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Title:
METHOD FOR PROCESSING A PRODUCT GAS ARISING FROM THE BREAKDOWN OF 1,2-DICHLOROETHANE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/051554
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for processing a product gas obtained through pyrolysis of 1,2-dichloroethane (EDC), wherein the product gas is broken down into its main components hydrogen chloride (HCL), vinyl chloride (VCM) and unreacted 1,2-dichloroethane (EDC) and accumulated in a substantially pure form. In the first processing step of the product gas, the solids are removed from said gas in a quenching zone. According to said method, the disadvantages in prior art are at least reduced in part. In particular, energy losses are prevented, which normally arise as a result of extensive condensation of the quenching gas and when said gas is reheated with the purpose of conducting separation by distillation. Subsequently, the original conversion of the EDC pyrolytic decomposition is increased by circulating the unreacted EDC at a higher temperature. This is achieved in that the additional processing steps take place in an enhancement zone, a distillation zone and an stripping zone and in that a product gas condensate enriched with 1,2-dichloroethane (EDC) free from solids is used as quenching liquid in the quenching zone.

Inventors:
SEIDELBACH FRIEDRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/000061
Publication Date:
October 14, 1999
Filing Date:
January 08, 1999
Export Citation:
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Assignee:
KRUPP UHDE GMBH (DE)
SEIDELBACH FRIEDRICH (DE)
International Classes:
C01B7/01; C07B35/06; C07C17/25; C07C17/38; C07C17/383; C07C21/06; (IPC1-7): C07C17/25; C07C17/38; C07C17/383; C07C21/06
Foreign References:
DE4132761A11993-04-08
US3468967A1969-09-23
US5507921A1996-04-16
US3655787A1972-04-11
US4822932A1989-04-18
Attorney, Agent or Firm:
Meinke, Julius (Rosa-Luxemburg-Strasse 18 Dortmund, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Aufarbeitung eines durch Pyrolyse von 1,2 Dichlorethan (EDC) entstandenen Spaltgases, bei dem das Spaltgas in seine Hauptkomponenten Chlorwasserstoff (HCL), Vinylchlorid (VCM) und nicht umgesetzes 1,2Dichlorethan (EDC) zerlegt wird und diese in weitgehend reiner Form an fallen, wobei im ersten Schritt der Aufarbeitung des Spalt gases von diesem die Feststoffe in einer Quenchzone abge trennt werden und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß : die weiteren Aufarbeitungsschritte mittels einer Verstär kungszone, einer Destillationszone, einer Abtriebszone geschehen und ein mit 1, 2Dichlorethan (EDC) angereichtertes, von Feststoffen freies Spaltgaskondensat als Quenchflüssig keit in der Quenchzone benutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Spaltgas aufgearbeitet wird, welches bei der nicht katalytischen thermischen Spal tung von 1,2Dichlorethan zu Vinylchlorid mit einer Tempe ratur von 480 bis 540 °C und einem Druck von 0,5 MPa bis 30 MPa anfällt und ggf. in einer wärmerückgewinnung auf eine Temperatur von 180 bis 280 °C gekühlt und mit dieser Tempe ratur in die Quenchzone geleitet wird, in der es mit Spalt gaskondensat gekühlt und gewaschen wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man : 80 bis 99 Gew.% der abgekühlten Spaltgase gasförmig als Brüden am Kopf der Quenchzone als Quenchgas entnimmt, und 1 bis 20 Gew.% der abgekühlten Spaltgase als Sumpf ablauf der Quenchzone flüssig entnimmt, das hierbei erhaltene Quenchgas unmittelbar unten in eine Verstärkungszone einleitet und das Quenchgas darin in ein Destillat und einen Sumpf auftrennt, den in der Verstärkungszone anfallenden Sumpf ableitet und so in das besagte, mit 1,2Dichlorethan (EDC) ange reicherte, von Feststoffen freie Spaltgaskondensat ge winnt und es in zwei Teilströme auftrennt und als den ei nen Teilstrom den Vorlauf für die Abtriebszone erhält und als den anderen Teilstrom jenes EDCangereicherte, fest stofffreie Spaltgaskondensat erhält, welches in die Quenchzone zurückgeleitet wird, um darin mit ihm als Kühlund Waschmittel das aufzuarbeitende Spaltgas zu be handeln ; und daß man das Destillat und den Vorlauf getrennt den weiteren destillativen Aufarbeitungen zuführt und den aus der Quenchzone kommenden, mit dem auszu schleusenden Feststoff beladenen Sumpfablauf in eine an dere Aufarbeitung einleitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die destillative Aufarbeitung des Vorlaufes in der Ab triebszone geschieht, mit dem darin gebildeten Sumpfprodukt das angereichert rückgewonnene 1,2Dichlorethan (EDC) abge zogen wird und das darin gebildete Kopfprodukt in die Ver stärkungszone zurückgeleitet wird.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die destillative Aufarbeitung des Destillates in der Destillationszone geschieht, mit dem darin gebildeten Sumpfprodukt das abgetrennte Vinylchlorid (VCM) hoch ange reichert abgezogen wird und mit dem darin gebildeten Kopf produkt der Chlorwasserstoff (HCL) angereichert rückgewon nen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, zur de stillativen Zerlegung eines durch katalytische oder nicht katalytische, unter Zufuhr von thermischer Energie erfolg ten Zersetzung von 1,2Dichlorethan (EDC) entstandenen und zuvor ggf. von Feststoffen befreiten Gasgemisches in eine weitgehend in reiner Form anfallenden Hauptkomponenten Chlorwasserstoff (HCL), Vinylchlorid (VCM) und nicht umge setztes 1,2Dichlorethan (EDC), wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß erstens das zu trennende Gasgemisch mit Temperaturen von 85 bis 540 °C und mit einem Druck von 0,1 MPa bis 3,0 MPa vorliegen kann, zweitens das zu trennende Gasgemisch vor Eintritt in die erste Destillationskolonne gasförmig unter die Einbauten einer Verstärkungszone geleitet wird, drittens am Kopf der Verstärkungszone ein Gemisch aus HCL, VCM und leichter als VCM siedenden Komponenten abge zogen und als Zulauf zu einer Destillationszone geführt wird, viertens als Sumpfprodukt der Verstärkungszone ein Ge misch anfällt, welches aus EDC als Hauptkomponente und aus HCL, VCM und höher als VCM siedenden Komponenten als Nebenkomponenten besteht und welches als Teilstrom, falls Quenchflüssigkeit für eine zuvor zu erfolgende Abtrennung von Feststoffen aus dem eingesetzten Gasgemisch benötigt wird, oder als Gesamtstrom zu einer Abtriebszone geleitet wird, fünftens das Kopfprodukt der Verstärkungszone in der De stillationszone in hochreines VCM, welches als Sumpfpro dukt der Destillationszone anfällt, und in weitgehend reines HCL, welches aus HCL und leichter als VCM sieden den Komponenten besteht und am Kopf der Destillationszone anfällt, aufgetrennt wird und sechstens in der Abtriebszone das aus dem Sumpf der Ver stärkungszone zulaufende Gemisch aufgetrennt wird, wobei im Sumpf der Abtriebszone weitgehend reines EDC mit allen höher als VCM siedenden Komponenten und nur sehr geringem Gehalt an HCL und VCM abgezogen wird, während am Kopf der Abtriebszone ein Gemisch gewonnen wird, welches aus EDC und im Zulauf eingetragenem HCL und VCM sowie durch die thermische Instabilität von EDC neu gebildetem HCL und VCM besteht, und zwecks weiterer Aufarbeitung in die Ver stärkungszone zurückgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Verstärkungszone eingesetztes, von Feststof fen befreites, aber mit relativ niedrigem Druck ausgestat tetes Gasgemisch mit einer Kompressionseinheit auf einen Druck gebracht wird, der ein wirtschaftliches Arbeiten der Verstärkungszone sichert.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebszone sowohl bei niedrigerem als auch bei höherem Druck als dem in der Verstärkungszone verwendeten Druck betrieben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere Sumpfumlaufverdampfer der Destilla tionszone mit dem Sumpfprodukt der Abtriebszone beheizt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Sumpfprodukt der Destillationszone über eine wahl weise zuschaltbare Feinreinigungszone geleitet wird, wobei ein hochreiner Produktstrom im Sumpf der Feinreinigungszone abgezogen wird und das Kopfprodukt der Feinreinigungszone in die Destillationszone zurückgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Feststoffpartikeln, wie z. B. Ruß, beladenes Gasgemisch eingesetzt wird, mit einer Temperatur von 480 bis 540 °C und einem Druck von 0,5 MPa bis 3,0 MPa anfällt und ggf. in einer Wärmerückgewinnung auf eine Temperatur von 180 bis 280 °C gekühlt wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Quenchzone eingesetzte Gasgemisch mit einem niedrigeren Druck ausgestattet ist, als dem in der Ab triebszone vorliegenden Druck, und daß anstelle der Ent spannung in der ersten Stufe der Quechsumpfaufarbeitung der Quenchsumpf mit einer Pumpe auf einen etwas höheren Druck als den in der Abtriebszone vorliegenden Druck gebracht wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Gasgemsich aus einem EDCSpaltVerfah ren stammt, bei welchem mit externer EDCVerdampfung gear beitet wird und ein EDCAbschlämmstrom anfällt, wobei der EDCAbschlämmstrom in die Quenchsumpfaufarbeitung einbezo gen wird und dabei entweder in den Quenchsumpf eingeleitet wird oder in der ersten Stufe der Quenchsumpfaufarbeitung die externe Wärmezufuhr mittels Einspeisung unter Entspan nungsverdampfung ersetzt.
Description:
"Verfahren zur Aufarbeitung eines Spaltgases aus der Spaltung von 1, 2-Dichlorethan" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung eines Spaltgases, welches bei der Spaltung von 1,2-Dichlorethan zu Vinylchlorid anfällt.

In Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch unvoll- ständige Spaltung von 1,2-Dichlorethan (EDC) wird üblicher- weise das eingesetzte EDC im ersten Schritt verdampft, dann in einem zweiten Schritt der gebildete Dampf bei relativ hoher Temperatur pyrolytisch gespalten, weiter werden in einem dritten Schritt aus dem im zweiten Schritt erzeugten heißen Spaltgas die mitgeführten Feststoffe abgetrennt und nachfolgend das gereinigte Spaltgas einer destillativen Aufarbeitung zugeführt.

Als Hauptprodukte der im zweiten Verfahrensschritt vorge- nommenen Spaltung des EDC entstehen Chlorwasserstoff (HCL) und Vinylchlorid (VCM) : C2H4CLz + Wärme HCL + C2H3CL An Nebenprodukten fallen in Spuren Ruß, chlorierte und un- gesättigte Kohlenwasserstoffe sowie Benzol an. Um die Bil- dung dieser unerwünschten Nebenprodukte einzuschränken, wird die Temperatur der Spaltung auf einem Niveau gehalten, die zu einer unvollständigen Umsetzung des EDC führt. Daher enthält das im zweiten Verfahrensschritt durch Spaltung er- zeugte heiße Spaltgas zusätzlich zu den Hauptprodukten Chlorwasserstoff (HCL) und Vinylchlorid (VCM) sowie den ge- nannten Nebenprodukten auch noch das nicht umgesetzte 1,2- Dichlorethan (EDC).

Die Spaltung des EDC zu VCM ist ein endotherm ablaufender Vorgang. Sie erfolgt in der Gasphase in Form der Pyrolyse.

Technisch geschieht die Pyrolyse katalysatorfrei unter ho- hem Druck von 1 bis 3 MPa und bei einer Temperatur von 450 bis 600 °C. Es wird aber auch an katalytischen Verfahren gearbeitet, die es erlauben, die Pyrolyse bei niedrigerem Druck und niedrigerer Temperatur durchzuführen. Das mittels Pyrolyse erzeugte heiße Spaltgas fällt bei Pyrolysetempera- tur an. Es ist so zu konditionieren, daß es eine für die eigentliche Stofftrennung geeignete Form annimmt.

Vor der eigentlichen Stofftrennung des Spaltgases wird da- her die Spaltgas-Wärme in einem oder mehreren Wärmetau- schern wirtschaftlich genutzt. Dabei sinkt im Fall der ka- talysatorfreien Pyrolyse die Temperatur des Spaltgases von 480 bis 540 °C auf etwa 180 bis 280 °C ab.

In einer von der Uhde GmbH im Juni 1995 herausgegebenen Firmendruckschrift mit dem Titel"Vinyl chloride plants/ Hoechst process"wird das bisher übliche Verfahren zur Auf- arbeitung des Spaltgases dargestellt.

In dem auf Seite 11 dieser Firmenschrift wiedergegebenen Verfahrensfließbild ist gezeigt, wie das vorgekühlte Spalt- gas dann in einer Quenche weiter gekühlt und teilkonden- siert wird. Dazu wird ein gekühltes Spaltgaskondensat oben in der Quenchzone aufgegeben. In der Quenchzone entstehen aus dem Spaltgas und dem oben aufgegebenen Spaltgaskonden- sat zwei Produkt (VCM) enthaltende Abzüge : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -aus dem am Boden der Quenchzone abfließenden Ablauf wird der Sumpfablauf gebildet ; <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -die am Kopf der Quenchzone abströmenden Brüden bilden das Quenchgas.

In der Quenchzone geschieht lediglich eine Teilkondensation des Spaltgases. Daher enthält die aus der Quenchzone unten ablaufende Flüssigkeit, der sogenannte Sumpfablauf, als Hauptbestandteile 1,2-Dichlorethan, Vinylchlorid und Hoch- sieder sowie die Feststoffe, also Ruß und/oder Koks.

Das am Kopf der Quenchzone als Brüden abströmende Quenchgas enthält als Hauptbestandteile Chlorwasserstoff, Vinylchlo- rid und 1,2-Dichlorethan. Es ist im großen und ganzen frei von den Feststoffen, also frei von Ruß und/oder Koks.

Das als Quenchflüssigkeit eingesetzte Spaltgaskondensat wird üblicherweise als Teilstrom von dem kondensierten Quenchgas abgezweigt, wodurch ein Kreislauf der Quenchflüs- sigkeit eintritt.

Der Sumpfablauf und das teilweise kondensierte Quenchgas werden anschließend weiter aufgearbeitet.

In EP-0 276 775-B1 werden für die Temperatur der katalysa- torfreien Pyrolyse 450 bis 550 °C und Pyrolysedrücke von 0,5 bis 3 MPa, bevorzugt aber 1,6 bis 2,6 MPa sowie scho- nende Maßnahmen der Stoffstromführung genannt.

In DE-23 13 037-C3 wird eine schonende Anordnung der Ver- dampfung beschrieben.

Weil es sich als vorteilhaft erwiesen hat, die vom Spaltgas mitgeführten Feststoffpartikel vor der destillativen Aufar- beitung des Spaltgases von ihm abzutrennen, geschieht dies üblicherweise zusammen mit seiner Kühlung und Teilkondensa- tion in der Quenchzone. Im allgemeinen bewirkt eine einfach gestaltete Quenchvorrichtung, die im wesentlichen aus einem vertikalen Behälter und einer Vorrichtung zum Verdüsen von Quenchflüssigkeit im Inneren des Behälters besteht, eine fast vollständige Reinigung des Spaltgases. Die abgereinig- ten Feststoffe fallen im Sumpf der Quenchzone an.

In der US-5,558,746 wird eine aufwendiger gestaltete Quenchkolonne mit Böden beschrieben, bei der die Feststoffe ebenfalls zusammen mit dem Sumpfablauf ausgeschleust und anschließend abgetrennt werden. Gleichzeitig ist die übli- cherweise in einer externen Vorrichtung durchgeführte Kon- densation des Spaltgases in die Quenchkolonne integriert.

Die Pyrolyse von 1,2-Dichlorethan ist bekanntermaßen stark endotherm und durch den Verbrauch hoher Wärme-Energiemengen gekennzeichnet.

Es hat deshalb nicht an Vorschlägen für eine möglichst weitgehende Rückgewinnung der in dem heißen Spaltgas aus der Pyrolyse enthaltenen Wärme mittels Wärmeübertragung auf andere Medien gefehlt : In EP-0 276 775-B1 werden vier Varianten für die Nutzung des Spaltgas-Wärmeinhaltes für Kombinationen von Vorwärmen, Verdampfen und Überhitzen des EDC-Einsatzes in die Pyrolyse sowie für das Erzeugen von Wasserdampf angegeben.

In DE-31 47 310-C2 wird die Nutzung des Wärmeinhaltes des Spaltgases für die Wasserdampferzeugung oder für die Behei- zung von Sumpfumlaufverdampfern in der destillativen Aufar- beitung der VCM-Herstellung angegeben.

In EP-0 180 995-B2 wird der in einer Quenchkolonne von Feststoffen befreite Produktstrom zur Dampferzeugung und Anwärmung von EDC-Einsatz zur Pyrolyse verwendet.

Den vorstehend genannten Verfahrens-Varianten ist gemein- sam, daß das pyrolytisch erzeugte heiße Spaltgas entweder weitgehend bis in die Nähe des Taupunktes abgekühlt oder gar am Taupunkt kondensiert wird und deshalb in der nach- folgenden destillativen Aufarbeitung wieder aufgeheizt wer- den muß. Auch bei umfassender Anwendung von vorstehend be- schriebenen Wärmerückgewinnungs-MaBnahmen verbleibt einer- seits ein beachtlicher Rest an nicht ausgenutzter, durch Kühlung an die Umgebung verlorener Wärme und andererseits ein Defizit an erforderlichenfalls wieder aufzubringender Wärme.

In der oben bereits genannten, von der Uhde GmbH im Juni 1995 herausgegebenen Firmendruckschrift mit dem Titel "Vinyl chloride plants/Hoechst process"wird das bisher übliche Verfahren zur destillativen Aufarbeitung des Spalt- gases dargestellt. In dem auf Seite 13 dieser Firmenschrift unter der Überschrift"VCM distillation"wiedergegebenen Verfahrensfließbild ist gezeigt, wie das aus der Quenchzone abgezogene, von Feststoffen befreite Spaltgas dann zu VCM aufgearbeitet wird, wobei die destillative Aufarbeitung des pyrolytisch erzeugten Spaltgases in der Hauptsache auf die eigentliche stoffliche Trennung eines Dreistoffsystemes mit den drei Hauptkomponenten HCL, VCM und nicht umgesetztes EDC hin ausgerichtet ist.

Dreistoffsysteme benötigen zu ihrer Trennung eine ver- gleichsweise aufwendige Trennapparatur. Das vorliegende Dreistoffsystem besitzt außerdem noch einen sehr weiten Siedebereich, wodurch die Trennaufgabe energetisch aufwen- digere Lösungen erfordert als ein Gemisch mit engerem Sie- debereich.

Zwischen den Siedetemperaturen von HCL (minus 85° C) und EDC (plus 83,5° C) besteht ein Temperaturunterschied von 188,5° C. Wegen der sehr tiefen Siedetemperatur des Chlor- wasserstoffes (HCL) muß zur Abtrennung von HCL bevorzugt mit kälteliefernden Kühlmedien gekühlt werden. Technisch wird die Abtrennung von HCL beispielsweise bei 1,3 MPa ab- solut und-24° C durchgeführt. Die technische Erzeugung von Kälte abgebenden Kühlmedien ist wesentlich aufwendiger und auch kostspieliger als die Bereitstellung eines Kühlmedi- ums, das die Wärmeabfuhr auf dem Temperaturniveau der Umge- bung zu bewerkstelligen hat.

Bei den bisherigen Verfahren der destillativen Aufarbei- tung, wie sie in den deutschen Patentschriften DE- 12 50 426, DE-19 10 854-C3 und DE-43 42 042-A1 beschrieben sind, wird in der ersten Destillationskolonne der Chlor- wasserstoff (HCL) über Kopf abgetrennt. Um den Bedarf an Kälte auf ein wirtschaftlich sinnvolles Maß zu begrenzen, ist es unumgänglich, die pyrolytisch erzeugten Spaltgase weitgehend kondensiert in die erste Destillationskolonne einzuspeisen.

Weiterhin enthält beim bisherigen in der oben genannten Firmendruckschrift der Uhde GmbH gezeigten Verfahren der aus der ersten Destillationskolonne abgezogene Sumpfablauf im wesentlichen das als Produkt bewertete VCM sowie das nicht umgesetzte EDC. Dieser Sumpfablauf wird auf die zwei- te Kolonne aufgegeben. In der zweiten Kolonne wird er in nicht umgesetztes EDC und VCM aufgetrennt. Das über Kopf der zweiten Kolonne abdestillierte VCM enthält jedoch nicht vermeidbare Anteile an HCL, die in einer dritten Kolonne unter Einsatz zusätzlicher Energiezufuhr abgetrennt werden müssen.

Die Ursache für das Auftreten von HCL in den am Kopf der zweiten Destillationskolonne abgezogenen Brüden ist bei dem bisherigen Verfahren vor allem anderen in der thermischen Instabilität des EDC begründet. Durch geeignete, hinrei- chend empfindliche Analyse-Verfahren lassen sich schon bei Temperaturen ab 100 °C die Zersetzungsprodukte HCL und VCM in reinem EDC nachweisen. Mit steigender Temperatur und zu- nehmender Verweilzeit nimst außerdem noch die Menge an ge- bildetem HCL und VCM zu.

Daher besitzt das bisherige Verfahren noch ein erhebliches Potential für weitere Verbesserungen. Zum einen erlaubt die bisherige Destillationsreihenfolge mit Abtrennung des HCL in der ersten Stufe keine weitergehende Ausnutzung der im pyroltisch erzeugten Spaltgas enthaltenen Wärme, da zur Mi- nimierung des Bedarfes an Kälteenergie das Spaltgas weitge- hend kondensiert werden muß.

Zum anderen erfordert die Abtrennung des VCM von allen hö- hersiedenden Komponenten in der zweiten Stufe einen erheb- lichen Aufwand an Energie, verbunden mit der Notwendigkeit, aufgrund der thermischen Instabilität des EDC neugebildetes HCL in einer zusätzlichen Reinigungsstufe abzutrennen.

Hier setzt nun das erfindungsgemäße Verfahren an und stellt sich die Aufgabe, das bestehende Verfahren dadurch zu ver- bessern, daß bereits in der ersten Stufe der Destillations- reihenfolge HCL und VCM von allen höhersiedenden Komponen- ten abgetrennt werden und der unvermeidbare Einsatz an Käl- temittel erst in der nachfolgenden Stufe zur Abtrennung des HCL erfolgt.

Dadurch wird es erfindungsgemäß möglich, insbesondere die Energieverluste, die üblicherweise durch weitgehende Kon- densation des Quenchgases und sein Wiederaufheizen zwecks destillativer Trennung entstehen, zu vermeiden sowie durch Kreislaufführung des nicht umgesetzten EDC auf höherem Tem- peraturniveau den ursprünglichen Umsatz der pyrolytischen Spaltung von EDC nachträglich zu erhöhen.

Hierzu sieht die Erfindung ein Verfahren zur Aufarbeitung des Spaltgases vor, bei dem das eingesetzte Spaltgas aus der Pyrolyse von 1,2-Dichlorethan (EDC) entstanden ist, das Spaltgas in seine Hauptkomponenten Chlorwasserstoff (HCL), Vinylchlorid (VCM) und nicht umgesetztes 1,2-Dichlorethan (EDC) zerlegt wird und diese Hauptkomponenten in weitgehend reiner Form anfallen, wobei im ersten Schritt der Aufarbei- tung des Spaltgases von diesem die Feststoffe in einer Quenchzone abgetrennt werden und das Verfahren dadurch ge- kennzeichnet ist, daß : -die weiteren Aufarbeitungsschritte mittels einer Verstär- kungszone, einer Destillationszone und einer Abtriebszone geschehen -und ein mit 1, 2-Dichlorethan (EDC) angereichertes, von Feststoffen freies Spaltgaskondensat als Quenchflüssig- keit in der Quenchzone benutzt wird.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

In der bevorzugten Ausgestaltung betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufarbeitung des Spaltgases, welches bei der nicht katalytischen thermischen Spaltung von 1,2-Dichlor- ethan zu Vinylchlorid mit einer Temperatur von 480 bis 540 °C und einem Druck von 0,5 MPa bis 3 MPa anfällt und ggf. in einer Wärmerückgewinnung auf eine Temperatur von 180 bis 280 °C gekühlt und mit dieser Temperatur in eine Quenchzone geleitet wird, in der es mit EDC angereichertem Spaltgaskondensat gekühlt und gewaschen wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man : -1 bis 2 Gew.-% bezogen auf die Menge an eingesetztem Spaltgas im Sumpf der Quenchzone flüssig als feststoff- beladener Sumpfablauf entnimmt, -die verbleibende Menge (eingesetztes Spaltgas plus Quench- flüssigkeit abzüglich Sumpfablauf) am Kopf der Quenchzone gasförmig als gereinigtes Quenchgas entnimmt, <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -das hierbei erhaltene Quenchgas unmittelbar unten in eine Verstärkungszone einleitet und das Quenchgas darin in ein Destillat, welches frei von höher als VCM siedenden Kom- ponenten ist, und einen mit EDC angereicherten Sumpf auf- trennt, -den in der Verstärkungszone anfallenden Sumpf ableitet und so das besagte, mit 1,2-Dichlorethan (EDC) angerei- cherte, von Feststoffen freie Spaltgaskondensat gewinnt und es in zwei Teilströme auftrennt und als den einen Teilstrom den Vorlauf für die Abtriebszone erhält und als den anderen Teilstrom jenes EDC-angereicherte, feststoff- freie Spaltgaskondensat erhält, welches in die Quenchzone zurückgeleitet wird, um darin mit ihm als Kühl-und Wasch- mittel das aufzuarbeitende Spaltgas zu behandeln ; -und daB man das Destillat und den Vorlauf getrennt den weiteren destillativen Aufarbeitungen zuführt -und den aus der Quenchzone kommenden, mit dem auszuschleu- senden Feststoff beladenen Sumpfablauf in eine andere Aufarbeitung einleitet.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden das für die eine weitere destillative Aufarbeitung vorgesehene Destillat und der für die andere weitere destillative Aufarbeitung vorge- sehene Vorlauf frei von irgendeiner Feststoffbeladung ge- wonnen. Damit stellt sich auch beim erfindungsgemäßen Ver- fahren der dem bisherigen Verfahren eigene beachtliche Vor- teil ein. Es ist nämlich von Vorteil, wenn es vermieden werden kann, daß die aus dem Spaltgas herrührenden Fest- stoffe, wie Ruß und/oder Koks, in die Apparaturen der wei- teren destillativen Aufarbeitungen gelangen und sich dort ablagern können. Auf derart einfache Weise wird dem Auftre- ten von Verstopfungen im praktischen Betrieb der Apparatu- ren entgegengewirkt.

Beim bisherigen Verfahren fallen nämlich, wie vorstehend bereits beschrieben, die abgereinigten Feststoffe aus- schließlich im Sumpf der Quenchzone an, wodurch eine einfa- che Aufkonzentrierung und Entsorgung der Feststoffsuspen- sion geschehen kann.

Besonders überraschend hat sich nun beim erfindungsgemäßen Verfahren herausgestellt, daß das in die Verstärkungszone eintretende Quenchgas bei einer EDC-Spaltrate von minde- stens 50 % in der vorgeschalteten Pyrolyse so zusammenge- setzt ist, daß es bei einem absoluten Druck von mindestens 1,9 MPa über dem obersten Boden der Verstärkungszone ge- nügt, den Rückflußkühler der Verstärkungszone lediglich mit einem bei Umgebungstemperatur vorlaufenden Kühlwasser zu beaufschlagen, um einen kräftigen Rückfluß in die Verstär- kungszone zu gewinnen. Weiterhin hat sich bei dem erfin- dungsgemäßen Verfahren überraschend herausgestellt, daß mit mindestens 25 theoretischen Trennstufen für die Verstär- kungszone und einem Rückflußverhältnis von 1,5 bis 2,5 er- stens Kopfdampf-, RückfluB-und Destillat-Ströme erhalten werden, die frei von allen höher als VCM siedenden Kompo- nenten, wie z. B. Chloropren oder EDC sind, und daß zweitens der Ablauf vom untersten Boden der Verstärkungszone auf über 80 Gew.-% mit EDC angereichert ist, weil das EDC die- jenige der Hauptkomponenten des Dreistoffgemisches ist, die den höchsten Siedepunkt aufweist.

Erfindungsgemäß ergibt sich, daß die thermische Instabili- tät des EDC bei dem einen Teilstrom, der den Vorlauf der Abtriebszone bildet, unschädlich in bezug auf die Rein- heitsanforderungen des Produktes VCM sind. Sofern sich in- folge der thermischen Instabilität in der Abtriebszone HCL und VCM als Zersetzungsprodukte bilden, werden sie am Kopf der Abtriebszone anfallen und erfindungsgemäß von dort in die Verstärkungszone rückgeleitet. Eine schonende Ausfüh- rung der Destillation, wie sie im bisherigen Verfahren in der zweiten Stufe der Destillation angebracht war, ist er- findungsgemäß nicht mehr erforderlich. Insbesondere kann im Sumpf der Abtriebszone unbeschadet Druck und Temperatur er- höht werden. In der Verstärkungszone werden die Zerset- zungsprodukte wiederum am Kopf ausgeschleust und gemeinsam in die Destillationszone übergeleitet. In der Destilla- tionszone kann jedoch keine thermische Instabilität zur Wirkung kommen, weil die Destillationszone weit unterhalb von 100° C in allen ihren Trennstufen betrieben wird.

Deshalb sieht eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver- fahrens vor, daß die destillative Aufarbeitung des Vorlau- fes in der Abtriebszone geschieht, mit dem darin gebildeten Sumpfprodukt das angereichert rückgewonnene 1,2-Dichlor- ethan (EDC) abgezogen wird und das darin gebildete Kopfpro- dukt in die Verstärkungszone zurückgeleitet wird.

Deshalb sieht eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemä- Ben Verfahrens vor, daß die destillative Aufarbeitung des Destillates in der Destillationszone geschieht, mit dem darin gebildeten Sumpfprodukt das abgetrennte Vinylchlorid (VCM) hoch angereichert abgezogen wird und mit dem darin gebildeten Kopfprodukt der Chlorwasserstoff (HCL) angerei- chert rückgewonnen wird. Aus Gründen eines sicheren Betrie- bes, insbesondere zum Abfangen eines HCL-Durchbruches im VCM-Produkt bei nicht optimalem Arbeiten der Kolonne, ist eine gesonderte Feinreinigungszone wie beim bisherigen Ver- fahren sinnvoll.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt den Wärmeinhalt des pyrolytisch erzeugten Spaltgases nun besonders vorteilhaft fast vollständig aus, indem das Quenchgas direkt unten in die Verstärkungskolonne als destillativ zu behandelnder Dampf eingespeist wird. Weiterhin hat die erfindungsgemäße Zusammenschaltung der Quenchzone mit der neuartig gestalte- ten Destillationssequenz der Aufarbeitung die verweilzeit- erhöhte Kreislaufführung des nicht umgesetzten EDC bei hö- heren Temperaturen zur Folge, weshalb in Verbindung mit der thermischen Instabilität des EDC es zu einer unerwarteten Ausbeutesteigerung ohne Erfordernis einer zusätzlichen Rei- nigungsstufe kommt.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens kann aus fol- genden Schritten bestehen, daß : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -erstens das zu trennende Gasgemisch mit Temperaturen von 85 bis 540 °C und mit einem Druck von 0,1 MPa bis 3,0 MPa vorliegen kann, <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -zweitens das zu trennende Gasgemisch vor Eintritt in die erste Destillationskolonne gasförmig unter die Einbauten einer Verstärkungszone geleitet wird, drittens am Kopf der Verstärkungszone ein Gemisch aus HCL, VCM und leichter als VCM siedenden Komponenten abge- zogen und als Zulauf zu einer Destillationszone geführt wird, viertens als Sumpfprodukt der Verstärkungszone ein Ge- misch anfällt, welches aus EDC als Hauptkomponente und aus HCL, VCM und höher als VCM siedenden Komponenten als Nebenkomponenten besteht und welches als Teilstrom, falls Quenchflüssigkeit für eine zuvor zu erfolgende Abtrennung von Feststoffen aus dem eingesetzten Gasgemisch benötigt wird, oder als Gesamtstrom zu einer Abtriebszone geleitet wird, <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -fünftensdasKopfproduktderVerstärkungszoneinderDe- stillationszone in hochreines VCM, welches als Sumpfpro- dukt der Destillationszone anfällt, und in weitgehend reines HCL, welches aus HCL und leichter als VCM sieden- den Komponenten besteht und am Kopf der Destillationszone anfällt, aufgetrennt wird und -sechstens in der Abtriebszone das aus dem Sumpf der Ver- stärkungszone zulaufende Gemisch aufgetrennt wird, wobei im Sumpf der Abtriebszone weitgehend reines EDC mit allen höher als VCM siedenden Komponenten und nur sehr geringem Gehalt an HCL und VCM abgezogen wird, während am Kopf der Abtriebszone ein Gemisch gewonnen wird, welches aus EDC und im Zulauf eingetragenem HCL und VCM sowie durch die thermische Instabilität von EDC neu gebildetem HCL und VCM besteht, und zwecks weiterer Aufarbeitung in die Ver- stärkungszone zurückgeführt wird.

Das Verfahren kann sich auch dadurch auszeichnen, daß ein in die Verstärkungszone eingesetztes, von Feststoffen be- freites, aber mit relativ niedrigem Druck ausgestattetes Gasgemisch mit einer Kompressionseinheit auf einen Druck gebracht wird, der ein wirtschaftliches Arbeiten der Ver- stärkungszone sichert.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Abtriebszone sowohl bei niedrigerem als auch bei höherem Druck als dem in der Ver- stärkungszone verwendeten Druck betrieben wird. Im Fall ei- nes niedrigeren Druckes in der Abtriebszone kann die Druck- erhöhung des zur Verstärkungszone rückgeführten Kopfproduk- tes der Abtriebszone entweder durch Totalkondensation die- ses Kopfproduktes mit anschließender Druckerhöhung über ei- ne Pumpe oder im gasförmigen Zustand mit einer Kompres- sionseinheit erfolgen. Im Fall eines höheren Druckes in der Abtriebszone erfolgt die Druckanpassung durch eine Pumpe in dem aus dem Sumpf der Verstärkungszone stammenden Zulauf zur Abtriebszone.

Das Verfahren kann sich auch dadurch auszeichnen, daß einer oder mehrere Sumpfumlaufverdampfer der Destillationszone mit dem Sumpfprodukt der Abtriebszone beheizt werden, wobei ebenfalls vorgesehen sein kann, daß das Sumpfprodukt der Destillationszone über eine wahlweise zuschaltbare Feinrei- nigungszone geleitet wird, wobei ein hochreiner Produkt- strom im Sumpf der Feinreinigungszone abgezogen wird und das Kopfprodukt der Feinreinigungszone in die Destilla- tionszone zurückgeführt wird.

Das Verfahren kann sich auch dadurch auszeichnen, daß ein mit Feststoffpartikeln, wie z. B. Ruß, beladenes Gasgemisch eingesetzt wird, wie es bei der nicht katalytischen ther- mischen Spaltung von 1,2-Dichlorethan zu Vinylchlorid übli- cherweise mit einer Temperatur von 480 bis 540 °C und einem Druck von 0,5 MPa bis 3,0 MPa anfällt und ggf. in einer Wärmerückgewinnung auf eine Temperatur von 180 bis 280 °C gekühlt wird. Im Fall einer katalytischen Spaltung von 1,2- Dichlorethan zu Vinylchlorid kann das eingesetzte Gasge- misch auch bei niedrigeren Temperaturen bis zu 85° C und bei niedrigerem Druck bis 0,1 MPa vorliegen.

Das Verfahren ist im Fall einer Feststoffbeladung des ein- gesetzten Gasgemisches dadurch gekennzeichnet, daß vor den in Anspruch 1 beschriebenen Trennvorichtungen (Verstär- kungszone, Destillationszone und Abtriebszone) eine Quench- zone zur Auswaschung der Feststoffpartikel und eine Quench- sumpfaufarbeitung zur Rückgewinnung von EDC, VCM und HCL vorzusehen sind.

Die Quenchzone ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil- strom des Sumpfabzuges der Verstärkungszone nach Kühlung als Quenchflüssigkeit eingesetzt wird.

Die Quenchzone ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -erstens 1 bis 20 Gew.-% bezogen auf die Menge an einge- setztem Gasgemisch im Sumpf der Quenchzone flüssig als feststoffbeladener Sumpfabzug anfallen und in der Quench- sumpfaufarbeitung weiter bearbeitet werden, -zweitens die verbleibende Menge (eingesetztes Gasgemisch plus Quenchflüssigkeit abzüglich Sumpfabzug) am Kopf der Quenchzone gasförmig als gereinigtes Quenchgas anfällt und entweder direkt oder über eine Kompressionseinheit gemäß Anspruch 2 in die Verstärkungszone geleitet wird, <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -drittens die Quenchzone apparativ sowohl als eigenstandi- ger Apparat als auch in Form eines in die Verstärkungs- zone integrierten Bauteils ausgeführt werden kann und <BR> <BR> <BR> -viertens die Quenchzone apparativ als eigenständiger Ap- parat ausgeführt wird, falls eine Kompressionseinheit gemäß Anspruch 6 eingesetzt wird.

Die Quenchsumpfaufarbeitung ist dadurch gekennzeichnet, daß der feststoffbeladene Sumpfabzug durch abgestufte Entspan- nung und Verdampfung soweit eingedickt wird, daß der erhal- tene Reststrom noch pumpfähig bleibt, wobei im Zuge der Ausdampfung Stoffströme erhalten werden, die in der Haupt- sache EDC sowie auch HCL und VCM enthalten, und zur Rückge- winnung dieser Wertstoffe in die Abtriebszone geleitet wer- den.

Die Quenchsumpfaufarbeitung ist ferner dadurch gekennzeich- net, daß -erstens in der ersten Stufe auf einen Druck entspannt wird, der etwas über dem Druck der Abtriebszone liegt, -zweitens durch Wärmezufuhr in die erste Stufe ein Gas- strom gewonnen wird, der direkt in die Abtriebszone ge- leitet wird, -drittens die verbleibende Flüssigkeit der ersten Stufe in der zweiten Stufe auf fast atmosphärischen Druck ent- spannt wird und <BR> <BR> <BR> <BR> -viertens durch Wärmezufuhr in die zweite Stufe ein Gas- strom gewonnen wird, der nach Totalkondensation mittels einer Pumpe auf den Druck der Abtriebszone gebracht und in diese eingeleitet wird.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus auch, daß das in die Quenchzone eingesetzte Gasgemisch mit einem niedrigeren Druck ausgestattet ist, als dem in der Abtriebszone vorlie- genden Druck, und daß anstelle der Entspannung in der er- sten Stufe der Quechsumpfaufarbeitung der Quenchsumpf mit einer Pumpe auf einen etwas höheren Druck als den in der Abtriebszone vorliegenden Druck gebracht wird und/oder daß das eingesetzte Gasgemisch aus einem EDC-Spalt-Verfahren stammt, bei welchem mit externer EDC-Verdampfung gearbeitet wird und ein EDC-Abschlämmstrom anfällt, wobei der EDC-Ab- schlämmstrom in die Quenchsumpfaufarbeitung einbezogen wird und dabei -entweder in den Quenchsumpf eingeleitet wird -oder in der ersten Stufe der Quenchsumpfaufarbeitung die externe Wärmezufuhr mittels Einspeisung unter Entspan- nungsverdampfung ersetzt.

Das Verfahren der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in : Fig. 1 in einem Block-Fließbild die Verschaltung der Trenn- einrichtungen des bisherigen Verfahrens der Spalt- gasaufarbeitung, Fig. 2 in einem Block-Fließbild die Verschaltung der bei der erfindungsgemäßen Spaltgasaufarbeitung zusammen- wirkenden Stofftrennzonen und in Fig. 3 ein Verfahrensfließbild, in dem ein Ausführungsbei- spiel von den vielen anderen Ausführungsmöglichkei- ten der apparativen Gestaltung der vorliegenden Er- findung dargestellt ist.

In Fig. 1 ist in einem vereinfachten Block-Fließbild das Quenchsystem 51, die HCL-Kolonne 52, die VCM-Kolonne 53, der VCM-Stripper 54 und die Quenchsumpf-Aufarbeitung 55 des bisherigen Verfahrens dargestellt.

Das eingesetzte, durch nichtkatalytische Pyrolyse von 1,2- Dichlorethan (EDC) erzeugtes Spaltgas 31 besteht aus den Hauptkomponenten HCL, VCM und nicht umgesetztem EDC. Es wird mit Temperaturen von 180 bis 540 °C, bevorzugt 230 bis 280 °C, und mit einem Druck von 0,5 MPa bis 3 MPa, bevor- zugt mit einem Druck von ungefähr 2 MPa bereitgestellt. Das eingesetzte Spaltgas 31 stammt bevorzugt aus einem Verfah- ren nach EP-0 276 775-B1.

In dem Quenchsystem 51 wird das Spaltgas mit der Quench- flüssigkeit 63 gekühlt und von Feststoffen befreit. Die Quenchflüssigkeit 63 besteht aus einem Teilstrom des durch Kühlung des Quenchkopfdampfes 60 erhaltenen Spaltgaskonden- sates. In dem Verfahren entsprechend Publikation der Uhde GmbH wird weiterhin ein in der EDC-Verdampfung nach EP- 0 276 775-B1 anfallender Abschlämmstrom 48 in den Sumpf des Quenchsystems 51 eingespeist. Der feststoffbeladene Quench- sumpfabzug 43 wird in der Quenchsumpfaufarbeitung 55 weiter eingedickt. Der weitgehend kondensierte Quenchkopfdampf 60 wird als Flüssigstrom 62, der aus dem Spaltgaskondensat nach Abtrennung der Quenchflüssigkeit 63 gebildet wird, und als Gasstrom 61 in die HCL-Kolonne 52 geleitet, zusammen mit den bei der Quenchsumpfaufarbeitung 55 zurückgewonnenen und vorwiegend EDC enthaltenden Produktströmen 44 und 45.

Der Feststoffe, wie Koks, und zwecks Pumpfähigkeit noch ausreichend Flüssigkeit, vorwiegend EDC, enthaltende Rest- strom 47 der Quenchsumpfaufarbeitung 55 wird einer geson- derten weiteren Verarbeitung zugeführt.

Am Kopf der HCL-Kolonne 52 wird der gasförmige Produktstrom 38 abgezogen, der aus weitgehend reinem HCL-Gas besteht.

Zur Erzeugung von Rücklauf für die HCL-Kolonne 52 muß Käl- teenergie eingesetzt werden. Bevorzugt wird die HCL-Kolonne am Kopf mit 1,3 MPa absolut und-24° C betrieben. Um aus wirtschaftlichen Gründen den Verbrauch an teurer Kälteener- gie zu beschränken, muß der Zulauf weitgehend kondensiert vorliegen. Die dem System gemäß Fig. 1 auf diese Weise ent- zogene Wärme muß in dem Sumpfumlaufverdampfer der HCL-Ko- lonne 52 wieder eingebracht werden.

Der aus den Hauptkomponenten EDC und VCM bestehende Sumpf- abzug 64 der HCL-Kolonne 52 wird in die VCM-Kolonne 53 ge- leitet und dort in das flüssige Kopfprodukt 65, bestehend aus EDC-freiem VCM, und das Sumpfprodukt 41, in der Haupt- sache aus EDC bestehend, aufgetrennt. Der Produktstrom 41 wird gesondert aufgearbeitet und das rückgewonnene EDC wird wieder in die Pyrolyse eingebracht.

Um aus wirtschaftlichen Gründen den Rücklauf für die VCM- Kolonne mit Kühlwasser erzeugen zu können, wird die Kolonne mit einem Kopfdruck von 0,6 bis 0,7 MPa absolut betrieben.

Dies führt zwangsläufig zu Sumpftemperaturen von ungefähr 160° C, bei denen EDC bereits spürbar in HCL und VCM ge- spalten wird. Der überwiegende Teil des neugebildeten HCL findet sich in dem Kopfprodukt 65 der VCM-Kolonne 53 wie- der.

Zur Abtrennung des HCL wird das Kopfprodukt 65 der VCM-Ko- lonne 53 in dem VCM-Stripper 54 einer Feinreinigung unter- zogen. Im Sumpf des VCM-Strippers 54 wird hochreines VCM in dem als Hauptprodukt bewerteten Produktstrom 39 abgezogen.

Der Kopfdampf 66 des VCM-Strippers 54 besteht in der Haupt- sache aus VCM und enthält das gesamte im Zustrom 65 zum VCM-Stripper 54 eingetragene HCL.

Der Kopfdampf 66 des VCM-Strippers 54 wird zu der HCL-Ko- lonne 52 zurückgeführt.

In Fig. 2 ist in einem vereinfachten Block-Fließbild die Quenchzone 1, die Verstärkungszone 2, die Destillationszone 3, die Abtriebszone 4 und die Quenchsumpfaufarbeitung 5 des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.

Im Vergleich zu dem in Fig. 1 dargestellten bisherigen Ver- fahren sind das eingesetzte Spaltgas 31 und dessen Auftren- nung in die Produktströme 38,39,41 und 47 unverändert.

Das Spaltgas 31 besteht, wie bisher, aus den Hauptkomponen- ten HCL, VCM und nicht umgesetztem EDC und wird, wie bis- her, in weitgehend reines HCL-Gas (Produktstrom 38), in das als Hauptprodukt bewertete hochreine VCM (Produktstrom 39), in den in der Hauptsache aus nicht umgesetztem EDC beste- henden Produktstrom 41 und in den feststoffhaltigen, weit- gehend eingedickten Produktstrom 47 aufgetrennt.

Erfindungsgemäß neu ist die veränderte Anordnung der Aufar- beitungsvorrichtungen und die daraus resultierende erhebli- che Reduzierung des Energieverbrauches.

Das Spaltgas 31 wird in der Quechzone 1 nicht mehr, wie bisher, mit Spaltgaskondensat, sondern mit einem Teilstrom 37 des Sumpfabzuges der Verstärkungszone 2 gewaschen. Die Quenchflüssigkeit 37 des erfindungsgemäßen Verfahrens un- terscheidet sich von der Quechflüssigkeit 63 des bisherigen Verfahrens durch einen erheblichen höheren Gehalt an EDC.

Der Quenchkopfdampf 32 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nicht mehr kondensiert, sondern als Ersatz für einen Sumpfumlaufverdampfer direkt in die Verstärkungszone 2 ge- leitet.

Die Verstärkungszone 2 hat als neues Element des erfin- dungsgemäßen Verfahrens die Aufgabe, die Hauptkomponenten HCL und VCM frei von höher als VCM siedenden Komponenten über Kopf (Kopfprodukt 40) abzutrennen. Der Sumpfabzug 34 der Verstärkungszone 2 enthält dagegen neben HCL und VCM in der Hauptsache EDC.

Das Kopfprodukt 40 der Verstärkungszone 2 wird in die De- stillationszone 3 geleitet.

Die Destillationszone 3 hat als neues Element des erfin- dungsgemäßen Verfahrens die Aufgabe, die Hauptkomponenten HCL und VCM in weitgehend reines HCL-Gas als Kopfprodukt 38 und in hochreines VCM als Sumpfprodukt 39 aufzutrennen.

Die Quenchsumpfaufarbeitung 5 des erfindungsgemäßen Verfah- rens hat die gleiche Funktionalität wie die Quenchsumpfauf- arbeitung 55 gemäß Fig. 1 des bisherigen Verfahrens.

Die rückgewonnenen Produktströme 44 und 45 aus der Quench- sumpfaufarbeitung 5 werden zusammen mit dem Zustrom 36, ge- bildet aus dem Sumpfabzug 34 der Verstärkungszone 2, abzüg- lich der erforderlichen Menge an Quenchflüssigkeit 37 zur Quenchzone 1, am Kopf der Abtriebszone 4 eingeleitet.

Die Abtriebszone 4 hat als neues Element des erfindungsge- mäßen Verfahrens die Aufgabe, im Sumpf nicht umgesetztes EDC zusammen mit höher als VCM siedenden Nebenkomponenten im Produktstrom 41 abzutrennen.

Der Kopfdampf 42 der Abtriebszone 4 enthält alle Hauptkom- ponenten (HCL, VCM und EDC) und wird zur weiteren Abtren- nung in die Verstärkungszone 2 zurückgeführt.

In der Abtriebszone 4 kommt es aufgrund der erforderlichen Temperaturen, wie in der VCM-Kolonne 53 gemäß Fig. 1 des bisherigen Verfahrens, zu einer partiellen Zersetzung des EDC zu HCL und VCM.

Aufgrund der gemäß Fig. 2 erfindungsgemäß veränderten Stoffstromzuführung mit Rückführung des Stromes 42 in die Verstärkungszone 2, erfordert die unvermeidbare thermische Instabilität des EDC keinen zusätzlichen Aufwand in einer Feinreinigungszone mehr, sondern ist vielmehr im Hinblick auf eine Steigerung der Ausbeute an VCM vorteilhaft.

In Fig. 3 ist in einem ausführlichen Verfahrensfließbild eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens dargestellt. Der feststoffbeladene Spaltgaseinsatz 31 wird in den unteren Teil einer Quenchvorrichtung 21 gelei- tet. Die Quenchvorrichtung 21 kann als ein vertikal aufge- stellter Behälter ausgeführt sein, eine bevorzugte Ausfüh- rung besteht jedoch aus dem unteren, von Einbauten freien Raum einer Destillationskolonne 22, wobei der freie Raum unterhalb der Destillationseinbauten, wie Böden oder Pak- kungen, angeordnet ist. Im oberen Teil des freien Raumes der Quenchvorrichtung 21 befindet sich eine Zuführung für die Quenchflüssigkeit. Die Zuführung geht im Inneren des freien Raumes in eine geeignete Verteilereinrichtung über, mit der die gleichmäßige Beaufschlagung des gesamten freien Querschnittes geschieht, bevorzugt wird dabei ein System aus einem oder mehreren Düsenkränzen benutzt. Der Druck in der Quenchvorrichtung 21 ist durch den Druck des eintreten- den Spaltgaseinsatzes 31 bestimmt.

Die Menge an Quenchflüssigkeit ist so bemessen, daß eine vollständige Auswaschung und Rückhaltung der im zuströmen- den Spaltgas 31 enthaltenen Feststoffpartikel erreicht wird. Im Boden der Quenchvorrichtung 21 befindet sich ein Stutzen für die Ableitung der mit den Feststoffpartikeln beladenen Quenchflüssigkeit. Der die Quenchzone 1 oben ab- schließende Teil der Quenchvorrichtung 21 ist bei einer se- paraten Behälterlösung als ein Deckel mit Stutzen, bevor- zugt jedoch bei Integration der Quenchzone 1 in eine De- stillationskolonne 23, als ein Fangboden mit Gasdurchlaß für die Ableitung des von Feststoffen befreiten gasförmigen Quenchgasstromes 32 ausgeführt. Mittels dieses Durchlasses wird das Quenchgas 32 aus der Quenchzone 1 in die Verstär- kungszone 2 direkt übergeleitet.

In der Verstärkungszone 2 fällt am Kopf der Kolonne 22 das überwiegend aus dem Quenchgas 32 heraus abgetrennte HCL und VCM zusammen an. Die Verstärkungszone 2 benötigt keinerlei von außen einzukoppelnde Beheizungswärme. Die Beheizung der Verstärkungszone 2 geschieht autotherm, indem für die auf- zubringende Stofftrennarbeit der Wärmeinhalt des Quenchga- ses 32 genutzt wird, welches unten in die Verstärkungszo- ne 2 unterhalb des untersten Teiles der Destillationsein- bauten, bestehend aus handelsüblichen Böden oder Packungen, eingeleitet wird. Der Druck des von Feststoffen befreiten Quenchgases 32 bestimmt maßgeblich den Druck in der Ver- stärkungszone 2.

Besonders wirtschaftlich wegen des Einsatzes von aus- schließlich Kühlwasser für die Rücklauferzeugung ist ein Druck von mindestens 1,9 MPa in der Verstärkungszone 2.

Dies ist gegeben, wenn das Spaltgas 31 bevorzugt aus dem Verfahren nach EP 0 276 775 B1 stammt. Falls das Spaltgas 31 aus anderen Verfahren mit niedrigerem Druck, besonders aus einer katalytischen Pyrolyse, stammt, ist eine wirt- schaftliche Betrachtung maßgebend, ob die Rücklauferzeugung bei niedrigerem Druck mittels Kälteeinsatz erfolgt, oder ob bei einer erfindungsgemäß alternativen Ausführung von Quenchvorrichtung 21 und Verstärkungszone 22 in Form von getrennten Apparaten eine Kompressionsstufe für das Quench- gas 32 zwischengeschaltet wird.

Der Rücklauf der Verstärkungszone 2 ist so bemessen, daß alle höher als VCM siedenden Komponenten zurückgehalten werden. Als Kühlmedium für einen oder mehrere Kopfkondensa- toren kommt entsprechend den Druckverhältnissen Kälte, Kühlsole und/oder bevorzugt Kühlwasser zum Einsatz. Der Kopfdampf 33 der Verstärkungszone 2 wird bevorzugt nur teilweise kondensiert, damit in der verbleibenden Gasphase durch eine geeignete Trocknungsvorrichtung 20, bevorzugt gemäß Patentschrift DE-43 42 042-A1, eingeschlepptes Wasser abgetrennt werden kann. Der Sumpf 34 der Verstärkungszo- ne 2, im wesentlichen bestehend aus EDC und darin gelöstem HCL und VCM, wird bei der bevorzugten apparativen Ausfüh- rung der Verstärkungszone 2 als Aufsatz auf die Quenchvor- richtung 21 mittels Fangboden, ansonsten aber über einen Bodenstutzen aus der Verstärkungszone 2, abgeführt.

Die in dem Sumpf 34 der Verstärkungszone 2 gelösten Mengen an HCL und VCM werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren zurückgewonnen und in die Verstärkungszone 2 zurückgeführt.

Das Verfahren sieht vor, daß der Rückstrom 42 sowohl gas- förmig, als auch bevorzugt flüssig vorliegen kann. Ein gas- förmiger Rückstrom 42 wird unmittelbar unter den Einbauten in die Verstärkungszone 2 eingeleitet. Im bevorzugten Fall eines flüssigen Rückstromes 42 enthält die als Verstär- kungszone 2 wirkende Trennkolonne 22 eine zusätzliche Ver- mischungszone unter dem Einlaufstutzen für den Rück- strom 42.

Der aus der Verstärkungszone 2 abgeleitete Sumpf 34 wird gekühlt und danach in zwei Teilströme aufgetrennt.

Der eine Teilstrom des gekühlten Sumpfes 34 bildet den Vor- lauf 36 für die Abtriebszone 4 und wird in die weiter unten beschriebene Abtriebszone 4 übergeleitet.

Der andere Teilstrom des gekühlten Sumpfes 34 bildet die Quenchflüssigkeit, die als EDC-angereichertes Spaltgaskon- densat 37 in der Quenchzone 1 oben versprüht wird und mit dem als Kühl-und Waschmittel das Spaltgas 31 in der Quenchzone 1 behandelt wird. Ein weiterer wassergekühlter Wärmetauscher wird nur für das Anfahren der Anlage und im Störfall für eine vorübergehende zusätzliche Kühlung der Quenchflüssigkeit 37 genutzt.

Der Kopfdampf 33 der Verstärkungszone 2 mit den Hauptkompo- nenten HCL und VCM wird erfindungsgemäß nach Totalkondensa- tion oder bevorzugt nach Teilkondensation und nach Abtren- nung des Rücklaufes 35 als verbleibender Zustrom 40 einer Destillationszone 3 zugeführt, die als übliche Destilla- tionskolonne 23 mit Rektifikationszone oberhalb und Stripp- zone unterhalb des Zulaufes ausgeführt ist. Die Destilla- tionseinbauten bestehen aus handelsüblichen Böden oder Pak- kungen. Am Kopf der Kolonne 23 wird weitgehend reines HCL 38 und im Sumpf wird hochreines VCM 39 nach optionalem Durchlauf durch die Feinreinigungszone 26 abgezogen. Der Betrieb der Feinreinigungszone 26 ist im Gegensatz zu dem bisherigen Verfahren (VCM-Stripper 54 in Fig. 1) nicht dau- ernd erforderlich, sondern stellt eine Sicherheitseinrich- tung dar, mit welcher nur im Fall eines nicht optimalen Ar- beitens der Destillationszone 3 ein möglicherweise drohen- der HCL-Durchbruch in den VCM-Produktstrom 39 vermieden wird. Im Fall des optimalen Arbeitens der Destillationszone 3 wird die Feinreinigungszone 26 überbrückt, wie in Fig. 3 mittels gestrichelter Linie dargestellt. Der Kolonnensumpf wird mit einem oder mehreren Umlaufverdampfern beheizt, von denen ein Umlaufverdampfer bevorzugt mit Dampf zur Einstel- lung der VCM-Produktqualität beheizt wird. Weiterhin wird bevorzugt, einen oder mehrere Umlaufverdampfer zusätzlich mit geeigneten Produktströmen zu beheizen. Der Druck in dieser Destillationszone 3 wird von dem zur Rückflußerzeu- gung eingesetzten Kühlmittel bestimmt, bevorzugt werden Kältemittel, wie z. B. verdampfendes Propylen. Aus Gründen des wirtschaftlichen Einsatzes von Kältemittel kann es sinnvoll sein, den Zulauf 40 vorzukühlen, bevorzugt im Ge- genstrom mit dem Kopfprodukt, aber auch mit einer zusätzli- chen Kühlvorrichtung. Der Druck der Destillationszone 3 liegt bevorzugt unter dem Druck der Verstärkungszone 2.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch solches durch Py- rolyse von 1,2-Dichlorethan (EDC) erzeugtes Spaltgas 31 aufarbeiten, das mit relativ niedrigem Druck als Einsatz übergeben wird. Dadurch nimmt der Druck in der Verstär- kungszone 2 ebenfalls relativ niedrige Werte an. In diesem Fall kann der Zulauf 40 zur Destillationszone 3 durch ein geeignetes Kühlmittel total kondensiert und mit einer Pumpe auf einen höheren Druck gebracht werden, um eine wirt- schaftliche Trennung von HCL und VCM zu erreichen.

Der eine gekühlte Teilstrom des Sumpfes 34 aus der Verstär- kungszone 2 bildet den Vorlauf 36 für die Abtriebszone 4.

Der Vorlauf 36 wird in die Abtriebszone 4 oben, und zwar oberhalb der Destillationseinbauten, eingeleitet. In diesem oberen Raum der Abtriebszone 4 ist eine Vermischungszone für die Aufnahme weiterer Stoffströme des erfindungsgemäßen Verfahrens angeordnet. Diese weiteren Stoffströme sind aus anderen Aufarbeitungen rückgeführt, weil sie neben EDC noch HCL und VCM enthalten. Durch ihre Rückführung in die Ab- triebszone 4 gehen die betreffenden Mengen der aus dem Spaltgas 31 stammenden Hauptkomponenten nicht verloren.

Der untere Teilraum der Abtriebszone 4 ist mit den Destil- lationseinbauten ausgestattet. In diesem unteren Teilraum der Abtriebszone 4 erfolgt die Abtrennung des im Vorlauf 36 für die Abtriebszone 4 enthaltenen, nicht umgesetzten EDC.

Das nicht umgesetzte EDC wird weitgehend frei von HCL und VCM als Sumpfprodukt 41 der Abtriebszone 4 gewonnen.

Die Destillationseinbauten in der Abtriebskolonne 24 beste- hen aus handelsüblichen Böden oder Packungen. Der Kolonnen- sumpf wird mit einem oder mehreren Umlaufverdampfern be- heizt, von denen ein Umlaufverdampfer bevorzugt mit Dampf zur Einstellung eines möglichst geringen VCM-Verlustes im Sumpfprodukt beheizt wird. Weiterhin wird bevorzugt, einen oder mehrere Umlaufverdampfer zusätzlich zwecks Energieein- sparung mit geeigneten Produktströmen zu beheizen, z. B. ge- mäß Patentschrift DE-41 31 576-A1.

Das gasförmige Kopfprodukt 42 der Abtriebszone 4 enthält rückgewonnenes HCL und VCM sowie nicht umgesetztes EDC. Das Kopfprodukt 42 der Abtriebszone 4 wird in die Verstärkungs- zone 2 zurückgeführt. Der in der Abtriebszone 4 eingestell- te Druck stellt eine wirtschaftliche Betriebsweise sicher.

Es wird damit erreicht, daß erstens die Energiekosten mini- miert werden und daß zweitens das Kopfprodukt 42 auf einem Temperaturniveau größer 100° C gehalten wird. Bei einer derart angehoben Kopftemperatur der Abtriebszone 4 wird die Ausbeute an VCM gesteigert, weil eine partielle thermische Zersetzung des EDC zu VCM und HCL dann ohne weiteres Zutun von selbst geschieht.

Der Druck in der Abtriebszone 4 wird bevorzugt auf niedrige Werte gegenüber der Verstärkungszone 2 eingestellt, sofern das eingesetzte Spaltgas 31 nach der in EP-0 276 775-B1 be- schriebenen Methode hergestellt wird und in dem dabei be- vorzugten Druckbereich von 1,6 bis 2,6 MPa vorliegt. Ein Weg zur Druckerhöhung des gasförmig aus der Abtriebszone 4 abgezogenen Kopfproduktes 42 besteht in der Totalkondensa- tion des Kopfproduktes 42, seine anschließende Druckerhö- hung durch eine Pumpe und sein daraufhin erfolgendes Auf- heizen im Gegenstrom mit dem Sumpfprodukt 34 der Verstär- kungszone 2. Bei einer alternativ beschreitbaren Variante wird das gasförmige Kopfprodukt 42 der Abtriebszone 4 mit- tels einer Kompressionseinheit auf einen Druck gebracht, der die Rückführung des Kopfproduktes 42 der Abtriebszone 4 in die druckmäßig höher betriebene Verstärkungszone 2 ge- stattet. Ein weiterer dampfbeheizter Wärmetauscher wird nur zusätzlich für das Anfahren der Anlage und im Störfall für eine vorübergehende Aufheizung genutzt.

Der Druck in der Abtriebszone 4 kann aber auch auf gegen- über dem Druck in der Verstärkungszone 2 überhöhte Werte eingestellt werden. In diesem Fall wird der aus der Ver- stärkungszone 2 in die Abtriebszone 4 übergeleitete Vor- lauf 36 der Abtriebszone 4 mit einer Pumpe auf den in der Abtriebszone 4 herrschenden höheren Druck gebracht.

Das Sumpfprodukt der Quenchzone 1, der Sumpfablauf 43, wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem Ziel der Rückge- winnung von HCL und VCM aufgearbeitet. Dies geschieht mit- tels der einander nachgeordneten Verfahrensschritte Filtra- tion, stufenweise Entspannung und partielle Verdampfung.

Wird das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zusammen mit dem Verfahren gemäß Patentschrift EP-0 276 775-B1 ge- nutzt, so fällt bei der Variante mit externer EDC-Verdamp- fung ein im wesentlichen aus reinem EDC bestehender flüssi- ger Abschlämmstrom 48 in einer Verdampfungszone an, deren Temperatur unter dem bzw. fast am Siedepunkt des reinen EDC's liegt. Diese Verdampfungszone arbeitet bei einem hö- heren Druck als dem in der Quenchzone 1 eingestellten Druck.

Dieser Abschlämmstrom 48, mit dem im zu verdampfenden EDC die Menge der Precursoren bzw. Keime für die bei der pyro- lytischen EDC-Spaltung eintretende Rußbildung vermindert werden soll, wird in die Quenchsumpfaufarbeitung einbezo- gen. Der Abschlämmstrom 48 wird in dem bisherigen Verfahren gemäß Fig. 1 in die Quenchvorrichtung 51 unterhalb des Flüssigkeitsniveaus des Quenchsumpfes eingespeist, um in der Hauptsache gelöstes HCL und VCM zu verdampfen.

Weiterhin wird in dem bisherigen, in Fig. 1 dargestellten Verfahren, der Sumpfabzug 43 der Quenche 51 filtriert, auf einen etwas höheren Druck als den der HCL-Kolonne 52 ent- spannt und mit einem dampfbeheizten Wärmeaustauscher aufge- heizt, um einen HCL, VCM und EDC enthaltenden Gasstrom 44 zu gewinnen, der zwecks Rückgewinnung der Produkte zur HCL- Kolonne 52 geleitet wird.

Erfindungsgemäß wird in dem hier angegebenen Verfahren eine andere Form der Einspeisung des Abschlämmstromes 48 bevor- zugt, die derart einfach gestaltet ist, daß durch den Ein- satz lediglich einer einstufigen Entspannungsverdampfung des Abschlämmstromes 48 in einen Behälter 25 hinein der er- ste Wärmeaustauscher des bisherigen Verfahrens einschließ- lich des damit verbundenen Heizenergieverbrauches einge- spart wird. Die erfindungsgemäße Gestaltung sieht vor, daß der Sumpfablauf 43 aus der Quenchzone 1 direkt in einen Be- hälter 25 entspannt wird und der nach Entspannung überwie- gend gasförmig anfallende Abschlämmstrom 48 mittels einer geeigneten Vorrichtung in die Flüssigphase des Behälters 25 geleitet wird.

Der verdampfte Teil des Sumpfablaufes 43 wird als erster Gasstrom 44 vom Sumpfablauf 43 abgetrennt und unterhalb der Vermischungszone in die Abtriebszone 4 geleitet. Der ver- bleibende erste Flüssigkeitsstrom 46 wird anschließend in der Filtrationseinheit 28 von abtrennbaren Feststoffen be- freit und auf einen etwas über dem Atmosphärendruck liegen- den Druck entspannt. Nachdem dem ersten Flüssigkeits- strom 46 weitere Wärme in dem Wärmeaustauscher 26 zugeführt und dadurch ein weiterer Teil des ursprünglichen Sumpfab- laufes 43 verdampft wurde, wird ein zweiter Gasstrom 45 ab- getrennt. Der verbleibende zweite Flüssigkeitsstrom 47 ist weitgehend von HCL und VCM befreit und wird einer nicht zum erfindungsgemäßen Verfahren gehörenden Aufarbeitung zuge- führt. Der zweite Gasstrom 45 wird mit Kühlwasser im Wärme- austauscher 27 total kondensiert, mit einer Pumpe 29 auf den Druck der Abtriebszone 4 gebracht und in diese oberhalb der Destillationseinbauten eingeleitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Lage, ein tech- nisch sowohl mittels katalysatorfreier als auch mittels ka- talytischer Pyrolyse hergestelltes Spaltgas 31 aufzuarbei- ten. Das mittels Pyrolyse erzeugte heiße Spaltgas 31 be- steht aus seinen Hauptkomponenten HCL, VCM und nicht umge- setztem EDC. Im Fall eines Verfahrens der thermischen Spal- tung von 1,2-Dichlorethan, bei dem es gelingt, die Bildung von Feststoffen, wie Ruß und/oder Koks, zu vermeiden, ent- fallen bei dem in Fig. 2 als Block-Fließbild dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren die Anlagenteile 1 (Quenchzone) und 5 (Quenchsumpfaufarbeitung). Im Fall eines feststoff- frei arbeitenden, atmosphärisch-katalytischen Verfahrens zur thermischen Spaltung von EDC ist das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Kompressionsstufe vor dem Eintritt des Spaltgases 31 in die Verstärkungszone 2 zu versehen.

Die wirtschaftlichen Vorteile, die bei der Nutzung des er- findungsgemäßen Verfahrens eintreten, bestehen darin, daß bei ungefähr gleichbleibendem Verbrauch an Kälte-und Pum- penenergie, sowie ungefähr gleichbleibenden Investitions- kosten der Verbrauch an Dampf und Kühlwasser erheblich re- duziert wird.

In der bevorzugten Anwendung gemäß Fig. 3 ergeben sich für ein Spaltgas und einen EDC-Abschlämmungsstrom aus einem Verfahren nach EP-0 276 775-B1 folgende Verbrauchswerte im Vergleich mit dem bisherigen Verfahren gemäß Fig. 1 : -ein konstanter Verbrauch an Kälteenergie,<BR> -eineErhöhungderNetto-Pumpenleistungum5%,<BR> -ein Reduzierung des Verbrauchs an Mitteldruckdampf um 67 %, -eine Reduzierung des Verbrauchs an Niederdruckdampf um 80 % und -eine Reduzierung des Verbrauchs an Kühlwasser um 36 %.

Bezogen auf eine 100000 jato VCM-Anlage mit einer Betriebs- zeit von 8000 Stunden pro Jahr bedeutet dies jährliche Ein- sparungen von 26700 t Mitteldruckdampf und von 20280 t Nie- derdruckdampf.