用于濃縮堿溶液的方法及其適合的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于濃縮水性堿液的非常高能效的方法并且涉及一種與其相配的裝置，該水性堿液例如來源于一個(gè)氯堿電解設(shè)備。該方法/該裝置利用了來自該形成1,2-二氯乙烷的反應(yīng)熱并且包括該水性堿液的多階段濃縮，其中用于濃縮該水性堿液所需要的該熱量的至少一部分來源于用于產(chǎn)生1,2-二氯乙烷的設(shè)備，并且其中用于濃縮該水性堿液所需要的熱量的至少一個(gè)另外的部分來源于用于濃縮該水性堿液的設(shè)備的更高階段中的至少一個(gè)并且用于該第一階段的部分加熱。該裝置可以用于升級現(xiàn)有的來自DCE設(shè)備和氯堿電解的設(shè)備合成物或用于裝配新設(shè)備。
【專利說明】用于濃縮堿溶液的方法及其適合的裝置
[0001]本發(fā)明涉及用于在生產(chǎn)1，2- 二氯乙烷的設(shè)備中濃縮堿溶液的一種方法和一種裝置。
[0002]1，2_ 二氯乙烷，(下文中稱為“DCE”)D主要用作制備單體氯乙烯中的中間體，該單體氯乙烯進(jìn)而被用作制備聚氯乙烯的中間體。DCE形成單體氯乙烯的反應(yīng)形成了氯化氫HCl0這優(yōu)選地用于由乙烯借助HCl和氧氣的氧氯化來制備DCE。用于制備DCE的一個(gè)替代的路徑經(jīng)由乙烯借助氯氣的直接氯化來進(jìn)行。在DCE的工業(yè)制備中，采用這兩種路徑，這樣使得根據(jù)以下反應(yīng)方程式產(chǎn)生的氯化氫與消耗的氯化氫之間存在一種平衡:
[0003]C12+C2H4 — C2H4Cl2+218kJ/mol
[0004]C2H4Cl2 — C2H3Cl+HCl-71kJ/mol
[0005]C2H4+2HCl+l/202 — C2H4Cl2+H20+238kJ/mol
[0006]用于直接氯化所要求的氯氣時(shí)常是在一個(gè)位于該DCE設(shè)備附近的氯堿電解設(shè)備中產(chǎn)生的。如已知的，氫氧化鈉溶液也是在此形成的，典型地以按重量計(jì)約30%的濃度。
[0007]這種堿表示一種有價(jià)值的材料但是出于經(jīng)濟(jì)原因已經(jīng)進(jìn)行了濃縮?，F(xiàn)代的氯堿電解設(shè)備配備有一個(gè)濃縮單元用于獲得的堿。這個(gè)單元典型地借助蒸汽來運(yùn)行并且典型地產(chǎn)生了具有按重量計(jì)50%或更高的濃度的氫氧化鈉的堿。用于運(yùn)行該濃縮單元所要求的蒸汽的量值表示該氯堿電解設(shè)備的運(yùn)行成本的不是不值得考慮的一個(gè)部分。
[0008]已經(jīng)建議的是來自該DCE工藝的熱量被用于蒸發(fā)或濃縮來自該氯堿電解的氫氧化鈉溶液。DElO 2005 044177A1描述了用于利用在純化來自一個(gè)直接氯化設(shè)備的DCE中獲得的冷凝熱的一種方法和一種裝置。在此，在通過蒸餾純化DCE中獲得的蒸氣的冷凝熱至少部分地用于蒸發(fā)來源于一個(gè)氯堿電解設(shè)備的氫氧化鈉溶液。DElO 2005 030511A1和DElO 2005 030 512A1描述了用于利用在制備DCE中產(chǎn)生的反應(yīng)熱的一種方法和裝置。在此，來自一個(gè)直接氯化設(shè)備的反應(yīng)熱至少部分地用于蒸發(fā)來源于一個(gè)氯堿電解設(shè)備的氫氧化鈉溶液。使用了以下的裝置，這些裝置包括一個(gè)殼管式熱交換器(具有兩個(gè)固定的管板和一個(gè)NaOH底部部件)并且被配置成使得氫氧化鈉溶液在這些管內(nèi)進(jìn)行輸送并且DCE沿著這些管的外部進(jìn)行輸送并且具有用于將氫氧化鈉溶液引入這些管的內(nèi)部并且將氫氧化鈉溶液分布在這些管內(nèi)的器件上。
[0009]這些早先已知的方法和裝置允許非常高效的運(yùn)行該工藝。出于工藝優(yōu)化的目的，尋找進(jìn)一步的工藝改進(jìn)并且該工藝應(yīng)該能夠以一種甚至更節(jié)約資源的方式進(jìn)行。
[0010]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法和一種適合的相對應(yīng)的裝置用于濃縮堿溶液，與已知的方法和裝置相比，使用這種方法和裝置允許一種更高能效的處理。此外，應(yīng)該構(gòu)建該裝置這樣使得可以將它以一種簡單的方式進(jìn)行改裝進(jìn)入現(xiàn)有的DCE設(shè)備與氯堿電解設(shè)備的組合中。
[0011]本發(fā)明提供了一種用于利用來自形成1，2-二氯乙烷的反應(yīng)熱來濃縮堿溶液的方法，其中該堿溶液是以多個(gè)階段濃縮的，用于濃縮該堿溶液所要求的該熱量的至少一部分來源于一個(gè)用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備并且用于濃縮該堿溶液所要求的該熱量的至少一個(gè)另外的部分來源于用于濃縮該堿溶液的設(shè)備的更高階段中的至少一個(gè)并且用于該第一階段的部分加熱。
[0012]出于本說明的目的，堿溶液是任何可以通過蒸發(fā)水來濃縮的堿。這種堿優(yōu)選地是一種堿金屬氫氧化物水溶液，非常特別優(yōu)選地是氫氧化鈉水溶液。
[0013]這種堿金屬氫氧化物水溶液典型地來源于一個(gè)氯堿電解設(shè)備，具體地來自與該DCE設(shè)備并聯(lián)存在的一個(gè)氯堿電解設(shè)備。這種氯堿電解設(shè)備產(chǎn)生了一種堿溶液，這種堿溶液必須在以有價(jià)值的材料出售前進(jìn)行濃縮。堿金屬氫氧化物在一種來源于氯堿電解的堿金屬氫氧化物水溶液中的濃度典型地是按重量計(jì)約30%。另一方面，作為有價(jià)值的材料，堿金屬氫氧化物水溶液應(yīng)該具有按重量計(jì)至少50%的堿金屬氫氧化物含量。
[0014]優(yōu)先選擇給予的是其中所使用的堿溶液來源于一個(gè)氯堿電解設(shè)備的一種方法。
[0015]出于本說明的目的，一個(gè)階段是其中該堿溶液通過蒸發(fā)水來濃縮的一個(gè)工藝步驟。
[0016]這些階段可以在該堿溶液或這些濃縮物的加熱步驟之前和/或之后。因此，例如，可以首先預(yù)加熱并且然后在一個(gè)第一階段中在一個(gè)濃縮單元中濃縮被用作起始材料的稀堿溶液；或可以使該預(yù)濃縮的堿溶液在該第一階段后在離開該第一濃縮單元后經(jīng)受一個(gè)加熱步驟并且然后在一個(gè)第二濃縮單元中經(jīng)受一個(gè)進(jìn)一步的階段。濃縮步驟和加熱步驟的其他組合也是可能的。在這些步驟中所使用的裝置可以利用來自這些早先步驟的廢熱來進(jìn)行運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明，該廢熱的至少一部分來自用于制備1，2_ 二氯乙烷的設(shè)備。
[0017]本發(fā)明的方法可以以兩個(gè)階段或特別地以三個(gè)階段或甚至以多于三個(gè)的階段來進(jìn)行。特別的優(yōu)先選擇給予的是一種以三個(gè)階段進(jìn)行的方法。
[0018]優(yōu)先選擇給予的是以至少兩個(gè)階段進(jìn)行的方法，這些方法包括以下步驟:
[0019]i)在一個(gè)第一濃縮單元中由一種稀堿溶液生產(chǎn)一種第一堿溶液濃縮物，
[0020]ii)在一個(gè)第二濃縮單元中濃縮該第一堿溶液濃縮物以便產(chǎn)生一種第二堿溶液濃縮物，
[0021]iii)至少部分地借助來源于一個(gè)用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備的熱量來運(yùn)行該
第二濃縮單元，并且
[0022]iv)至少部分地借助來源于該第二濃縮單元的熱量來運(yùn)行該第一濃縮單元。
[0023]特別優(yōu)先選擇給予的是兩階段方法，其中一個(gè)用于該第一堿溶液濃縮物的加熱單元存在于第一與第二濃縮單元之間，該加熱單元優(yōu)選地包括從一個(gè)到三個(gè)串聯(lián)的熱交換器并且通過來源于用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱和/或通過來源于該第二濃縮單元的熱量進(jìn)行加熱和/或通過來源于一個(gè)用于濃縮堿溶液的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱，該用于濃縮堿溶液的設(shè)備與一個(gè)用于氯堿電解的設(shè)備相組合。
[0024]特別優(yōu)先選擇給予的是三階段方法，包括以下步驟:
[0025]i)在一個(gè)第一濃縮單元中由一種稀堿溶液生產(chǎn)一種第一堿溶液濃縮物，
[0026]ii)在一個(gè)第二濃縮單元中濃縮該第一堿溶液濃縮物以便產(chǎn)生一種第二堿溶液濃縮物，
[0027]iii)在一個(gè)第三濃縮單元中濃縮該第二堿溶液濃縮物以便產(chǎn)生一種第三堿溶液濃縮物，
[0028]iv)至少部分地借助來源于一個(gè)用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備的熱量來運(yùn)行該
第二和第三濃縮單元，并且[0029]v)至少部分地借助來源于該第二和第三濃縮單元的熱量來運(yùn)行該第一濃縮單元。
[0030]為了在該第一濃縮單元中由堿溶液生產(chǎn)該第一堿溶液濃縮物，有可能使用任何適用于此目的的裝置。出于此目的優(yōu)先選擇給予的是使用熱交換器或蒸發(fā)器。
[0031]用于運(yùn)行該第一濃縮單元所要求的熱能的至少一部分，例如這個(gè)單元中所要求的熱能的至少50%、優(yōu)選地至少80%來源于該一個(gè)或多個(gè)下游濃縮單元。這可以是通過使用熱交換器獲得的熱能和/或從壓縮的蒸汽獲得的熱能，該壓縮的蒸汽在運(yùn)行那些下游濃縮裝置時(shí)已經(jīng)獲得。
[0032]為了在該第二濃縮單元中由該第一堿溶液濃縮物生產(chǎn)該第二堿溶液濃縮物，同樣有可能使用任何適用于此目的的裝置。出于此目的優(yōu)先選擇給予的是使用降膜式蒸發(fā)器；然而，還有可能使用另一種類型的熱交換器或蒸發(fā)器。用于運(yùn)行該第二濃縮單元所要求的熱能的至少一部分，例如這個(gè)單元中所要求的熱能的至少50%、優(yōu)選地至少80%是從來源于該DCE設(shè)備的液態(tài)和/或氣態(tài)的DCE而獲得的。這可以是通過使用熱交換器從該液態(tài)DCE循環(huán)流或通過冷凝該氣態(tài)DCE而獲得的熱能，該液態(tài)和氣態(tài)DCE 二者都來自該DCE設(shè)備。
[0033]為了在該第三濃縮單元中由該第二堿溶液濃縮物生產(chǎn)該第三堿溶液濃縮物，同樣有可能使用任何適用于此目的裝置。在此，優(yōu)先選擇同樣給予的是使用熱交換器或蒸發(fā)器。用于運(yùn)行該第三濃縮單元所要求的熱能的至少一部分，例如這個(gè)單元中所要求的熱能的至少50%、優(yōu)選地至少80%是通過冷凝來源于該DCE設(shè)備的氣態(tài)DCE獲得的。
[0034]在本發(fā)明方法的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，使來源于該第三濃縮單元的冷凝的DCE的一部分分出用于加熱該第二濃縮單元并且與來源于該DCE設(shè)備的液態(tài)DCE(S卩，該DCE循環(huán)流)組合。
[0035]本發(fā)明附加地提供了一種用于濃縮堿溶液的裝置，該裝置與一個(gè)用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備相連并且包括以下元件:
[0036]A) 一個(gè)用于濃縮堿溶液并且產(chǎn)生一種第一堿溶液濃縮物的第一濃縮單元，該第一濃縮單元借助來自一個(gè)第二濃縮單元的廢熱進(jìn)行加熱，以及
[0037]B) 一個(gè)用于濃縮該第一堿溶液濃縮物并且產(chǎn)生一種第二堿溶液濃縮物的第二濃縮單元，該第二濃縮單元至少部分地借助來源于一個(gè)用于制備1，2_ 二氯乙烷的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱。
[0038]現(xiàn)有的與一個(gè)氯堿電解設(shè)備相關(guān)聯(lián)的DCE設(shè)備可以用本發(fā)明的裝置進(jìn)行改裝。當(dāng)該氯堿電解設(shè)備已經(jīng)配備有一個(gè)用于濃縮堿溶液的單元時(shí)，這是特別適當(dāng)?shù)?。用根?jù)本發(fā)明的裝置進(jìn)行改裝可以按這樣一種方式進(jìn)行，即，使來源于該氯堿電解設(shè)備的稀堿溶液首先在根據(jù)本發(fā)明的裝置中濃縮，例如從按重量計(jì)約30%至按重量計(jì)約40%的堿金屬氫氧化物，并且然后在已經(jīng)存在于該氯堿電解設(shè)備中用于濃縮堿溶液的單元中進(jìn)一步濃縮，例如從按重量計(jì)約40%至按重量計(jì)約至少50%的堿金屬氫氧化物。用于運(yùn)行本發(fā)明的裝置的熱量至少部分地來源于該DCE設(shè)備。這種一體化設(shè)備的總能耗可以因此減少，因?yàn)榕c不使用本發(fā)明的裝置的情況相比，存在于該氯堿電解設(shè)備中的單元要求更少總量值的熱蒸汽來運(yùn)行。
[0039]在新建的DCE設(shè)備的情況下，安裝根據(jù)本發(fā)明的、以三個(gè)階段運(yùn)行的裝置是優(yōu)選的。當(dāng)一個(gè)氯電解設(shè)備與一個(gè)DCE設(shè)備組合時(shí)，安裝存在于該氯堿電解設(shè)備中用于濃縮堿溶液的一個(gè)單元可以省卻；這個(gè)功能可以完全被根據(jù)本發(fā)明的裝置獲得。[0040]特別優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的裝置附加地包括，除了上述的元件A)和B)之外，一個(gè)用于該第一堿溶液濃縮物的加熱單元C)，該加熱單元位于該第一與第二濃縮單元之間并且優(yōu)選地包括從一個(gè)到三個(gè)串聯(lián)的熱交換器并且通過來源于用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱和/或通過來源于該第二濃縮單元的熱量進(jìn)行加熱和/或通過來源于一個(gè)用于濃縮堿溶液的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱，該用于濃縮堿溶液的設(shè)備與一個(gè)用于氯堿電解的設(shè)備相組合。
[0041]非常特別優(yōu)先選擇給予的是具有一個(gè)加熱單元C)的裝置，該加熱單元包括三個(gè)串聯(lián)的熱交換器，其中一個(gè)熱交換器是通過來源于用于制備1，2-二氯乙烷的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱，一個(gè)另外的熱交換器是通過來源于該第二濃縮單元的熱量進(jìn)行加熱并且一個(gè)另外的熱交換器是通過來源于一個(gè)用于濃縮堿溶液的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱，該用于濃縮堿溶液的設(shè)備與一個(gè)用于氯堿電解的設(shè)備相組合。
[0042]特別優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的裝置除了上述的元件A)和B)之外附加地包括以下元件:
[0043]D) 一個(gè)用于濃縮該第二堿溶液濃縮物的第三濃縮單元，該第三濃縮單元至少部分地借助來源于用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備的熱量來運(yùn)行，以及任選地
[0044]E) 一個(gè)用于回收來自該第三濃縮單元的熱量的熱交換器單元，該熱交換器單元以這樣一種方式連接到該第二濃縮單元上，即，使得該回收的熱量可以用于預(yù)加熱該第二濃縮單元上游的第一堿溶液濃縮物。
[0045]優(yōu)先選擇給予的是以下這些裝置，其中該第一濃縮單元是借助來自一個(gè)蒸汽壓縮單元的蒸汽進(jìn)行加熱，該蒸汽壓縮單元壓縮了來源于該第二濃縮單元以及任選地來源于另外的多個(gè)濃縮單元的蒸汽。
[0046]優(yōu)先選擇給予的是以下這些裝置，其中該第一濃縮單元和該第三濃縮單元各自是一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的熱交換器或蒸發(fā)器并且其中該第二濃縮單元是一個(gè)降膜式蒸發(fā)器。
[0047]優(yōu)先選擇給予的是以下這些裝置，其中該第一濃縮單元和該第三濃縮單元是由一個(gè)或多個(gè)板狀熱交換器形成的。
[0048]本發(fā)明的裝置允許特別節(jié)能地運(yùn)行一種用于堿溶液的濃縮裝置同時(shí)伴隨著高效的濃縮。
[0049]下面在四張圖的幫助下通過實(shí)例的方式展示本發(fā)明，而并非由此旨在限制。這些圖示出:
[0050]圖1:一張根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(通過改裝一個(gè)常規(guī)設(shè)備來產(chǎn)生的)以及本發(fā)明的方法的原理圖。
[0051]圖2:—張根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(以一個(gè)新建設(shè)備的形式)以及本發(fā)明的方法的原理圖。
[0052]圖3:—張本發(fā)明方法的兩階段變體以及一種用于進(jìn)行該方法(根據(jù)圖1的原理)的設(shè)備的詳圖。
[0053]圖4:一張本發(fā)明方法的三階段變體以及一種用于進(jìn)行方法(根據(jù)圖2的原理)的設(shè)備的詳圖。
[0054]圖1針對改裝了現(xiàn)有設(shè)備的實(shí)例描述了本發(fā)明方法/本發(fā)明裝置的原理。
[0055]圖1描繪了一個(gè)DCE設(shè)備(在此是一個(gè)直接氯化設(shè)備)(I)。DCE蒸氣(2 )從此分出并且通過冷凝回收熱量。使DCE冷凝物(3)再循環(huán)至DCE設(shè)備(I)中。獲得的熱量用于加熱一個(gè)用于堿溶液的多級濃縮裝置(4)。在示出的實(shí)例中，將具有按重量計(jì)約30%的濃度的氫氧化鈉水溶液(5)引入該多級濃縮裝置(4)中。該氫氧化鈉水溶液來源于一個(gè)氯堿電解設(shè)備(未示出)，該氯堿電解設(shè)備配備有一個(gè)用于堿溶液的常規(guī)濃縮裝置(7)。這是使用熱蒸汽(未示出)運(yùn)行的。在該多級濃縮裝置(4)中，該氫氧化鈉水溶液(5)通過蒸發(fā)水濃縮并且以預(yù)濃縮的、具有的濃度為按重量計(jì)約40%的氫氧化鈉水溶液(6)離開這個(gè)裝置(4)。然后將這種預(yù)濃縮的氫氧化鈉水溶液(6)引入該常規(guī)濃縮裝置(7)中，其中該預(yù)濃縮的氫氧化鈉水溶液(6 )進(jìn)一步通過蒸發(fā)更多的水進(jìn)行濃縮并且以具有按重量計(jì)50%或更高的濃度的氫氧化鈉水溶液(8)離開這個(gè)裝置(7)。在這個(gè)原理圖中未示出的是用于加熱該多級濃縮裝置(4)所要求的熱量的一部分來源于廢熱，該廢熱來源于該常規(guī)濃縮裝置(7)?？梢杂脠D1中示出的多級濃縮裝置(4)改裝由現(xiàn)有的DCE設(shè)備和氯堿電解設(shè)備構(gòu)成的并且已經(jīng)含有一個(gè)常規(guī)濃縮裝置(7 )的一體化設(shè)備。出于此目的，將該多級濃縮裝置(4 )如以上所述連接到這些現(xiàn)有設(shè)備上。
[0056]圖2示出了一個(gè)DCE設(shè)備(在此是一個(gè)直接氯化設(shè)備)(I)。DCE蒸氣(2a)和熱液態(tài)DCE (2b)從此分出。在各自的情況下，通過冷凝該DCE蒸氣(2a)并且通過冷卻該液態(tài)DCE (2b)回收熱量。使DCE冷凝物(3a)和冷卻的DCE液體(3b)再循環(huán)進(jìn)該DCE設(shè)備(I)中。一個(gè)用于堿溶液的多級濃縮裝置(4)借助該獲得的熱量進(jìn)行加熱。在示出的實(shí)例中，這沒有詳細(xì)地示出而是相反地示出了一個(gè)多級設(shè)備的簡圖。將具有按重量計(jì)約30%的濃度的氫氧化鈉水溶液(5)引入這個(gè)裝置。該氫氧化鈉水溶液來源于一種氯堿電解。在該多級濃縮裝置(4 )中，該氫氧化鈉水溶液(5 )通過蒸發(fā)水進(jìn)行濃縮并且以具有按重量計(jì)50%或更高的濃度的氫氧化鈉水溶液(6)離開這個(gè)裝置(4)。在這個(gè)原理圖中未示出的是用于加熱該多級濃縮裝置(4)的第一階段所要求的熱量的一部分來源于在該多級濃縮裝置(4)的另外的階段中獲得廢熱。圖2中描繪的裝置可以優(yōu)選地體現(xiàn)在新DCE設(shè)備的構(gòu)建中，這些新的DCE設(shè)備與氯堿設(shè)備相連。
[0057]圖3描述了一個(gè)用于濃縮堿溶液的多級裝置。這個(gè)裝置可以優(yōu)選地用于改裝一體化的設(shè)備(包括一個(gè)DCE設(shè)備和一個(gè)氯堿電解設(shè)備)，其中一個(gè)用于堿溶液的常規(guī)濃縮裝置已經(jīng)存在，如圖1中所示。該多級裝置包括一個(gè)現(xiàn)有的DCE設(shè)備(19)、一個(gè)現(xiàn)有的用于堿溶液的常規(guī)濃縮裝置(18)、以及一個(gè)用于堿溶液的改裝的多級濃縮裝置。該常規(guī)濃縮裝置
(18)主要利用高壓熱蒸汽(28)來運(yùn)行。
[0058]圖3中示出的改裝的濃縮裝置包括兩個(gè)濃縮單元。該第一濃縮單元是由一個(gè)板狀熱交換器(10)和一個(gè)相分離器(11)形成的，它通過來自該第二濃縮單元的蒸汽(27)進(jìn)行加熱。該第二濃縮單兀同樣包括一個(gè)板狀熱交換器(15)和一個(gè)相分離器(17)。該板狀熱交換器(15)通過來源于該DCE設(shè)備(19)的DCE蒸氣(25)進(jìn)行加熱。在該第一與第二濃縮單元之間有一個(gè)用于該堿濃縮物的加熱單元，該加熱單元包括三個(gè)串聯(lián)的板狀熱交換器(12、13、14)。熱交換器(12)通過來源于該常規(guī)濃縮裝置(18)的熱蒸汽(29)進(jìn)行加熱。在通過該熱交換器(12)后，將該冷卻的濃縮物(23)從該設(shè)備中排出。熱交換器(13)通過來自DCE蒸氣(25)的冷凝物(26)進(jìn)行加熱，該冷凝物(26)是在熱交換器(15)中獲得的。在穿過該熱交換器(13)后，將該冷卻的冷凝物引入該收集容器(16)中并且以DCE流(24)從那里再循環(huán)進(jìn)該DCE設(shè)備(19)或(部分地)從該設(shè)備排出。熱交換器(14)通過來源于該相分離器(17)的濃縮的熱堿(29)進(jìn)行加熱。在通過該熱交換器(14)后，將冷卻的濃縮的堿
(21)引入該常規(guī)濃縮單元(18)中以便在那里被進(jìn)一步濃縮。
[0059]將來自一個(gè)氯堿電解設(shè)備(圖3中未示出)的低濃度氫氧化鈉溶液(20)(例如按重量計(jì)30%濃度)泵送進(jìn)入該板式熱交換器(10)中，在那里加熱并且轉(zhuǎn)移進(jìn)該相分離器(11)中。在那里，水部分地蒸發(fā)并且任選地在借助一個(gè)熱交換器(未示出)回收熱量后以流(30)從該設(shè)備排出。預(yù)濃縮的堿離開該相分離器(11)并且在該加熱單元(包括三個(gè)板式熱交換器(12、13、14))中進(jìn)一步加熱，然后通過熱交換器(15)并且引入該相分離器(17)。在那里，更多的水發(fā)生蒸發(fā)并且該蒸汽(27)被用于加熱該熱交換器(10)并且然后以冷卻的冷凝物
(22)離開該設(shè)備。將濃縮的堿從該相分離器(17)中抽出并且出于進(jìn)一步濃縮的目的在通過熱交換器(14)后引入該設(shè)備(18)。
[0060]圖4描述了一個(gè)用于濃縮堿溶液的另外的裝置。這個(gè)裝置可以優(yōu)選地用于新建設(shè)備中或用于其中沒有用于堿溶液的蒸發(fā)單元而仍然存在的設(shè)備中。
[0061]圖4中描繪的裝置包括三個(gè)蒸發(fā)階段。該第一蒸發(fā)階段包括一個(gè)帶有下游相分離器(108)的熱交換器(103)。該第二蒸發(fā)階段包括一個(gè)降膜式蒸發(fā)器(104)。該第三蒸發(fā)階段包括一個(gè)另外的帶有下游相分離器(136)的熱交換器(105)。該第二和第三蒸發(fā)階段通過來自該EDC設(shè)備(例如一個(gè)直接氯化裝置)的反應(yīng)熱的可使用的部分進(jìn)行加熱。該第一蒸發(fā)階段通過從氫氧化鈉溶液的蒸發(fā)中形成的壓縮蒸汽而獲得的熱量進(jìn)行加熱。
[0062]具有低濃度(例如按重量計(jì)30%濃度)并且來自一個(gè)氯堿電解設(shè)備(圖4中未示出)的氫氧化鈉溶液，以流(106)的形式進(jìn)入該熱交換器(103)并且在那里被加熱并且在減壓下被部分地汽化。將該加熱的氫氧化鈉溶液以流(107)轉(zhuǎn)移進(jìn)該相分離器(108)并且在那里分成蒸汽(109)和預(yù)濃縮的氫氧化鈉溶液(110)。將來自相分離器(108)的蒸汽(109)在真空冷凝器(111)中冷凝并且將該冷凝物從該設(shè)備中排出。
[0063]現(xiàn)在利用來源于該濃縮的氫氧化鈉溶液(112)終產(chǎn)物(例如按重量計(jì)50%濃度的氫氧化鈉溶液)的熱量來進(jìn)一步加熱該預(yù)濃縮的氫氧化鈉(110)。為此目的，將氫氧化鈉溶液流(110、112)引入一個(gè)熱交換器(113)中，其結(jié)果是來加熱該預(yù)濃縮的氫氧化鈉溶液
(110)并且來冷卻該濃縮的氫氧化鈉溶液(112)。將該冷卻濃縮的氫氧化鈉溶液以流(114)從該設(shè)備中排出。將該加熱的預(yù)濃縮的氫氧化鈉溶液以流(115)引入該第二蒸發(fā)器單元的一個(gè)降膜式蒸發(fā)器(104)中。通過來源于該DCE設(shè)備(146)的液態(tài)DCE (循環(huán)流(116))來加熱降膜式蒸發(fā)器(104)。借助DCE泵(119)從用于冷凝的DCE (118)的該收集容器添加來源于該第三蒸發(fā)階段的冷凝的DCE (117)的一部分。這種措施使得同樣能夠利用來自該冷凝的DCE (來自該第三蒸發(fā)階段)的顯熱。將來自該第二蒸發(fā)階段(104)的蒸汽(120)在一個(gè)蒸汽壓縮單元(122)中壓縮。
[0064]通過間接熱交換來運(yùn)行該第三蒸發(fā)階段。使來自該DCE設(shè)備(146)(例如來自一個(gè)直接氯化設(shè)備)的DCE蒸氣(128)在該熱交換器(105)中冷凝。該DCE蒸氣(128)的冷凝在該熱交換器(105)中進(jìn)一步加熱并且濃縮來自該第二蒸發(fā)階段(104)的預(yù)濃縮的氫氧化鈉溶液(131 )。來自熱交換器(105)的濃縮的氫氧化鈉溶液(135)不含該相分離器(136)中的蒸汽。將來自相分離器(136)的蒸汽(137)在一個(gè)蒸汽壓縮單元(125)中壓縮。在重力的影響下，該來自相分離器(136)的濃縮的氫氧化鈉溶液(138)經(jīng)由一個(gè)調(diào)節(jié)閥(140)流入相分離器(141)中。將來自相分離器(141)的具有的濃度為按重量計(jì)約50%的NaOH的濃縮的氫氧化鈉溶液(112)借助泵(143)經(jīng)由熱交換器(113)從該設(shè)備中抽出。使在該相分離器(141)中分離出的蒸汽(144)在該真空冷凝器(111)中冷凝。壓縮的蒸汽(145)用于加熱該第一蒸發(fā)階段的熱交換器(103)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于利用來自形成1，2-二氯乙烷的反應(yīng)熱來濃縮堿溶液的方法，其中該堿溶液是以多個(gè)階段濃縮的，用于濃縮該堿溶液所要求的熱量的至少一部分來源于一個(gè)用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備并且用于濃縮該堿溶液所要求的熱量的至少一個(gè)另外的部分來源于用于濃縮該堿溶液的設(shè)備的更高階段中的至少一個(gè)并且用于該第一階段的部分加熱。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所使用的堿溶液來源于一個(gè)氯堿電解設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的方法，其中該方法是以至少兩個(gè)階段進(jìn)行的并且包括以下步驟: i)在一個(gè)第一濃縮單元中由一種稀堿溶液來生產(chǎn)一種第一堿溶液濃縮物， ?)在一個(gè)第二濃縮單元中濃縮該第一堿溶液濃縮物以便產(chǎn)生一種第二堿溶液濃縮物， iii)至少部分地借助來源于一個(gè)用于制備1，2_二氯乙烷的設(shè)備的熱量來運(yùn)行該第二濃縮單元，并且 iv)至少部分地借助來源于該第二濃縮單元的熱量來運(yùn)行該第一濃縮單元。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中一個(gè)用于該第一堿溶液濃縮物的加熱單元存在于第一與第二濃縮單元之間，該加熱單元優(yōu)選地包括從一個(gè)到三個(gè)串聯(lián)的熱交換器并且通過來源于用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱和/或通過來源于該第二濃縮單元的熱量進(jìn)行加熱和/或通過來源于一個(gè)用于濃縮堿溶液的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱，該用于濃縮堿溶液的設(shè)備與一個(gè)用于 氯堿電解的設(shè)備相組合。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該方法是以三個(gè)階段進(jìn)行的并且包括以下步驟: i)在一個(gè)第一濃縮單元中由一種稀堿溶液生產(chǎn)一種第一堿溶液濃縮物， ?)在一個(gè)第二濃縮單元中濃縮該第一堿溶液濃縮物以便產(chǎn)生一種第二堿溶液濃縮物， iii)在一個(gè)第三濃縮單元中濃縮該第二堿溶液濃縮物以便產(chǎn)生一種第三堿溶液濃縮物， iv)至少部分地借助來源于一個(gè)用于制備1，2_二氯乙烷的設(shè)備的熱量來運(yùn)行該第二和第三濃縮單元，并且 V)至少部分地借助來源于該第二和第三濃縮單元的熱量來運(yùn)行該第一濃縮單元。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法,其中一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的熱交換器或蒸發(fā)器被用作第一濃縮單元，其中該第一濃縮單元中所要求的該熱能的至少50%來源于該一個(gè)或多個(gè)下游濃縮單元并且是通過使用熱交換器回收的熱能和/或從運(yùn)行這些下游濃縮裝置中獲得的再壓縮蒸汽而獲得的熱能。
7.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中降膜式蒸發(fā)器用作第二濃縮單元，其中該第二濃縮單元中所要求的熱能的至少50%是從來源于該DCE設(shè)備的DCE循環(huán)流來獲得的。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中多個(gè)熱交換器或蒸發(fā)器被用作第三濃縮單元，其中該第三濃縮單元中所要求的熱能的至少50%是從來源于一個(gè)DCE設(shè)備的DCE蒸氣來獲得的。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中將來源于該第三濃縮單元的冷凝的DCE的一部分分出用于加熱該第二濃縮單元并且與直接來自該DCE設(shè)備的DCE循環(huán)流進(jìn)行組合。
10.一種用于濃縮堿溶液的裝置，該裝置與用于制備1，2-二氯乙烷的設(shè)備相連并且包括以下元件: A一個(gè)用于濃縮堿溶液并且產(chǎn)生一種第一堿溶液濃縮物的第一濃縮單元，該第一濃縮單元借助來自一個(gè)第二濃縮單元的廢熱進(jìn)行加熱，以及 B)一個(gè)用于濃縮該第一堿溶液濃縮物并且產(chǎn)生一種第二堿溶液濃縮物的第二濃縮單元，該第二濃縮單元至少部分借助來源于一個(gè)用于制備1，2-二氯乙烷的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中該裝置除了這些元件A)與B)之外額外地包括一個(gè)用于該第一堿溶液濃縮物的加熱單元C)，該加熱單元位于該第一與第二濃縮單元之間。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中加熱單元C)包括三個(gè)串聯(lián)的熱交換器，其中一個(gè)熱交換器是通過來源于一個(gè)用于制備1，2-二氯乙烷的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱，一個(gè)另外的熱交換器是通過來源于該第二濃縮單元的熱量進(jìn)行加熱并且一個(gè)另外的熱交換器是通過來源于一個(gè)用于濃縮堿溶液的設(shè)備的熱量進(jìn)行加熱，該用于濃縮堿溶液的設(shè)備與一個(gè)用于氯堿電解的設(shè)備相組合。
13.如權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其中該裝置被改裝進(jìn)入一個(gè)現(xiàn)有的一體化設(shè)備中，該一體化設(shè)備由一個(gè)DCE設(shè)備和一個(gè)氯堿電解設(shè)備構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中該裝置除了這些元件A)與B)之外包括以下元件: D)一個(gè)用于濃縮該第二堿溶液濃縮物的第三濃縮單元，該第三濃縮單元至少部分地借助來源于一個(gè)用于制備1，2- 二氯乙烷的設(shè)備的熱量來運(yùn)行，以及任選地 E)一個(gè)用于回收來自該第三濃縮單元的熱量的熱交換器單元，該熱交換器單元以這樣一種方式連接到該第二濃縮單元上，即，使得該回收的熱量可以用于預(yù)加熱該第二濃縮單元上游的第一堿溶液濃縮物。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中該第一濃縮單元和該第三濃縮單元各自是一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的熱交換器或蒸發(fā)器并且該第二濃縮單元是一個(gè)降膜式蒸發(fā)器。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中該第一和第三熱交換器單元各自是由一個(gè)或多個(gè)板式熱交換器形成的。
17.如權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的裝置，其中該第一濃縮單元是借助來自一個(gè)蒸汽壓縮單元的蒸汽進(jìn)行加熱，該蒸汽壓縮單元壓縮來源于該第二濃縮單元以及任選地來源于另外的多個(gè)濃縮單元的蒸汽。
【文檔編號】C01D1/42GK103813840SQ201280045896
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月21日
【發(fā)明者】M·本杰, 斯文·彼得森, 邁克爾·克萊伯 申請人:蒂森克虜伯工業(yè)解決方案有限公司, 韋恩諾利特兩合公司