本發明專利技術涉及用于鹵代脂肪族烴特別是１，２－二氯乙烷在使用化學裂解促進劑或引發裂解反應的物理措施下在爐中熱裂解的節省燃料的方法和裝置。通過引發裂解反應，在保持不變的轉化率的情況下，反應混合物中的溫度水平降低。由此平均燃燒室溫度也可以降低，并且節省燃料。在優選的方法變化方案中，分析離開裂解爐對流區的煙氣并計算其露點。煙氣的露點或裂解反應的轉化率用作指令變量，該指令變量是針對用于引發的物理措施的強度和／或化學裂解促進劑的添加量和／或燃料量。在另一個優選的方法的變化方案中，煙氣所含的潛熱用于預熱燃燒器空氣或其他介質。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及通過鹵代脂肪族烴的熱裂解用于制備乙烯基不飽和鹵化合物的特別經濟的方法和適合于此方法的裝置，特別是通過1，2-二氯乙烷的熱裂解制備氯乙烯。本專利技術涉及節省用于進行該裂解反應的裂解爐中的燃料。本專利技術下文示例性描述了通過1，2-二氯乙烷(以下稱為EDC)的熱裂解生產氯乙烯(以下稱為VCM)，但是其也可以用于制備其它乙烯基不飽和鹵化合物。VCM目前特別是通過EDC的熱裂解來制備，其中反應根據方程式C2H4Cl2+71kJ — C2H3C1+HC1工業上在反應管中進行，所述反應管就自身而言設置在氣體加熱或油加熱的爐中的。通常使得反應進行至直至55-65%的轉化率，基于所使用的EDC(以下稱為進料-EDC)。在此，離開爐子的反應混合物的溫度(以下稱為爐子出口溫度)為約480-520°C。 所述反應在加壓下進行，在目前的方法中，在爐子進口處典型的壓力為約13-30巴絕對壓力。在較高的轉化率及由此引起在反應混合物中較高的VCM分壓的情況下，在反應條件下VCM越來越多地轉化為伴隨產物如乙炔和苯，它們是積炭的前驅產物(前體)。積炭的形成使得必需定期關閉和清潔反應器。在此背景下，在實踐中證明，基于所使用的EDC 55% 的轉化率是特別有利的。迄今使用的大多數方法用方形爐實施，其中反應器管在中間呈蛇管設置，所述蛇管由彼此垂直重疊設置的水平管構成，其中所述蛇管可以是單頭或雙頭暢通的。在單頭設置的情況下，所述管是對齊設置或者是有偏移的。爐子的加熱通過燃燒器進行，其成行設置在爐壁上。到反應管上的熱傳遞主要通過壁輻射和氣體輻射進行，但是也通過在由燃燒器加熱時產生的煙氣的對流來進行。有時，EDC-裂解還在具有反應管和燃燒器的不同設置的其它爐子類型中進行。其中設置有燃燒器和反應管并發生裂解反應的爐子的部分，稱為輻射區。在自身的反應管上方以及從反應混合物的流動方向看去在輻射區前通常還設有由水平的鄰接設置的管組成的無尾翼(imberippte)管系列，其很大程度上屏蔽了位于其上的裝配(有尾翼的對流區的換熱器管)免于直接的燃燒室輻射，并且此外通過構造優化的對流熱傳遞提高了反應區的熱效率。對于這些管或管系列在技術慣用語中通常為"激波管"或"激波區〃。本專利技術原則上可用于所有爐子類型和燃燒器設置以及其它反應加熱領域。典型的用于EDC-裂解的管式反應器包括爐子以及反應管。通常，這種用天然能量載體如用油或氣體點火的爐子分成所謂的輻射區和對流區。在輻射區中裂解所需要的熱主要通過燃燒器加熱的爐壁的輻射和熱煙氣的輻射傳遞到反應管。在對流區，通過對流熱傳遞來利用離開輻射區的熱煙氣的能量。例如可以將裂解反應的原料例如EDC預熱、氣化或過熱。同樣，可能的是產生水蒸汽和/或預熱燃燒用空氣。在典型的設置中，例如在EP 264，065 Al中描述了，將液態EDC首先在裂解爐的對流區預熱并隨后在裂解爐外的特殊氣化器中氣化。然后將蒸汽狀的EDC再次輸入對流區并在那里過熱，優選在激波管中，其中裂解反應可以已經開始。在進行了過熱之后，EDC進入輻射區，其中發生了轉化為氯乙烯和氯化氫。 燃燒器通常以彼此重疊的列設置在爐子的長面和正面，其中力求通過燃燒器的類型和設置達到沿著反應管周圍盡可能均勻的熱輻射分布。其中設置有燃燒器和反應管并且其中發生裂解反應的主要轉化的爐子部分，稱為輻射區。在輻射區的開端和自身的反應管上方通常還有管系列，其管優選水平鄰接設置。在此是上文描述的激波管。作為“反應區”在本專利技術的意義上理解為在反應氣體的流動方向上位于緊鄰激波區的反應器管，所述反應器管優選垂直對齊或有偏移地彼此重疊地設置。在此所使用的絕大部分的EDC轉化為VCM。實際的裂解反應以氣態聚集態發生。在進入反應區之前，將EDC首先預熱，然后氣化并最終進行過熱。最后，氣態EDC進入反應器，其中通常在激波管進一步加熱并最后進入反應區，其中在溫度高于約400°C時，熱裂解反應發生。EDC的氣化在現代化的工廠中在裂解爐外于特別的裝置EDC-氣化器中發生。該裝置在某些方法中借助蒸汽進行加熱。用離開爐子的反應混合物的顯熱加熱是經濟的。在舊工廠中，將液態EDC輸入爐子的預熱區中，然后在爐內氣化。本專利技術涉及包括將進料-EDC在裂解爐外借助特別的設備進行氣化的方法。在本專利技術的方法中，利用離開裂解爐的反應混合物中所含的顯熱，以便將所使用的EDC在進入裂解爐之前氣化，即EDC-氣化器用熱的反應器-出口料流(以下稱“裂解氣”) 加熱，在此該裂解氣被冷卻，然而其中避免裂解氣的部分或完全冷凝。為此，證實特別有利的是例如在EP 276，775 A2中描述的裝置。雖然所使用的EDC的絕大部分在反應區轉化，但是還在自裂解爐的出口直至 EDC-氣化器的入口的管道中將EDC轉化為VCM，其中，反應從裂解氣中絕熱地取走熱量并且裂解氣冷卻?？傓D化的份額，以下稱為“再反應”，持續至直至進入EDC-氣化器，其中，在低于一定的最低溫度的情況下，反應最終停止。從裂解爐的出口至EDC-氣化器的入口的管道段以及EDC-氣化器的裂解氣側本身直至EDC-氣化器的排出短管的體積之和在本專利技術的意義上稱為“再反應區”。在緊鄰輻射區并在空間上在輻射區上方設置的對流區，通過對流熱傳遞利用離開輻射區的熱煙氣的熱量，其中，例如可以進行以下的操作-液態EDC的預熱，-經預熱的EDC的氣化，-載熱介質的加熱，-鍋爐給水的預熱-水蒸汽的產生，_燃燒用空氣的預熱，-其他介質(也稱為工藝雜質)的預熱在現代化的工廠中，不使用EDC在位于對流區的管中的氣化，因為以該處理方式中，氣化器管快速結焦，其由于縮短清潔間隔期而降低方法的經濟性。輻射區和對流區的設備的組合以及所屬的煙氣煙囪， 本領域技術人員稱為裂解爐。利用煙氣所含的熱，特別是用于預熱EDC，對于該方法的經濟性具有重要意義，因為必須力求盡可能完全利用燃料的燃燒熱。離開裂解爐的反應混合物，其也稱為裂解氣，除了包含有價值的產物VCM以外還包含HCl (氯化氫)以及未轉化的EDC。它們在之后的方法步驟中分離并再返回到過程中或進一步利用。此外所述反應混合物包含副產物，其同樣被分離、加工并進一步利用或再返回到過程中。這些關系是本領域技術人員已知的。對于特別重要的過程，副產物焦炭以及焦油類物質，它們由低分子量的副產物如乙炔和苯經由多個反應步驟產生并沉積在裂解爐的蛇管中(并且也在后串接的設備如 EDC-氣化器中)，其中導致熱傳遞惡化，以及通過縮小自由截面導致壓力損失提高。人們長期以來就研究了通過不同的措施來提高EDC-裂解的空時產率。這些措施的目的在于提高用給定的反應器體積可達到的生產量，并可以分為-使用非均相催化劑-使用化學促進劑-其他措施(例如注入電磁輻射)。通常假設，迄今建議的措施有助于物理或化學引發以在反應室中提供氯自由基。 熱EDC-裂解為自由基鏈反應，其第一步驟為由EDC-分子裂解出氯自由基C2H4Cl2 — C2H4C1+C1相比于下游的鏈擴增步驟該第一步驟的高活化能是裂解反應只有在高于約420°C 的溫度下才進行的原因。使用非均相催化劑使得可能由EDC-分子裂解出氯自由基例如通過EDC-分子在催化劑表面上的解離吸附。用非均相催化劑可以達到非常高的EDC-轉化。但是，由于VCM在催化劑表面上或其附近的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．用于在反應器中將鹵代脂肪族烴熱裂解至乙烯基不飽和鹵代烴的方法，該反應器包括通過對流區以及通過在反應氣體的流動方向下游設置的輻射區延伸的反應管，該反應器在輻射區具有用于加熱反應管的一個或多個燃燒器，并且其中安裝了用于鹵代脂肪族烴（“進料”）的設置在反應器外部的加熱裝置，其用離開輻射區的反應氣體的能量加熱，其特征在于：ａ）向反應管中輸送用于熱裂解的化學促進劑和／或在反應器內部在一個或多個位置進行用于促進在反應管中的熱裂解的限于局部的能量輸入，ｂ）用于燃燒器的燃料的量如此程度地減少，使得裂解反應的轉化率相對于無化學促進劑和／或限于局部的能量輸送的操作不變或改變±２０％，ｃ）離開反應器的反應混合物的溫度介于４００℃和４７０℃，并且ｄ）摩爾轉化率，基于所使用的鹵代脂肪族烴，介于５０和６５％。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：M·本耶，
申請(專利權)人：猶德有限公司，
類型：發明
國別省市：DE
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