamperne 21,22,23 kan også foregå ved utnyttelse av reaksjonsvarmen fra den direkte kloreringen i reaktor 3. Det er selvfølgelig at den beskrevne utførselsformen av et anlegg til gjennomføring av fremgangsmåten kan modifiseres uten å fråvike oppfinnelsesidéen.

Det følgende eksemplet tjener til ytterligere forklaring av oppfinnelsen. Alle temperaturer er forståelig i celsiusgrader, alle trykkangivelser som absoluttrykk. Vekt-ppm betyr mg av en substans pr. kg totalvekt av 1,2-dikloretan-fraksjonen.

Eksempel

EDC-stripperkolonnen 12 ble gjennom avdamp avløpet til kolonnen for høytkokende forbindelser 6 fylt med en massestrøm på 63,956 kg/h med følgende sammensetning:

I likevektstilstanden til EDC-stripperklonnen 12 innstilte det seg gjennom kontinuerlig avløp av 63,936 kg/h sumpprodukt i destillasjonskolben til EDC-stripperkolonnen 12 ved et trykk på 1,85 bar en temperatur på 108°C. Ved hoved til kolonnen ble det ved et trykk på 1,5 bar og ved mettet damptemperatur på 98,6°C blandet en mengde på 16,210 kg/h avdamp med 58 kg/h natronlut, hvis konsentrasjon av natriumhydroksid lå ved 20 vekt-%. I varmeveksleren med kjølevann og kjølemiddel i kondensatoren 15 kondenserte avdampen og fløt med en temperatur på 45°C til tilbakeløpsbeholderen 16. 73 kg/h vandig fase ble dekantert fra, den organiske fasen ble over tilbakeløp 18 ført tilbake til kolonnen. Til trykkopprettholdelse ble 5 kg/h gasser og ikke kondensert damp sluset ut gjennom et avløp 24 (se figur).

Bunnfraksjonen 19 fra EDC-stripperkolonnen hadde følgende sammensetning:

Det er selvfølgelig at det forestående utførselseksemplet kun tjener til tydeliggjøring av oppfinnelsen, selvfølgelig er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen også egnet ved andre fremgangsmåtebetingelser.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av 1,2-dikloretan (EDC) ved reaksjon av etylen og klor i den flytende fasen (direkteklorering) i nærvær av en katalysator, hvorved det produserte 1,2-dikloretanet blir trukket ut fra gassfasen, hvorved det fra det produserte 1,2-dikloretan utskilles høytkokende forbindelser i en kolonne for høytkokende forbindelser og etterfølgende i en vakuumkolonne og ytterligere fra det produserte 1,2-dikloretanet utskilles flyktige forbindelser og gasser i en EDC-stripperkolonne eller i en kolonne for lettkokende forbindelser, karakterisert ved at det rensede 1,2-dikloretan som utskilles fra kolonnen for høytkokende forbindelser renses i EDC-stripperkolonnen eller i kolonnen for lettkokende forbindelser under utskillelse av flyktige forbindelser og gasser, idet den fra EDC-stripper- eller kolonnen for lettkokende forbindelser uttredende avdampen og/eller den kondenserte avdampen blir nøytralisert med en basisk virkende substans og dermed fjernes hydrogenkloridet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som basisk virkende substans anvendes natronlut.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert v e d at den nøytraliserte avdampen etterfølgende kondenseres og deretter deles i en vandig og en organisk fase og den organiske fasen føres tilbake til EDC-kolonnen.