Способ получения винилхлорида пиролизом 1,2-дихлорэтана

Изобретение относится к способу получения винилхлорида пиролизом 1,2-дихлорэтана при температуре 480-520°С и давлении 15-30 атм. Способ характеризуется тем, что в процесс пиролиза 1,2-дихлорэтан подают в смеси с водородом при мольном соотношении 1,2-дихлорэтана и водорода равном 100:0,03-3,5. Использование настоящего способа позволяет увеличить межпрожиговый пробег печи за счет снижения коксоотложения, увеличить селективность процесса получения винилхлорида при сохранении конверсии исходного сырья. 1 табл., 17 пр.

 

Изобретение относится к способу получения винилхлорида пиролизом 1,2-дихлорэтана (ДХЭ).

В промышленных условиях при получении винилхлорида пиролиз ДХЭ осуществляется в трубчатых печах при температуре 480-520°C и давлении 15-25 атм. Конверсия ДХЭ за проход составляет 48-55%, селективность образования винилхлорида составляет 98-98,5%.

При высоких температурах (выше 520°C) глубина пиролиза увеличивается, что приводит к повышенному выходу побочных продуктов, таких как хлоропрен, ацетилен, хлорированных углеводородов, при этом выход винилхлорида снижается.

Процесс пиролиза ДХЭ всегда сопровождается образованием углеродсодержащих продуктов уплотнения, т.н. «кокса». Основными факторами, влияющими на интенсивность коксообразования, являются температура, время контакта, чистота исходного сырья, материал стенок змеевика.

Хотя кокс, откладывающийся на поверхности змеевика печи пиролиза, не оказывает существенного влияния на селективность процесса, его наличие приводит к серьезным проблемам, связанным со снижением коэффициента теплопередачи и увеличением перепада давления по длине змеевика, что приводит к частым остановкам печи пиролиза ДХЭ для регенерации змеевика. Обычно регенерацию осуществляют 1 раз в 9-12 месяцев. При несоблюдении оптимальных условий ведения процесса межрегенерационный цикл сокращается до 3-4 месяцев.

К известным способам получения углеводородов в процессах пиролиза углеводородного сырья, позволяющим уменьшить скорость коксообразования за счет снижения каталитической активности внутренних поверхностей змеевиков, относятся:

а) непрерывная пассивация внутренней поверхности труб змеевика при пиролизе путем введения в поток сырья веществ, которые являются эффективными пассиваторами. В качестве таких веществ предлагаются соединения фосфора, а также большое количество других элементов (патенты США 4511405, 4613372, 4687567, 4719001, 4804487, 4840720, 4863892, 4962264, 5000836, 5015358, 5128023, 5656150, 5779881, 5954943, 6228253);

б) периодическая пассивация внутренней поверхности труб змеевика специальными химическими реагентами до начала пиролиза (патенты США 4532109, 4555326, 5169515, 5446229, 5565087, 5922192, 5954943, 5616236). Эти методы могут быть более эффективны, чем методы группы (а), однако образующиеся защитные пленки быстро разрушаются;

в) изготовление змеевиков из труб, имеющих внутренние покрытия, не содержащие железа. Покрытия могут быть металлическими (см., например, патенты США 4537744, 4692313, 5406014, 5833838, 5975902) и керамическими (см., например, патенты США 4427721, 5208069, 5315822, 5399257, 5600051, 6074713, 6210747). Эти методы более эффективны, чем методы группы (б), однако их недостатками являются высокая стоимость изготовления змеевиков, а также трудность восстановления покрытий в случае повреждения;

г) изготовление труб змеевика из сплавов или композитов, практически не содержащих железа (см., например, патенты США 3536776, 5242574, 5944981). Эффективность этих методов такая же, как методов группы (в), однако предлагаемые материалы либо имеют высокую стоимость, что делает их применение экономически неоправданным, либо технологические характеристики этих материалов затрудняют их промышленное применение.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, описанный в патенте Японии 58-110528 (прототип), где на стадии пиролиза ДХЭ используется водород в количестве 0,05-3,0 моля водорода на каждые 100 молей ДХЭ при дополнительном введении воздуха.

Недостатком данного способа является введение в реакционную зону кроме водорода дополнительного количества воздуха, что, во-первых, загрязняет продукты пиролиза кислородсодержащими соединениями, которые затрудняют выделение целевых продуктов из реакционных газов, во-вторых, способствуют образованию воды, наличие которой при взаимодействии с хлористым водородом, образующимся при пиролизе, ведет к повышенной коррозии оборудования. Данных по коксоотложению в описании данного патента не приводится.

Цель настоящего изобретения состоит в снижении коксоотложения в процессе пиролиза ДХЭ при получении винилхлорида.

Техническим результатом является увеличение межпрожигового пробега печи за счет снижения коксоотложения, увеличение селективности процесса получения винилхлорида за счет снижения выхода побочных продуктов хлоропрена и ацетилена при сохранении конверсии исходного сырья.

Для достижения заявленного технического результата предлагается способ получения винилхлорида пиролизом 1,2-дихлорэтана при температуре 480-520°C и давлении 15-30 атм, отличающийся тем, что в процесс пиролиза 1,2-дихлорэтан подается в смеси с водородом при мольном соотношении дихлорэтана и водорода равном 100:0,03-3,5.

Введение в процесс одновременно с 1,2-дихлорэтаном водорода как минимум в два раза снижает интенсивность процессов коксоотложения по сравнению с процессом, проводимым без добавки водорода. В присутствии водорода скорость коксоотложения замедляется и происходит частичное освобождение поверхности змеевика от продуктов уплотнения. Селективность образования винил-хлорида возрастает до 99,0 мол.%.

Достижение заявленного технического результата иллюстрируется следующим примером проведения пиролиза 1,2-дихлорэтана.

Процесс пиролиза 1,2-дихлорэтана с получением винилхлорида проводят на проточной лабораторной установке в трубчатом реакторе диаметром 35 мм и длиной 195 мм. Реактор оснащен испарителем, карманом для термопар, специальной подвеской, на которой размещаются пластины. Реактор обогревают с помощью электропечи. Регулировку температуры осуществляют по зонам, имитируя температурный режим промышленной печи. Температуру в реакционной зоне поддерживают в пределах 480-520°C с точностью ±1°C.

Для исключения влияния стенок реактора на степень превращения 1,2-дихлорэтана проводят их науглероживание. После получения устойчивых и стабильных результатов конверсии 1,2-дихлорэтана в каждую зону реактора вносят предварительно взвешенные пластины, устанавливают такие скорости подачи 1,2-дихлорэтана и водорода, чтобы время пребывания составило 15 секунд, а мольное соотношение 1,2-дихлорэтана и водорода равнялось 100:0,03-3,5 соответственно. Продолжительность пиролиза составляет 15 часов. Количество отлагающегося кокса на пластинах замеряют каждые 5 часов, для этого реактор охлаждают, пластины извлекают из реактора и взвешивают на аналитических весах с дискретностью 0,1×10-4 г. После выхода процесса на стабильный режим работы проводят анализы газовой и жидкой фаз. Показатели достижения заявленного технического результата представлены в таблице 1.

Таблица 1
№ примера Условия проведения пиролиза ДХЭ Показатели процесса Отложение кокса, г/см2 * 103
tзр, °C Концентрация водорода, мол. % Конверсия ДХЭ, мол.% Селективность образования ВХ, мол.% зона реации зона перегрева зона выхода ∑ по зонам
1 480 0 57,83 98,91 0,33 0,14 0,12 0,59
2 480 0,03 57,90 98,81 0,29 0,11 0,09 0,49
3 480 0,30 57,35 98,95 0,10 0,09 0,08 0,27
4 480 0,56 55,93 99,06 0,06 0,07 0,05 0,18
5 480 1,45 53,66 99,20 0,04 0,06 0,06 0,16
6 500 0 59,06 98,84 0,41 0,43 0,54 1,38
7 500 0,05 59,07 98,81 0.39 0,40 0,48 1,27
8 500 0,30 58,23 98,94 0,17 0,19 0,16 0,52
9 500 0,45 57,26 98,88 0,15 0,14 0,16 0,45
10 500 0,76 56,36 98,87 0,15 0,14 0,13 0,42
11 500 1,04 56,25 98,84 0,13 0,15 0,13 0,41
12 500 1,88 53,48 99,01 0,12 0,15 0,13 0,40
13 520 0 65,95 97,84 0,39 0,26 0,53 1,18
14 520 0,04 64,88 97,88 0,31 0,26 0,46 1,03
15 520 0,55 62,71 97,93 0,24 0,25 0,23 0,72
16 520 1,21 62,56 97,95 0,22 0,21 0,23 0,66
17 520 2,16 62,49 97,98 0,21 0,20 0,23 0,64

Способ получения винилхлорида пиролизом 1,2-дихлорэтана при температуре 480-520°С и давлении 15-30 атм, отличающийся тем, что в процесс пиролиза 1,2-дихлорэтан подают в смеси с водородом при мольном соотношении 1,2-дихлорэтана и водорода равном 100:0,03-3,5.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к каталитическим способам переработки метана прямым и/или окислительным хлорированием. .

Изобретение относится к способу получения винилхлорида, включающему подачу газообразного хлора и этана к области реакции хлорирования этана, расположенной в нижней части реактора пиролиза, в которой присутствуют твердые частицы; проведение реакции хлорирования этана при контакте газообразного хлора и этана с твердыми частицами таким образом, что продукт реакции хлорирования этана и твердые частицы поднимаются в верхнюю часть реактора пиролиза одновременно, при этом образовавшийся кокс оседает на твердых частицах, причем реакция хлорирования этана происходит при температуре от 400-800°С под давлением 1-25 атм при молярном отношении этана к газообразному хлору 0,5-5 и времени от 0,5-30 секунд; проведение реакции пиролиза в области реакции пиролиза, расположенной в верхней части реактора пиролиза, при контакте продукта реакции хлорирования этана с твердыми частицами таким образом, что продукт реакции хлорирования этана и твердые частицы поднимаются одновременно, при этом образовавшийся кокс оседает на твердых частицах, причем реакция пиролиза протекает при температуре от 300 до 800°С, давлении 1-50 атм и времени от 0,05 до 20 секунд; разделение твердых частиц, полученных при реакции пиролиза, и продукта реакции пиролиза в сепараторе; перемещение отделенных твердых частиц к реактору регенерации с последующим сжиганием кокса, отложившегося на твердых частицах для регенерирования твердых частиц, и повторную подачу регенерированных твердых частиц к реактору пиролиза.
Изобретение относится к способу получения винилхлорида каталитическим дегидрохлорированием дихлорэтана в смеси с водородом и инертным газом-разбавителем при температуре 250-375°С, взятых в мольном соотношении 0,01-0,08:0,94-1,18 соответственно в присутствии в качестве каталитической системы силиката, нанесенного на угольный носитель.

Изобретение относится к способу получения этиленненасыщенных галогенсодержащих алифатических углеводородов путем термического расщепления насыщенных галогенсодержащих алифатических углеводородов.

Изобретение относится к технологии основного органического синтеза, точнее, к технологии получения галогенорганических соединений, в частности к реактору для осуществления способа получения хлористого аллила прямым газофазным высокотемпературным хлорированием пропилена.

Изобретение относится к способу получения винилхлорида жидкофазным дегидрохлорированием 1,2-дихлорэтана. .
Изобретение относится к способу получения хлорированных производных этилена, в частности, винилхлорида, винилиденхлорида, трихлорэтилена путем дегидрохлорирования соответствующих хлорированных производных этана.
Изобретение относится к получению мономера винилхлорида и катализатору для каталитического получения мономера винилхлорида из потоков, содержащих этилен. .

Изобретение относится к получению мономера винилхлорида из этана и этилена. .

Изобретение относится к способу извлечения хлора из отходов производства хлора и винилхлорида. Способ включает процессы сжигания хлорорганических отходов и получения хлора методом электролиза.

Изобретение относится к способу получения 1,3,3,3-тетрафторпропилена. .
Изобретение относится к способу получения фторсодержащих олефинов. .

Изобретение относится к вариантам способа получения 2,3,3,3-тетрафторпропена (1234yf). .

Способ // 2466121

Изобретение относится к способу получения фторированного олефинового продукта. .
Изобретение относится к способу получения 2,3,3,3-тетрафторпропена и 1,3,3,3-тетрафторпропена, включающему: (a) дегидрофторирование 1,1,1,2,3-пентафторпропана в присутствии катализатора дегидрофторирования для получения смеси продуктов, включающей 2,3,3,3-тетрафторпропен и 1,3,3,3-тетрафторпропен; и (b) выделение указанных 2,3,3,3-тетрафторпропена и 1,3,3,3-тетрафторпропена из смеси продуктов, полученной в (a), причем указанную реакцию дегидрофторирования проводят при температуре приблизительно от 300°C до приблизительно 500°C.

Изобретение относится к вариантам способа получения 2,3,3,3-тетрафторпропена. Один из вариантов включает в себя следующие стадии: (а) каталитическую реакцию 1,1,1,2,3-пентахлорпропана и/или 1,1,2,2,3-пентахлорпропана с HF с образованием продукта 2-хлор-3,3,3-трифторпропена; (b) каталитическую реакцию полученного таким образом 2-хлор-3,3,3-трифторпропена до 2,3,3,3-тетрафторпропена; где стадию (a) проводят в жидкой фазе; и где температура процесса на стадии (b) выше, чем температура процесса на стадии (a), по меньшей мере, на 30°C. Использование настоящего способа позволяет получать желаемый продукт со значительной селективностью. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 15 пр., 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к способу получения винилхлорида пиролизом 1,2-дихлорэтана при температуре 480-520°С и давлении 15-30 атм. Способ характеризуется тем, что в процесс пиролиза 1,2-дихлорэтан подают в смеси с водородом при мольном соотношении 1,2-дихлорэтана и водорода равном 100:0,03-3,5. Использование настоящего способа позволяет увеличить межпрожиговый пробег печи за счет снижения коксоотложения, увеличить селективность процесса получения винилхлорида при сохранении конверсии исходного сырья. 1 табл., 17 пр.

Наверх