本发明专利技术涉及用于卤代脂肪族烃特别是１，２－二氯乙烷在使用化学裂解促进剂或引发裂解反应的物理措施下在炉中热裂解的节省燃料的方法和装置。通过引发裂解反应，在保持不变的转化率的情况下，反应混合物中的温度水平降低。由此平均燃烧室温度也可以降低，并且节省燃料。在优选的方法变化方案中，分析离开裂解炉对流区的烟气并计算其露点。烟气的露点或裂解反应的转化率用作指令变量，该指令变量是针对用于引发的物理措施的强度和／或化学裂解促进剂的添加量和／或燃料量。在另一个优选的方法的变化方案中，烟气所含的潜热用于预热燃烧器空气或其他介质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。本专利技术涉及节省用于进行该裂解反应的裂解炉中的燃料。本专利技术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 — C2H3C1+HC1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°C。 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(imberippte)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〃。本专利技术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 Al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勻的热辐射分布。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”在本专利技术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°C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。本专利技术涉及包括将进料-EDC在裂解炉外借助特别的设备进行气化的方法。在本专利技术的方法中，利用离开裂解炉的反应混合物中所含的显热，以便将所使用的EDC在进入裂解炉之前气化，即EDC-气化器用热的反应器-出口料流(以下称“裂解气”) 加热，在此该裂解气被冷却，然而其中避免裂解气的部分或完全冷凝。为此，证实特别有利的是例如在EP 276，775 A2中描述的装置。虽然所使用的EDC的绝大部分在反应区转化，但是还在自裂解炉的出口直至 EDC-气化器的入口的管道中将EDC转化为VCM，其中，反应从裂解气中绝热地取走热量并且裂解气冷却。总转化的份额，以下称为“再反应”，持续至直至进入EDC-气化器，其中，在低于一定的最低温度的情况下，反应最终停止。从裂解炉的出口至EDC-气化器的入口的管道段以及EDC-气化器的裂解气侧本身直至EDC-气化器的排出短管的体积之和在本专利技术的意义上称为“再反应区”。在紧邻辐射区并在空间上在辐射区上方设置的对流区，通过对流热传递利用离开辐射区的热烟气的热量，其中，例如可以进行以下的操作-液态EDC的预热，-经预热的EDC的气化，-载热介质的加热，-锅炉给水的预热-水蒸汽的产生，_燃烧用空气的预热，-其他介质(也称为工艺杂质)的预热在现代化的工厂中，不使用EDC在位于对流区的管中的气化，因为以该处理方式中，气化器管快速结焦，其由于缩短清洁间隔期而降低方法的经济性。辐射区和对流区的设备的组合以及所属的烟气烟囱， 本领域技术人员称为裂解炉。利用烟气所含的热，特别是用于预热EDC，对于该方法的经济性具有重要意义，因为必须力求尽可能完全利用燃料的燃烧热。离开裂解炉的反应混合物，其也称为裂解气，除了包含有价值的产物VCM以外还包含HCl (氯化氢)以及未转化的EDC。它们在之后的方法步骤中分离并再返回到过程中或进一步利用。此外所述反应混合物包含副产物，其同样被分离、加工并进一步利用或再返回到过程中。这些关系是本领域技术人员已知的。对于特别重要的过程，副产物焦炭以及焦油类物质，它们由低分子量的副产物如乙炔和苯经由多个反应步骤产生并沉积在裂解炉的蛇管中(并且也在后串接的设备如 EDC-气化器中)，其中导致热传递恶化，以及通过缩小自由截面导致压力损失提高。人们长期以来就研究了通过不同的措施来提高EDC-裂解的空时产率。这些措施的目的在于提高用给定的反应器体积可达到的生产量，并可以分为-使用非均相催化剂-使用化学促进剂-其他措施(例如注入电磁辐射)。通常假设，迄今建议的措施有助于物理或化学引发以在反应室中提供氯自由基。 热EDC-裂解为自由基链反应，其第一步骤为由EDC-分子裂解出氯自由基C2H4Cl2 — C2H4C1+C1相比于下游的链扩增步骤该第一步骤的高活化能是裂解反应只有在高于约420°C 的温度下才进行的原因。使用非均相催化剂使得可能由EDC-分子裂解出氯自由基例如通过EDC-分子在催化剂表面上的解离吸附。用非均相催化剂可以达到非常高的EDC-转化。但是，由于VCM在催化剂表面上或其附近的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．用于在反应器中将卤代脂肪族烃热裂解至乙烯基不饱和卤代烃的方法，该反应器包括通过对流区以及通过在反应气体的流动方向下游设置的辐射区延伸的反应管，该反应器在辐射区具有用于加热反应管的一个或多个燃烧器，并且其中安装了用于卤代脂肪族烃（“进料”）的设置在反应器外部的加热装置，其用离开辐射区的反应气体的能量加热，其特征在于：ａ）向反应管中输送用于热裂解的化学促进剂和／或在反应器内部在一个或多个位置进行用于促进在反应管中的热裂解的限于局部的能量输入，ｂ）用于燃烧器的燃料的量如此程度地减少，使得裂解反应的转化率相对于无化学促进剂和／或限于局部的能量输送的操作不变或改变±２０％，ｃ）离开反应器的反应混合物的温度介于４００℃和４７０℃，并且ｄ）摩尔转化率，基于所使用的卤代脂肪族烃，介于５０和６５％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·本耶，
申请(专利权)人：犹德有限公司，
类型：发明
国别省市：DE
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