Способ очистки хлорорганических продуктов от смолы и сажи

Способ очистки хлорорганических продуктов от смолы и сажи

Реферат

 

Использование: хлорорганические продукты - метиленхлорид, хлороформ, четыреххлористый углерод, винилхлорид используются как растворители и как полупродукты в промышленности основного органического синтеза. Сущность изобретения: условия их очистки от смолы и сажи - путем испарения с использованием вытесняющей жидкости или ректификации, при этом в очищаемые отходы, содержащие хлорорганические продукты, вводят топливо с пределами выкипания 150 - 500^oС, предпочтительно это газойль, дизельное топливо, атмосферный газойль, мазут или тяжелый газойль, топливо вводят в количестве, обеспечивающем концентрацию в нем смолы и сажи до 60 мас.%. Это предотвращает сжигание хлорорганических продуктов и выброс ядовитых хлорпродуктов в атмосферу. 2 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к производству хлорорганических продуктов, в частности к области очистки этих продуктов.

Производство практически всех хлорорганических продуктов: метиленхлорида, хлороформа, четыреххлористого углерода (ЧХУ), хлористого этила, винилхлорида, монохлордиметилового эфира, дихлорэтана, винилиденхлорида, метилхлороформа, 1,1,2-трихлорэтана, трихлорэтилена, тетрахлорэтана, перхлорэтилена, хлористого аллила, эпихлоргидрина, хлоропрена и т.п. сопровождается выделением смолы (1), а в отдельных случаях, например в производстве ЧХУ и хлористого аллила (1, с. 41-42; 208-211), в дополнение к смоле выделяется сажа.

Образование смолы, а иногда и сажи, начинается, как правило, в реакторах синтеза. Дальнейшее образование смолы продолжается при контакте хлорорганических продуктов с греющими элементами, например, испарителей.

При повышенных температурах идет отщепление хлористого водорода от хлоpоpганических веществ, а затем непредельные соединения полимеризуются и осмоляются.

В промышленности хлорорганические продукты очищают от смолы и сажи посредством ректификации, в результате которой названные примеси собираются в кубе колонны ректификации в виде раствора и взвеси в хлоpоpганических продуктах. Иногда из кубового остатка дополнительно испаряют хлорорганические продукты в пленочных или роторных испарителях. Смолу и сажу удаляют также с кубовым продуктом колонны закалки реакционной смеси. Во всех случаях кубовые остатки выводят на сжигание при концентрации смолы и сажи не выше 30% а остальные 70% представляют собой доброкачественные хлорорганические продукты. Поднять концентрацию смолы выше 30% не удается, т.к. с повышением содержания смолы резко возрастает скорость осаждения ее на греющих элементах испарителей, тем более что процесс осмоления продуктов при этом продолжается.

Сжигание кубовых остатков, содержащих трудногорючие или негорючие хлорорганические продукты (трихлорэтан, трихлорэтилен, четыреххлористый углерод, перхлорэтилен, тетрахлорэтан, и т.п.) сопровождается выделением фосгена, диоксина и других ядовитых веществ, которые загрязняют окружающую среду.

Испарители и массообменные устройства колоны ректификации смолосодержащих хлорорганических продуктов постепенно забиваются смолами, поэтому каждую колонну ректификации снабжают двумя испарителями, которые поочередно чистят.

Таким образом, основным недостатком известных способов очистки хлорорганических продуктов от смолы и сажи путем испарения или ректификации является высокое содержание полезных хлорорганических продуктов (более 70%) в отходах, направляемых на сжигание.

Изобретение решает задачу снижения потерь хлорорганических продуктов с отходами, направляемыми на сжигание.

Технический результат достигается тем, что в известном способе очистки хлорорганических продуктов в них перед испарением или ректификацией вводят топливо с пределами выкипания от 150 до 500^оС.

Выбор топлива определяется верхним пределом температуры кипения хлорорганического продукта, который должен быть ниже начала кипения топлива по крайней мере на 50^оС. Чем выше разность указанных температур, тем меньше загрязнение хлорорганического продукта топливными компонентами. Температура начала кипения топлива, кроме того, предпочтительно должна быть выше температуры греющей стенки испарителя. В связи с этим в качестве топлива используют (2, с.472); керосин (пределы выкипания 150-310^оС), легкий газойль (200-360^оС), дизельное топливо (180-360^оС), атмосферный газойль (270-360^оС), мазут (350-500^оС), тяжелый газойль (360-500^оС).

Хлорорганические продукты и смолы смешиваются с углеводородами, являющимися основой названных топлив, в любых соотношениях, взаимно растворяясь. При соответствующем выборе топлива его компоненты практически не испаряются при контакте с греющей стенкой и смола остается растворенной в топливе даже при полном испарении хлорорганического продукта. В этих условиях возможно увеличение концентрации смолы в топливе до 50-60% без заметных ее отложений на греющих стенках, что подтверждается опытом перегонки нефтяных фракций с высоким содержанием смолистых соединений.

В результате полного удаления из кубового остатка негорючих хлорорганических продуктов сжигание топлива в смеси со смолами более устойчиво, чем сжигание хлорорганических продуктов, содержащих те же смолы, а выброс ядовитых хлорсодержащих веществ в атмосферу снижается пропорционально снижению хлорорганики в сжигаемой смеси, что является дополнительным техническим результатом заявляемого изобретения.

Изобретение обеспечивает получение еще одного технического результата увеличение пробега испарителей колонны ректификации хлорорганических продуктов, содержащих смолы, при вводе топлива в куб или линию питания такой колонны.

П р и м е р 1. В производстве метиленхлорида (1, с.23-25) на одну тонну целевого продукта выводили на сжигание 100 кг кубового остатка, который содержал до 10 кг смол и 90 кг смеси хлороформа, четыреххлористого углерода, дихлорэтиленов, трихлорэтилена и др. примесей с температурами кипения до 100^оС.

Согласно изобретению в линию питания или непосредственно в куб колонны ректификации, из которого выводили кубовый остаток вышеприведенного состава, вводят керосин осветительный КО-22 из расчета 10 кг на 1 т получаемого метиленхлорида. Из кубовой жидкости отгоняют 85 кг хлорорганических продуктов, а на сжигание выводят кубовый остаток, состоящий из 10 кг керосина, 10 кг смол и 5 кг хлорорганики. Таким образом, на 1 т метиленхлорида получают 25 кг кубового остатка, содержащего 40% смол. Общее количество сжигаемого кубового остатка снижается в 4 раза, в том числе хлорорганики сжигается почти в 7 раз меньше, чем в известном способе.

П р и м е р 2. Узел подготовки сырья для производства четыреххлористого углерода (ЧХУ) включает ректификационную колонну и пленочный испаритель (1, с.41-42). Для получения 3 т/ч ЧХУ требуется 1 т/ч очищенных хлорорганических отходов.

В известном процессе в ректификационную колонну подают 1,2 т/ч хлорорганических отходов, содержащих 0,06 т/ч смолы и сажи, которые суммарно определяются как сухой остаток. В колонне верхом отгоняют 0,8 т/ч хлорорганических веществ, а 0,4 т/ч кубового продукта подвергают испарению в пленочном испарителе, из которого 0,2 т/ч хлорорганических веществ уходят в виде паров для дальнейшей переработки. На сжигание выводят 0,2 т/ч неиспарившегося остатка с содержанием 0,06 т/ч сухих веществ. Поднять концентрацию сухих веществ в неиспарившемся остатке выше 30% не представляется возможным, т.к. при этом резко сокращается время работы испарителя до его остановки на чистку.

Согласно изобретению на питание ректификационной колонны подают 1,06 т/ч отходов, содержащих 0,05 т/ч сухих веществ, и в ее куб вводят 0,023 т/ч дизельного топлива Л-0,2-40 или легкого газойля. Сверху колонны отбирают 1,0 т/ч хлорорганических веществ на переработку. Из куба колонны выводят на сжигание 0,083 т/ч остатка, содержащего 0,5 т/ч (60%) сухих веществ, 0,02 т/ч топлива и 0,01 т/ч высококипящих хлорорганических веществ.

Самый ненадежный аппарат в схеме пленочный испаритель становится ненужным. На сжигание выводится в 2,4 раза меньше кубового остатка, в том числе в 3,3 раза снижается количество сжигаемой хлорорганики.

П р и м е р 3. В производстве винилхлорида сбалансированным методом Саянского ПО "ХИМПРОМ" после переработки хлорорганических отходов в вакуумной колонне ректификации часть осветленных отходов направляют на производство ЧХУ, а кубовый остаток в количестве 700 кг/ч подлежит сжиганию. Кубовый остаток содержит 100 кг/ч дихлорэтана, 300 кг/ч трихлорэтана, 150 кг/ч смеси хлоруглеводородов от перехлорэтилена по тетрахлорэтан включительно и 150 кг/ч сухого остатка (преимущественно смолистых соединений). Пробег испарителя колонны ректификации между чистками не превышает одного месяца. Колонну обслуживают 2 испарителя, работающих поочередно.

Согласно изобретению колонна ректификации работает следующим образом. В куб колонны вводят непрерывно 100 кг/ч атмосферного газойля или дизельного топлива или легкого газойля, повышают температуру в кубе колонны на 15-20^оС при сохранении режима по вакууму и дополнительно отгоняют 500 кг/ч хлоруглеводородов, которые направляют на производство ЧХУ. Кубовый остаток (300 кг/ч), выводимый на сжигание, содержит 100 кг/ч топлива, 150 кг/ч сухого остатка (смолистые соединения) и 50 кг/ч высококипящих хлоруглеводородов. Таким образом, дополнительно утилизируют 500 кг/ч хлоруглеводородов, в 2,3 раза снижают количество сжигаемых отходов, причем хлорорганики сжигается меньше в 3,5 раза.

П р и м е р 4. При совместном получении четыреххлористого углерода и перхлорэтилена из отходов производства эпихлоргидрина (1, с.193-194) смолистые кубовые остатки в количестве 100 кг/1 т готовой продукции выводили из кубов колонны ректификации исходного сырья, закалочной колонны в колонны выделения тяжелых продуктов. Производительность установки 5 т/ч обусловливала 500 кг/ч хлорорганических отходов, направляемых на сжигание. Содержание смолистых соединений в них составляет 100 кг/ч, остальное хлорорганические продукты.

Процесс очистки хлорорганических отходов осуществляют следующим образом. В куб колонны закалки продуктов реакции хлорирования подают 100 кг/ч мазута или тяжелого газойля. Пройдя затем испаритель, 360 кг/ч смеси, состоящей из 100 кг/ч топлива, 60 кг/ч смолы и 200 кг/ч высококипящих хлоруглеводородов, направляются в куб колонны выделения тяжелых продуктов. Из куба этой колонны 580 кг/ч смеси, содержащей 100 кг/ч топлива, 80 кг/ч смолы и 400 кг/ч высококипящих хлоруглеводородов, поступают в куб колонны ректификации исходного сырья. После отгонки хлоруглеводородов из куба этой колонны выводят на сжигание смесь 100 кг/ч топлива, 100 кг/ч смолы и 50 кг/ч остаточных высококипящих хлоруглеводородов. Всего 250 кг/ч. В результате на установку сжигания поступает отходов в 2 раза меньше, хлорорганики меньше в 3,3 раза, дополнительно возвращается на переработку 350 кг/ч хлорорганических веществ. Кроме того, продлевается пробег испарителей колонн: ректификации исходного сырья, закалочной и выделения тяжелых продуктов.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ ОТ СМОЛЫ И САЖИ с использованием испарения или ректификации, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь хлорорганических продуктов с отходами, в хлорорганические продукты перед испарением или ректификацией вводят топливо с пределами выкипания от 150 до 500^oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве топлива используют керосин, легкий газойль, дизельное топливо, атмосферный газойль, мазут или тяжелый газойль.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что топливо вводят в количестве, обеспечивающем концентрацию в нем смолы и сажи после испарения или ректификации до 60 мас.%.