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WO2025237773A1 - Apparatus for dehydrochlorination of chlorinated alkanes - Google Patents

Apparatus for dehydrochlorination of chlorinated alkanes

Info

Publication number
WO2025237773A1
WO2025237773A1 PCT/EP2025/062499 EP2025062499W WO2025237773A1 WO 2025237773 A1 WO2025237773 A1 WO 2025237773A1 EP 2025062499 W EP2025062499 W EP 2025062499W WO 2025237773 A1 WO2025237773 A1 WO 2025237773A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
heat exchanger
dichloroethane
reactor
phase separation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2025/062499
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Benje
Peter Kammerhofer
Klaus Krejci
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Westlake Vinnolit GmbH and Co KG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Uhde GmbH
Westlake Vinnolit GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Uhde GmbH, Westlake Vinnolit GmbH and Co KG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of WO2025237773A1 publication Critical patent/WO2025237773A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/25Preparation of halogenated hydrocarbons by splitting-off hydrogen halides from halogenated hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/001Controlling catalytic processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067Heating or cooling the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00176Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles outside the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00389Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
    • B01J2208/00407Controlling the temperature using electric heating or cooling elements outside the reactor bed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/0053Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for the dehydrochlorination of chlorinated alkanes, in particular a method for the production of vinyl chloride by catalytic thermal cracking of 1,2-dichloroethane, in which the heat required for the thermal cracking is supplied via a liquid or condensing heat transfer medium or by direct electrical heating, and furthermore hot process streams are used to heat heat sinks in the process of producing 1,2-dichloroethane or vinyl chloride.
  • the present invention further relates to a plant for the production of vinyl chloride by catalytic thermal cracking of 1,2-dichloroethane, wherein the heat required for the thermal cracking, as well as for the preceding preheating, evaporation and optionally superheating of the 1,2-dichloroethane is supplied via a liquid or condensing heat transfer medium or by direct electrical heating, comprising at least one heat exchanger for preheating a liquid 1,2-dichloroethane stream, at least one evaporation device, consisting of a heat exchanger and, optionally, a phase separation vessel, for evaporating a liquid 1,2-dichloroethane stream, optionally at least one heat exchanger for superheating a gaseous 1,2-dichloroethane stream and at least one reactor for the thermal-catalytic conversion of 1,2-dichloroethane to vinyl chloride and hydrogen chloride.
  • the invention relates to a plant for the production of vinyl chloride by catalytic thermal cracking
  • Pyrolysis is an endothermic reaction, and can occur either catalyst-free in the gas phase under high pressure (1 to 4 MPa) and at temperatures of 450 to 600 °C, or in catalytic processes that allow pyrolysis to be carried out at similar pressures but significantly lower temperatures, typically 230–350 °C. Even in catalytic processes, the reaction is predominantly carried out in the gas phase.
  • EP 264 065 A1 describes a process for the production of vinyl chloride by thermal cracking of 1,2-dichloroethane.
  • 1,2-dichloroethane is heated in a first container, then transferred to a second container by vaporization at a lower pressure than in the first container without further heating.
  • the gaseous 1,2-dichloroethane is then fed into a cracking furnace where it is cracked into vinyl chloride and hydrogen chloride.
  • the temperature of the 1,2-dichloroethane upon exiting the second container is between 220 °C and 280 °C. Tubes in the cracking furnace, where the 1,2-dichloroethane is thermally cracked, are heated by burning a fuel. In the radiant zone of the cracking furnace, the gaseous 1,2-dichloroethane is heated to 525 °C or 533 °C.
  • EP 264065 Al also mentions that a tempering medium can be used to preheat the liquid, fresh 1,2-dichloroethane, which in turn mixes with the flue gas in the convection zone of the cracking furnace.
  • the burner heating the cracking furnace is heated.
  • Heated high-boiling liquids such as mineral oil, silicone oil, or molten diphenyl are suitable as the heating medium.
  • this only preheats to a temperature of 150 to 220 °C, while the pyrolysis itself takes place at temperatures of approximately 530 °C. Therefore, this known process does not allow for pyrolysis to be carried out at temperatures in the range of 230 to 350 °C and for all the necessary heat to be supplied by a liquid or vaporous heat transfer medium or by direct electrical heating.
  • a typical vinyl chloride production plant complex consists of
  • the hydrogen chloride obtained by thermal cracking of 1,2-dichloroethane can be recycled to the oxychlorination plant and reacted there with ethene and oxygen to form 1,2-dichloroethane again.
  • the energy content of the hot flue gases exiting the radiation zone is utilized by convective heat transfer, which allows the 1,2-dichloroethane, as the reactant of the pyrolysis reaction, to be preheated, vaporized, or superheated.
  • US Patent 10,239,803 describes a process using a catalytic system containing catalytic components for both the dehydrochlorination of 1,2-dichloroethane and the hydrochlorination of acetylene, a precursor to coke produced as a byproduct of thermal cracking.
  • the acetylene is hydrochlorinated to vinyl chloride by means of the hydrogen chloride present in the reaction system as a cracking product of 1,2-dichloroethane, thereby suppressing coke formation.
  • the thermal-catalytic cracking of 1,2-dichloroethane also represents a heat recovery and energy-saving measure.
  • One reason for this is that in catalytic processes, the heat of reaction can be supplied at significantly lower reaction temperatures than in purely thermal processes, thus requiring considerably less energy to heat the 1,2-dichloroethane to the reaction temperature.
  • a further advantage of a catalytic process is that the reaction temperature range is accessible to heating with commercially available heat transfer media, primarily heat transfer fluids, especially mineral or synthetic heat transfer oils.
  • Heating with heat transfer fluids allows the use of heat sources within the 1,2-dichloroethane production process. Such a process is described, for example, in DE 10 2019 206 154 A1.
  • This patent describes the use of waste heat from a plant for the combustion of gaseous and liquid byproducts from the production of 1,2-dichloroethane and vinyl chloride, respectively. used to heat a heat transfer fluid, wherein the heated heat transfer fluid is used to heat a catalytic-thermal 1,2-dichloroethane cracking process.
  • a heat transfer fluid allows for mixed heating.
  • part of the energy required to heat the heat transfer fluid can be supplied, at least partially, by heating with sustainably generated electricity, and the remaining part by burning a fuel.
  • This approach described in WO 2020/221638 Al, enables great flexibility in heating a catalytic 1,2-dichloroethane hydrolysis process and, in particular, the use of sustainably generated electricity when it is available in sufficient quantity or surplus.
  • DE 10 2022 208 894.8 discloses the use of a heat transfer fluid for heating a catalytic 1,2-dichloroethane cracking reaction, wherein the heat transfer fluid was previously heated, at least partially, by the combustion of hydrogen or an ammonia-hydrogen mixture.
  • this method also contributes to a significant reduction in CO2 emissions from the vinyl chloride production process.
  • the object of the present invention is to provide such a process for the production of vinyl chloride by thermal cracking of 1,2-dichloroethane and a corresponding apparatus for carrying out such a process, in which a reduction in operating costs and a significant reduction in CO2 emissions are achieved.
  • the invention thus relates to a device for the catalytic dehydrochlorination of chlorinated alkanes, comprising at least one catalytic dehydrochlorination reactor designed to be supplied with thermal energy by means of a liquid or vaporous heat exchanger medium or by direct electrical heating, wherein the catalytic dehydrochlorination reactor has at least one inlet for gaseous chlorinated alkane and at least one outlet for a product mixture obtained by dehydrochlorination of the chlorinated alkane carried out in the at least one catalytic dehydrochlorination reactor, at least one evaporator is connected upstream of the at least one catalytic dehydrochlorination reactor, the evaporator being in fluidic communication with the at least one catalytic dehydrochlorination reactor via a supply line and being designed to evaporate liquid chlorinated alkane, wherein liquid chlorinated alkane is supplied to the at least one evaporator via
  • a second heat exchanger is provided to thermally interact with the product mixture discharged through the at least one outlet from the at least one catalytic dehydrochlorination reactor and is designed to remove thermal energy from the product mixture and supply it to the liquid chlorinated alkane carried in the feed line, wherein the second heat exchanger is arranged at a point in the feed line that is upstream of the at least one evaporator.
  • the present invention thus enables efficient utilization of the thermal energy of the product streams by preheating the reactant stream entering the catalytic dehydrochlorination reactor.
  • the possible catalysts used for the purposes of the present invention are... These possibilities are known from the prior art, as described, for example, in US 10,239,803.
  • the supply line in addition to the heat exchanger mentioned above, has at least one further heat exchanger and thus at least two heat exchangers, which are designed to supply thermal energy to the liquid chlorinated alkane carried in the supply line by means of a liquid or vaporous heat exchange medium or by direct electrical heating, in particular via a first and a second heat exchanger.
  • Another advantageous feature of the aforementioned embodiment is that the first heat exchanger can be bypassed if necessary, particularly if the supplied stream of a chlorinated alkane is already heated before being supplied.
  • heat is preferably supplied via a liquid or condensing heat transfer medium. Purely electric heating is another advantageous embodiment.
  • the at least one dehydrochlorination reactor is designed as a vertical tube bundle reactor comprising a catalyst bed arranged in the tubes, with electrical heating elements attached to the outside of the tubes.
  • These heating elements can be, for example, inductive or resistive electrical heating elements and/or the tube bundle can be designed such that the reactor tubes can be heated by an electric current flowing through them due to their own ohmic resistance.
  • the system is designed to include several dehydrochlorination reactors that can be operated in parallel or alternately. This allows, for example, the catalyst to be changed in the dehydrochlorination reactor that is not currently in operation, while the entire plant continues to operate, thus enabling quasi-continuous operation.
  • the at least one evaporator has a first phase separation zone in which a separation of liquid and gaseous chlorinated alkane takes place, as well as a bottom-side discharge through which liquid chlorinated alkane can be discharged from the phase separation zone, and a fourth heat exchanger designed to supply thermal energy to the liquid chlorinated alkane taken from the discharge of the phase separation zone by means of a liquid or vaporous heat exchanger medium or by direct electrical heating, and a return of the chlorinated alkane to the phase separation zone.
  • the exhaust system has a discharge line to prevent the accumulation of high-boiling components in the evaporator.
  • a fifth heat exchanger is arranged between the at least one evaporator and the at least one dehydrochlorination reactor, which is designed to supply thermal energy to the gaseous chlorinated alkane taken from the evaporator by means of a liquid or vaporous heat exchanger medium or by direct electrical heating and to provide a vapor line for conveying the gaseous chlorinated alkane into the dehydrochlorination reactor.
  • the at least one dehydrochlorination reactor has at least one gas supply, in particular hydrogen and/or inert gas and at least one exhaust gas line.
  • At least one second heat exchanger can be followed by at least one second phase separation zone, which is in fluidic communication with the at least one second heat exchanger via a line, into which the product mixture discharged and cooled from the at least one second heat exchanger is fed, wherein the at least one second phase separation zone is designed to separate the fed product mixture into a liquid and gaseous phase and has a first top-side discharge for gaseous products and a first bottom-side discharge for liquid products.
  • Possible design forms of the at least one second phase separation zone include the formation
  • a liquid drain is arranged above a liquid inlet.
  • the first bottom-side outlet has a pressure relief device, in particular a pressure relief valve.
  • first bottom-side discharge leads into a distillation zone where the liquid products are separated into a gaseous overhead stream and a liquid bottom stream.
  • the distillation zone preferably has a heating system by which a partial flow of the bottoms stream is heated and returned to the distillation zone.
  • This product stream can, for example, be fed into a vacuum column of a plant for the distillative purification of 1,2-dichloroethane, where the 1,2-dichloroethane can be recovered.
  • the distillation zone can be preceded by at least one third phase separation zone into which the discharge leads.
  • This third phase separation zone is designed to separate the product mixture into liquid and gaseous phases and has a third top-side discharge for gaseous products and a third bottom-side discharge for liquid products. Both the bottom-side and top-side discharges lead into the distillation zone.
  • the product streams from the top-side and bottom-side discharges are introduced into the distillation zone at different vertical positions (e.g., onto different trays), which further enhances the separation of the components.
  • the two product streams from the top-side and bottom-side discharges have different boiling points and can therefore be introduced onto different trays in the distillation zone.
  • At least one third phase separation zone is designed in the same way as the second phase separation zone.
  • the overhead stream can be fed to a condenser designed to condense gaseous products contained in the overhead stream.
  • a collection vessel (30) is connected downstream of the condenser (29).
  • the collection vessel (30) has an exhaust line (32) at the top, through which non-condensable components can be fed for thermal utilization, and a bottom outlet.
  • the outlet is divided into two streams, one of which is returned to the distillation zone (24), and the other of which is fed as feed stream to an HCI column designed to remove hydrogen chloride from a reaction mixture during the cracking of a chlorinated alkane.
  • a pump is arranged in the process flow.
  • the first head-side discharge leads to at least one further heat exchanger, which is designed to transfer the product stream supplied via the discharge. to extract thermal energy, followed by at least one fourth phase separation zone, wherein the at least one fourth phase separation zone is configured to separate the fed product mixture into a liquid and gaseous phase and has a third top-side discharge for gaseous products and a second bottom-side discharge for liquid products, each of which is fed to an HCI column designed to remove hydrogen chloride from a reaction mixture of a cracking of a chlorinated alkane.
  • the at least one third heat exchanger is designed to supply thermal energy, extracted from the product stream in the discharge, to a product stream that is the overhead stream of an HCI column designed to remove hydrogen chloride from a reaction mixture of a cracking of a chlorinated alkane, and wherein the product stream is subsequently fed as a preheated feed stream to an oxychlorination plant.
  • a pump for supplying chlorinated alkane to the at least one dehydrochlorination reactor is arranged in the supply line.
  • the device has a modular design. This means that various components of the device, such as the dehydrochlorination reactor, the various heat exchangers, or phase separation zones, can be arranged in specific compartments, allowing for flexible exchange of the respective device components. It can also be provided that empty compartments or modules are included into which components of the device can be received by removing them from the device and moving them into the empty compartments or modules on suitable devices such as tracks or rails.
  • the modular design can be such that a first module can comprise the at least one evaporator, a second module the at least one dehydrochlorination reactor, and the a second heat exchanger may be included, a third module which may have a receiving option for the at least one dehydrochlorination reactor arranged in the second module, the second module and the third module may be arranged adjacent to each other and the at least one dehydrochlorination reactor may be reversibly led from the second module to the third module.
  • the second module and the third module have at least one device for moving the at least one dehydrochlorination reactor, in particular a mobile frame or tracks.
  • a further module comprising at least one further dehydrochlorination reactor which, when the at least one dehydrochlorination reactor is removed from the second module, can be inserted into the second module in place of this at least one dehydrochlorination reactor.
  • the invention is not limited to the above-described assignment of apparatus to specific modules.
  • the present invention is described below using the non-limiting example of a device and a process for the thermal-catalytic ethylene dichloride (EDC) cleavage.
  • EDC thermal-catalytic ethylene dichloride
  • the resulting two-phase current can be separated into a gaseous and a liquid current using a second phase separation device.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention, consisting of:
  • a first heat exchanger heated by steam or a liquid cider vaporous heat transfer fluid or directly electrically heated for preheating liquid 1,2-dichloroethane
  • a second heat exchanger for further preheating of liquid 1,2-dichloroethane using sensible and/or latent heat from the outlet stream of a catalytic reactor for the dehydrochlorination of 1,2-dichloroethane.
  • An evaporation device for evaporating liquid 1,2-dichloroethane using a liquid or vaporous heat transfer medium or by direct electrical heating wherein this device preferably consists of a heat exchanger and a phase separation vessel
  • a heat exchanger for superheating vaporous 1,2-dichloroethane using a liquid or gaseous heat transfer medium or by direct electrical heating.
  • At least one reactor for the thermal-catalytic dehydrochlorination of 1,2-dichloroethane wherein the at least one reactor is preferably designed as a tube bundle reactor and the catalyst is located in the tubes and the tubes are heated on the shell side by means of a vaporous or liquid heat transfer medium or by means of direct electrical heating
  • a pressure relief device consisting of a pressure relief valve and optionally a downstream second pressure relief vessel for the partial pressure relief evaporation of the liquid phase from the first phase separation vessel and the separation into a liquid and a vapor phase.
  • a first heat exchanger for cooling the vaporous stream from the first phase separation vessel by preheating a gaseous hydrogen chloride stream from the top of an HCI column
  • an air cooler for further cooling of the vaporous stream from the first phase separation vessel
  • the process according to the invention comprises, in addition to heating the catalytic-thermal cracking reaction by means of a liquid or condensing heat transfer medium, also heating the upstream preheating, evaporation, or superheating of the 1,2-dichloroethane by means of this heat transfer medium. It is not necessary for all of these steps to be heated by means of the heat transfer medium.
  • the process according to the invention includes heating at least one, up to any combination thereof, of the aforementioned partial steps, wherein the individual partial steps can in turn be subdivided (by apparatus) into further steps.
  • certain partial steps can also be heated by cooling a liquid heat transfer medium using its sensible heat, while other partial steps are heated by condensing a vaporous heat transfer medium.
  • the invention also includes the direct heating of the individual process steps using electrical energy.
  • the preheating, evaporation, and superheating of the feedstock are carried out by electrically heated heat exchangers, in which, for example, the product-carrying tubes are embedded in or equipped with electrical heating elements.
  • Inductive heating of the heat exchanger tubes or direct resistance heating is also possible, by passing an electric current through the heat exchanger or reactor tubes.
  • the reactor tubes of the catalytic dehydrochlorination reactor can be heated in the same manner.
  • the direct electrical heating of the process steps is preferably carried out with sustainably generated electricity.
  • Heating in the context of the process according to the invention means the transfer of heat to the starting material 1,2-dichloroethane and/or the reaction mixture by means of a heat transfer medium.
  • the starting material 1,2-dichloroethane can be heated, vaporized, or superheated.
  • Heat can be supplied to the reaction mixture in the reactor at a constant temperature level (isothermal reaction).
  • the reaction mixture can also be heated further, with the heat supplied by the heating being used partly to meet the reaction heat requirement and partly to further heat the reaction mixture.
  • the heat supply to the reaction mixture by heating can be adjusted so that at least part of the sensible heat content of the reaction mixture is used to meet the reaction heat requirement, and the reaction mixture in the reactor cools down compared to the reactor inlet temperature.
  • Heating devices for the 1,2-dichloroethane or the reaction mixture can be any type of heat exchanger known to a person skilled in the art, for example, but not limited to: shell and tube heat exchangers, plate heat exchangers, double tube heat exchangers, spiral heat exchangers, natural circulation evaporators or forced circulation evaporators.
  • Heat transfer media or fluids within the meaning of the invention examples include mineral and synthetic thermal oils, silicone oils, and molten salts.
  • Figure 1 describes the method according to the invention.
  • Devices for heating a heat transfer medium and the heat transfer-side circuitry of heat exchangers including devices for temperature control, both when heating with a liquid heat transfer medium and when heating with a vaporous heat transfer medium, are known to those skilled in the art and are not shown or described separately.
  • Liquid 1,2-dichloroethane 1 is pumped by a feed pump 2 to a first heat exchanger 3 for preheating. If the 1,2-dichloroethane is supplied directly from a column and is already warm, this step can be omitted. In this case, the first preheater is bypassed by means of a bypass line 4.
  • a first preheating step takes place in the first heat exchanger 3 using a heat transfer medium 5.
  • the liquid 1,2-dichloroethane now flows to a second heat exchanger 6 by means of which it is further heated by the sensible and/or latent heat of the hot reaction mixture 8 exiting the catalytic dehydrochlorination reactor 7.
  • liquid 1,2-dichloroethane is preheated again in a third heat exchanger 9 until the selected evaporation temperature is reached.
  • This step is optional, as the downstream evaporation device 10 can be designed to perform the preheating task simultaneously with the evaporation task, without requiring separate preheating.
  • the evaporation device 10 the liquid 1,2-dichloroethane is evaporated.
  • the evaporation device 10 consists of at least one four- The invention comprises a heat exchanger 11 and a phase separation zone 12, in which the vaporized 1,2-dichloroethane is separated from the liquid 1,2-dichloroethane.
  • the evaporation device is shown in Fig. 1 as a vertical vessel with a vertical circulating evaporator, whereby a falling film evaporator can also be used.
  • the invention is not limited to this arrangement – horizontal arrangements can also be used in which the phase separation zone is located above the heat exchanger.
  • evaporation devices can also be used in which the heat exchanger and phase separation zone are designed as a single unit, such as kettle evaporators.
  • the evaporation device 10 also has a discharge line 13 through which high-boiling substances can be discharged from the evaporation device.
  • the vaporous 1,2-dichloroethane 14 now passes through a fifth heat exchanger 15, by means of which it is superheated to the reaction temperature.
  • This step is also optional, since the evaporation temperature in the evaporation device 10 can be selected so that superheating of the vaporized 1,2-dichloroethane is no longer necessary.
  • the vaporous, possibly superheated, 1,2-dichloroethane now enters the at least one catalytic dehydrochlorination reactor 7, where the catalytic conversion to vinyl chloride and hydrogen chloride takes place.
  • the heat of reaction from the endothermic reaction is supplied by means of the vaporous or liquid heat transfer medium.
  • the dehydrochlorination reactor 7 is preferably designed as a vertical tube bundle reactor, wherein the catalyst bed is located inside the tubes and the heat transfer medium 5 is on the outside of the tubes.
  • several dehydrochlorination reactors can also be connected in parallel, wherein these reactors can each be shut off separately on the product side and heating side, so that, for example, a catalyst change can take place in one or more reactors. This can be done without having to take the remaining reactors out of service.
  • the invention also includes a method in which the reaction temperature is adjusted depending on the catalyst activity.
  • a lower temperature can be set at the beginning of the catalyst run time when catalyst activity is high than at the end of the catalyst run time when catalyst activity is lower.
  • the invention also includes a method in which the heated side of the reactor is divided into several zones, the temperature of which can be set independently of one another. This can be achieved, for example, by dividing the shell space of the tube bundle reactor into at least two shell-side compartments or by connecting several tube bundle reactors in series.
  • the dehydrochlorination reactor 7 also has a feed line 16 for the activation of the catalyst, which allows the flow of, for example, hydrogen or a hydrogen-containing gas mixture through the reactor if a metal- or precious-metal-containing catalyst is used that requires activation.
  • the dehydrochlorination reactor 7 has a supply line for an inert gas 17 in order to desorb adsorbed components such as 1,2-dichloroethane, vinyl chloride and hydrogen chloride before a catalyst change, whereby the desorption process can be supported by heating the reactor.
  • adsorbed components such as 1,2-dichloroethane, vinyl chloride and hydrogen chloride
  • the activation gas - or in the case of desorption prior to a catalyst change - the inert gas loaded with components of the reaction mixture from the reactor outlet - is fed via an exhaust gas line 18 to a suitable exhaust gas treatment device, preferably a combustion plant for the thermal recovery of hydrogen chloride.
  • a suitable exhaust gas treatment device preferably a combustion plant for the thermal recovery of hydrogen chloride.
  • the hot reaction mixture 8 from the outlet of the dehydrochlorination reactor 7 The fluid flows through the second heat exchanger 6 and preheats liquid 1,2-dichloroethane.
  • the reaction mixture partially condenses, resulting in a two-phase current 19 at the outlet of the preheater 6.
  • the current 19 enters a first phase separation zone 20, which is shown in Fig. 1 as the simplest embodiment of a phase separation vessel.
  • Further preferred embodiments of the first phase separation zone include designs in which:
  • the phase separation device has an inlet tube open at the bottom inside.
  • the inlet tube is submerged in the liquid phase inside the container.
  • the container has a settling zone for any catalyst abrasion or coke particles that may accumulate.
  • the container has a conical bottom to allow for better removal of catalyst abrasion and/or coke particles.
  • the container has an inert gas supply, an exhaust gas line and a heating jacket to desorb adsorbed components of the reaction mixture before opening the container for cleaning purposes.
  • the container is equipped with spray nozzles and/or column trays that can be sprayed with liquid to wash out catalyst debris, coke particles, or tar-like byproducts from the gas stream.
  • the spray nozzles and/or column trays are supplied with liquid, which is condensed out of the reaction mixture by cooling during the further course of the process.
  • the container is arranged such that the liquid outlet is located above the liquid inlet of the phase separation vessel 23.
  • the liquid phase from the phase separation zone 20 enters an expansion device 21, whereby a vaporous phase or a two-phase current 22 is formed by expansion evaporation.
  • a second phase separation zone 23 can be connected downstream of the expansion device, which is shown in Fig. 1 as the simplest embodiment of a phase separation vessel. Further preferred embodiments of the second phase separation zone 23 include configurations in which:
  • the phase separation device has an inlet tube open at the bottom inside.
  • the inlet tube is submerged in the liquid phase inside the container.
  • the container has a settling zone for any catalyst abrasion or coke particles that may accumulate.
  • the container has an inert gas supply, an exhaust gas line and a heating jacket to desorb adsorbed components of the reaction mixture before opening the container for cleaning purposes.
  • the phase separation vessel is arranged such that the liquid outlet is located above the liquid inlet of the distillation column 24.
  • the two-phase current 22 from the expansion device 21 is now fed into a distillation zone 24. If the second phase separation zone 23 is used, the liquid and gaseous components are fed separately into the distillation zone 24.
  • the distillation zone 24 has at least one separation stage and a heating device 25.
  • the distillation zone 24 is shown in Fig. 1 as a distillation column with a circulating evaporator. However, the invention is not limited to this embodiment. Another preferred embodiment consists of a horizontal or vertical vessel without column trays and with a circulating evaporator.
  • the bottom stream 26 of the distillation zone 24, consisting mainly of 1,2-dichloroethane, is fed by means of a bottom pump 27 to a further distillative work-up, preferably in the vacuum column - a plant for the purification of 1,2-dichloroethane, as described above.
  • the overhead stream 28 from the distillation zone 24 is condensed by means of the overhead condenser 29, collected in the reflux tank 30, and pumped by the reflux pump 31 as feed stream to the HCI column.
  • Non-condensable components are fed via an exhaust gas line 32 to a combustion plant for thermal HCI recovery.
  • the gas phase 33 from the first phase separation zone flows through a heat exchanger 34 to preheat the hydrogen chloride stream 35 from the top of the HCI column, which is fed to the oxychlorination plant as a preheated feed stream 36.
  • the product-side outlet stream 37 of the HCI preheater 34 now flows successively through an air cooler 38 and a heat exchanger 39 cooled by means of cooling water.
  • the steps of HCI preheating and cooling in an air cooler are optional: If no heat recovery is to be implemented or sufficient cooling water is available, the gas phase 33 from the first phase separation zone can also be cooled solely with the cooling water-operated heat exchanger 39.
  • the invention also relates to a device for splitting 1,2-dichloroethane, in which apparatus components are combined (steel) on-site into prefabricated modules, which offers significant advantages both in the construction and in the maintenance of the device.
  • Figure 1b shows an exemplary embodiment of a catalytic dehydrochlorination reactor 7.
  • This reactor has an inlet 14 at the top for gaseous 1,2-dichloroethane, which flows through the reactor 7 from top to bottom. Also at the top is an exhaust line 18 through which gaseous byproducts, e.g., HCl, can be discharged from the reactor.
  • the reactor 7 also has supply lines for gases for catalyst activation 16 or for desorption 17 of products or reactants remaining on the catalyst.
  • the tube bundles are indicated by the vertical lines or the reference numeral 72.
  • the tube bundle reactor is divided into several shell-side compartments by partitions 73, analogous to a tube bundle heat exchanger. Each of these is equipped with an inlet 75 and an outlet 76 for a heat transfer medium.
  • Fig. 2a shows an example of such an arrangement.
  • the figure serves only for illustration; the invention is not limited to the components and arrangements shown and includes any arrangements of the apparatus components required for carrying out the method according to the invention, as well as any number of modules required for this purpose.
  • a device for carrying out the process according to the invention can be modularly constructed, while other parts are constructed in a conventional manner. This is particularly advantageous if, for example, an existing plant for the thermal cracking of 1,2-dichloroethane is to be converted to a thermocatalytic process and existing plant components are to continue to be used (revamp option).
  • Fig. 2a shows three steel construction modules 43, 44 and 45 as examples.
  • Module 43 contains the evaporation device 10 with the heat exchanger 11 and the phase separation zone 12 for the evaporation of 1,2-dichloroethane as well as the heat exchanger 15 for the superheating of the vaporous 1,2-dichloroethane.
  • the outlet of the superheater 15 is connected via the vapor line 46 to the inlet of the catalytic dehydrochlorination reactor 7 in module 44.
  • module 44 contains both the reactor 7 and the heat exchanger 6 for preheating liquid 1,2-dichloroethane using the reaction mixture from the outlet of reactor 7.
  • the invention also relates to a device for the thermal-catalytic decomposition of 1,2-dichloroethane, in which apparatus components can be moved between modules for maintenance purposes or, to save time during necessary maintenance work, can also be replaced by a spare component.
  • Figures 2a and 2b illustrate this by way of example for the dehydrochlorination reactor 7.
  • the invention is not limited to this apparatus – other apparatus components can also be moved between different modules for maintenance or cleaning purposes.
  • the reactor 7 can be moved into the empty module 45 for catalyst replacement using a suitable device, for example a mobile frame 50 on tracks 51.
  • a suitable device for example a mobile frame 50 on tracks 51.
  • the used catalyst 48 can be emptied into a suitable container 49 and then the reactor can be refilled with fresh catalyst.
  • reactor 7 can be moved into an empty module for emptying and refilling and exchanged for the already refilled reactor 47.
  • the invention also includes a device for the thermal-catalytic cleavage of 1,2-dichloroethane, in which apparatus (steel) components are combined on-site into prefabricated modules and the modules are designed to be disassembled into subunits, the subunits of which in turn may contain apparatus components.
  • Reactor 7 can be lifted from the lower section, including the preheater 6 located therein, by means of a crane and placed on a frame for maintenance purposes.
  • This frame can, for example, correspond to the lower section of module 45.
  • Figure 3 shows several possible embodiments of the phase separation zone 20 for illustrative purposes.
  • the features shown in Figures 3a - 3e can be combined in any way - the invention is not limited to the examples shown.
  • the phase separation zone is shown as a phase separation vessel with a conical bottom 52 and – optionally – a tapered, cylindrical vessel section 53 adjoining the conical bottom.
  • the lid 54 connects either directly to the conical vessel bottom 52 or to the cylindrical vessel section 53 and can be removed for easier removal of solids deposited in the vessel.
  • the reaction mixture 19 enters the vessel via an inlet tube 55, which is open or perforated at the bottom and located above the liquid level 56.
  • the gas phase 33 is drawn off at the top, and the liquid phase 57 at the bottom of the phase separation zone 20.
  • Fig. 3b shows another embodiment of the phase separation zone 20, in which the reaction mixture 19 is introduced via a perforated inlet tube 58, the inlet tube 58 being located below the liquid level 56.
  • Fig. 3c shows a further embodiment of the phase separation zone 20, in which the reaction mixture is introduced via a perforated inlet tube 58, the inlet tube 58 being located below the liquid level 56. Additionally, the phase separation zone 20 is equipped with spray nozzles 59, which can be supplied, for example, with a partial flow 60 of the liquid flow 41 in order to wash out any solid particles that may have been carried out of the gas phase 33.
  • Fig. 3d shows a further embodiment of the phase separation zone 20, in which the reaction mixture is introduced via a perforated inlet tube 58, the inlet tube 58 being located below the liquid level 56. Additionally, the phase separation zone 20 is equipped with column trays 61, which can be supplied, for example, with a partial stream 60 of the liquid stream 41 in order to wash out any solid particles that may have been carried out of the gas phase 33.
  • Fig. 3e shows a further embodiment of the phase separation zone 20, in which the reaction mixture is introduced via a vertical, perforated inlet pipe 58, the inlet pipe 62 being immersed in the liquid. Additionally, the phase separation zone 20 is equipped with at least one partition 63, which divides the liquid volume into an inlet zone 63 and a settling zone 65. In this embodiment, the liquid phase 57 is drawn off from the settling zone 65. Solids that settle in the lower part of the vessel can remain there until the system is serviced and removed during servicing. If necessary, the solids can also be drawn off from the vessel via the discharge line 66 and sent for suitable processing.
  • this embodiment also includes a heating jacket 67 with an inlet 68 and an outlet 69 for a heating medium.
  • heating jacket also includes direct electrical heating of the container by means of electrical heating elements attached to the outside of the container (not shown in the figure).
  • this embodiment includes supply lines 70 for an inert gas and an exhaust line 71 for inert gas loaded with desorbed components.
  • supply lines 70 for an inert gas and an exhaust line 71 for inert gas loaded with desorbed components By heating the container and purging it with inert gas, adsorbed components can be desorbed from any solids that may be present before the container is opened.

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a process for dehydrochlorination of chlorinated alkanes, in particular to a process for preparing vinyl chloride by catalytic thermal cracking of 1,2-dichloroethane, in which the heat required for the thermal cracking is supplied via a liquid or condensing heat transfer medium or by direct electrical heating, and hot process streams are additionally used for heating of heat sinks in the process of preparing 1,2-dichloroethane or vinyl chloride. The present invention further provides a plant for preparing vinyl chloride by catalytic thermal cracking of 1,2-dichloroethane, in which the heat required for the thermal cracking and for the preceding preheating, evaporation and optional superheating of the 1,2-dichloroethane is supplied via a liquid or condensing heat transfer medium or by direct electrical heating, comprising at least one heat exchanger for preheating a liquid 1,2-dichloroethane stream, at least one evaporation apparatus, consisting of a heat exchanger and, optionally, a phase separation vessel, for evaporating a liquid 1,2-dichloroethane stream, optionally at least one heat exchanger for superheating a gaseous 1,2-dichloroethane stream, and at least one reactor for thermal catalytic conversion of 1,2-dichloroethane to vinyl chloride and hydrogen chloride. The invention further relates to a plant for preparing vinyl chloride by catalytic thermal cracking, in which at least some of the apparatuses and devices detailed above are components of prefabricated modules.

Description

Vorrichtung zur Dehydrochlorierung von chlorierten Alkanen Device for the dehydrochlorination of chlorinated alkanes

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dehydrochlorierung von chlorierten Alkanen, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch katalytische thermische Spaltung von 1,2-Dich- lorethan, bei dem die für die thermische Spaltung erforderliche Wärme über ein flüssiges oder kondensierendes Wärmeträgermedium oder durch direkte elektrische Beheizung zugeführt und weiterhin heiße Prozessströme zur Beheizung von Wärmesenken im Prozess der Herstellung von 1,2-Dichlorethan oder Vinylchlorid verwendet werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid durch katalytische thermische Spaltung von 1,2-Dichlorethan, bei dem die für die thermische Spaltung, sowie für die vorausgehende Vorwärmung, Verdampfung und ggf. Überhitzung des 1,2-Dichlorethans erforderliche Wärme über ein flüssiges oder kondensierendes Wärmeträgermedium oder durch direkte elektrische Beheizung zugeführt wird, umfassend mindestens einen Wärmeübertrager zum Vorwärmen eines flüssigen 1,2-Dichlorethanstromes, mindestens eine Verdampfungsvorrichtung, bestehend aus einem Wärmeübertrager und, optional, einem Phasentrennbehälter, zur Verdampfung eines flüssigen 1,2-Dichlorethanstromes, optional mindestens einen Wärmeübertrager zur Überhitzung eines gasförmigen 1,2-Dichlorethanstromes sowie mindestens einen Reaktor zur thermisch-katalytischen Umsetzung von 1,2-Dichlorethan zu Vinylchlorid und Chlorwasserstoff. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung von Vinylchlorid durch katalytische thermische Spaltung, bei der die oben aufgezähl- ten Apparate und Vorrichtungen zumindest teilweise Bestandteile vorgefertigter Module sind. The present invention relates to an apparatus and a method for the dehydrochlorination of chlorinated alkanes, in particular a method for the production of vinyl chloride by catalytic thermal cracking of 1,2-dichloroethane, in which the heat required for the thermal cracking is supplied via a liquid or condensing heat transfer medium or by direct electrical heating, and furthermore hot process streams are used to heat heat sinks in the process of producing 1,2-dichloroethane or vinyl chloride. The present invention further relates to a plant for the production of vinyl chloride by catalytic thermal cracking of 1,2-dichloroethane, wherein the heat required for the thermal cracking, as well as for the preceding preheating, evaporation and optionally superheating of the 1,2-dichloroethane is supplied via a liquid or condensing heat transfer medium or by direct electrical heating, comprising at least one heat exchanger for preheating a liquid 1,2-dichloroethane stream, at least one evaporation device, consisting of a heat exchanger and, optionally, a phase separation vessel, for evaporating a liquid 1,2-dichloroethane stream, optionally at least one heat exchanger for superheating a gaseous 1,2-dichloroethane stream and at least one reactor for the thermal-catalytic conversion of 1,2-dichloroethane to vinyl chloride and hydrogen chloride. Furthermore, the invention relates to a plant for the production of vinyl chloride by catalytic thermal cracking, in which the above-mentioned- ten apparatuses and devices are at least partially components of prefabricated modules.

Die thermische Spaltung von 1,2-Dichlorethan zur Herstellung von Vinylchlorid, welches insbesondere zur Herstellung von Polyvinylchlorid benötigt wird, folgt der nachstehend wiedergegebenen Reaktionsgleichung (1): The thermal cracking of 1,2-dichloroethane to produce vinyl chloride, which is especially needed for the production of polyvinyl chloride, follows the reaction equation shown below (1):

Es handelt sich um eine endotherme Reaktion, wobei die Pyrolyse entweder katalysatorfrei in der Gasphase unter hohem Druck von 1 bis 4 MPa und bei einer Temperatur von 450 bis 600 °C erfolgen kann oder aber auch in katalytischen Verfahren, die es erlauben, die Pyrolyse bei ähnlichen Drucken, jedoch deutlich niedrigeren Temperaturen von typischerweise 230-350 °C durchzuführen. Auch bei katalytischen Verfahren wird die Reaktion überwiegend in der Gasphase durchgeführt. Pyrolysis is an endothermic reaction, and can occur either catalyst-free in the gas phase under high pressure (1 to 4 MPa) and at temperatures of 450 to 600 °C, or in catalytic processes that allow pyrolysis to be carried out at similar pressures but significantly lower temperatures, typically 230–350 °C. Even in catalytic processes, the reaction is predominantly carried out in the gas phase.

Stand der Technik State of the art

In der EP 264 065 Al wird beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch thermische Spaltung von 1,2-Dichlorethan beschrieben, bei dem 1,2-Dichlorethan in einem ersten Behälter erwärmt wird, dann in einen zweiten Behälter überführt wird, indem es ohne weitere Erwärmung unter geringerem Druck als in dem ersten Behälter verdampft wird und das gasförmige 1,2-Dichlorethan in einen Spaltofen eingespeist wird, in dem die Spaltung zu Vinylchlorid und Chlorwasserstoff erfolgt. Die Temperatur des 1,2-Dichlo- rethans beträgt bei Verlassen des zweiten Behälters 220 °C bis 280 °C. In dem Spaltofen werden Rohre, in denen das 1,2-Dichlorethan thermisch gespalten wird durch Verbrennung eines Brennstoffs erhitzt. In der Strahlungszone des Spaltofens wird das gasförmige 1,2-Dichlorethan auf 525 °C bzw. 533 °C erhitzt. EP 264 065 A1, for example, describes a process for the production of vinyl chloride by thermal cracking of 1,2-dichloroethane. In this process, 1,2-dichloroethane is heated in a first container, then transferred to a second container by vaporization at a lower pressure than in the first container without further heating. The gaseous 1,2-dichloroethane is then fed into a cracking furnace where it is cracked into vinyl chloride and hydrogen chloride. The temperature of the 1,2-dichloroethane upon exiting the second container is between 220 °C and 280 °C. Tubes in the cracking furnace, where the 1,2-dichloroethane is thermally cracked, are heated by burning a fuel. In the radiant zone of the cracking furnace, the gaseous 1,2-dichloroethane is heated to 525 °C or 533 °C.

In der EP 264065 Al wird auch erwähnt, dass man zur Vorwärmung des flüssigen, frischen 1,2-Dichlorethans ein Temperiermedium verwenden kann, das seinerseits in der Konvektionszone des Spaltofens mit dem Rauchgas, das die den Spaltofen heizenden Brenner erzeugen, erwärmt wird. Als Temperiermedium sind hierfür erhitzte hochsiedende Flüssigkeiten wie beispielsweise Mineralöl, Siliconöl oder geschmolzenes Diphenyl geeignet. Jedoch erfolgt auf diese Weise nur eine Vorwärmung auf eine Temperatur von 150 bis 220 °C, während die Pyrolyse selbst bei Temperaturen von etwa 530 °C erfolgt. Bei diesem bekannten Verfahren ist es somit nicht vorgesehen, die Pyrolyse bei Temperaturen im Bereich von 230 bis 350 °C durchzuführen und die gesamte dabei notwendige Wärmezufuhr mit Hilfe eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeträgermediums oder durch direkte elektrische Beheizung vorzunehmen. EP 264065 Al also mentions that a tempering medium can be used to preheat the liquid, fresh 1,2-dichloroethane, which in turn mixes with the flue gas in the convection zone of the cracking furnace. The burner heating the cracking furnace is heated. Heated high-boiling liquids such as mineral oil, silicone oil, or molten diphenyl are suitable as the heating medium. However, this only preheats to a temperature of 150 to 220 °C, while the pyrolysis itself takes place at temperatures of approximately 530 °C. Therefore, this known process does not allow for pyrolysis to be carried out at temperatures in the range of 230 to 350 °C and for all the necessary heat to be supplied by a liquid or vaporous heat transfer medium or by direct electrical heating.

In der Regel besteht ein Anlagenkomplex zur Produktion von Vinylchlorid ausA typical vinyl chloride production plant complex consists of

- einer Anlage zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan aus Ethen und Chlor („Direktchlorierung") - a plant for the production of 1,2-dichloroethane from ethene and chlorine ("direct chlorination")

- einer Anlage zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan aus Ethen, Chlorwasserstoff und Sauerstoff („Oxichlorierung"), - a plant for the production of 1,2-dichloroethane from ethene, hydrogen chloride and oxygen ("oxychlorination"),

- einer Anlage zur destillativen Reinigung von 1,2-Dichlorethan, bestehend aus - a plant for the distillative purification of 1,2-dichloroethane, consisting of

- einer Entwässerungskolonne zur Abtrennung von Wasser und Leichtsiedern aus dem in der Oxichlorierungsanlage erzeugten 1,2-Dichlorethan- a dewatering column for separating water and low-boiling substances from the 1,2-dichloroethane produced in the oxychlorination plant

- optional einer zusätzlichen Leichtsiederkolonne zur Abtrennung niedriger als 1,2-Dichlorethan siedender Nebenprodukte - optionally an additional low-boiling column for the separation of byproducts boiling at lower than 1,2-dichloroethane

- einer Hochsiederkolonne zur Abtrennung höher als 1,2-Dichlorethan siedender Nebenprodukte - a high-boiling column for the separation of byproducts boiling at higher than 1,2-dichloroethane

- einer Vakuumkolonne zur weiteren Aufkonzentrierung der in der Hochsiederkolonne abgetrennten hochsiedenden Nebenprodukte - a vacuum column for further concentration of the high-boiling by-products separated in the high-boiling column

- einer Anlage zur destillativen Abtrennung des Chlorwasserstoffs und nicht umgesetzten 1,2-Dichlorethans sowie zur Reinigung des Vinylchlorids bestehend aus - a plant for the distillative separation of hydrogen chloride and unreacted 1,2-dichloroethane and for the purification of vinyl chloride, consisting of

- einer HCI-Kolonne zur Abtrennung von Chlorwasserstoff aus dem Reaktionsgemisch der 1,2-Dichlorethan-Spaltung - an HCI column for separating hydrogen chloride from the reaction mixture of the 1,2-dichloroethane hydrolysis

- einer Vinylchlorid-oder VCM-Kolonne zur Abtrennung von Vinylchlorid aus dem Reaktionsgemisch der 1,2-Dichlorethanspaltung - einem Vinylchlorid-oder VC M -St rip per zur Abtrennung von Chlorwasserstoff-Spuren aus dem Endprodukt Vinylchlorid, - a vinyl chloride or VCM column for separating vinyl chloride from the reaction mixture of the 1,2-dichloroethane hydrolysis - a vinyl chloride or VC M stripper for separating traces of hydrogen chloride from the final product vinyl chloride,

- einer Anlage zur Rückgewinnung von Chlorwasserstoff durch Verbrennung gasförmiger und flüssiger Nebenprodukte der Herstellung von 1,2- Dichlorethan und Vinylchlorid mit nachfolgender Absorption des bei der Verbrennung gebildeten Chlorwasserstoffs. - a plant for the recovery of hydrogen chloride by combustion of gaseous and liquid by-products of the production of 1,2-dichloroethane and vinyl chloride with subsequent absorption of the hydrogen chloride formed during combustion.

Der durch thermische Spaltung des 1,2-Dichlorethans gewonnene Chlorwasserstoff kann in die Oxichlorierungsanlage zurückgeführt und dort mit Ethen und Sauerstoff erneut zu 1,2-Dichlorethan umgesetzt werden. The hydrogen chloride obtained by thermal cracking of 1,2-dichloroethane can be recycled to the oxychlorination plant and reacted there with ethene and oxygen to form 1,2-dichloroethane again.

Bei dem in der DE 102 52 891 Al beschriebenen Verfahren zur Spaltung von 1,2-Dichlorethan in Vinylchlorid und Chlorwasserstoff wird ein Katalysator verwendet, der es erlaubt, die Betriebstemperatur bei der endothermen Spaltung zu senken. Jedoch wird auch bei diesem Verfahren der Rohrreaktor mit einem Primärenergieträger wie Öl oder Gas befeuert, wobei der Ofen in eine Strahlungszone und eine Konvektionszone aufgeteilt ist. In der Strahlungszone wird die für die Pyrolyse erforderliche Wärme vor allem durch Strahlung der brennerbeheizten Ofenwände auf das Reaktionsrohr übertragen. In der Konvektionszone wird der Energieinhalt der heißen, aus der Strahlungszone austretenden Rauchgase durch konvektive Wärmeübertragung genutzt, wodurch das 1,2-Dichlorethan als Edukt der Pyrolysereaktion vorgewärmt, verdampft oder überhitzt werden kann. The process described in DE 102 52 891 Al for the cracking of 1,2-dichloroethane into vinyl chloride and hydrogen chloride uses a catalyst that allows the operating temperature during endothermic cracking to be lowered. However, in this process, too, the tubular reactor is fired with a primary energy carrier such as oil or gas, with the furnace being divided into a radiation zone and a convection zone. In the radiation zone, the heat required for pyrolysis is transferred to the reaction tube primarily by radiation from the burner-heated furnace walls. In the convection zone, the energy content of the hot flue gases exiting the radiation zone is utilized by convective heat transfer, which allows the 1,2-dichloroethane, as the reactant of the pyrolysis reaction, to be preheated, vaporized, or superheated.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Maßnahmen zur Energieeinsparung bzw. Wärmerückgewinnung in Anlagen zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan bekannt. Solche Maßnahmen führen zu einer deutlichen Senkung der Betriebskosten und tragen damit ganz wesentlich zur Wirtschaftlichkeit der Anlage sowie zur Verringerung des CO2-Ausstoßes der Anlage bei. Dies sind beispielsweise Maßnahmen, welche die Reaktionswärme der exothermen Reaktionsschritte nutzen, um Wärmesenken im Prozess zu beheizen. In der WO 2014/108159 Al werden verschiedene bekannte Maßnahmen zur Wärmerückgewinnung in Anlagen zur Herstellung von Vinylchlorid aufgezählt und dabei die entsprechenden Literaturstellen genannt. In der EP 0002 021 Al wird ein Verfahren zur katalytischen Dehydrohalogenierung von 1,2-Dichlorethan zu Vinylchlorid beschrieben, bei dem man zeolithi- sche Katalysatoren verwendet, die mit einer Lewis-Säure behandelt wurden. Bei Verwendung derartiger Katalysatoren gelingt es, die Reaktion bei erhöhtem Druck und Temperaturen im Bereich von 200 °C bis 400 °C und somit erheblich niedrigeren Temperaturen als bei der herkömmlichen Pyrolyse von 1,2-Dichlo- rethan durchzuführen. Various energy-saving and heat recovery measures for 1,2-dichloroethane production plants are known from the state of the art. Such measures lead to a significant reduction in operating costs and thus contribute substantially to the plant's economic efficiency and its CO2 emissions. These include, for example, measures that utilize the heat of reaction from exothermic reaction steps to heat heat sinks within the process. WO 2014/108159 Al lists various known heat recovery measures for vinyl chloride production plants and cites the relevant literature. EP 0002 021 Al describes a process for the catalytic dehydrohalogenation of 1,2-dichloroethane to vinyl chloride, using zeolitic catalysts treated with a Lewis acid. Using such catalysts, the reaction can be carried out at elevated pressure and temperatures in the range of 200 °C to 400 °C, and thus at considerably lower temperatures than in the conventional pyrolysis of 1,2-dichloroethane.

Die US 10,239,803 beschreibt ein Verfahren unter Verwendung eines katalytischen Systems, das katalytische Komponenten sowohl zur Dehydrochlorierung von 1,2-Dichlorethan als auch zur Hydrochlorierung von Acetylen, einer Vorläufersubstanz für den bei der thermischen Spaltung als Nebenprodukt entstehenden Koks, enthält. Dabei wird das Acetylen mittels des im Reaktionssystem als Spaltprodukt des 1,2-Dichlorethans vorhandenen Chlorwasserstoffs zu Vinylchlorid hydrochloriert und damit die Koksbildung unterdrückt. US Patent 10,239,803 describes a process using a catalytic system containing catalytic components for both the dehydrochlorination of 1,2-dichloroethane and the hydrochlorination of acetylene, a precursor to coke produced as a byproduct of thermal cracking. In this process, the acetylene is hydrochlorinated to vinyl chloride by means of the hydrogen chloride present in the reaction system as a cracking product of 1,2-dichloroethane, thereby suppressing coke formation.

Ebenso wie beispielsweise die oben erwähnten, in der WO 2014/108159A1 beschriebenen Maßnahmen stellt auch die thermisch-katalytische Spaltung von 1,2-Dichlorethan eine Wärmerückgewinnungs-bzw. Energiesparmaßnahme dar. Ein Grund hierfür ist, dass bei katalytischen Verfahren die Reaktionswärme bei deutlich niedrigeren Reaktionstemperaturen zugeführt werden kann als beim rein thermischen Verfahren und damit deutlich weniger Energie erforderlich ist, um das 1,2-Dichlorethan bis zur Reaktionstemperatur aufzuheizen. Ein weiterer Vorteil eines katalytischen Verfahrens ist, dass der Bereich der Reaktionstemperatur der Beheizung mit handelsüblichen Wärmeübertragungsmedien, hier vor Allem Wärmeträgerfluiden, insbesondere mineralischen oder synthetischen Wärmeträgerölen, zugänglich ist. Like the measures described in WO 2014/108159A1 mentioned above, the thermal-catalytic cracking of 1,2-dichloroethane also represents a heat recovery and energy-saving measure. One reason for this is that in catalytic processes, the heat of reaction can be supplied at significantly lower reaction temperatures than in purely thermal processes, thus requiring considerably less energy to heat the 1,2-dichloroethane to the reaction temperature. A further advantage of a catalytic process is that the reaction temperature range is accessible to heating with commercially available heat transfer media, primarily heat transfer fluids, especially mineral or synthetic heat transfer oils.

Die Beheizung mit Wärmeträgerfluiden erlaubt die Nutzung von Wärmequellen innerhalb des Prozesses der Herstellung von 1,2-Dichlorethan. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der DE 10 2019 206 154 Al beschrieben. Hier wird die Nutzung der Abwärme einer Anlage zur Verbrennung gasförmiger und flüssiger Nebenprodukte der Herstellung von 1,2-Dichlorethan bzw. Vinylchlorid zum Erwärmen eines Wärmeträgerfluids genutzt, wobei das so erwärmte Wärmeträgerfluid zur Beheizung einer katalytisch-thermischen 1,2-Dichlorethan- Spaltung verwendet wird. Heating with heat transfer fluids allows the use of heat sources within the 1,2-dichloroethane production process. Such a process is described, for example, in DE 10 2019 206 154 A1. This patent describes the use of waste heat from a plant for the combustion of gaseous and liquid byproducts from the production of 1,2-dichloroethane and vinyl chloride, respectively. used to heat a heat transfer fluid, wherein the heated heat transfer fluid is used to heat a catalytic-thermal 1,2-dichloroethane cracking process.

Ebenso erlaubt die Verwendung eines Wärmeträgerfluids eine Mischbeheizung desselben. So kann ein Teil der Energie für die Erwärmung des Wärmeträgerfluids zumindest teilweise durch Beheizung mit nachhaltig erzeugtem elektrischem Strom und der verbleibende Teil durch Verbrennung eines Brennstoffs zugeführt werden. Diese, in der WO 2020/221638 Al beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine große Flexibilität bei der Beheizung einer katalytischen 1,2-Dichlorethan-Spaltung und insbesondere die Nutzung nachhaltig erzeugter elektrischer Energie, wenn diese in ausreichender Menge bzw. im Überschuss zur Verfügung steht. Similarly, the use of a heat transfer fluid allows for mixed heating. Thus, part of the energy required to heat the heat transfer fluid can be supplied, at least partially, by heating with sustainably generated electricity, and the remaining part by burning a fuel. This approach, described in WO 2020/221638 Al, enables great flexibility in heating a catalytic 1,2-dichloroethane hydrolysis process and, in particular, the use of sustainably generated electricity when it is available in sufficient quantity or surplus.

Schließlich offenbart die DE 10 2022 208 894.8 die Verwendung eines Wärmeträgerfluids zur Beheizung einer katalytischen 1,2-Dichlorethanspaltung, wobei das Wärmeträgerfluid zuvor zumindest teilweise durch Verbrennung von Wasserstoff oder eines Ammoniak -Wasserstoffgemisches erhitzt wurde. Bei Verwendung von mittels nachhaltiger Energiequellen erzeugtem Wasserstoff bzw. Ammoniak trägt auch diese Verfahrensweise zur einer deutlichen Reduktion der CO2-Emissionen des Prozesses zur Herstellung von Vinylchlorid bei. Finally, DE 10 2022 208 894.8 discloses the use of a heat transfer fluid for heating a catalytic 1,2-dichloroethane cracking reaction, wherein the heat transfer fluid was previously heated, at least partially, by the combustion of hydrogen or an ammonia-hydrogen mixture. When using hydrogen or ammonia produced from sustainable energy sources, this method also contributes to a significant reduction in CO2 emissions from the vinyl chloride production process.

Obwohl in der Literatur verschiedene Katalysatorsysteme und die oben beschriebenen Maßnahmen zur Energieeinsparung beschrieben wurden, besteht Bedarf an einem kommerziell anwendbaren Verfahren zur thermisch-katalytischen Spaltung von 1,2-Dichlorethan. Although various catalyst systems and the energy-saving measures described above have been described in the literature, there is a need for a commercially applicable process for the thermal-catalytic cleavage of 1,2-dichloroethane.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein solches Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch thermische Spaltung von 1,2-Dichlo- rethan sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens zur Verfügung zu stellen, bei dem eine Verringerung der Betriebskosten sowie eine deutliche Reduktion der CO2-Emissionen erreicht wird. The object of the present invention is to provide such a process for the production of vinyl chloride by thermal cracking of 1,2-dichloroethane and a corresponding apparatus for carrying out such a process, in which a reduction in operating costs and a significant reduction in CO2 emissions are achieved.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei die abhängigen Patentansprüche vorteilhafte Weiterbildungen darstellen. Die Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zur katalytischen Dehydrochlorierung von chlorierten Alkanen, umfassend mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor, der ausgelegt ist, mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeübertragermediums oder durch direkte elektrische Beheizung mit thermischer Energie versorgt zu werden, wobei der katalytische Dehydrochlorierungsreaktor mindestens eine Zuführung für gasförmiges chloriertes Alkan und mindestens eine Abführung für ein durch im mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor durchgeführte Dehydrochlorierung des chlorierten Alkans erhaltenes Produktgemisch aufweist, dem mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor vorgeschaltet mindestens einen Verdampfer, der mit dem mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor über eine Zuleitung in fluidischer Kommunikation steht und ausgelegt ist, flüssiges chloriertes Alkan zu verdampfen, wobei dem mindestens einen Verdampfer flüssiges chloriertes Alkan über eine Zuleitung zugeführt wird, sowie dem mindestens ein Verdampfer vorgeschaltet mindestens einen Wärmeübertrager, mittels dem thermische Energie in das in der Zuleitung geführte flüssige chlorierte Alkan eingebracht werden kann, This problem is solved by the features of claim 1, wherein the dependent claims represent advantageous developments. The invention thus relates to a device for the catalytic dehydrochlorination of chlorinated alkanes, comprising at least one catalytic dehydrochlorination reactor designed to be supplied with thermal energy by means of a liquid or vaporous heat exchanger medium or by direct electrical heating, wherein the catalytic dehydrochlorination reactor has at least one inlet for gaseous chlorinated alkane and at least one outlet for a product mixture obtained by dehydrochlorination of the chlorinated alkane carried out in the at least one catalytic dehydrochlorination reactor, at least one evaporator is connected upstream of the at least one catalytic dehydrochlorination reactor, the evaporator being in fluidic communication with the at least one catalytic dehydrochlorination reactor via a supply line and being designed to evaporate liquid chlorinated alkane, wherein liquid chlorinated alkane is supplied to the at least one evaporator via a supply line, and at least one heat exchanger is connected upstream of the at least one evaporator, by means of which thermal energy is transferred into the product mixture obtained by means of the catalytic dehydrochlorination reactor. Liquid chlorinated alkane can be introduced via a feed line.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein zweiter Wärmeübertrager in thermischer Wechselwirkung mit dem durch die mindestens eine Abführung aus dem mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor abgeführten Produktgemisch steht und dazu ausgebildet ist, aus dem Produktgemisch thermische Energie abzuführen und dem in der Zuleitung geführten flüssigen chlorierten Alkan zuzuführen, wobei der zweite Wärmeübertrager an einer Stelle der Zuleitung angeordnet ist, die dem mindestens einen Verdampfer vorgeschaltet ist. According to the present invention, a second heat exchanger is provided to thermally interact with the product mixture discharged through the at least one outlet from the at least one catalytic dehydrochlorination reactor and is designed to remove thermal energy from the product mixture and supply it to the liquid chlorinated alkane carried in the feed line, wherein the second heat exchanger is arranged at a point in the feed line that is upstream of the at least one evaporator.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit eine effiziente Ausnutzung der thermischen Energie der Produktströme durch Vorwärmen des in den katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor eintretenden Eduktstromes. Die möglichen Katalysatoren, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung eingestzt werden können, sind aus dem Stand derTechnik bekannt, wie z.B. in der US 10,239,803 beschrieben. The present invention thus enables efficient utilization of the thermal energy of the product streams by preheating the reactant stream entering the catalytic dehydrochlorination reactor. The possible catalysts used for the purposes of the present invention are... These possibilities are known from the prior art, as described, for example, in US 10,239,803.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieh vor, dass die Zuleitung zusätzlich zum oben erwähnten Wärmeübertrager über mindestens einen weiteren Wärmeübertrager und somit mindestens zwei Wärmeübertrager verfügt, der ausgelegt ist, dem in der Zuleitung geführten flüssigen chlorierten Alkan mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeübertragermediums oder durch direkte elektrische Beheizung thermische Energie zuzuführen, insbesondere über einen ersten und einen zweiten Wärmeübertrager. An advantageous further development provides that the supply line, in addition to the heat exchanger mentioned above, has at least one further heat exchanger and thus at least two heat exchangers, which are designed to supply thermal energy to the liquid chlorinated alkane carried in the supply line by means of a liquid or vaporous heat exchange medium or by direct electrical heating, in particular via a first and a second heat exchanger.

Eine weitere vorteilhafte Vorrichtung bei der zuvor genannten Ausführungsform ist, dass der erste Wärmeübertrager im Bedarfsfall mittels einer Bypassleitung umgangen werden kann, insbesondere wenn der aufgegebene Strom eines chlorierten Alkans bereits erwärmt aufgegeben wird. Another advantageous feature of the aforementioned embodiment is that the first heat exchanger can be bypassed if necessary, particularly if the supplied stream of a chlorinated alkane is already heated before being supplied.

Auch im Reaktor wird die Wärme vorzugsweise über ein flüssiges oder kondensierendes Wärmeträgermedium zugeführt. Die rein elektrische Beheizung ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung. In the reactor, heat is preferably supplied via a liquid or condensing heat transfer medium. Purely electric heating is another advantageous embodiment.

Vorzugsweise wird der mindestens eine Dehydrochlorierungsreaktor jeweils als vertikaler Rohrbündelreaktor, der eine in den Rohren angeordnete Katalysatorschüttung umfasst, ausgeführt ist, wobei an den Außenseiten der Rohre elektrische Heizelemente angebracht sind. Diese Heizelemente können z.B. als induktive oder resistive elektrische Heizelemente ausgeführt sein und/oder das Rohrbündel so ausgeführt ist, dass die Reaktorrohre von elektrischem Strom durchflossen und durch den eigenen Ohm'schen Widerstand beheizt werden können. Preferably, the at least one dehydrochlorination reactor is designed as a vertical tube bundle reactor comprising a catalyst bed arranged in the tubes, with electrical heating elements attached to the outside of the tubes. These heating elements can be, for example, inductive or resistive electrical heating elements and/or the tube bundle can be designed such that the reactor tubes can be heated by an electric current flowing through them due to their own ohmic resistance.

Insbesondere ist vorgesehen, dass mehrere Dehydrochlorierungsreaktoren umfasst sind, die parallel zueinander oder im Wechselbetrieb betrieben werden können. Dies ermöglicht z.B. den Katalysatorwechsel des gerade nicht im Betrieb befindlichen Dehydrochlorierungsreaktors und den Weiterbetrieb der gesamten Anlage, die somit quasikontinuierlich betrieben werden kann. Vorteilhaft ist weiter, wenn der mindestens eine Verdampfer über eine erste Phasentrennzone verfügt, in der eine Trennung von flüssigem und gasförmigem chloriertem Alkan erfolgt sowie über eine bodenseitigen Abführung, über die flüssiges chloriertes Alkan aus der Phasentrennzone abgeführt werden kann, sowie einen vierten Wärmeübertrager, der ausgelegt ist, dem der Abführung der Phasentrennzone entnommenen flüssigen chlorierten Alkan mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeübertragermediums oder durch direkte elektrische Beheizung thermische Energie zuzuführen und eine Rückführung des chlorierten Alkans in die Phasentrennzone. In particular, the system is designed to include several dehydrochlorination reactors that can be operated in parallel or alternately. This allows, for example, the catalyst to be changed in the dehydrochlorination reactor that is not currently in operation, while the entire plant continues to operate, thus enabling quasi-continuous operation. It is further advantageous if the at least one evaporator has a first phase separation zone in which a separation of liquid and gaseous chlorinated alkane takes place, as well as a bottom-side discharge through which liquid chlorinated alkane can be discharged from the phase separation zone, and a fourth heat exchanger designed to supply thermal energy to the liquid chlorinated alkane taken from the discharge of the phase separation zone by means of a liquid or vaporous heat exchanger medium or by direct electrical heating, and a return of the chlorinated alkane to the phase separation zone.

Insbesondere verfügt die Abführung über eine Austragsleitung, um die Anreicherung hochsiedender Komponenten im Verdampfer zu verhindern. In particular, the exhaust system has a discharge line to prevent the accumulation of high-boiling components in the evaporator.

Bevorzugt ist ferner, dass zwischen dem mindestens einen Verdampfer und dem mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktor ein fünfter Wärmeübertrager angeordnet ist, der ausgelegt ist, dem dem Verdampfer entnommenen gasförmigen chlorierten Alkan mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeübertragermediums oder durch direkte elektrische Beheizung thermische Energie zuzuführen und eine Brüdenleitung zur Weiterführung des gasförmigen chlorierten Alkans in den Dehydrochlorierungsreaktor. It is further preferred that a fifth heat exchanger is arranged between the at least one evaporator and the at least one dehydrochlorination reactor, which is designed to supply thermal energy to the gaseous chlorinated alkane taken from the evaporator by means of a liquid or vaporous heat exchanger medium or by direct electrical heating and to provide a vapor line for conveying the gaseous chlorinated alkane into the dehydrochlorination reactor.

Ebenso kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Dehydrochlorierungsreaktor mindestens eine Zuführung für Gase, insbesondere Wasserstoff und/oder Inertgas und mindestens eine Abgasleitung) verfügt. It may also be provided that the at least one dehydrochlorination reactor has at least one gas supply, in particular hydrogen and/or inert gas and at least one exhaust gas line.

Zum Beispiel kann dem mindestens einen zweiten Wärmeübertrager mindestens eine zweite Phasentrennzone nachgeschaltet sein, die über eine Leitung mit dem mindestens einen zweiten Wärmeübertrager in fluidischer Kommunikation steht, in die das aus dem mindestens einen zweiten Wärmeübertrager abgeführte und abgekühlte Produktgemisch aufgegeben wird, wobei die mindestens eine zweite Phasentrennzone dazu ausgebildet ist, das aufgegebene Produktgemisch in eine flüssige und gasförmige Phase aufzutrennen und eine erste kopfseitige Abführung für gasförmige Produkte und eine erste bodenseitigen Abführung für flüssige Produkte aufweist. Mögliche Ausgestaltungsformen der mindestens einen zweiten Phasentrennzone sind dabei die Ausbildung For example, at least one second heat exchanger can be followed by at least one second phase separation zone, which is in fluidic communication with the at least one second heat exchanger via a line, into which the product mixture discharged and cooled from the at least one second heat exchanger is fed, wherein the at least one second phase separation zone is designed to separate the fed product mixture into a liquid and gaseous phase and has a first top-side discharge for gaseous products and a first bottom-side discharge for liquid products. Possible design forms of the at least one second phase separation zone include the formation

• als Phasentrennbehälter, • as a phase separation tank,

• im Inneren ein nach unten offenes Einleitrohr aufweist, das insbesondere im Betrieb der Vorrichtung in einer flüssigen Phase im Inneren der ersten Phasentrennzone (20) abgetaucht ist, • has an inlet tube open to the downwards inside, which is immersed in a liquid phase inside the first phase separation zone (20) particularly during operation of the device,

• eine Absetzzone für eventuell anfallenden Katalysatorabrieb oder Kokspartikel aufweist, • has a settling zone for any catalyst abrasion or coke particles that may accumulate,

• einen konischen Boden aufweist, • has a conical bottom,

• eine Inertgaszuführung, eine Abgasleitung und einen Heizmantel aufweist, • has an inert gas supply, an exhaust pipe and a heating jacket,

• mit Sprühdüsen und/oder Kolonnenböden ausgerüstet ist, die mit Flüssigkeit beaufschlagt werden können und/oder • is equipped with spray nozzles and/or column trays that can be supplied with liquid and/or

• ein Flüssigkeitsablauf über einem Flüssigkeitseinlauf angeordnet ist. • a liquid drain is arranged above a liquid inlet.

Bei den zuvorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeiten sind beliebige Kombinationen möglich. Any combination of the aforementioned design options is possible.

Vorzugsweise weist die erste bodenseitige Abführung eine Entspannungsvorrichtung, insbesondere ein Entspannungsventil auf. Preferably, the first bottom-side outlet has a pressure relief device, in particular a pressure relief valve.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die erste bodenseitige Abführung in einer Destillationszone mündet, in der eine Auftrennung der flüssigen Produkte in einen gasförmigen Kopfstrom und einen flüssigen Sumpfstrom erfolgt. It is also advantageous if the first bottom-side discharge leads into a distillation zone where the liquid products are separated into a gaseous overhead stream and a liquid bottom stream.

Die Destillationszone weist vorzugsweise eine Beheizung auf, durch die ein Teilstrom des Sumpfstroms beheizt und in die Destillationszone rückgeführt wird. The distillation zone preferably has a heating system by which a partial flow of the bottoms stream is heated and returned to the distillation zone.

Auch ist es von Vorteil, wenn der flüssige Sumpfstrom mittels einer Sumpfpumpe abgeführt wird. Dieser Produktstrom kann beispielsweise in eine Vakuumkolonne einer Anlage zur destillativen Aufreinigung von 1,2-Dichlorethan eingespeist werden, in der 1,2-Dichlorethan rückgewonnen werden kann. Der Destillationszone kann mindestens eine dritte Phasentrennzone vorgeschaltet sein, in der die Abführung mündet, wobei die mindestens eine dritte Phasentrennzone dazu ausgebildet ist, das aufgegebene Produktgemisch in eine flüssige und gasförmige Phase aufzutrennen und eine dritte kopfseitige Abführung für gasförmige Produkte und eine dritte bodenseitige Abführung für flüssige Produkte aufweist, wobei die dritte bodenseitige Abführung und die dritte kopfseitige Abführung in die Destillationszone geführt sind. Insbesondere werden dabei die mit der dritten kopfseitigen Abführung bzw. mit der dritten bodenseitigen Abführung geführte Produktströme an jeweils anderen vertikalen Positionen in die Destillationszone (z.B. auf unterschiedliche Böden) gegeben, wodurch die stoffliche Auftrennung weiter begünstigt werden kann. Die beiden Produktströme der dritten kopfseitigen Abführung bzw. mit der dritten bodenseitigen Abführung haben unterschiedliche Siedepunkte und können daher auf verschieden Böden der Destillationszone aufgegeben werden. It is also advantageous to remove the liquid bottom stream using a bottom pump. This product stream can, for example, be fed into a vacuum column of a plant for the distillative purification of 1,2-dichloroethane, where the 1,2-dichloroethane can be recovered. The distillation zone can be preceded by at least one third phase separation zone into which the discharge leads. This third phase separation zone is designed to separate the product mixture into liquid and gaseous phases and has a third top-side discharge for gaseous products and a third bottom-side discharge for liquid products. Both the bottom-side and top-side discharges lead into the distillation zone. Specifically, the product streams from the top-side and bottom-side discharges are introduced into the distillation zone at different vertical positions (e.g., onto different trays), which further enhances the separation of the components. The two product streams from the top-side and bottom-side discharges have different boiling points and can therefore be introduced onto different trays in the distillation zone.

Bevorzugt ist dabei die mindestens eine dritte Phasentrennzone wie die zweite Phasentrennzone ausgestaltet. Preferably, at least one third phase separation zone is designed in the same way as the second phase separation zone.

Der Kopfstrom kann einem Kondensator zugeführt werden, der dazu ausgelegt ist, im Kopfstrom enthaltene gasförmige Produkte zu kondensieren. Hierbei ist dem Kondensator (29) ein Sammelbehälter (30) nachgeschaltet ist, wobei der Sammelbehälter (30) eine kopfseitige Abgasleitung(32), über die nicht kondensierbare Bestandteile einer thermischen Verwertung zugeführt werden können und einen bodenseitigen Sammelbehälter-Ablauf verfügt, wobei der Ablauf in zwei Ströme geteilt wird, wobei ein Teilstrom in die Destillationszone (24) zurückgeführt wird und der weitere Teilstrom als Einsatzstrom zu einer HCI-Ko- lonne, die dazu ausgelegt ist, Chlorwasserstoff aus einem Reaktionsgemisch einer Spaltung eines chlorierten Alkans abzuspalten, zugeführt wird. The overhead stream can be fed to a condenser designed to condense gaseous products contained in the overhead stream. A collection vessel (30) is connected downstream of the condenser (29). The collection vessel (30) has an exhaust line (32) at the top, through which non-condensable components can be fed for thermal utilization, and a bottom outlet. The outlet is divided into two streams, one of which is returned to the distillation zone (24), and the other of which is fed as feed stream to an HCI column designed to remove hydrogen chloride from a reaction mixture during the cracking of a chlorinated alkane.

Vorzugsweise ist hierbei im Ablauf eine Pumpe angeordnet. Preferably, a pump is arranged in the process flow.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass die erste kopfseitige Abführung mindestens einem weiteren Wärmeübertrager, der dazu ausgelegt ist, dem über die Abführung zugeführten Produktstrom thermische Energie zu entziehen, gefolgt von mindestens einer vierten Phasentrennzone, wobei die mindestens eine vierte Phasentrennzone dazu ausgebildet ist, das aufgegebene Produktgemisch in eine flüssige und gasförmige Phase aufzutrennen und eine dritte kopfseitige Abführung für gasförmige Produkte und eine zweiten bodenseitige Abführung für flüssige Produkte aufweist, die jeweils einer HCI-Kolonne, die dazu ausgelegt ist, Chlorwasserstoff aus einem Reaktionsgemisch einer Spaltung eines chlorierten Alkans abzuspalten, zugeführt werden. In the device according to the invention, it can further be provided that the first head-side discharge leads to at least one further heat exchanger, which is designed to transfer the product stream supplied via the discharge. to extract thermal energy, followed by at least one fourth phase separation zone, wherein the at least one fourth phase separation zone is configured to separate the fed product mixture into a liquid and gaseous phase and has a third top-side discharge for gaseous products and a second bottom-side discharge for liquid products, each of which is fed to an HCI column designed to remove hydrogen chloride from a reaction mixture of a cracking of a chlorinated alkane.

Bevorzugt ist der mindestens eine dritten Wärmeübertrager dazu ausgelegt, einem Produktstrom, der als Kopfstrom einer HCI-Kolonne, die dazu ausgelegt ist, Chlorwasserstoff aus einem Reaktionsgemisch einer Spaltung eines chlorierten Alkans abzuspalten, thermische Energie zuzuführen, die dem Produktstrom in der Abführung entnommen wurde, und wobei nachfolgend der Produktstrom als vorgewärmter Einsatzstrom einer Oxichlorierungsanlage zugeleitet wird. Preferably, the at least one third heat exchanger is designed to supply thermal energy, extracted from the product stream in the discharge, to a product stream that is the overhead stream of an HCI column designed to remove hydrogen chloride from a reaction mixture of a cracking of a chlorinated alkane, and wherein the product stream is subsequently fed as a preheated feed stream to an oxychlorination plant.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in der Zuleitung eine Pumpe zur Zuführung von chloriertem Alkan in den mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktor angeordnet ist. For example, it may be provided that a pump for supplying chlorinated alkane to the at least one dehydrochlorination reactor is arranged in the supply line.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung modular aufgebaut ist. Hierunter ist zu verstehen, dass verschiedene Bestandteile der Vorrichtung, wie beispielsweise der Dehydrochlorierungsreaktor, die verschiedenen Wärmeübertrager oder Phasentrennungszonen in spezifischen Kompartimenten angeordnet sein können, die eine flexiblen Austausch der jeweiligen Vorrichtungsbestandteile ermöglichen. Ebenso kann vorgesehen, sein, dass leere Kompartimente oder Module vorgesehen sind, in die Bestandteile der Vorrichtung aufgenommen werden können, indem diese aus der Vorrichtung ausgebaut und auf geeigneten Vorrichtungen wie z.B. Gleise oder Schienen in die leeren Kompartimente oder Module verschoben werden. Insbesondere kann der modulare Aufbau dergestalt sein, dass ein erstes Modul den mindestens einen Verdampfer umfassen kann, ein zweites Modul den mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktor und den zweiten Wärmeübertrager umfassen kann, ein drittes Modul, das eine Aufnahmemöglichkeit für den im zweiten Modul angeordneten mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktor aufweisen kann, das zweite Modul und das dritte Modul benachbart angeordnet sein können und der mindestens eine Dehydrochlorierungsreaktor reversibel vom zweiten Modul in das dritte Modul geführt werden kann. According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the device has a modular design. This means that various components of the device, such as the dehydrochlorination reactor, the various heat exchangers, or phase separation zones, can be arranged in specific compartments, allowing for flexible exchange of the respective device components. It can also be provided that empty compartments or modules are included into which components of the device can be received by removing them from the device and moving them into the empty compartments or modules on suitable devices such as tracks or rails. In particular, the modular design can be such that a first module can comprise the at least one evaporator, a second module the at least one dehydrochlorination reactor, and the a second heat exchanger may be included, a third module which may have a receiving option for the at least one dehydrochlorination reactor arranged in the second module, the second module and the third module may be arranged adjacent to each other and the at least one dehydrochlorination reactor may be reversibly led from the second module to the third module.

Hierbei ist es insbesondere möglich, dass das zweite Modul und das dritte Modul mindestens eine Vorrichtung zum Verschieben des mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktors, insbesondere ein fahrbares Gestell oder Gleise aufweisen. In particular, it is possible that the second module and the third module have at least one device for moving the at least one dehydrochlorination reactor, in particular a mobile frame or tracks.

Besonders bevorzugt ist ein weiteres Modul umfasst, in dem mindestens ein weiterer Dehydrochlorierungsreaktor bevorratet ist, der bei Entfernen des mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktors aus dem zweiten Modul anstelle dieses mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktors in das zweite Modul eingesetzt werden kann. Particularly preferred is a further module comprising at least one further dehydrochlorination reactor which, when the at least one dehydrochlorination reactor is removed from the second module, can be inserted into the second module in place of this at least one dehydrochlorination reactor.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Zuordnung von Apparate zu bestimmten Modulen beschränkt. The invention is not limited to the above-described assignment of apparatus to specific modules.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des nicht limitierend zu verstehenden Beispiels einer Vorrichtung und einer Verfahrensführung zur zur thermisch-katalytischen Ethylendichlorid (EDC)-Spaltung dargestellt. Eine beispielhafte Ausgestaltung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in den Figuren dargestellt The present invention is described below using the non-limiting example of a device and a process for the thermal-catalytic ethylene dichloride (EDC) cleavage. An exemplary embodiment of a device according to the invention is shown in the figures.

Das Verfahren besteht in diesem Beispiel aus den Teilschritten: In this example, the process consists of the following steps:

- (Optional) Vorwärmung flüssigen 1,2-Dichlorethans mittels eines Wärmeübertragers, der durch Wasserdampf oder ein flüssiges oder dampfförmiges Wärmeträgermedium oder direkt elektrisch beheizt wird.- (Optional) Preheating of liquid 1,2-dichloroethane by means of a heat exchanger heated by steam or a liquid or vaporous heat transfer medium or directly by electricity.

- Weitere Vorwärmung des flüssigen 1,2-Dichlorethans mittels eines Wärmeübertragers im Gegenstrom mit dem Reaktionsgemisch vom Austritt des katalytischen 1,2-Dichlorethan-Spaltungsreaktors - Further preheating of the liquid 1,2-dichloroethane by means of a heat exchanger in countercurrent flow with the reaction mixture from Outlet of the catalytic 1,2-dichloroethane fission reactor

- Verdampfung des flüssigen 1,2-Dichlorethans mittels einer Verdampfungsvorrichtung, wobei die Verdampfungswärme durch ein flüssiges cider dampfförmiges Wärmeübertragungsfluid oder durch direkte elektrische Beheizung zugeführt wird - Evaporation of liquid 1,2-dichloroethane by means of an evaporation device, wherein the heat of vaporization is supplied by a liquid cider, vaporous heat transfer fluid, or by direct electrical heating.

- Optional Überhitzung des verdampften 1,2-Dichlorethans mittels eines Wärmeübertragers, wobei die Wärme zur Überhitzung durch ein flüssiges oder dampfförmiges Wärmeübertragungsfluid oder durch direkte elektrische Beheizung zugeführt wird - Optional superheating of the vaporized 1,2-dichloroethane by means of a heat exchanger, wherein the heat for superheating is supplied by a liquid or vaporous heat transfer fluid or by direct electrical heating.

- Katalytische Dehydrochlorierung des 1,2-Dichlorethans zu Vinylchlorid und Chlorwasserstoff, wobei die Reaktionswärme durch ein flüssiges cider dampfförmiges Wärmeübertragungsfluid oder durch direkte elektrische Beheizung zugeführt wird. - Catalytic dehydrochlorination of 1,2-dichloroethane to vinyl chloride and hydrogen chloride, wherein the heat of reaction is supplied by a liquid cider, vaporous heat transfer fluid, or by direct electrical heating.

- Abkühlung des Reaktionsgemisches im Gegenstrom mit flüssigem 1,2- Dichlorethan unter Partialkondensation - Cooling of the reaction mixture in countercurrent flow with liquid 1,2-dichloroethane via partial condensation

- Auftrennung des Reaktionsgemisches in eine gasförmige und eine flüssige Phase mittels einer Phasentrennvorrichtung - Separation of the reaction mixture into a gaseous and a liquid phase using a phase separation device

- Destillative Auftrennung der resultierenden Flüssigphase in ein Kopfprodukt und ein Sumpfprodukt, wobei das Kopfprodukt als Einsatzstrom einer HCI-Kolonne zugeführt wird und das Sumpfprodukt als Einsatzstrom einer Vakuumkolonne zugeführt wird. - Distillative separation of the resulting liquid phase into an overhead product and a bottoms product, wherein the overhead product is fed as feed stream to an HCI column and the bottoms product is fed as feed stream to a vacuum column.

- Optional Abkühlung des gasförmigen Anteils aus der Phasentrennvorrichtung unter Vorwärmung eines Chlorwasserstoff-Stromes, der als Einsatzstrom einer Oxichlorierungsanlage zugeführt wird, wobei ein Teil des gasförmigen Anteils aus der Phasentrennvorrichtung kondensiert.- Optional cooling of the gaseous fraction from the phase separation device by preheating a hydrogen chloride stream, which is supplied as input stream to an oxychlorination plant, whereby part of the gaseous fraction from the phase separation device condenses.

- Optional weitere Abkühlung des gasförmigen Anteils aus der Phasentrennvorrichtung mittels eines Luftkühlers, wobei ein weiterer Teil des gasförmigen Anteils aus der Phasentrennvorrichtung kondensiert.- Optionally, further cooling of the gaseous fraction from the phase separation device by means of an air cooler, whereby a further part of the gaseous fraction from the phase separation device condenses.

- Abkühlung des gasförmigen Anteils aus der Phasentrennvorrichtung mittels eines Wärmeübertragers unter Verwendung von Kühlwasser, wobei ein weiterer Teil des gasförmigen Anteils aus der Phasentrennvorrichtung kondensiert. - Optional Auftrennung des resultierenden, zweiphasigen Stromes mit einer zweiten Phasentrennvorrichtung in einen gasförmigen und einen flüssigen Strom mittels einer Phasentrennvorrichtung - Cooling of the gaseous fraction from the phase separation device by means of a heat exchanger using cooling water, whereby a further part of the gaseous fraction from the phase separation device condenses. - Optionally, the resulting two-phase current can be separated into a gaseous and a liquid current using a second phase separation device.

- Zuführung des gasförmigen und des flüssigen Anteils des resultierenden, zweiphasigen Stromes als Einsatzströme zu einer HCI-Kolonne. - Feeding the gaseous and liquid components of the resulting two-phase stream as feed streams to an HCI column.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bestehend aus: The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention, consisting of:

- Optional einem ersten, mittels Wasserdampfs oder einem flüssigen cider dampfförmigem Wärmeübertragungsfluid oder direkt elektrischbeheizten Wärmeübertrager zur Vorwärmung von flüssigen 1,2-Dichlo- rethan - Optionally, a first heat exchanger heated by steam or a liquid cider vaporous heat transfer fluid or directly electrically heated for preheating liquid 1,2-dichloroethane

- Einem zweiten Wärmeübertrager zur weiteren Vorwärmung von flüssigem 1,2-Dichlorethan mittels fühlbarer und/oder latenter Wärme des Austrittsstroms eines katalytischen Reaktors zur Dehydrochlorierung von 1,2-Dichlorethan. - A second heat exchanger for further preheating of liquid 1,2-dichloroethane using sensible and/or latent heat from the outlet stream of a catalytic reactor for the dehydrochlorination of 1,2-dichloroethane.

- Eine Verdampfungsvorrichtung zur Verdampfung von flüssigem 1,2- Dichlorethan mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeträgermediums oder mittels direkter elektrischer Beheizung wobei diese Vorrichtung vorzugsweise aus einem Wärmeübertrager und einem Phasentrennbehälter besteht - An evaporation device for evaporating liquid 1,2-dichloroethane using a liquid or vaporous heat transfer medium or by direct electrical heating, wherein this device preferably consists of a heat exchanger and a phase separation vessel

- Optional einem Wärmeübertrager zur Überhitzung dampfförmigen 1,2- Dichlorethans mittels eines flüssigen oder gasförmigen Wärmeträgermediums oder mittels direkter elektrischer Beheizung. - Optionally, a heat exchanger for superheating vaporous 1,2-dichloroethane using a liquid or gaseous heat transfer medium or by direct electrical heating.

- Mindestens einem Reaktor zur thermisch-katalytischen Dehydrochlorierung von 1,2-Dichlorethan, wobei der mindestens eine Reaktor vorzugsweise als Rohrbündelreaktor ausgeführt ist und sich der Katalysator in den Rohren befindet und die Rohre mantelseitig mittels eines dampfförmigen oder flüssigen Wärmeträgermediums oder mittels direkter elektrischer Beheizung beheizt werden - At least one reactor for the thermal-catalytic dehydrochlorination of 1,2-dichloroethane, wherein the at least one reactor is preferably designed as a tube bundle reactor and the catalyst is located in the tubes and the tubes are heated on the shell side by means of a vaporous or liquid heat transfer medium or by means of direct electrical heating

- Einem ersten Phasentrennbehälter zur Auftrennung des Reaktionsgemisches vom Austritt des Reaktors in eine flüssige und eine dampfförmige Phase - Einer Entspannungsvorrichtung, bestehend aus einem Entspannungsventil und optional einem nachgeschalteten zweiten Entspannungsbehälter zur partiellen Entspannungsverdampfung der flüssigen Phase aus dem ersten Phasentrennbehälter und der Trennung in eine flüssige und eine dampfförmige Phase - A first phase separation vessel for separating the reaction mixture from the reactor outlet into a liquid and a vapor phase - A pressure relief device consisting of a pressure relief valve and optionally a downstream second pressure relief vessel for the partial pressure relief evaporation of the liquid phase from the first phase separation vessel and the separation into a liquid and a vapor phase.

- Einer Destillationszone zur destillativen Aufarbeitung der flüssigen und der dampfförmigen Phase aus der Entspannungsverdampfung der Flüssigphase des ersten Phasentrennbehälters. - A distillation zone for the distillative processing of the liquid and vapor phases from the flash evaporation of the liquid phase of the first phase separation vessel.

- Optional einem ersten Wärmeübertrager zur Abkühlung des dampfförmigen Stromes aus dem ersten Phasentrennbehälter unter Vorwärmung eines gasförmigen Chlorwasserstoffstromes von Kopf einer HCI- Kolonne - Optionally, a first heat exchanger for cooling the vaporous stream from the first phase separation vessel by preheating a gaseous hydrogen chloride stream from the top of an HCI column

- Optional einem Luftkühler zur weiteren Abkühlung des dampfförmigen Stromes aus dem ersten Phasentrennbehälter - Optionally, an air cooler for further cooling of the vaporous stream from the first phase separation vessel

- Einem Wärmeübertrager zur (weiteren) Abkühlung des dampfförmigen Stromes unter Verwendung von Kühlwasser. - A heat exchanger for (further) cooling of the vaporous stream using cooling water.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst neben der Beheizung der katalytisch-thermischen Spaltungsreaktion durch ein flüssiges oder kondensierendes Wärmeträgermedium auch die Beheizung der vorgelagerten Vorwärmung, Verdampfung oder Überhitzung des 1,2-Dichlorethans durch dieses Wärmeträgermedium. Dabei müssen nicht zwingend alle diese Schritte mittels des Wärmeträgermediums beheizt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Beheizung zumindest eines bis hin zu beliebigen Kombinationen der oben angeführten Teilschritte, wobei die einzelnen Teilschritte wiederum (apparativ) in einzelne Schritte unterteilt sein können. Insbesondere können auch bestimmte Teilschritte durch Abkühlung eines flüssigen Wärmeträgermediums unter Ausnutzung dessen fühlbarer Wärme beheizt werden, während andere Teilschritte durch Kondensation eines dampfförmigen Wärmeträgermediums beheizt werden. Auch bei der Auswahl der Beheizungsart „flüssig/fühlbare Wärme" und „dampfförmig/latente Wärme" für verschiedene Prozessschritte sind beliebige Kombinationen möglich. Weiterhin umfasst die Erfindung auch die direkte Beheizung der einzelnen Pro- zesschritte mittels elektrischer Energie. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Vorwärmung, Verdampfung und Überhitzung des Ausgangsstoffes durch elektrisch beheizte Wärmeübertrager, in denen beispielsweise die produktführenden Rohre in elektrische Heizelemente eingebettet oder mit elektrischen Heizelementen versehen sind. Weiterhin möglich ist die induktive Beheizung der Wärmetauscherrohre oder die direkte Widerstandsbeheizung, indem die Wärmetauscher -oder Reaktorrohre von elektrischem Strom durchflossen werden. In gleicher Weise können auch die Reaktorrohre des katalytischen Dehydrochlorierungsreaktors beheizt werden. Die direkte elektrische Beheizung der Prozessschritte erfolgt vorzugsweise mit nachhaltig erzeugtem elektrischem Strom. The process according to the invention comprises, in addition to heating the catalytic-thermal cracking reaction by means of a liquid or condensing heat transfer medium, also heating the upstream preheating, evaporation, or superheating of the 1,2-dichloroethane by means of this heat transfer medium. It is not necessary for all of these steps to be heated by means of the heat transfer medium. The process according to the invention includes heating at least one, up to any combination thereof, of the aforementioned partial steps, wherein the individual partial steps can in turn be subdivided (by apparatus) into further steps. In particular, certain partial steps can also be heated by cooling a liquid heat transfer medium using its sensible heat, while other partial steps are heated by condensing a vaporous heat transfer medium. Any combination of the heating modes "liquid/sensible heat" and "vaporous/latent heat" for different process steps is also possible. Furthermore, the invention also includes the direct heating of the individual process steps using electrical energy. In this embodiment, the preheating, evaporation, and superheating of the feedstock are carried out by electrically heated heat exchangers, in which, for example, the product-carrying tubes are embedded in or equipped with electrical heating elements. Inductive heating of the heat exchanger tubes or direct resistance heating is also possible, by passing an electric current through the heat exchanger or reactor tubes. The reactor tubes of the catalytic dehydrochlorination reactor can be heated in the same manner. The direct electrical heating of the process steps is preferably carried out with sustainably generated electricity.

„Beheizung" im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens bedeutet die Übertragung von Wärme an den Ausgangsstoff 1,2-Dichlorethan und/oder das Reaktionsgemisch durch ein Wärmeträgermedium. Dabei kann der Ausgangsstoff 1,2-Dichlorethan erwärmt, verdampft oder überhitzt werden. Dem Reaktionsgemisch im Reaktor kann Wärme auf gleichbleibendem Temperaturniveau (isotherme Reaktionsführung) zugeführt werden. Das Reaktionsgemisch kann sich auch weiter erwärmen, wobei die durch die Beheizung zugeführte Wärme teilweise zur Deckung des Reaktionswärmebedarfs und teilweise zur weiteren Aufheizung des Reaktionsgemisches verwendet wird. Schließlich kann die Wärmezufuhr zum Reaktionsgemisch durch Beheizung so eingestellt werden, dass zur Deckung des Reaktionswärmebedarfs zumindest teilweise der fühlbare Wärmeinhalt des Reaktionsgemisches verwendet wird und sich das Reaktionsgemisch im Reaktor im Vergleich zur Reaktoreintrittstemperatur abkühlt. "Heating" in the context of the process according to the invention means the transfer of heat to the starting material 1,2-dichloroethane and/or the reaction mixture by means of a heat transfer medium. The starting material 1,2-dichloroethane can be heated, vaporized, or superheated. Heat can be supplied to the reaction mixture in the reactor at a constant temperature level (isothermal reaction). The reaction mixture can also be heated further, with the heat supplied by the heating being used partly to meet the reaction heat requirement and partly to further heat the reaction mixture. Finally, the heat supply to the reaction mixture by heating can be adjusted so that at least part of the sensible heat content of the reaction mixture is used to meet the reaction heat requirement, and the reaction mixture in the reactor cools down compared to the reactor inlet temperature.

Beheizungsvorrichtungen für das 1,2-Dichlorethan oder das Reaktionsgemisch können alle dem Fachmann bekannten Arten von Wärmeüberträgern sein, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf: Rohrbündelwärmeübertrager, Plattenwärmeübertrager, Doppelrohrwärme-übertrager, Spiralwärmeübertrager, Naturumlaufverdampfer oder Zwangsumlaufverdampfer. Heating devices for the 1,2-dichloroethane or the reaction mixture can be any type of heat exchanger known to a person skilled in the art, for example, but not limited to: shell and tube heat exchangers, plate heat exchangers, double tube heat exchangers, spiral heat exchangers, natural circulation evaporators or forced circulation evaporators.

Wärmeübertragungsmedien bzw. - Fluide im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens können beispielsweise mineralische und synthetische Thermoöle, Silikonöle sowie Salzschmelzen sein. Heat transfer media or fluids within the meaning of the invention Examples of methods include mineral and synthetic thermal oils, silicone oils, and molten salts.

Figur 1 beschreibt das erfindungsgemäße Verfahren. Vorrichtungen zur Erhitzung eines Wärmeträgermediums sowie die wärmeträgerseitige Beschaltung von Wärmeübertragern einschließlich Vorrichtungen zur Temperaturregelung sowohl bei Beheizung mit flüssigem Wärmeträgermedium als auch bei Beheizung mit dampfförmigem Wärmeträgermedium sind dem Fachmann bekannt und werden nicht gesondert dargestellt oder beschrieben. Figure 1 describes the method according to the invention. Devices for heating a heat transfer medium and the heat transfer-side circuitry of heat exchangers, including devices for temperature control, both when heating with a liquid heat transfer medium and when heating with a vaporous heat transfer medium, are known to those skilled in the art and are not shown or described separately.

Flüssiges 1,2-Dichlorethan 1 wird mit einer Speisepumpe 2 zu einem ersten Wärmeübertrager 3 zur Vorwärmung gepumpt. Wird das 1,2-Dichlorethan direkt von einer Kolonne bezogen und ist bereits warm, kann dieser Schritt entfallen. In diesem Fall wird der erste Vorwärmer mittels einer Bypassleitung 4 umfahren. Liquid 1,2-dichloroethane 1 is pumped by a feed pump 2 to a first heat exchanger 3 for preheating. If the 1,2-dichloroethane is supplied directly from a column and is already warm, this step can be omitted. In this case, the first preheater is bypassed by means of a bypass line 4.

Wird das 1,2-Dichlorethan mit Umgebungstemperatur beispielsweise aus einem Lagertank bezogen, erfolgt ein erster Vorwärmschritt im ersten Wärmeübertrager 3 mittels eines Wärmeträgermediums 5. If the 1,2-dichloroethane is obtained from a storage tank at ambient temperature, for example, a first preheating step takes place in the first heat exchanger 3 using a heat transfer medium 5.

Das flüssige 1,2-Dichlorethan strömt nun zu einem zweiten Wärmeübertrager 6 mittels dessen es durch die fühlbare und/oder latente Wärme des aus dem katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor 7 austretenden, heißen Reaktionsgemisches 8 weiter erwärmt wird. The liquid 1,2-dichloroethane now flows to a second heat exchanger 6 by means of which it is further heated by the sensible and/or latent heat of the hot reaction mixture 8 exiting the catalytic dehydrochlorination reactor 7.

Schließlich erfolgt eine weitere Vorwärmung des flüssigen 1,2-Dichlorethans in einem dritten Wärmeübertrager 9 bis zur gewählten Verdampfungstemperatur. Dieser Schritt ist optional, da die ggf. nachgeschaltete Verdampfungsvorrichtung 10 so ausgelegt werden kann, dass er die Aufgabe der Vorwärmung bis zur Verdampfungstemperatur gleichzeitig mit der Aufgabe der Verdampfung erfüllt, ohne dass eine separate Vorwärmung erforderlich ist. Finally, the liquid 1,2-dichloroethane is preheated again in a third heat exchanger 9 until the selected evaporation temperature is reached. This step is optional, as the downstream evaporation device 10 can be designed to perform the preheating task simultaneously with the evaporation task, without requiring separate preheating.

In der Verdampfungsvorrichtung 10 wird das flüssige 1,2-Dichlorethan verdampft. Die Verdampfungsvorrichtung 10 besteht aus mindestens einem vier- ten Wärmeübertrager 11 sowie einer Phasentrennzone 12, in der das verdampfte 1,2-Dichlorethan von flüssigem 1,2-Dichlorethan abgetrennt wird. Die Verdampfungsvorrichtung ist in Fig.l als vertikaler Behälter mit einem vertikalen Umlaufverdampfer dargestellt, wobei als Umlaufverdampfer auch ein Fallstromverdampfer eingesetzt werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt - es können auch horizontale Anordnungen eingesetzt werden, bei denen sich die Phasentrennzone oberhalb des Wärmeübertragers befindet. Weiterhin können auch Verdampfungsvorrichtungen verwendet werden, bei denen Wärmeübertrager und Phasentrennzone als eine apparative Einheit ausgeführt sind, wie z.B. Kettle-Verdampfer. In the evaporation device 10, the liquid 1,2-dichloroethane is evaporated. The evaporation device 10 consists of at least one four- The invention comprises a heat exchanger 11 and a phase separation zone 12, in which the vaporized 1,2-dichloroethane is separated from the liquid 1,2-dichloroethane. The evaporation device is shown in Fig. 1 as a vertical vessel with a vertical circulating evaporator, whereby a falling film evaporator can also be used. However, the invention is not limited to this arrangement – horizontal arrangements can also be used in which the phase separation zone is located above the heat exchanger. Furthermore, evaporation devices can also be used in which the heat exchanger and phase separation zone are designed as a single unit, such as kettle evaporators.

Die Verdampfungsvorrichtung 10 weist auch eine Austragsleitung 13 auf, durch die hochsiedende Substanzen aus der Verdampfungsvorrichtung ausgeschleust werden können. The evaporation device 10 also has a discharge line 13 through which high-boiling substances can be discharged from the evaporation device.

Das dampfförmige 1,2-Dichlorethan 14 passiert nun einen fünften Wärmeübertrager 15, mittels dessen es bis zur Reaktionstemperatur überhitzt wird. Auch dieser Schritt ist optional, da die Verdampfungstemperatur in der Verdampfungsvorrichtung 10 so gewählt werden kann, dass eine Überhitzung das verdampften 1,2-Dichlorethans nicht mehr erforderlich ist. The vaporous 1,2-dichloroethane 14 now passes through a fifth heat exchanger 15, by means of which it is superheated to the reaction temperature. This step is also optional, since the evaporation temperature in the evaporation device 10 can be selected so that superheating of the vaporized 1,2-dichloroethane is no longer necessary.

Das dampfförmige, ggf. überhitzte 1,2-Dichlorethan tritt nun in den mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor 7 ein, wo die katalytische Umsetzung zu Vinylchlorid und Chlorwasserstoff stattfindet. Die Reaktionswärme der endothermen Reaktion wird mittels des dampfförmigen oder flüssigen Wärmeträgermediums zugeführt. The vaporous, possibly superheated, 1,2-dichloroethane now enters the at least one catalytic dehydrochlorination reactor 7, where the catalytic conversion to vinyl chloride and hydrogen chloride takes place. The heat of reaction from the endothermic reaction is supplied by means of the vaporous or liquid heat transfer medium.

Der Dehydrochlorierungsreaktor 7 ist vorzugsweise als vertikaler Rohrbündelreaktor ausgeführt, wobei die Katalysatorschüttung sich in den Rohren befindet und das Wärmeträgermedium 5 auf der Außenseite der Rohre. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können auch mehrere Dehydrochlorierungsreaktoren parallelgeschaltet sein, wobei diese Reaktoren jeweils separat produktseitig und beheizungsseitig absperrbar sind, so dass beispielsweise bei einem oder mehreren Reaktoren ein Katalysatorwechsel stattfinden kann ohne dass die verbleibenden Reaktoren außer Betrieb genommen werden müssen. The dehydrochlorination reactor 7 is preferably designed as a vertical tube bundle reactor, wherein the catalyst bed is located inside the tubes and the heat transfer medium 5 is on the outside of the tubes. In a further preferred embodiment of the invention, several dehydrochlorination reactors can also be connected in parallel, wherein these reactors can each be shut off separately on the product side and heating side, so that, for example, a catalyst change can take place in one or more reactors. This can be done without having to take the remaining reactors out of service.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren, bei dem die Reaktionstemperatur abhängig von der Katalysatoraktivität eingestellt wird. So kann zu Beginn der Katalysatorlaufzeit bei hoher Katalysatoraktivität eine niedrigere Temperatur eingestellt werden als am Ende der Katalysatorlaufzeit bei niedrigerer Katalysatoraktivität. The invention also includes a method in which the reaction temperature is adjusted depending on the catalyst activity. Thus, a lower temperature can be set at the beginning of the catalyst run time when catalyst activity is high than at the end of the catalyst run time when catalyst activity is lower.

Ebenso umfasst die Erfindung ein Verfahren, bei dem die beheizte Seite des Reaktors in mehrere Zonen aufgeteilt ist, deren Temperatur unabhängig voneinander eingestellt werden kann. Dies kann beispielsweise durch eine Aufteilung des Mantelraumes des Rohrbündelreaktors in mindestens zwei mantelseitige Kompartiments oder durch Serienschaltung mehrerer Rohrbündelreaktoren geschehen. The invention also includes a method in which the heated side of the reactor is divided into several zones, the temperature of which can be set independently of one another. This can be achieved, for example, by dividing the shell space of the tube bundle reactor into at least two shell-side compartments or by connecting several tube bundle reactors in series.

Der Dehydrochlorierungsreaktor 7 weist weiterhin eine Zuleitung 16 für die Aktivierung des Katalysators auf, die die Durchströmung des Reaktors mit beispielsweise Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gasgemisch erlaubt, falls ein metall- oder edelmetallhaltiger Katalysator eingesetzt wird, der eine Aktivierung erfordert. The dehydrochlorination reactor 7 also has a feed line 16 for the activation of the catalyst, which allows the flow of, for example, hydrogen or a hydrogen-containing gas mixture through the reactor if a metal- or precious-metal-containing catalyst is used that requires activation.

Weiterhin weist der Dehydrochlorierungsreaktor 7 eine Zuleitung für ein Inertgas 17 auf, um vor einem Katalysatorwechsel adsorbierte Komponenten wie 1,2-Dichlorethan, Vinylchlorid und Chlorwasserstoff desorbieren zu können, wobei der Desorptionsvorgang durch die Beheizung des Reaktors unterstützt werden kann. Furthermore, the dehydrochlorination reactor 7 has a supply line for an inert gas 17 in order to desorb adsorbed components such as 1,2-dichloroethane, vinyl chloride and hydrogen chloride before a catalyst change, whereby the desorption process can be supported by heating the reactor.

Das Aktivierungsgas - oder im Falle der Desorption vor einem Katalysatorwechsel - das mit Komponenten des Reaktionsgemisches beladene Inertgas vom Reaktoraustritt - wird über eine Abgasleitung 18 einer geeigneten Vorrichtung zu Abgasbehandlung, vorzugsweise einer Verbrennungsanlage zur thermischen Rückgewinnung von Chlorwasserstoff, zugeleitet. The activation gas - or in the case of desorption prior to a catalyst change - the inert gas loaded with components of the reaction mixture from the reactor outlet - is fed via an exhaust gas line 18 to a suitable exhaust gas treatment device, preferably a combustion plant for the thermal recovery of hydrogen chloride.

Das heiße Reaktionsgemisch 8 vom Austritt des Dehydrochlorierungsreaktors 7 durchströmt den zweiten Wärmeübertrager 6 und wärmt dabei flüssiges 1,2- Dichlorethan vor. Dabei kondensiert das Reaktionsgemisch teilweise, so dass am Austritt des Vorwärmers 6 ein zweiphasiger Strom 19 vorliegt. The hot reaction mixture 8 from the outlet of the dehydrochlorination reactor 7 The fluid flows through the second heat exchanger 6 and preheats liquid 1,2-dichloroethane. The reaction mixture partially condenses, resulting in a two-phase current 19 at the outlet of the preheater 6.

Der Strom 19 tritt in eine erste Phasentrennzone 20 ein, die in Fig. 1 als einfachste Ausführungsform eines Phasentrennbehälters dargestellt ist. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der ersten Phasentrennzone beinhalten Ausführungen, bei denen: The current 19 enters a first phase separation zone 20, which is shown in Fig. 1 as the simplest embodiment of a phase separation vessel. Further preferred embodiments of the first phase separation zone include designs in which:

Die Phasentrennvorrichtung im Inneren ein nach unten offenes Einleitrohr aufweist The phase separation device has an inlet tube open at the bottom inside.

Das Einleitrohr in der flüssigen Phase im Inneren des Behälters abgetaucht ist The inlet tube is submerged in the liquid phase inside the container.

Der Behälter eine Absetzzone für eventuell anfallenden Katalysatorabrieb oder Kokspartikel aufweist The container has a settling zone for any catalyst abrasion or coke particles that may accumulate.

Der Behälter einen konischen Boden hat, damit der Katalysatorabrieb und/oder die Kokspartikel besser ausgetragen werden können The container has a conical bottom to allow for better removal of catalyst abrasion and/or coke particles.

Der Behälter eine Inertgaszuführung, eine Abgasleitung und einen Heizmantel aufweist, um adsorbierte Komponenten des Reaktionsgemisches vor dem Öffnen des Behälters zu Reinigungszwecken zu desorbieren The container has an inert gas supply, an exhaust gas line and a heating jacket to desorb adsorbed components of the reaction mixture before opening the container for cleaning purposes.

Der Behälter mit Sprühdüsen und/oder Kolonnenböden ausgerüstet ist, die mit Flüssigkeit beaufschlagt werden können, um Katalysatorabrieb oder Kokspartikel oder teerartige Nebenprodukte aus dem Gasstrom auswaschen zu können The container is equipped with spray nozzles and/or column trays that can be sprayed with liquid to wash out catalyst debris, coke particles, or tar-like byproducts from the gas stream.

Die Sprühdüsen und/oder Kolonnenböden mit Flüssigkeit beaufschlagt werden, die im weiteren Verlauf des Prozesses durch Abkühlung aus dem Reaktionsgemisch auskondensiert wird. The spray nozzles and/or column trays are supplied with liquid, which is condensed out of the reaction mixture by cooling during the further course of the process.

Der Behälter so angeordnet ist, dass der Flüssigkeitsablauf über dem Flüssigkeitseinlauf des Phasentrennbehälters 23 liegt Die flüssige Phase aus der Phasentrennzone 20 tritt in eine Entspannungsvorrichtung 21 ein, wobei durch Entspannungsverdampfung eine dampfförmige Phase bzw. ein zweiphasiger Strom 22 entsteht. Optional kann der Entspannungsvorrichtung eine zweite Phasentrennzone 23 nachgeschaltet sein, die in Fig. 1 als einfachste Ausführungsform eines Phasentrennbehälters dargestellt ist. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der zweiten Phasentrennzone 23 beinhalten Ausführungen, bei denen: The container is arranged such that the liquid outlet is located above the liquid inlet of the phase separation vessel 23. The liquid phase from the phase separation zone 20 enters an expansion device 21, whereby a vaporous phase or a two-phase current 22 is formed by expansion evaporation. Optionally, a second phase separation zone 23 can be connected downstream of the expansion device, which is shown in Fig. 1 as the simplest embodiment of a phase separation vessel. Further preferred embodiments of the second phase separation zone 23 include configurations in which:

Die Phasentrennvorrichtung im Inneren ein nach unten offenes Einleitrohr aufweist The phase separation device has an inlet tube open at the bottom inside.

Das Einleitrohr in der flüssigen Phase im Inneren des Behälters abgetaucht ist The inlet tube is submerged in the liquid phase inside the container.

Der Behälter eine Absetzzone für eventuell anfallenden Katalysatorabrieb oder Kokspartikel aufweist The container has a settling zone for any catalyst abrasion or coke particles that may accumulate.

Der Behälter eine Inertgaszuführung, eine Abgasleitung und einen Heizmantel aufweist, um adsorbierte Komponenten des Reaktionsgemisches vor dem Öffnen des Behälters zu Reinigungszwecken zu desorbieren The container has an inert gas supply, an exhaust gas line and a heating jacket to desorb adsorbed components of the reaction mixture before opening the container for cleaning purposes.

Der Phasentrennbehälter so angeordnet ist, dass der Flüssigkeitsablauf über dem Flüssigkeitseinlauf der Destillationskolonne 24 liegt. The phase separation vessel is arranged such that the liquid outlet is located above the liquid inlet of the distillation column 24.

Der zweiphasige Strom 22 aus der Entspannungsvorrichtung 21 wird nun in eine Destillationszone 24 eingespeist. Im Falle der Verwendung der zweiten Phasentrennzone 23 werden der flüssige und der gasförmige Anteil separat in die Destillationszone 24 eingespeist. Die Destillationszone 24 weist mindestens eine Trennstufe sowie eine Beheizungsvorrichtung 25 auf. The two-phase current 22 from the expansion device 21 is now fed into a distillation zone 24. If the second phase separation zone 23 is used, the liquid and gaseous components are fed separately into the distillation zone 24. The distillation zone 24 has at least one separation stage and a heating device 25.

Die Destillationszone 24 ist in Fig. 1 als Destillationskolonne mit Umlaufverdampfer dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht in einem horizontalen oder vertikalen Behälter ohne Kolonnenböden mit einem Umlaufverdampfer. Der überwiegend aus 1,2-Dichlorethan bestehende Sumpfstrom 26 der Destillationszone 24 wird mittels einer Sumpfpumpe 27 einer weiteren destillativen Aufarbeitung, vorzugsweise in der Vakuumkolonne - einer Anlage zur Reinigung von 1,2-Dichlorethan, wie eingangs beschrieben - zugeführt. The distillation zone 24 is shown in Fig. 1 as a distillation column with a circulating evaporator. However, the invention is not limited to this embodiment. Another preferred embodiment consists of a horizontal or vertical vessel without column trays and with a circulating evaporator. The bottom stream 26 of the distillation zone 24, consisting mainly of 1,2-dichloroethane, is fed by means of a bottom pump 27 to a further distillative work-up, preferably in the vacuum column - a plant for the purification of 1,2-dichloroethane, as described above.

Der Kopfstrom 28 der Destillationszone 24 wird mittels des Kopfkondensators 29 kondensiert, im Sammel- bzw. Rücklaufbehälter 30 gesammelt und mittels der Rücklaufpumpe 31 als Einsatzstrom zur HCI-Kolonne gefahren. Nicht kondensierbare Bestandteile werden über eine Abgasleitung 32 einer Verbrennungsanlage zur thermischen HCI-Rückgewinnung zugeleitet. The overhead stream 28 from the distillation zone 24 is condensed by means of the overhead condenser 29, collected in the reflux tank 30, and pumped by the reflux pump 31 as feed stream to the HCI column. Non-condensable components are fed via an exhaust gas line 32 to a combustion plant for thermal HCI recovery.

Die Gasphase 33 aus der ersten Phasentrennzone durchströmt einen Wärmeübertrager 34 zur Vorwärmung des Chlorwasserstoffstromes 35 vom Kopf der HCI-Kolonne, der als vorgewärmter Einsatzstrom 36 der Oxichlorierungsanlage zugeleitet wird. The gas phase 33 from the first phase separation zone flows through a heat exchanger 34 to preheat the hydrogen chloride stream 35 from the top of the HCI column, which is fed to the oxychlorination plant as a preheated feed stream 36.

Der produktseitige Austrittsstrom 37 des HCI-Vorwärmers 34 durchströmt nun nacheinander einen Luftkühler 38 und einen mittels Kühlwassers gekühlten Wärmeübertrager 39. The product-side outlet stream 37 of the HCI preheater 34 now flows successively through an air cooler 38 and a heat exchanger 39 cooled by means of cooling water.

Die Schritte der HCI-Vorwärmung sowie der Abkühlung in einem Luftkühler sind optional: Wenn keine Wärmerückgewinnung realisiert werden soll oder Kühlwasser in ausreichender Menge zur Verfügung steht, kann die Gasphase 33 aus der ersten Phasentrennzone auch allein mit dem kühlwasserbetriebenen Wärmeübertrager 39 abgekühlt werden. The steps of HCI preheating and cooling in an air cooler are optional: If no heat recovery is to be implemented or sufficient cooling water is available, the gas phase 33 from the first phase separation zone can also be cooled solely with the cooling water-operated heat exchanger 39.

Bei dem bzw. den Abkühlungsschritt/en in den Wärmeübertragern 34, 38 und 39 kondensiert ein Teil des Gasstromes 33. Die anfallenden Gas- und Flüssigphase werden nach Passieren einer dritten Phasentrennzone 40 als Einsatzströme 41 und 42 der HCI-Kolonne zugeleitet. During the cooling step(s) in the heat exchangers 34, 38 and 39, a portion of the gas stream 33 condenses. After passing through a third phase separation zone 40, the resulting gas and liquid phases are fed to the HCI column as feed streams 41 and 42.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zur Spaltung von 1,2-Dichlorethan, bei der apparative Komponenten (stahl-)bauseitig zu vorgefertigten Modulen zusammengefasst werden, was wesentliche Vorteile sowohl bei der Errichtung als auch bei der Wartung der Vorrichtung bietet. In Fig. lb ist eine beispielhafte Ausführungsform eines katalytischen Dehydrochlorierungsreaktors 7 dargestellt. Dieser weist kopfseitig einen Einlass 14 für gasförmiges 1,2-Dichlorethan auf, das den Reaktor 7 von oben nach unten durchströmt. Ebenso kopfseitig ist eine Abgasleitung 18 angebracht, über die gasförmige Nebenprodukte, z.B. HCl aus dem Reaktor ausgetragen werden können. Der Reaktor 7 verfügt zudem über Zuleitungen für Gase zur Katalysatoraktivierung 16 oder zur Desorption 17 von noch auf dem Katalysator verbliebenen Produkten oder Edukten. Die Rohrbündel sind mit den vertikalen Linien bzw. dem Bezugszeichen 72 angedeutet. The invention also relates to a device for splitting 1,2-dichloroethane, in which apparatus components are combined (steel) on-site into prefabricated modules, which offers significant advantages both in the construction and in the maintenance of the device. Figure 1b shows an exemplary embodiment of a catalytic dehydrochlorination reactor 7. This reactor has an inlet 14 at the top for gaseous 1,2-dichloroethane, which flows through the reactor 7 from top to bottom. Also at the top is an exhaust line 18 through which gaseous byproducts, e.g., HCl, can be discharged from the reactor. The reactor 7 also has supply lines for gases for catalyst activation 16 or for desorption 17 of products or reactants remaining on the catalyst. The tube bundles are indicated by the vertical lines or the reference numeral 72.

Der Rohrbündelreaktor ist durch Trennwände 73 analog eines Rohrbündel- Wärmeübertragers in mehrere mantelseitige Kompartiments aufgeteilt. Diese sind jeweils mit einer Zuleitung 75 sowie einer Ableitung 76 für ein Wärmeträgermedium ausgerüstet. The tube bundle reactor is divided into several shell-side compartments by partitions 73, analogous to a tube bundle heat exchanger. Each of these is equipped with an inlet 75 and an outlet 76 for a heat transfer medium.

Fig. 2a zeigt beispielhaft eine solche Anordnung. Die Figur dient nur zur Verdeutlichung, die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Komponenten und Anordnungen beschränkt und umfasst beliebige Anordnungen der für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen apparativen Komponenten sowie eine beliebige Anzahl von dafür erforderlichen Modulen. Fig. 2a shows an example of such an arrangement. The figure serves only for illustration; the invention is not limited to the components and arrangements shown and includes any arrangements of the apparatus components required for carrying out the method according to the invention, as well as any number of modules required for this purpose.

Insbesondere können auch nur Teile einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens modular aufgebaut sein, während andere Teile in herkömmlicher Weise aufgebaut sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn beispielsweise eine bestehende Anlage zur thermischen Spaltung von 1,2-Dichlorethan auf ein thermisch-katalytisches Verfahren umgerüstet werden soll und dabei bereits bestehende Anlagenteile weiter genutzt werden sollen (Revamp-Option). In particular, only parts of a device for carrying out the process according to the invention can be modularly constructed, while other parts are constructed in a conventional manner. This is particularly advantageous if, for example, an existing plant for the thermal cracking of 1,2-dichloroethane is to be converted to a thermocatalytic process and existing plant components are to continue to be used (revamp option).

Fig. 2a zeigt beispielhaft drei Stahlbaumodule 43, 44 und 45. Das Modul 43 enthält hierbei die Verdampfungsvorrichtung 10 mit dem Wärmeübertrager 11 und der Phasentrennzone 12 für die Verdampfung von 1,2-Dichlorethan sowie den Wärmeübertrager 15 für die Überhitzung des dampfförmigen 1,2-Dichlo- rethans. Der Austritt des Überhitzers 15 ist über die Brüdenleitung 46 mit dem Eintritt des katalytischen Dehydrochlorierungsreaktors 7 im Modul 44 verbunden. Das Modul 44 enthält in der gezeigten Anordnung sowohl den Reaktor 7 als auch den Wärmeübertrager 6 für die Vorwärmung von flüssigem 1,2-Dichlorethan mittels des Reaktionsgemisches vom Austritt des Reaktors 7. Fig. 2a shows three steel construction modules 43, 44 and 45 as examples. Module 43 contains the evaporation device 10 with the heat exchanger 11 and the phase separation zone 12 for the evaporation of 1,2-dichloroethane as well as the heat exchanger 15 for the superheating of the vaporous 1,2-dichloroethane. The outlet of the superheater 15 is connected via the vapor line 46 to the inlet of the catalytic dehydrochlorination reactor 7 in module 44. In the arrangement shown, module 44 contains both the reactor 7 and the heat exchanger 6 for preheating liquid 1,2-dichloroethane using the reaction mixture from the outlet of reactor 7.

Die Erfindung zielt auch auf eine Vorrichtung zur thermisch-katalytischen Spaltung von 1,2-Dichlorethan, bei der apparative Komponenten zu Wartungszwecken zwischen Modulen verschoben werden oder zur Zeitersparnis für nötige Wartungsarbeiten auch durch eine Ersatzkomponente ausgetauscht werden können. In Fig. 2 a und 2b ist dies beispielhaft für den Dehydrochlorierungsreaktor 7 gezeigt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Apparat beschränkt - ebenso können weitere apparative Komponenten zu Wartungs- oder Reinigungszwecken zwischen verschiedenen Modulen verschoben werden. The invention also relates to a device for the thermal-catalytic decomposition of 1,2-dichloroethane, in which apparatus components can be moved between modules for maintenance purposes or, to save time during necessary maintenance work, can also be replaced by a spare component. Figures 2a and 2b illustrate this by way of example for the dehydrochlorination reactor 7. However, the invention is not limited to this apparatus – other apparatus components can also be moved between different modules for maintenance or cleaning purposes.

In dem in Fig. 2 a und 2 b gezeigten Beispiel kann der Reaktor 7 zum Katalysatorwechsel mittels einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einem fahrbaren Gestell 50 auf Gleisen 51 in das leere Modul 45 verschoben werden. Nach Verschiebung in das leere Modul 45 kann der gebrauchte Katalysator 48 in einen dafür geeigneten Behälter49 entleert und danach der Reaktor mit frischem Katalysator neu befüllt werden. In the example shown in Figs. 2a and 2b, the reactor 7 can be moved into the empty module 45 for catalyst replacement using a suitable device, for example a mobile frame 50 on tracks 51. After moving it into the empty module 45, the used catalyst 48 can be emptied into a suitable container 49 and then the reactor can be refilled with fresh catalyst.

Um Wartungsvorgänge weiter abzukürzen, kann auch, wie beispielhaft in Fig. 2b gezeigt, ein Apparat, dessen Wartung ansteht, gegen einen bereits bereitstehenden Ersatzapparat ausgetauscht werden. So kann der Reaktor 7 zur Entleerung und Neubefüllung in ein leeres Modul verschoben und gegen den bereits neu befüllten Reaktor 47 ausgetauscht werden. To further shorten maintenance procedures, as shown in Fig. 2b, a device requiring maintenance can be exchanged for a readily available replacement device. For example, reactor 7 can be moved into an empty module for emptying and refilling and exchanged for the already refilled reactor 47.

Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur thermisch-katalytischen Spaltung von 1,2-Dichlorethan, bei der apparative (stahl-) bauseitig zu vorgefertigten Modulen zusammengefasst sind und die Module in Untereinheiten zerlegbar ausgeführt sind, wobei die Untereinheiten ihrerseits wiederum apparative Komponenten enthalten können. The invention also includes a device for the thermal-catalytic cleavage of 1,2-dichloroethane, in which apparatus (steel) components are combined on-site into prefabricated modules and the modules are designed to be disassembled into subunits, the subunits of which in turn may contain apparatus components.

So kann beispielsweise der obere Teil des Moduls 44 mit dem darin befindlichen Reaktor 7 mittels eines Krans vom unteren Teil mit dem darin befindlichen Vorwärmer 6 abgehoben und für Wartungszwecke auf einem Gestell abgestellt werden. Dieses Gestell kann beispielsweise dem unteren Teil des Moduls 45 entsprechen. Diese Vorgehensweise wir hier am Beispiel des Reaktors 7 beschrieben - die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Apparat beschränkt. For example, the upper part of module 44 with the contents within it can be Reactor 7 can be lifted from the lower section, including the preheater 6 located therein, by means of a crane and placed on a frame for maintenance purposes. This frame can, for example, correspond to the lower section of module 45. This procedure is described here using reactor 7 as an example; however, the invention is not limited to this apparatus.

In Figur 3 sind zur Erläuterung mehrere mögliche Ausführungsformen der Phasentrennzone 20 dargestellt Die In Figur 3a - 3e gezeigten Merkmale können in beliebiger Weise kombiniert werden - die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Beispiele beschränkt. Figure 3 shows several possible embodiments of the phase separation zone 20 for illustrative purposes. The features shown in Figures 3a - 3e can be combined in any way - the invention is not limited to the examples shown.

In Fig. 3a ist die Phasentrennzone als Phasentrennbehälter mit einem konischen Boden 52 und - optional - einem an den konischen Boden anschließenden, verjüngten, zylindrischen Behälterteil 53 dargestellt. Der Deckel 54 schließt entweder direkt an den konischen Behälterboden 52 direkt oder an den zylindrischen Behälterteil 53 an und kann zur leichteren Entfernung im Behälter abgelagerter Feststoffe entfernt werden. In Fig. 3a, the phase separation zone is shown as a phase separation vessel with a conical bottom 52 and – optionally – a tapered, cylindrical vessel section 53 adjoining the conical bottom. The lid 54 connects either directly to the conical vessel bottom 52 or to the cylindrical vessel section 53 and can be removed for easier removal of solids deposited in the vessel.

Das Reaktionsgemisch 19 tritt in den Behälter über ein an der Unterseite offenes oder perforiertes Einleitrohr 55 ein, das sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 56 befindet. Die Gasphase 33 wird am Kopf, die Flüssigphase 57 am Sumpf der Phasentrennzone 20 abgezogen. The reaction mixture 19 enters the vessel via an inlet tube 55, which is open or perforated at the bottom and located above the liquid level 56. The gas phase 33 is drawn off at the top, and the liquid phase 57 at the bottom of the phase separation zone 20.

Fig. 3b zeigt eine weitere Ausführungsform der Phasentrennzone 20, bei der das Reaktionsgemisch 19 über ein perforiertes Einleitrohr 58 eingeleitet wird, wobei sich das Einleitrohr 58 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 56 befindet. Fig. 3b shows another embodiment of the phase separation zone 20, in which the reaction mixture 19 is introduced via a perforated inlet tube 58, the inlet tube 58 being located below the liquid level 56.

Fig. 3c zeigt eine weitere Ausführungsform der Phasentrennzone 20, bei der das Reaktionsgemisch über ein perforiertes Einleitrohr 58 eingeleitet wird, wobei sich das Einleitrohr 58 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 56 befindet. Zusätzlich ist die Phasentrennzone 20 mit Sprühdüsen 59 ausgerüstet, die beispielsweise mit einem Teilstrom 60 des Flüssigkeitsstromes 41 beaufschlagt werden können, um eventuell ausgetragene Feststoffteilchen aus der Gasphase 33 auszuwaschen. Fig. 3d zeigt eine weitere Ausführungsform der Phasentrennzone 20, bei der das Reaktionsgemisch über ein perforiertes Einleitrohr 58 eingeleitet wird, wobei sich das Einleitrohr 58 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 56 befindet. Zusätzlich ist die Phasentrennzone 20 mit Kolonnenböden 61 ausgerüstet, die beispielsweise mit einem Teilstrom 60 des Flüssigkeitsstromes 41 beaufschlagt werden können, um eventuell ausgetragene Feststoffteilchen aus der Gasphase 33 auszuwaschen. Fig. 3c shows a further embodiment of the phase separation zone 20, in which the reaction mixture is introduced via a perforated inlet tube 58, the inlet tube 58 being located below the liquid level 56. Additionally, the phase separation zone 20 is equipped with spray nozzles 59, which can be supplied, for example, with a partial flow 60 of the liquid flow 41 in order to wash out any solid particles that may have been carried out of the gas phase 33. Fig. 3d shows a further embodiment of the phase separation zone 20, in which the reaction mixture is introduced via a perforated inlet tube 58, the inlet tube 58 being located below the liquid level 56. Additionally, the phase separation zone 20 is equipped with column trays 61, which can be supplied, for example, with a partial stream 60 of the liquid stream 41 in order to wash out any solid particles that may have been carried out of the gas phase 33.

Fig. 3e zeigt eine weitere Ausführungsform der Phasentrennzone 20, bei der das Reaktionsgemisch über ein vertikales, perforiertes Einleitrohr 58 eingeleitet wird, wobei das Einleitrohr 62 in die Flüssigkeit eingetaucht ist. Zusätzlich ist die Phasentrennzone 20 mit mindestens einer Trennwand 63 ausgerüstet, die das Flüssigkeitsvolumen in eine Einleitzone 63 und eine Beruhigungszone 65 aufteilt. Bei dieser Ausführungsform wird die Flüssigphase 57 aus der Beruhigungszone 65 abgezogen. Feststoffe, die sich im unteren Teil des Behälters absetzen, können dort bis zur Wartung der Anlage verbleiben und im Zuge der Wartung entfernt werden. Bei Bedarf können die Feststoffe auch über die Aus- tragsleitung 66 aus dem Behälter abgezogen und einer geeigneten Aufarbeitung zugeführt werden. Fig. 3e shows a further embodiment of the phase separation zone 20, in which the reaction mixture is introduced via a vertical, perforated inlet pipe 58, the inlet pipe 62 being immersed in the liquid. Additionally, the phase separation zone 20 is equipped with at least one partition 63, which divides the liquid volume into an inlet zone 63 and a settling zone 65. In this embodiment, the liquid phase 57 is drawn off from the settling zone 65. Solids that settle in the lower part of the vessel can remain there until the system is serviced and removed during servicing. If necessary, the solids can also be drawn off from the vessel via the discharge line 66 and sent for suitable processing.

Zur Desorption adsorbierter Komponenten wie Chlorwasserstoff und chlorierten Kohlenwasserstoffen von abgesetzten Feststoffen beinhaltet diese Ausführungsform auch einen Heizmantel 67 mit einerZuleitung 68 und einer Ableitung 69 für ein Heizmedium. Der Begriff „Heizmantel" umfasst auch eine direkte elektrische Beheizung des Behälters durch außen am Behälter angebrachte elektrische Heizelemente (in der Figur nicht dargestellt). For the desorption of adsorbed components such as hydrogen chloride and chlorinated hydrocarbons from settled solids, this embodiment also includes a heating jacket 67 with an inlet 68 and an outlet 69 for a heating medium. The term "heating jacket" also includes direct electrical heating of the container by means of electrical heating elements attached to the outside of the container (not shown in the figure).

Weiterhin sind bei dieser Ausführungsform Zuleitungen 70 für ein Inertgas sowie eine Abgasleitung 71 für mit desorbierten Komponenten beladenes Inertgas vorgesehen. Mittels Beheizung des Behälters und Spülen mit Inertgas können vor dem Öffnen des Behälters adsorbierte Komponenten von eventuell angesetzten Feststoffen desorbiert werden. Furthermore, this embodiment includes supply lines 70 for an inert gas and an exhaust line 71 for inert gas loaded with desorbed components. By heating the container and purging it with inert gas, adsorbed components can be desorbed from any solids that may be present before the container is opened.

Legende Figuren: 1 Zuleitung 1,2-Dichlorethan, flüssig Legend of the characters: 1 Supply line 1,2-Dichloroethane, liquid

2 Speisepumpe 2 Feed pump

3 Wärmeübertrager 1 (Vorwärmschritt 1). 3 Heat exchangers 1 (preheating step 1).

4 Bypassleitung Vorwärmer 1 4 Bypass line preheater 1

5 Wärmeträgerfluid 5 Heat transfer fluid

6 Wärmeübertrager 2 (Vorwärmschritt 2) 6 Heat exchangers 2 (preheating step 2)

7 Katalytischer Dehydrochlorierungsreaktor 7 Catalytic Dehydrochlorination Reactor

8 Reaktionsgemisch, heiß, zum Wärmeübertrager 2 8 Reaction mixture, hot, to heat exchanger 2

9 Wärmeübertrager 3 (Vorwärmung bis zur Verdampfungstemperatur)9 Heat exchangers 3 (preheating to evaporation temperature)

10 Verdampfer 10 evaporators

11 Wärmeübertrager 4 (Verdampfer) 11 Heat exchangers 4 (evaporators)

12 Erste Phasentrennzone in der 1,2-Dichlorethan-Verdampfung12 First phase separation zone in 1,2-dichloroethane evaporation

13 Austragsleitung 13 Delivery Management

14 1,2-Dichlorethan, dampfförmig 14 1,2-Dichloroethane, vaporous

15 Wärmeübertrager 5 (Überhitzung) 15 Heat exchangers 5 (superheating)

16 Zuleitung zur Katalysatoraktivierung 16 Supply line for catalyst activation

17 Zuleitung für Inertgas zur Desorption 17 Inert gas supply line for desorption

18 Abgasleitung vom Dehydrochlorierungsreaktor 18 Exhaust pipe from the dehydrochlorination reactor

19 Reaktionsgemisch, zweiphasig, vom Vorwärmer 19 Two-phase reaction mixture from the preheater

20 Zweite Phasentrennzone 20 Second phase separation zone

21 Entspannungsvorrichtung 21 Relaxation device

22 Austrittsstrom aus Entspannungsvorrichtung 22. Outlet flow from pressure relief device

23 Dritte Phasentrennzone 23 Third phase separation zone

24 Destillationszone 24 Distillation zone

25 Beheizungsvorrichtung 25 Heating device

26 Sumpfstrom der Destillationszone 26 Bottom stream of the distillation zone

27 Pumpe für Sumpfstrom 28 Kopfstrom der Destillationszone 27 Pump for sump flow 28 Headstream of the distillation zone

29 Kopfkondensator der Destillationszone 29. Distillation zone head condenser

30 Sammelbehälter 30 collection containers

31 Rücklaufpumpe der Destillationszone 31 Return pump of the distillation zone

32 Abgasleitung 32 Exhaust pipe

33 Gasphase aus der zweiten Phasentrennzone 33 Gas phase from the second phase separation zone

34 HCI-Vorwärmer 34 HCI preheaters

35 HCl vom Kopf der HCI-Kolonne 35 HCl from the top of the HCI column

36 HCl, vorgewärmt, zur Oxichlorierung 36 HCl, preheated, for oxychlorination

37 Produktseitiger Austrittsstrom des HCI-Vorwärmers 37 Product-side outlet flow of the HCI preheater

38 Luftkühler 38 air coolers

39 Kondensator, wassergekühlt 39 Condenser, water-cooled

40 Vierte Phasentrennzone 40 Fourth phase separation zone

41 Flüssigstrom zur HCI-Kolonne 41 Liquid stream to the HCI column

42 Gasstrom zur HCI-Kolonne 42 Gas flow to the HCI column

43 Stahlbaumodul 43 Steel construction module

44 Stahlbaumodul 44 steel construction module

45 Stahlbaumodul 45 steel construction module

46 Brüdenleitung 46 Brøddenleitung

47 Ersatzapparat (Reaktor) 47 Replacement apparatus (reactor)

48 Katalysator, gebraucht 48 Catalytic converter, used

49 Behälter für gebrauchten Katalysator 49 containers for used catalytic converters

50 Vorrichtung zum Verschieben des Reaktors (fahrbares Gestell)50 Device for moving the reactor (mobile frame)

51 Vorrichtung zum Verschieben des Reaktors (Gleis) 51 Device for moving the reactor (track)

52 konischen Boden 52 conical base

53 zylindrischer Behälterteil 53 cylindrical container part

54 Deckel 55 perforiertes Einleitrohr 54 lids 55 perforated inlet pipe

56 Flüssigkeitsspiegel 56 Fluid levels

57 flüssiges Produkt 57 liquid product

58 Einleitrohr 58 Inlet pipe

59 Sprühdüsen 59 spray nozzles

60 Teilstrom 60 partial current

61 Kolonnenböden 61 column trays

62 Einleitrohr 62 Inlet pipe

63 Einleitzone 63 Introduction zone

65 Beruhigungszone 65 Calming Zone

66 Austragsleitung 66 Discharge Management

67 Heizmantel 67 Heating jacket

68 Zuleitung 68 Supply line

69 Ableitung 69 Derivation

70 Zuleitungen 70 supply lines

71 Abgasleitung 71 Exhaust pipe

72 Rohrbündel 72 tube bundles

73 Rohrboden bzw. Wand eines Kompartiments73 Pipe floor or wall of a compartment

74 Umlenkbleche 74 deflection plates

75 Zuleitung für Wärmeträgermedium 75 Supply line for heat transfer medium

76 Ableitung für Wärmeträgermedium 76 Drainage for heat transfer medium

Claims

Patentansprüche Patent claims 1. Vorrichtung zur katalytischen Dehydrochlorierung von chlorierten Alkanen, umfassend mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47), der ausgelegt ist, mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeübertragermediums (5) oder durch direkte elektrische Beheizung mit thermischer Energie versorgt zu werden, wobei der katalytische Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) mindestens eine Zuführung für gasförmiges chloriertes Alkan und mindestens eine Abführung (8) für ein durch im mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) durchgeführte Dehydrochlorierung des chlorierten Alkans erhaltenes Produktgemisch aufweist, dem mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) vorgeschaltet mindestens einen Verdampfer (10), der mit dem mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) über eine Zuleitung (14) in fluidischer Kommunikation steht und ausgelegt ist, flüssiges chloriertes Alkan zu verdampfen, wobei dem mindestens einen Verdampfer (10) flüssiges chloriertes Alkan über eine Zuleitung (1) zugeführt wird, sowie dem mindestens ein Verdampfer (10) vorgeschaltet mindestens einen Wärmeübertrager (3, 6, 9), mittels dem thermische Energie in das in der Zuleitung (1) geführte flüssige chlorierte Alkan eingebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Wärmeübertrager (6) in thermischer Wechselwirkung mit dem durch die mindestens eine Abführung (8) aus dem mindestens einen katalytischen Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) abgeführten Produktgemisch steht und dazu ausgebildet ist, aus dem Produktgemisch thermische Energie abzuführen und dem in der Zuleitung (1) geführten flüssigen chlorierten Alkan zuzuführen, wobei der zweite Wärmeübertrager (6) an einer Stelle der Zuleitung (1) angeordnet ist, die dem mindestens einen Verdampfer vorgeschaltet ist. 1. Device for the catalytic dehydrochlorination of chlorinated alkanes, comprising at least one catalytic dehydrochlorination reactor (7, 47) designed to be supplied with thermal energy by means of a liquid or vaporous heat exchanger medium (5) or by direct electrical heating, wherein the catalytic dehydrochlorination reactor (7, 47) has at least one inlet for gaseous chlorinated alkane and at least one outlet (8) for a product mixture obtained by dehydrochlorination of the chlorinated alkane carried out in the at least one catalytic dehydrochlorination reactor (7, 47), at least one evaporator (10) is connected upstream of the at least one catalytic dehydrochlorination reactor (7, 47), the evaporator being in fluidic communication with the at least one catalytic dehydrochlorination reactor (7, 47) via a feed line (14) and being designed to evaporate liquid chlorinated alkane, wherein Liquid chlorinated alkane is supplied to at least one evaporator (10) via a feed line (1), and at least one heat exchanger (3, 6, 9) is connected upstream of the at least one evaporator (10), by means of which thermal energy can be introduced into the liquid chlorinated alkane carried in the feed line (1), characterized in that a second heat exchanger (6) is in thermal interaction with the product mixture discharged through the at least one outlet (8) from the at least one catalytic dehydrochlorination reactor (7, 47) and is configured to remove thermal energy from the product mixture and supply it to the liquid chlorinated alkane carried in the feed line (1), wherein the second heat exchanger (6) is connected to is arranged at a point in the supply line (1) which is upstream of the at least one evaporator. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (1) über mindestens einen weiteren Wärmeübertrager (3, 9) verfügt, der ausgelegt ist, dem in der Zuleitung (1) geführten flüssigen chlorierten Alkan mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeübertragermediums (5) oder durch direkte elektrische Beheizung thermische Energie zuzuführen, insbesondere über einen ersten (3) und einen zweiten (9) Wärmeübertrager. 2. Device according to claim 1, characterized in that the supply line (1) has at least one further heat exchanger (3, 9) which is designed to supply thermal energy to the liquid chlorinated alkane carried in the supply line (1) by means of a liquid or vaporous heat exchanger medium (5) or by direct electrical heating, in particular via a first (3) and a second (9) heat exchanger. 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine katalytische Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) jeweils als vertikaler Rohrbündelreaktor, der eine in den Rohren angeordnete Katalysatorschüttung umfasst, ausgeführt ist, wobei das Wärmeübertragermedium (5) auf der Außenseite der Rohre geführt wird. 3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one catalytic dehydrochlorination reactor (7, 47) is designed as a vertical tube bundle reactor comprising a catalyst bed arranged in the tubes, wherein the heat exchange medium (5) is guided on the outside of the tubes. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine katalytische Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) jeweils als vertikaler Rohrbündelreaktor, der eine in den Rohren angeordnete Katalysatorschüttung umfasst, ausgeführt ist, wobei an den Außenseiten der Rohre elektrische Heizelemente angebracht sind. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one catalytic dehydrochlorination reactor (7, 47) is designed as a vertical tube bundle reactor comprising a catalyst bed arranged in the tubes, with electrical heating elements attached to the outside of the tubes. 5. Vorrichtung nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente als induktive oder resistive elektrische Heizelemente ausgeführt sind und/oder das Rohrbündel so ausgeführt ist, dass die Reaktorrohre von elektrischem Strom durchflossen und durch den eigenen Ohm'schen Widerstand beheizt werden können. 5. Device according to the preceding claim, characterized in that the heating elements are designed as inductive or resistive electrical heating elements and/or the tube bundle is designed such that the reactor tubes can be heated by electric current flowing through them and by their own ohmic resistance. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Dehydrochlorierungsreaktoren (7, 47) umfasst, die parallel zueinander oder im Wechselbetrieb betrieben werden können. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises several dehydrochlorination reactors (7, 47) which can be operated in parallel to each other or alternately. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verdampfer (10) über eine erste Phasentrennzone (12) verfügt, in der eine Trennung von flüssigem und gasförmigem chloriertem Alkan erfolgt sowie über einen bodenseitigen Abführung, über die flüssiges chloriertes Alkan aus der Phasentrennzone abgeführt werden kann, sowie einen vierten Wärmeübertrager (11), der ausgelegt ist, dem der Abführung der Phasentrennzone (12) entnommenen flüssigen chlorierten Alkan mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeübertragermediums (5) oder durch direkte elektrische Beheizung thermische Energie zuzuführen und eine Rückführung des chlorierten Alkans in die Phasentrennzone (12). 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one evaporator (10) has a first phase separation zone (12) in which a separation of liquid and gaseous chlorinated alkane takes place, and a bottom-side discharge through which liquid chlorinated alkane can be discharged from the phase separation zone, and a fourth heat exchanger (11) which is designed to supply thermal energy to the liquid chlorinated alkane taken from the discharge of the phase separation zone (12) by means of a liquid or vaporous heat exchange medium (5) or by direct electrical heating, and to return the chlorinated alkane to the phase separation zone (12). 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Verdampfer (10) und dem mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) ein fünfter Wärmeübertrager (15) angeordnet ist, der ausgelegt ist, dem dem Verdampfer (10) entnommenen gasförmigen chlorierten Alkan mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Wärmeübertragermediums (5) oder mittels direkter elektrischer Beheizung thermische Energie zuzuführen und eine Brüdenleitung (46) zur Weiterführung des gasförmigen chlorierten Alkans in den Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47). 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a fifth heat exchanger (15) is arranged between the at least one evaporator (10) and the at least one dehydrochlorination reactor (7, 47), which is designed to supply thermal energy to the gaseous chlorinated alkane taken from the evaporator (10) by means of a liquid or vaporous heat exchange medium (5) or by means of direct electrical heating and to provide a vapor line (46) for conveying the gaseous chlorinated alkane into the dehydrochlorination reactor (7, 47). 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) mindestens eine Zuführung (16, 17) für Gase, insbesondere Wasserstoff und/oder Inertgas und mindestens eine Abgasleitung (18) verfügt. 9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one dehydrochlorination reactor (7, 47) has at least one feed (16, 17) for gases, in particular hydrogen and/or inert gas and at least one exhaust gas line (18). 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen zweiten Wärmeübertrager (6) mindestens eine zweite Phasentrennzone (20) nachgeschaltet ist, die über eine Leitung (19) mit dem mindestens einen zweiten Wärmeübertrager (6) in fluidischer Kommunikation steht, in die das aus dem mindestens einen zweiten Wärmeübertrager (6) abgeführte und abgekühlte Produktgemisch aufgegeben wird, wobei die mindestens eine zweite Phasentrennzone (20) dazu ausgebildet ist, das aufgegebene Produktgemisch in eine flüssige und gasförmige Phase aufzutrennen und eine erste kopfseitige Abführung (33) für gasförmige Produkte und eine erste bodenseitigen Abführung (22) für flüssige Produkte aufweist. 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one second heat exchanger (6) is connected downstream of at least one second phase separation zone (20), which is in fluidic communication with the at least one second heat exchanger (6) via a line (19), into which the product mixture discharged and cooled from the at least one second heat exchanger (6) is fed, wherein the at least one second phase separation zone (20) is configured to separate the fed product mixture into to separate a liquid and gaseous phase and has a first top-side discharge (33) for gaseous products and a first bottom-side discharge (22) for liquid products. 11. Vorrichtung nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste bodenseitige Abführung (22) eine Entspannungsvorrichtung (21), insbesondere ein Entspannungsventil aufweist. 11. Device according to the preceding claim, characterized in that the first bottom-side discharge (22) has a pressure relief device (21), in particular a pressure relief valve. 12. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste bodenseitige Abführung (22) in einer Destillationszone (24) mündet, in der eine Auftrennung der flüssigen Produkte in einen gasförmigen Kopfstrom (28) und einen flüssigen Sumpfstrom (26) erfolgt. 12. Device according to one of the two preceding claims, characterized in that the first bottom-side discharge (22) opens into a distillation zone (24) in which the liquid products are separated into a gaseous top stream (28) and a liquid bottom stream (26). 13. Vorrichtung nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Destillationszone (24) mindestens eine dritte Phasentrennzone (23) vorgeschaltet ist, in der die Abführung (22) mündet, wobei die mindestens eine dritte Phasentrennzone (23) dazu ausgebildet ist, das aufgegebene Produktgemisch in eine flüssige und gasförmige Phase aufzutrennen und eine dritte kopfseitige Abführung für gasförmige Produkte und eine dritte bodenseitige Abführung für flüssige Produkte aufweist, wobei die dritte bodenseitige Abführung und die dritte kopfseitige Abführung in die Destillationszone (24) geführt sind.. 13. Device according to the preceding claim, characterized in that at least one third phase separation zone (23) is arranged upstream of the distillation zone (24), into which the discharge (22) opens, wherein the at least one third phase separation zone (23) is configured to separate the fed product mixture into a liquid and gaseous phase and has a third top-side discharge for gaseous products and a third bottom-side discharge for liquid products, wherein the third bottom-side discharge and the third top-side discharge are led into the distillation zone (24). 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfstrom (28) einem Kondensator (29) zugeführt wird, der dazu ausgelegt ist, im Kopfstrom (28) enthaltene gasförmige Produkte zu kondensieren, wobei dem Kondensator (29) ein Sammelbehälter (30) nachgeschaltet ist, wobei der Sammelbehälter (30) eine kopfseitige Abgasleitung^), über die nicht kondensierbare Bestandteile einer thermischen Verwertung zugeführt werden können und einen bodenseitigen Sammelbehälter-Ablauf verfügt, wobei der Ablauf in zwei Ströme geteilt wird, wobei ein Teilstrom in die Destillationszone (24) zurückgeführt wird und der weitere Teilstrom als Einsatzstrom zu einer HCI-Kolonne, die dazu ausgelegt ist, Chlorwasserstoff aus einem Reaktionsgemisch einer Spaltung eines chlorierten Alkans abzuspalten, zugeführt wird. 14. Device according to one of claims 12 to 13, characterized in that the overhead stream (28) is fed to a condenser (29) designed to condense gaseous products contained in the overhead stream (28), wherein a collection vessel (30) is connected downstream of the condenser (29), wherein the collection vessel (30) has an exhaust line at the top end^), through which non-condensable components can be supplied for thermal utilization and a collection vessel outlet at the bottom, wherein the outlet is divided into two streams, wherein one partial stream is returned to the distillation zone (24) and the other partial stream is fed as feed stream to an HCI column designed to remove hydrogen chloride from a reaction mixture of a cleavage of a chlorinated alkane. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste kopfseitige Abführung (33) mindestens einem weiteren Wärmeübertrager (34, 38, 39), der dazu ausgelegt ist, dem über die Abführung (33) zugeführten Produktstrom thermische Energie zu entziehen, gefolgt von mindestens einer vierten Phasentrennzone (40), wobei die mindestens eine vierte Phasentrennzone (40) dazu ausgebildet ist, das aufgegebene Produktgemisch in eine flüssige und gasförmige Phase aufzutrennen und eine dritte kopfseitige Abführung (42) für gasförmige Produkte und eine zweiten bodenseitige Abführung (41) für flüssige Produkte aufweist, die jeweils zu einer HCI-Kolonne, die dazu ausgelegt ist, Chlorwasserstoff aus einem Reaktionsgemisch einer Spaltung eines chlorierten Alkans abzuspalten, zugeführt werden. 15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the first top-side discharge (33) leads to at least one further heat exchanger (34, 38, 39) designed to extract thermal energy from the product stream supplied via the discharge (33), followed by at least one fourth phase separation zone (40), wherein the at least one fourth phase separation zone (40) is configured to separate the fed product mixture into a liquid and gaseous phase and has a third top-side discharge (42) for gaseous products and a second bottom-side discharge (41) for liquid products, each of which leads to an HCI column designed to remove hydrogen chloride from a reaction mixture of a cleavage of a chlorinated alkane. 16. Vorrichtung nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen dritten Wärmeübertrager (34, 38, 39) dazu ausgelegt ist, einem Produktstrom (35), der als Kopfstrom einer HCI-Ko- lonne, die dazu ausgelegt ist, Chlorwasserstoff aus einem Reaktionsgemisch einer Spaltung eines chlorierten Alkans abzuspalten, thermische Energie zuzuführen, die dem Produktstrom in der Abführung (33) entnommen wurde, und wobei nachfolgend der Produktstrom (35) als vorgewärmter Einsatzstrom (36) einer Oxichlorierungsanlage zugeleitet wird. 16. Device according to the preceding claim, characterized in that the at least one third heat exchanger (34, 38, 39) is designed to supply thermal energy to a product stream (35), which is the overhead stream of an HCI column designed to remove hydrogen chloride from a reaction mixture of a cracking of a chlorinated alkane, which was taken from the product stream in the discharge (33), and wherein the product stream (35) is subsequently supplied as a preheated feed stream (36) to an oxychlorination plant. 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese modular (43, 44, 45) aufgebaut ist, wobei insbesondere ein erstes Modul (43) den mindestens einen Verdampfer (10) umfasst, ein zweites Modul (44) den mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) und den zweiten Wärmeübertrager (6) umfasst, ein drittes Modul, das eine Aufnahmemöglichkeit für den im zweiten Modul angeordneten mindestens einen Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) aufweist, und wobei das zweite Modul (44) und das dritte Modul (45) benachbart angeordnet sind und der mindestens eine Dehydrochlorierungsreaktor (7, 47) reversibel vom zweiten Modul (44) in das dritte Modul (45) geführt werden kann. 17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is modularly constructed (43, 44, 45), wherein in particular a first module (43) comprises the at least one evaporator (10), a second module (44) comprises the at least one dehydrochlorination reactor (7, 47) and the second heat exchanger (6), a third module which has a receiving option for the at least one dehydrochlorination reactor (7, 47) arranged in the second module, and wherein the second module (44) and the third module (45) are arranged adjacently and the at least one dehydrochlorination reactor (7, 47) can be reversibly led from the second module (44) to the third module (45).
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