95137259-EDC-Process

1.3.3. Công nghệ sản xuất VCM và EDC :

1.3.3.1. Nguyên lý chung :

* Sản xuất VCM từ axetylen:

Axetylen và hydro clorua phản ứng trong thiết bị tầng sôi ở nhiệt độ 130-200oC. Hiệu suất chuyển hóa axetylen đạt 96-98,5%, sản phẩm phụ của quá trình là axetaldehyd và 1,1 đicloetan.

* Sản xuất VCM từ EDC

VCM được sản xuất chủ yếu bằng quá trình nhiệt phân (cracking) EDC ở nhiệt độ 500-550 oC.

* Sản xuất EDC

EDC được sản xuất trên cơ sở quá trình clo hóa trực tiếp etylen hoặc oxy-clo hóa etylen :

1/ Quá trình clo hóa trực tiếp được thực hiện trong pha lỏng ở thiết bị phản ứng dạng tháp với xúc

tác là sắt clorua. Hiệu suất chuyển hóa clo đạt trên 99%. Quá trình này có thể diễn ra ở nhiệt độ cao (HTC) hoặc diễn ra ở nhiệt độ thấp (LTC).

2/ Quá trình oxy-clo hóa etylen được thực hiện trong pha khí. Etylen phản ứng với khí hydro clorua và oxy tại nhiệt độ 200-250 oC với sự tham gia của xúc tác đồng clorua trong lò tầng sôi. Hiệu suất chuyển

hóa etylen đạt 95-98%.

Các nhà cung cấp bản quyền công nghệ EDC/VCM là Oxy Vinyl, Inovyl, Mitsui Chemicals, Vinnolit,

Solvay,v.v ... Dưới đây là so sánh thông số vận hành của một số quy trình sản xuất VCM và EDC thông dụng:

Các quy trình sản xuất VCM từ EDC bằng phƣơng pháp nhiệt phân :

Quy trình Oxy Vinyls Inovyl Mitsui Vinnolit

Đặc trưng quy trình Nhiệt phân Nhiệt phân Nhiệt phân Nhiệt phân

Nhiệt độ phản ứng, oC 500 500 500 500

Áp suất, kg/cm2 16,5 6,3 21 16,5

Các quy trình sản xuất EDC bằng phƣơng pháp clo hóa trực tiếp :


Đặc trưng quy trình Pha lỏng, nhiệt độ cao

Pha lỏng,

nhiệt độ cao Pha lỏng,

nhiệt độ

cao

Pha lỏng,

nhiệt độ

thấp

Nhiệt độ phản ứng, oC 124 129 123 60

Áp suất, kg/cm2 3,1 3,0 3,0 3,2

Hiệu suất chuyển hóa C2H4 99% 99% 99% 99,3%

Xúc tác FeCl3 trong EDC FeCl3 trong

EDC FeCl3 trong

EDC FeCl3

Các quy trình sản xuất sản xuất EDC bằng phương pháp oxy-clo hóa :


Đặc trưng quá trình Tầng sôi Tầng sôi Tầng sôi Tầng sôi

Nhiệt độ phản ứng, oC 225 220-237 230 225

Áp suất, kg/cm2 3,5 5,0-6,4 3,0 3,5

Hiệu suất chuyển hóa C2H4 97,8% 95,5% 97,5% 97,8%

Xúc tác CuCl2 CuCl2 CuCl2 CuCl2

1.3.3.2. Công nghệ của công ty Inovyl B.V. (thuộc công ty EVC)

Đây là quy trình oxy - clo hoá trong tầng phản ứng cố định, hiệu quả cao, dùng để sản xuất VCM và

EDC từ etylen, clo và oxy.

Miêu tả quy trình :

EDC được sản xuất ở cả công đoạn clo hoá bổ sung và công đoạn oxy hoá. Ở công đoạn clo hoá bổ sung, etylen và clo phản ứng trong pha lỏng để tạo ra EDC :

C2H4 + Cl2 ---> C2H2Cl2 + nhiệt

Nhiệt phản ứng được sử dụng để chưng cất EDC được lấy từ các công đoạn clo hoá trực tiếp và oxy hoá, điều này cho phép tiết kiệm 0,6 tấn hơi/tấn VCM so với các quy trình thông thường. Quy trình này

đã giành được giải thưởng Kirkpatrick về thành tựu hoá công năm 1983.

Trong công đoạn oxy hoá, etylen cũng với oxy và HCl phản ứng với nhau tạo thành EDC :

C2H4 + 2HCl + 1/2 O2 ---> C2H2Cl2 + H2O

Đây là phản ứng pha hơi có xúc tác, diễn ra trong tầng cố định. Nhiệt phản ứng được sử dụng để sản

xuất hơi nước cao áp. Nhờ sử dụng oxy thay cho không khí nên lượng khí thải giảm 95 %, chi phí năng lượng và chi phí đầu tư cũng giảm. EDC sau công đoạn oxy hoá được rửa và làm khô trước khi đưa vào

tinh chế trong thiết bị clo hoá trực tiếp.

VCM được sản xuất trong lò phản ứng nhiệt phân bằng phản ứng cracking EDC :

C2H4Cl 2 ---> C2H3Cl + HCl

Sau khi làm nguội nhanh và thu hồi năng lượng trong một hệ thống đặc biệt, hỗn hợp sản phẩm được tách thành HCl, VCM có độ sạch cao và EDC chưa phản ứng. Lượng HCl tách ra được hồi lưu về phản

ứng oxy clo hoá, EDC chưa phản ứng được hồi lưu trở về quá trình clo hoá và tinh chế. Nước thải của

quá trình sản xuất VCM được giải hấp và xử lý bên ngoài nhà máy để giảm hàm lượng BOD.

Quy trình sản xuất VCM có thể được điều chỉnh sao cho chỉ sản xuất ra sản phẩm VCM, hoặc nhà máy VCM theo quy trình này có thể được thiết kế để sử dụng các nguồn EDC hoặc HCl từ bên ngoài, hoặc

xuất các sản phẩm EDC và HCl. Quy trình này có thể được vận hành một cách ổn định, an toàn, dễ khởi

động và ngừng dây chuyền. Chi phí về nhân công, vốn đầu tư, chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp. Hiệu suất thu hồi etylen đạt trên 98%.

Thực tế áp dụng :

Hiện nay trên thế giới có 50 nhà máy đang vận hành hoặc đang được xây dựng theo quy trình này, với tổng công suất khoảng 4,7 triệu tấn VCM /năm và 11,2 triệu tấn EDC/năm. Công suất của từng nhà

máy trong khoảng 10.000 đến 60.000 tấn VCM/năm.

1.3.3.3. Công nghệ HTC

Đây là công nghệ của công ty EVC để sản xuất EDC từ etylen và clo phản ứng clo hóa trực tiếp ở nhiệt độ cao. Quy trình này có hiệu quả năng lượng cao vì sử dụng nhiệt phản ứng để làm bay hơi EDC,

nhờ đó có thể tinh chế sản phẩm bằng chưng cất phân đoạn. Khác với những quy trình khác như quy

trình LTC, ở quy trình này không cần dùng nước rửa sản phẩm để loại bỏ sắt (III) clorua, vì vậy không cần xử lý nước thải.

Nhiệt tạo ra trong quá trình đủ để tinh chế các dòng EDC khác, như EDC trong nhà máy VCM cân

bằng hoặc EDC sản xuất theo quy trình oxy-clo hóa, nhờ đó tiêu thụ hơi giảm đáng kể.


Thiết bị phản ứng có thiết kế độc đáo với một thanh chữ U nối với bình tách lỏng-khí nằm ngang. Các khí phản ứng được nạp vào đáy của thanh chữ U này, tại đây chúng được hòa tan và liên kết với nhau

dưới áp suất tĩnh đủ lớn để ngăn ngừa sự sôi trong vùng phản ứng. Trên vùng này, nhiệt phản ứng tạo ra các bong bóng hơi nổi lên trên và đi vào bình phản ứng thẳng đứng. Sự chênh lêch mật độ trong hai

nhánh của thanh chữ U đảm bảo sự khuấy trộn tự nhiên của EDC.

Các ưu điểm chính của quy trình HTC là :

- Tiết kiệm năng lượng : lượng hơi tiêu hao thực trong nhà máy cân bằng có thể giảm 0,8 tấn /tấn VCM

- Sản phẩm sạch : EDC sản xuất theo quy trình này có thể được sử dụng trực tiếp trong lò phản ứng

cracking hoặc bán ra ngoài

- Độ an toàn cao : công ty EVC đã phát triển hệ thống điều khiển và bảo vệ chắc chắn, có khả năng

xử lý tất cả các nguy cơ hiện đã biết

- Hiệu quả sử dụng nguyên liệu cao : thiết bị phản ứng của quy trình HTC chuyển hóa các khí nguyên liệu etylen và clo thành EDC sạch với hiệu suất chuyển hóa đạt 98,5 % và 99,0 % tương ứng.

- Thiết kế đã được thử nghiệm tốt, đáng tin cậy : thiết bị phản ứng HTC không có các bộ phận chuyển động, được chế tạo từ các vật liệu được chọn lọc tốt, nhờ đó tuổi thọ vận hành cao và nhu cầu bảo

dưỡng thấp.

- Lượng nước thải giảm : không cần rửa sản phẩm EDC sản xuất theo quy trình này, vì vậy

giảm được lượng nước thải cần xử lý. Ngoài ra, mức tiêu thụ xút cũng rất thấp.

1.3.3.4. Công nghệ của công ty Vin Tec

Đây là quy trình Vinnolit dùng để sản xuất EDC bằng phản ứng oxy-clo hóa tỏa nhiệt giữa các nguyên liệu etylen, HCl khan và oxy. Có thể sử dụng HCl khan từ quá trình sản xuất VCM hoặc từ các quá trình

khác.


Có thể sử dụng oxy từ nhà máy tách không khí hoặc từ quá trình hấp thụ áp suất cao PSA. Quy trình Vinnolit cũng có khả năng xử lý etylen và / hoặc HCl khan chứa các khí quạt ra trực tiếp từ các quá trình

oxy-clo hóa (axetaldehyt, monoclo axetic axit,... )

Phản ứng tỏa nhiệt của quá trình diễn ra trong thiết bị phản ứng tầng sôi có xúc tác đồng clorua, ở

nhiệt độ 200-220 oC. Nhiệt phản ứng được thu hồi để sinh hơi cao áp (10 bar) hoặc gia nhiệt các chất lỏng truyền nhiệt. Bột xúc tác được loại bỏ nhờ bộ lọc xúc tác khí nóng kiểu mới, hoặc bằng cách xử lý

nước thải sao cho nó đáp ứng các quy định chặt chẽ nhất về giới hạn hàm lượng đồng, dioxin và furan.

Quy trình này sử dụng quá trình hồi lưu khí, nạp nó trở lại thiết bị phản ứng sau khi đã ngưng tụ EDC và nước. Sau khi loại bỏ EDC, nước thải của quá trình đáp ứng những yêu cầu chặt chẽ nhất về môi trường.

Sau khi loại bỏ CO2 và cloral/cloetanol, EDC thô được tinh chế trong thiết bị chứng cất EDC. Nó có thể được sử dụng như nguyên liệu sản xuất hoặc bán ra thị trường ở dạng thương phẩm.

Một số đặc điểm và ưu điểm quan trọng :

· Đáng tin cậy : Sự khống chế nhiệt độ ổn định, liên kết với thiết bị truyền nhiệt hiệu quả cao và sự

phân phối nhiệt đồng đều (không xuất hiện các điểm quá nóng) trong tầng sôi khiến cho dây chuyền thiết bị có thể dễ dàng đạt tỷ lệ thời gian vận hành trên 99 % /năm. Hệ thống nạp nguyên liệu được thiết

kế đặc biệt cho phép vận hành hai năm không cần bảo dưỡng. Diện tích truyền nhiệt lớn, cho phép đạt nhiệt độ và áp suất hơi nước cao hơn trong các cuộn làm lạnh, nhờ đó tăng độ an toàn đối với nhiệt độ

giới hạn ở bề mặt, nơi có thể xảy ra sự ăn mòn do nhiệt độ xuống đến điểm sương của axit HCl.

· An toàn : oxy được phối trộn với HCl khan bên ngoài thiết bị phản ứng và được nạp vào tầng sôi độc

lập với etylen. Hàm lượng oxy trong dòng hồi lưu là khoảng 0,5 % (thể tích), ngoài phạm vi cháy nổ.

· Linh hoạt : thiết bị có thể vận hành ở mức 20 % công suất thiết kế và có thể thay đổi nhanh chóng

chế độ nạp liệu cho phù hợp.

· Chi phí sản xuất thấp : xúc tác có tuổi thọ phục vụ không hạn chế, tỷ lệ hao hụt thấp nhờ hệ thống

xyclon hiệu quả cao (tiêu hao dưới 20 gam xúc tác/tấn EDC). Hiệu suất phản ứng cao của nguyên liệu (98,5 % đối với etylen, 99 % đối với HCl khan, 94 % đối với oxy) và khả năng sử dụng oxy giá thành

thấp từ quy trình PSA đảm bảo tính cạnh tranh cao của quy trình này nhờ giá thành sản xuất thấp.

· Hiệu quả về môi trường : Hiệu suất phản ứng 99 % là yếu tố then chốt để giảm sự hình thành các

sản phẩm phụ. Hệ thống lọc khí nóng hiệu quả cao cho phép tách những lượng nhỏ bột xúc tác mịn. Ngoài việc loại bỏ EDC dư trong nước thải bằng phương pháp giải hấp với hơi nước, quy trình này không

cần thiết bị xử lý bổ sung khác cho nước thải. Nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường của EU đối với các

nhà máy sản xuất vinyl : hàm lượng EDC < 5 g/tấn công suất tinh chế EDC, hàm lượng Cu < 1 g/tấn công suất oxy-clo hóa, các thành phần tương tự dioxin < 1 mg TEQ/tấn công suất oxy-clo hóa.

Các thông số vận hành chính :

Nhiệt độ vận hành : 200-225 oC

Áp suất vận hành : 2,5 - 4 bar

Áp suất hơi : 10 bar


Công nghệ này đã được áp dụng tại 15 thiết bị phản ứng ở 12 nhà máy (có thể như một nhà máy sử dụng HCl riêng rẽ hoặc như một bộ phận của quy trình VCM cân bằng). Trong một số trường hợp nó có

thể thay thế cho các công nghệ oxy-clo hóa hiện có bằng cách thay đổi thiết bị phản ứng cho phù hợp. Hai dây chuyền sản xuất theo công nghệ này cũng đang trong giai đoạn thiết kế

1.3.3.5. Công nghệ sản xuất EDC bằng quy trình oxy-clo hóa một bước

Đây là quy trình VCM cân bằng của công ty EVC, sử dụng oxy sạch và etylen trong phản ứng oxy-clo

hóa để chuyển hóa HCl thành EDC với lượng khí quạt ra thấp nhất, không có các chất gây ô nhiễm cỡ micro, không gây nhiễm độc kim loại nặng đối với nước thải, không có sự tích trữ bùn xúc tác để phải xử

lý một cách tốn kém.


Ở thiết bị phản ứng với tầng xúc tác cố định, vỏ đơn, nhiệt phản ứng được lấy đi để sinh ra hơi cao áp. Phản ứng được thực hiện với sự dư thừa lớn etylen. Sự chia lớp xúc tác một cách linh hoạt, profin

nhiệt độ phản ứng thích hợp và lưu lượng nạp

liệu cao, cùng với hệ thiết bị phản ứng đơn chiếc là những yếu tố giúp tạo ra sản lượng tối đa và hạn

chế sản phẩm phụ ở mức tối thiểu. Sau khi ngưng tụ và tách các sản phẩm phản ứng (EDC và nước), etylen dư được nén và hồi lưu trở lại. Dòng khí làm sạch được rút ra để ngăn ngừa sự tích tụ các chất

trơ. Thông thường, khí làm sạch này được làm khô và trực tiếp đưa đến bộ phận clo hóa để thu hồi lượng etylen còn lại.

Đặc điểm vận hành : Thiết bị phối trộn oxy được thiết kế đặc biệt và hệ thống khóa liên động đảm bảo sự vận hành an toàn ngoài phạm vi cháy nổ. Kiểu thiết kế đơn giản và quy cách chất lượng cao của

vật liệu chế tạo khiến cho thời gian vận hành giữa hai lần sửa chữa lên đến 2-3 năm, tỷ lệ thời gian vận hành đạt 98 % trong một năm. Nhiệt phản ứng được thu hồi để sinh hơi cao áp (18 bar) sử dụng cho

các bộ phận khác của quy trình VCM (ví dụ nhiệt phân). Nước thải không chứa bột xúc tác lơ lửng, vì vậy

không cần để lắng và xử lý như nước thải độc hại. Hàm lượng đồng trong các dòng nước thải của tầng xúc tác cố định dưới 0,3 ppm, vì vậy không cần phải xử lý.

Chỉ tiêu tiêu hao nguyên vật liệu : Quy trình thường đạt hiệu suất chọn lọc 98 % đối với etylen và HCl, hiệu suất chuyển hóa HCl đạt 99,8 %. Do vận hành trong môi trường giàu etylen, quy trình chỉ tạo

ra khoảng một nửa lượng CO và CO2 so với các quy trình tầng sôi thông thường khác. Định mức đối với 1 tấn EDC là :

HCl : 0,748 tấn

Etylen : 0,288 tấn

Oxy : 0,170 tấn

Nước làm lạnh : 48 m3

Điện : 50 kWh

Năng lượng làm lạnh : 1320 kcal

Hơi sinh ra (17,5 bar) : 0,850 tấn


Quy trình này đã được vận hành thương mại từ năm 1979. Từ đó đến nay trên thế giới đã có 18

nhà máy được đưa vào vận hành với công suất từ 50.000 đến 600.000 triệu tấn/năm.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÔNME VINYL CLORUA (VCM)

Đây là công nghệ của Công ty EVC để sản xuất VCM và etylen điclorua (EDC) từ etylen, clo và oxy, áp

dụng quy trình oxy-clo hóa với lớp xúc tác tầng cố định, hiệu suất cao. Quy trình công nghệ này đã giành được giải thưởng Kirkpatrick Chemical Engineering Achievement Award.

Trên thế giới, hiện có 52 nhà máy áp dụng công nghệ này đang vận hành hoặc đang được xây dựng, với tổng công suất 4,7 triệu tấn VCM/ năm và 11,2 triệu tấn EDC/ năm. Công suất của từng nhà máy

nằm trong khoảng từ 10.000 đến 650.000 tấn VCM/ năm.

Mô tả quy trình:

EDC được sản xuất cả ở công đoạn clo hóa bổ sung và công đoạn oxy - clo hóa của quy trình. ở công đoạn clo hóa bổ sung, etyl và clo phản ứng với nhau trong pha lỏng, tạo thành EDC:

C2H4 + Cl2 C2H4Cl2 + nhiệt

Nhiệt của phản ứng được sử dụng để chưng cất EDC tạo thành ở công đoạn clo hóa trực tiếp và công

đoạn oxy - clo hóa, nhờ đó tiết kiệm được 0,6 tấn hơi /tấn VCM so với các quy trình thông thường.

Ở công đoạn oxy - clo hóa, etylen, oxy và HCl phản ứng với nhau tạo thành EDC:

C2H4 + 2HCl + 1/2O2 C2H4Cl2 + H2O

Đây là phản ứng ở pha hơi, diễn ra trong tầng xúc tác cố định, nhiệt phản ứng được sử dụng để sinh

hơi cao áp. Bằng việc sử dụng oxy thay cho không khí, lượng khí quạt ra giảm 95%, chi phí năng lượng

và chi phí đầu tư cũng giảm. EDC được rửa và làm khô, sau đó được tinh chế trong bộ phận clo hóa trực tiếp.

VCM được tạo ra nhờ cracking EDC hồi lưu đã làm sạch và EDC từ công đoạn clo hóa trực tiếp. Phản

ứng cracking này được thực hiện trong lò nhiệt phân:

C2H4Cl2 C2H3Cl + HCl

Sau khi làm nguội nhanh và thu hồi năng lượng trong một hệ thống đặc biệt, các sản phẩm được tách

thành HCl (hồi lưu về công đoạn oxy - clo hóa), VCM có độ tinh khiết cao và EDC chưa phản ứng (hồi

lưu về công đoạn clo hóa và tinh chế).

Quy trình sản xuất VCM này có thể được điều chỉnh "cân bằng" sao cho nhà máy chỉ sản xuất sản phẩm VCM hoặc nhà máy có thể được thiết kế để sử dụng các dòng EDC hoặc HCl nhập từ ngoài. Quy

tringhf này được tự động hóa để có thể vận hành ổn định, an toàn, với khả năng giảm năng suất khi cần. Ngoài ra, quy trình này cũng được thiết kế để có thể khởi động và ngừng một cách dế dàng. Chi phí

nhân công, vốn, chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp. Hiệu suất phản ứng đói với etylen và clo đtạ trên 98%.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT EDC BẰNG PHẢN ỨNG CLO HÓA TRỰC TIẾP Ở NHIỆT ĐỌ CAO (QUY TRÌNH HTC)

Đây là quy trình của Công ty EVC để sản xuất etylen điclorua (EDC) từ etylen và clo. Quy trình này có

hiệu quả năng lượng cao vì sử dụng nhiệt phản ứng để làm bay hơi EDC, nhờ đó có thể tinh chế sản phẩm bằng chưng cất phân đoạn. Khác với những quy trình khác như quy trình LTC, ở quy trình này

không cần dùng nước rửa sản phẩm để loại bỏ clorua sắt (III), vì vậy không cần xử lý nước thải.

Nhiệt tạo ra trong quá trình đủ để tinh chế các dòng EDC khác, như EDC trong nhà máy VCM cân

bằng hoặc EDC sản suất theo quy trình oxy - clo hóa, nhờ đó tiêu thụ hơi giảm đáng kể.


Thiết bị phản ứng có thiết kế độc đáo với một thanh chữ U nối với bình tách lỏng - khí nằm ngang.

Các khí phản ứng được nạp vào đáy của thanh chữ U này, tại đây chúng được hòa tan và liên kết với

nhau dưới áp suất tĩnh đủ lớn để ngăn ngừa sự sôi trong vùng phản ứng. Trên vùng này, nhiệt phản ứng tạo ra các bong bóng hơi nổi lên trên và đi vào bình phản ứng nằm ngang. Sự chênh lệch mật độ trong

hai nhánh của thanh chữ U đảm bảo sự tuần hoàn tự nhiên của EDC.

Uu điểm:

Các ưu điểm chính của quy trình HTC là:

- Tiết kiệm năng lượng: lượng hơi tiêu hao thực trong nhà máy cân bằng có thể giảm 0,8 tấn /tấn

VCM.

- Sản phẩm sạch: EDC sản xuất theo quy trình này có thể được sử dụng trực tiếp trong lò phản ứng

cracking hoặc bán ra ngoài.

- Độ an toàn cao: Công ty EVC đã phát triển hệ thống điều khiển và bảo vệ chắc chắn, có khả năng xử lý tất cả các nguy cơ đã biết.

- Hiệu quả sử dụng nguyên liệu cao: thiết bị phản ứng của quy trình HTC chuyển hóa các khí nguyên liệu etylen và clo thành EDC sạch với hiệu suất chuyển hóa đạt 98,5% và 99,0% tương ứng.

- Thiết kế đã được thử nghiệm tốt, đáng tin cậy: thiết bị phản ứng HTC không có các bộ phận chuyển động, được chế tạo từ các vật liệu được chọn lọc tốt, đã biểu thị tuổi thọ vận hành cao và nhu cầu bảo

dưỡng thấp.

- Lượng nước thải giảm: không cần rửa sản phẩm EDC sản xuất theo quy trình này, vì vậy lượng nước

thải cần phải xử lý giảm. Ngoài ra, mức tiêu thụ xút cũng rất thấp.

QUI TRÌNH SẢN XUẤT EDC BẰNG PHƢƠNG PHÁP OXY - CLO HÓA

Đây là quy trình Vinnolit của Công ty Vin Tec dùng để sản xuất EDC bằng phản ứng tỏa nhiệt giữa các

nguyên liệu etylen, HCl khan và oxy. Có thể sử dụng HCl khan từ quá trình sản xuất VCM hoặc từ các quá trình khác.

Công nghệ này đã được áp dụng tại 13 thiết bị phản ứng ở 10 nhà máy, hoặc như một nhà máy sử dụng HCl riêng rẽ hoặc như một bộ phận của quy trình VCM cân bằng. Trong một số trường hợp nó có

thể thay thế cho các công nghệ oxy - clo hóa hiện có bằng cách thay đổi thiết bị phản ứng cho phù hợp. Hai dây chuyền sản xuất theo công nghệ này cũng đang trong giai đoạn hoàn thiện.


Có thể sử dụng oxy từ nhà máy tách không khí hoặc từ quy trình hấp phụ áp suất cao PSA. Quy trình

Vinnolit cũng có khả năng dùng cả etylen và / hoặc HCl khan chứa các dòng khí đuôi từ các quy trình clo hóa trực tiếp, axetalđehyt, monoclo axetic axit,...

Phản ứng tỏa nhiệt của quy trình diễn ra trong thiết bị phản ứng tầng sôi có xúc tác clorua đồng, ở

nhiệt độ 200 - 220oC. Nhiệt phản ứng được thu hồi để sinh hơi cao áp (10 bar) hoặc gia nhiệt các chất

lỏng truyền nhiệt.

Bột xúc tác được loại bỏ nhờ bộ lọc xúc tác khí nóng kiểu mới, hoặc bằng cách xử lý nước thải sao

cho nó đáp ứng các quy định chặt chẽ nhất về giới hạn hàm lượng đồng, đioxin và furan. Quy trình thân môi trường này sử dụng khí hồi lưu, nạp nó trở lại thiết bị phản ứng sau khi đã ngưng tụ EDC và nước.

Sau khi loại bỏ EDC, nước thải của quá trình đáp ứng những yêu cầu chặt chẽ nhất về môi trường.

Sau khi loại bỏ CO2 và cloral/ cloetanol, EDC thô được tinh chế trong thiết bị chưng cất EDC. Nó có

thể được sử dụng làm nguyên liệu nạp lò cracking nhiệt phân hoặc bán ra ngoài.

Những đặc điểm và ƣu điểm quan trọng:

* Đáng tin cậy: Sự khống chế nhiệt độ ổn định, liên kết với thiết bị truyền nhiệt hiệu quả cao và sự

phân phối nhiệt đồng đều (không có các điểm quá nóng) trong tầng sôi khiến cho dây chuyền thiết bị có

thể dễ dàng đạt tỷ lệ thời gian vận hành trên 99% /năm. Hệ thống phun nguyên liệu được thiết kế đặc

biệt cho phép vận hành hai năm không cần bảo dưỡng. Diện tích truyền nhiệt lớn cho phép đạt nhiệt độ và áp suất hơi nước cao hơn trong các ống xoắn làm lạnh nhờ đó tăng độ an toàn đối với nhiệt độ giới

hạn ở bề mặt, nơi có thể xảy ra sự ăn mòn do nhiệt độ xuống đến điểm sương của axit HCl.

* An toàn: oxy được phối trộn với HCl khan bên ngoài thiết bị phản ứng và được nạp vào tầng sôi độc

lập với etylen. Hàm lượng oxy trong dòng hồi lưu là khoảng 0,5% (thể tích), ngoài giới hạn cháy nổ.

* Linh hoạt: thiết bị có thể vận hành ở mức 20% công suất thiết kế và có thể thay đổi nhanh chóng

chế độ nạp liệu cho phù hợp.

* Chi phí sản xuất thấp: xúc tác có tuổi thọ phục vụ không hạn chế, tỷ lệ hao hụt thấp nhờ hệ thống

xyclon hiệu quả cao (tiêu hao dưới 20 gam xúc tác/ tấn EDC). Hiệu suất phản ứng cao của nguyên liệu

(98,5% đối với etylen, 99% đối với HCl khan, 94% đối với oxy) và khả năng sử dụng oxy giá thành thấp

từ quy trình PSA đảm bảo tính cạnh tranh cao của quy trình này nhờ giá thành sản xuất thấp.

* Hiệu quả về môi trường: Hiệu suất phản ứng 99% là yếu tố then chốt để giảm sự hình thành các sản phẩm phụ. Hệ thống lọc khí nóng hiệu quả cao cho phép tách những lượng nhỏ bột xúc tác mịn.

Ngoài việc loại bỏ EDC dư trong nước thải bằng phương pháp giải hấp với hơi nước, quy trình này không cần thiết bị xử lý bổ sung khác cho nước thải. Nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường của EU đối với các

nhà máy sản xuất vinyl: hàm lượng EDC < 5 g/ tấn công suất tinh chế EDC, hàm lượng Cu < 1 g/tấn công suất oxy - clo hóa, các thành phần tương tự đioxin < 1 Âµg TEQ/ tấn công suất oxy - clo hóa.

Các thông số vận hành chính:

Nhiệt độ vận hành: 200 - 225oC

Áp suất vận hành: 2,5 - 4 bar

Áp suất hơi: 0 bar

SẢN XUẤT EDC BẰNG QUY TRÌNH OXY - CLO HÓA MỘT BƢỚC

Đây là quy trình VCM cân bằng của Công ty EVC, sử dụng oxy sạch và etylen trong phản ứng oxy - clo

hóa để chuyển hóa HCl thành EDC với lượng khí đuôi thấp nhất, không có các chất gây ô nhiễm cỡ micro, không gây nhiễm độc kim loại nặng đối với nước thải, không có sự tích trữ bùn xúc tác để phải xử

lý một cách tốn kém.

Quy trình này đã được vận hành thương mại từ năm 1979. Từ đó đến nay đã có 18 nhà máy được

đưa vào vận hành với công suất từ 50.000 đến 600.000 tấn/ năm.


ở thiết bị phản ứng với tầng xúc tác cố định, vỏ đơn; nhiệt phản ứng được lấy đi để sinh ra hơi cao áp. Phản ứng được thực hiện với sự dư thừa lớn etylen. Sự chia tầng xúc tác một cách linh hoạt, sự phân

bố nhiệt độ phản ứng thích hợp và lưu lượng nạp liệu cao, cùng với hệ thiết bị phản ứng đơn chiếc là những yếu tố giúp tạo ra sản lượng tối đa và hạn chế sản phẩm phụ ở mức tối thiểu. Sau khi ngưng tụ

và tách các sản phẩm phản ứng (EDC và nước), etylen dư được nén và hồi lưu trở lại dòng khí đã được

làm sạch này được rút ra một phần để ngăn ngừa sự tích tụ các chất trơ. Thông thường, dòng khí sạch

này được làm khô và đưa đến bộ phận clo hóa trực tiếp để thu hồi etylen.

Điều kiện vận hành:

Thiết bị phối trộn oxy được thiết kế đặc biệt và hệ thống khóa liên động đảm bảo sự vận hành an toàn ngoài giới hạn cháy nổ. Kiểu thiết kế đơn giản và quy cách chất lượng cao của vật liệu chế tạo khiến

cho thời gian sử dụng giữa hai lần sửa chữa lên đến 2 - 3 năm, tỷ lệ thời gian vận hành đạt 98% trong

một năm. Nhiệt phản ứng được thu hồi để sinh hơi cao áp (18 bar) sử dụng cho các bộ phận khác của

quy trình VCM (ví dụ nhiệt phân). Nước thải không chứa bột xúc tác lơ lửng, vì vậy không cần để lắng và

xử lý như nước thải độc hại. Hàm lượng đồng trong các dòng nước thải của tầng xúc tác cố định dưới 0,3

ppm, vì vậy không cần phải xử lý.

Chỉ tiêu tiêu hao nguyên vật liệu:

Quy trình thường đạt hiệu suất chọn lọc 98% đối với etylen và HCl, hiệu suất chuyển hóa HCl đạt

99,8%. Do vận hành trong môi trường giàu etylen, quy trình chỉ tạo ra khoảng một nửa lượng CO và CO2

so với các quy trình tầng sôi thông thường khác. Chỉ tiêu tiêu hao đối với 1 tấn EDC là:

HCl: 0,748 tấn

Etylen: 0,288 tấn

Oxy: 0,170 tấn

Documents

95137259-EDC-Process