[发明专利]制备乙烯基不饱和卤代烃的方法和装置

说明书

本发明涉及通过卤代脂肪族烃的热裂解用于制备乙烯基不饱和卤化合物的特别经济的方法和适合于此方法的装置，特别是通过1，2-二氯乙烷的热裂解制备氯乙烯。本发明涉及节省用于进行该裂解反应的裂解炉中的燃料。

本发明下文示例性描述了通过1，2-二氯乙烷(以下称为EDC)的热裂解生产氯乙烯(以下称为VCM)，但是其也可以用于制备其它乙烯基不饱和卤化合物。

VCM目前特别是通过EDC的热裂解来制备，其中反应根据方程式：

C₂H₄Cl₂+71kJ→C₂H₃Cl+HCl

工业上在反应管中进行，所述反应管就自身而言设置在气体加热或油加热的炉中的。

通常使得反应进行至直至55-65％的转化率，基于所使用的EDC(以下称为进料-EDC)。在此，离开炉子的反应混合物的温度(以下称为炉子出口温度)为约480-520℃。所述反应在加压下进行，在目前的方法中，在炉子进口处典型的压力为约13-30巴绝对压力。

在较高的转化率及由此引起在反应混合物中较高的VCM分压的情况下，在反应条件下VCM越来越多地转化为伴随产物如乙炔和苯，它们是积炭的前驱产物(前体)。积炭的形成使得必需定期关闭和清洁反应器。在此背景下，在实践中证明，基于所使用的EDC 55％的转化率是特别有利的。

迄今使用的大多数方法用方形炉实施，其中反应器管在中间呈蛇管设置，所述蛇管由彼此垂直重叠设置的水平管构成，其中所述蛇管可以是单头或双头畅通的。在单头设置的情况下，所述管是对齐设置或者是有偏移的。炉子的加热通过燃烧器进行，其成行设置在炉壁上。到反应管上的热传递主要通过壁辐射和气体辐射进行，但是也通过在由燃烧器加热时产生的烟气的对流来进行。有时，EDC-裂解还在具有反应管和燃烧器的不同设置的其它炉子类型中进行。

其中设置有燃烧器和反应管并发生裂解反应的炉子的部分，称为辐射区。在自身的反应管上方以及从反应混合物的流动方向看去在辐射区前通常还设有由水平的邻接设置的管组成的无尾翼(unberippte)管系列，其很大程度上屏蔽了位于其上的装配(有尾翼的对流区的换热器管)免于直接的燃烧室辐射，并且此外通过构造优化的对流热传递提高了反应区的热效率。对于这些管或管系列在技术惯用语中通常为″激波管″或″激波区″。

本发明原则上可用于所有炉子类型和燃烧器设置以及其它反应加热领域。

典型的用于EDC-裂解的管式反应器包括炉子以及反应管。通常，这种用天然能量载体如用油或气体点火的炉子分成所谓的辐射区和对流区。

在辐射区中裂解所需要的热主要通过燃烧器加热的炉壁的辐射和热烟气的辐射传递到反应管。

在对流区，通过对流热传递来利用离开辐射区的热烟气的能量。例如可以将裂解反应的原料例如EDC预热、气化或过热。同样，可能的是产生水蒸汽和/或预热燃烧用空气。

在典型的设置中，例如在EP 264,065 A1中描述了，将液态EDC首先在裂解炉的对流区预热并随后在裂解炉外的特殊气化器中气化。然后将蒸汽状的EDC再次输入对流区并在那里过热，优选在激波管中，其中裂解反应可以已经开始。在进行了过热之后，EDC进入辐射区，其中发生了转化为氯乙烯和氯化氢。

燃烧器通常以彼此重叠的列设置在炉子的长面和正面，其中力求通过燃烧器的类型和设置达到沿着反应管周围尽可能均匀的热辐射分布。

其中设置有燃烧器和反应管并且其中发生裂解反应的主要转化的炉子部分，称为辐射区。在辐射区的开端和自身的反应管上方通常还有管系列，其管优选水平邻接设置。在此是上文描述的激波管。

作为“反应区”在本发明的意义上理解为在反应气体的流动方向上位于紧邻激波区的反应器管，所述反应器管优选垂直对齐或有偏移地彼此重叠地设置。在此所使用的绝大部分的EDC转化为VCM。

实际的裂解反应以气态聚集态发生。在进入反应区之前，将EDC首先预热，然后气化并最终进行过热。最后，气态EDC进入反应器，其中通常在激波管进一步加热并最后进入反应区，其中在温度高于约400℃时，热裂解反应发生。

EDC的气化在现代化的工厂中在裂解炉外于特别的装置EDC-气化器中发生。该装置在某些方法中借助蒸汽进行加热。用离开炉子的反应混合物的显热加热是经济的。在旧工厂中，将液态EDC输入炉子的预热区中，然后在炉内气化。

本发明涉及包括将进料-EDC在裂解炉外借助特别的设备进行气化的方法。