[发明专利]用于在氯乙烯单体工厂或整合性氯乙烯单体/聚氯乙烯工厂内热回收的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于1，2-二氯乙烷(下文称为“DCE”)的生产的方法和设备，并且目的在于在足以生产可用热又不至于太高而因热解造成对经蒸馏DCE的损害的温度下通过冷凝至少部分来自塔的顶流(蒸汽)而运行1，2-二氯乙烷蒸馏塔。

特别地，本发明目的在于使用蒸馏塔顶部回收的热能以将热供应至一个用于生产氯乙烯单体的工厂或用于生产氯乙烯单体(下文称为“VCM”)和聚氯乙烯(下文称为“PVC”)的整合性工厂中的散热器。

DCE主要用作生产氯乙烯单体的中间物，氯乙烯单体进而用做生产聚氯乙烯的起始材料。DCE到氯乙烯单体的转化还生产了氯化氢HCl。HCl优选地用于通过用HCl和氧来氧氯化乙烯而生产DCE。DCE的替代途径是通过直接以氯来氯化乙烯。两种途径皆在大规模的DCE工业生产中使用，因此制得的氯化氢及消耗的氯化氢平衡与下列反应式一致：

Cl₂+C₂H₄→C₂H₄Cl₂+218kJ/mol

C₂H₄Cl₂→C₂H₃Cl+HCl-71kJ/mol

C₂H₄+2HCl+1/2 O₂→C₂H₄Cl₂+H₂O+238kJ/mol

用于制造氯乙烯单体的工厂设备群(plant complex)(下文称为“VCM设备群”)实际由以下各项组成：

-一个用于由乙烯和氯生产1，2-二氯乙烷(DCE)的工厂(“直接氯化”，一个任选的工厂组件(plant component))；和

-一个用于由乙烯、氯化氢、和氧生产1，2-二氯乙烷的工厂(“氧氯化”)；和

-一个用于蒸馏纯化1，2-二氯乙烷的工厂(生产进料DCE)；和

-一个用于将经蒸馏纯化的进料DCE热解成为氯乙烯及氯化氢的工厂；以及

-一个用于蒸馏移除氯化氢和未转化的1，2-二氯乙烷并且还用于纯化氯乙烯单体的工厂。

将通过热解1，2-二氯乙烷而得到的氯化氢返回到氧氯化工厂中，并且再度在其中和乙烯及氧反应而形成DCE。

直接氯化和氧氯化的反应步骤是高度放热的，而DCE热解成VCM和氯化氢是吸热的。

上述VCM设备群可在平衡模式下运行，其中还进一步将工厂中生产的所有DCE在VCM工厂中处理，和/或不需要输入DCE。

除了前述平衡运行模式之外，还存在用于生产DCE的模式/工厂，其中将在平衡模式的直接氯化步骤中制造的DCE量整体或部分地由输入的DCE取代。本领域技术人员已知这种运行模式或工厂配置是不平衡的。

存在另外的不平衡运行方法，其中生产DCE的组件工厂生产的DCE多于热解成VCM中所消耗的。多余的DCE经历蒸馏纯化并且然后商品化成“销售DCE”。此“销售DCE”模式通常使用更多塔以加工(work up)比其他模式多的DCE。这些额外的塔代表额外的散热器，并且可使用来自工厂其他部分的热来运行。

从现有技术已经可以得知许多在VCM及PVC生产工厂中节能/回收热的手段。此种类型的手段同样也导致运行成本的明显降低，并且因此对工厂的经济可行性产生非常重要的贡献。此种类型的手段同样地还对减少工厂的CO₂输出有重要的贡献。

通过另外包括的手段，将放热反应步骤散出的反应热在过程中用于对散热器供热。例如，将通过氧氯化反应散出的反应热是用于生成蒸汽，蒸汽可被使用于例如加热反应物预热器或蒸馏塔。

归因于氧氯化反应的相对高的温度水平，产生的蒸汽适合用于在该过程中加热中多数的散热器。可理解的是蒸汽优选用于供应热至散热器，散热器本身要求相当高的温水平。

氧氯化工厂中产生的蒸汽量不足以加热用于生产VCM的工厂设备群中的所有散热器。因此需要寻求进一步的热回收/节能选择。

一种可能性是使用来自直接氯化反应的反应热，该反应热是在比氧氯化反应的温度水平低的温度水平下获得。在文献中针对此有多种提案。

例如，DE3225732A1提出了使用来自直接氯化步骤的液态反应介质的再循环流加热蒸馏塔。