4. Технологическая часть

4.1. Стадии проектируемого производства

Производство винилхлорида является многостадийным процессом, состоящим из следующих основных стадий:

– стадия 100 – получение дихлорэтана окислительным хлорированием этилена;

– стадия 300 – азеотропная осушка и выделение легких из дихлорэтана – сырца, полученного оксихлорированием этилена;

– стадия 400 – ректификация дихлорэтана;

– стадия 500 – термический пиролиз дихлорэтана;

– стадия 600 – разделение продуктов пиролиза и получение товарного винилхлорида.

Стадия 100. Оксихлорирование этилена

На стадии окислительного хлорирования этилена образуется дихлорэтан. Взаимодействие этилена с хлористым водородом и кислородом в реакторе с кипящим слоем катализатора идет с выделением большого количества тепла. Тепло реакции отводится через парогенератор. Данный метод получения дихлорэтана с применением кислорода в качестве окислителя позволяет сократить количество абгазов. Благодаря низкому содержанию кислорода в циркуляционном газе состав его постоянно находится вне зоны взрывоопасности.

Основная реакция:

Стадия 300. Обезвоживание дихлорэтана.

Влажный дихлорэтан – сырец со стадии 100 или с промежуточного склада дихлорэтана (корпус 1346) из емкости поз. Е302 А-Г насосом поз. Н304 АБ подается в колонну обезвоживания дихлорэтана поз. К301 на 40, 46, 52 тарелку. Колонна обезвоживания поз. КЛ301 предназначена для удаления из дихлорэтана – сырца инертов, легкокипящих продуктов и воды. Процесс ректификации в колонне обезвоживания КЛ301 проводят при давлении в верхней части не более 0,014 МПа. температура в кубе колонны обезвоживания 95-105º С.

Стадия 400. Ректификация дихлорэтана. Выделение легкокипящих примесей.

Колонна ректификации поз. КЛ401 предназначена для выделения легкокипящих примесей из рециклового дихлорэтана, поступающего из куба колонны поз. КЛ602 стадии ректификации винилхлорида. Рецикловый дихлорэтан поступает на 22,28 или 32 тарелку колонны поз. КЛ401 с объемным расходом не более 23 м³/ч. Процесс ректификации в колонне поз. КЛ401 проводят при давлении в верхней части колонны 14-30 кПа, куба колонны 90-110 кПа. Температура верха колонны 80-90º С, куба колонны 90-10º С.

Стадия 500. Пиролиз дихлорэтана

Получение винилхлорида (ВХ) осуществляется путем высокотемпературного дегидрохлорирования (пиролиза) дихлорэтана по следующей реакции:

Процесс протекает при температуре не более 520С со степенью конверсии дихлорэтана 45+50 %. Реакция эндотермическая, тепловой эффект реакции составляет 16,2 Гкал/моль.

Наряду с основной реакцией имеют место побочные реакции с образованием:

-ацетилена:

-хлоропрена:

,

а также реакции с образованием бутадиена, хлорметила, трихлорметана, винилиденхлорида.

Стадия 600. Разделение продуктов пиролиза

В колонне поз. КЛ601 происходит разделение продуктов пиролиза на чистый хлористый водород и смесь винилхлорида и дихлорэтана. Куб колонны обогревается одним из трех переменно работающих кипятильников с поверхностью теплообмена 140 м², в межтрубное пространство которого в качестве теплоносителя подается пар давлением 1,2 МПа. Процесс ректификации в колонне поз. КЛ601 осуществляется под давлением 1-1,4 МПа при температуре верха колонны 19-29º С, куба – 99-115º С и перепаде давления не более 0,05 МПа.

Кубовый продукт колонны ректификации поз. КЛ601 поступает выборочно на тарелки 30, 40 или 50 колонны ректификации поз. КЛ602, где происходит разделение дихлорэтана и винилхлорида. Куб колонны обогревается одним из трех попеременно работающих кипятильников с площадью теплообмена 511 м², в межтрубное пространство которого подается пар давлением 1,2 МПа с массовым расходом не более 14000 кг/ч. Температура верха колонны 35-45º С, куба – 154-164ºС. Давление в кубе колонны поз. КЛ602 0,56-0,66 МПа.