Углеводородный, хлоруглеводородный вариант

В этом варианте из газов пиролиза известными способами выделяют концентрированный ацетилен, который используется для синтеза органических веществ.

Ацетилен, этилен, хлористый водород могут быть использованы для синтеза различных хлорорганических продуктов (винилхлорида, тетрахлорэтана, трихлорэтана, хлористого этила, метилхлороформа) без выделения их в концентрированном виде. В случае получения винилхлорида и метилхлороформа производство будет сбалансированным по хлору без процесса оксихлорирования.

Обратные газы после синтеза хлорорганических продуктов используются в качестве топливного газа.

Технический углерод является побочным продуктом, применение его рекомендуется в рецептуре резинотехнических изделий.

Топливный вариант

Хлористый водород выделяется из пирогаза в виде соляной кислоты, затем стриппингом соляной кислоты получается сухой хлористый водород, который может быть использован для синтеза хлорорганических продуктов (винилхлорида, хлористого этила, хлористого метила). Газы пиролиза (без НСI) используются как высококалорийное топливо.

Сажевый вариант

В этом варианте основная часть сырья превращается в технический углерод (сажу). Из газов пиролиза выделяют технический углерод и сухой хлористый водород, остальные газы используют в качестве топлива.

Во всех перечисленных вариантах в качестве плазмообразующего газа используют водород, получаемый в производстве хлора и каустической соды ртутным и диафрагменным способами. На предприятиях хлорной промышленности имеется достаточное количество водорода для осуществления обсуждаемого процесса. В период пуска используется водород. После выхода на режим стадии переработки пирогаза в качестве плазмообразующего газа используются собственные абгазы, содержащие смесь водорода с метаном. Однако в катод плазмотрона постоянно подается очищенный от кислорода и влаги водород.

При пиролизе хлоруглеводородного сырья можно выделить следующие основные стадии процесса. Вначале происходит разложение хлоруглеводорода и образование значительного количества НСI, концентрация которого после быстрого роста устанавливается постоянной. Углеводородные остатки пиролизуются через этан и этилен, концентрация последнего проходит через максимум вследствие взаимной конкуренции процессов образования этилена и ацетилена. Далее основным становится процесс образования ацетилена, который в свою очередь на заключительной стадии разлагается до углерода и водорода. Концентрации водорода и метана возрастают со временем на всех стадиях процесса.

Характеристическое время установления концентрации НСI составляет от 7.10^-4с до 7.10^-5с при изменении температуры проведения процесса от 1200 К до 1600 К, время прохождения через максимум этилена – 2.10^-4 - 8.10^-5с, время прохождения через максимум ацетилена – 3.10^-3-5.10^-4с при изменении температуры в тех же пределах. Углерод начинает образовываться при времени контакта порядка 5.10^-4с, а его концентрация достигает высоких значений при времени контакта 5.10^-3с.

Основные показатели процесса плазменного получения сажи следующие:

• удельные затраты электроэнергии на разложение отходов

2,88-7,2 МДж/кг;

• степень превращения сырья 98 100 %;

• выход ацетилена и этилена на углерод сырья 60-80 %;

• выход технического углерода 4,0 %;

• ресурс катода плазмотрона 1000 ч;

• ресурс анода плазмотрона 200 ч;

• длительность работы плазменного реактора 2 года, срок службы футеровки 6 месяцев.

Для генерации плазмы используются плазмотроны постоянного тока с межэлектродными вставками мощностью, например, 750 и 1500 кВт.

Включение этого процесса в технологическую схему производства винилхлорида упрощает её и значительно снижает (до 40%) себестоимость продукта.

Разработано производство ацетилена мощностью 1500 т/год способом плазмохимической переработки отходов производства эпихлоргидрина.