Vinylchloridmonomer

Vinylchloridmonomer (VCM) ist ein farbloses Organochlorid. Vinylchlorid ist ein Gas mit süßlichem Geruch. Es ist hochgiftig, brennbar und krebserregend. Daraus wird das Polymer Polyvinylchlorid (PVC) hergestellt. PVC hat den Vorteil, dass es in Verarbeitungs- und Fertigungsprozessen mit großer Flexibilität eingesetzt werden kann. Dadurch sind die Endprodukte vielfältiger Natur, z. B. Rohre und Formteile, Profile und Schläuche, Verkleidungen, Drähte und Kabel, Fenster, Türen, Bodenbeläge, Folien, Platten sowie Flaschen. Während die wichtigsten Endverbrauchermärkte industrielle, Wohnungs- und Nichtwohnungsbauten sind, werden eine Vielzahl von PVC-verarbeiteten Produkten auch in der Landwirtschaft, in der Elektrotechnik (Drähte und Kabel) sowie im Gesundheitswesen eingesetzt.

Herstellung aus Ethylen

Der größte Teil der heutigen Vinylchlorid-Produktion beginnt mit Chlor, Ethylen und Luft. Hochreines Ethylendichlorid (EDC) wird durch die Reaktion von Ethylen und Chlor in Gegenwart von Eisen(III)-chlorid als Katalysator hergestellt. Vinylchlorid-Anlagen verwenden recyceltes HCl, um durch Oxychlorierung mehr Ethylendichlorid zu produzieren. Dafür wird auf die Reaktion von Ethylen, Sauerstoff und Chlorwasserstoff über einen Kupfer(II)-chlorid-Katalysator zurückgegriffen. Diese Reaktion ist hochgradig exotherm. Beim Erhitzen auf 500 °C bei 15 bis 30 bar (225 bis 450 psi) zersetzt sich Ethylendichloriddampf zu Vinylchlorid und wasserfreiem HCl. Diese thermische Spaltreaktion ist hochgradig endotherm und wird in der Regel in einem befeuerten Heizgerät durchgeführt. Obwohl Verweilzeit und Temperatur sorgfältig kontrolliert werden, entstehen beträchtliche Mengen an Nebenprodukten aus chloriertem Kohlenwasserstoff. In der Praxis ist die Ethylendichlorid-Umwandlung in Vinylchlorid relativ gering (50 bis 60 %). Das Ofenabwasser wird sofort mit kaltem Ethylendichlorid abgeschreckt, um unerwünschte Nebenreaktionen zu unterbinden. Das entstehende Dampf-Flüssigkeits-Gemisch wird anschließend in ein Reinigungssystem geleitet. Bei einigen Verfahren wird die Salzsäure (HCl) mit einem Absorber-Abstreifer-System von den chlorierten Kohlenwasserstoffen getrennt, bei anderen Verfahren wird eine gekühlte kontinuierliche Destillation eingesetzt. Bei der Rückgewinnung von Vinylchlorid fallen sehr gefährliche Abfallprodukte an. Diese Abfallprodukte werden vor Ort in thermischen Abluftreinigern verbrannt.

Herstellung aus Acetylen

Acetylen reagiert mit wasserfreiem Chlorwasserstoffgas über einen Quecksilberchlorid-Katalysator zu Vinylchlorid. Die Reaktion ist exotherm und hochselektiv. Produktreinheit und Ausbeuten sind dabei in der Regel sehr hoch. Dieser industrielle Weg zur Gewinnung von Vinylchlorid war vor der Verbreitung von Ethylen üblich. Als die Hersteller von Vinylchlorid auf die oben beschriebene thermische Spaltung von Ethylendichlorid umgestellt haben, verwendeten einige von ihnen das Nebenprodukt HCl in Verbindung mit einer kollokierten Einheit auf Acetylenbasis. Aufgrund seiner großen Kohlevorkommen, aus denen Acetylen gewonnen wird, wird in China nach wie vor Vinylchlorid hergestellt.

Apparate und verfahrenstechnische Ausrüstung von GAB Neumann

Der Herstellungsprozess von Vinylchloridmonomer (VCM) beinhaltet die Rückgewinnung (Absorption und Weiterverarbeitung) von sehr großen Mengen an Salzsäure, weshalb in der Regel große korrosionsbeständige Prozessanlagen erforderlich sind. Die Organochlorid-Abwässer müssen in der Regel durch thermische Oxidation behandelt werden, wodurch noch mehr Salzsäure entsteht.

GAB Neumann liefert Ringnut- oder Block-Wärmetauscher aus imprägniertem Graphit, Absorber, Quenche, Kolonnen sowie Salzsäure-Rückgewinnungsanlagen an VCM-Hersteller.

Zugehörige Produkte:

Graphit-Ringnut-Waermetauscher

Graphit-Ringnut-Hochleistung-Kondensatoren

Graphit-Ringnut-Partialkondensatoren

Graphit-Blockwärmetauscher

Quenchen

Isotherme Ringnut-Absorber

Kolonnen

Salzsäure-Rückgewinnung