專利名稱：由較低價(jià)值的鹵化材料生產(chǎn)一種或多種有用的產(chǎn)品的制作方法
廣義來說，本發(fā)明涉及用于鹵化材料轉(zhuǎn)化成其他更高價(jià)值的產(chǎn)品的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及用于轉(zhuǎn)化鹵化材料副產(chǎn)物和廢物，特別是氯化烴類的方法和設(shè)備，以及涉及通常作為處理這樣的材料的手段的熱轉(zhuǎn)化或催化轉(zhuǎn)化廢物的方法。
就鹵化的有機(jī)廢物來說，更具體就氯化烴類廢物來說，近年來這些材料的處理受到日益嚴(yán)格的規(guī)章限制和環(huán)保壓力，因此為實(shí)現(xiàn)這一處理變得費(fèi)用更高。
一種傳統(tǒng)的處理方法涉及根據(jù)

圖1一般描述的方法，將氯化烴類廢物與其他化學(xué)廢物一起的高溫焚化。例如，將氯化烴類液體和氣體廢物與空氣和非氯化的烴類材料一起送入焚化爐10，并在鍋爐12中由焚化爐的熱氣體產(chǎn)生水蒸汽(表示為物流13)。通過將焚化爐氣體中的氯化氫吸收在水(物流18)中生成含有10－18％(重量)氯化氫的較低品級(jí)的鹽酸物流14。剩余的氯化氫和氯在洗滌塔20中，用堿金屬氫氧化物物流22從氣體中洗滌出，然后在廢水物流24中中和、氧化和除去。然后將經(jīng)洗滌的焚化塔氣體物流26通過鼓風(fēng)機(jī)28和煙囪30排入大氣。
在送入焚化塔的化學(xué)廢物主要由氯化烴類廢物組成的場(chǎng)合下，一段時(shí)間以來已認(rèn)識(shí)到，如果可以經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)更濃的鹽酸物流，代替低濃度的鹽酸物流14的話，回收某些有價(jià)值的材料是希望的，否則，這些有價(jià)值的材料在氯化烴類廢物的焚化中損失掉。因此，已提出了幾種方法，它們商業(yè)上是可利用的或已知的，用于生產(chǎn)20－35％(重量)鹽酸以及更加有價(jià)值的無水鹽酸。說明性的方法表示和匯集在Kolek的“鹽酸的回收方法”，化學(xué)工程進(jìn)展，第69卷，第2期，第47-49頁(yè)(1973年2月)；一種由Hoechst AG開發(fā)和采用的體系也在Ertl的“液體和氣體氯化廢物的焚化裝置”，1997焚化和熱處理技術(shù)國(guó)際會(huì)議論文集(1997)中描述。Hoechst的體系示于圖2，下面將作更詳細(xì)地描述。
但是，特別是近年來，一般來說，各種焚化方法逐漸受到來自環(huán)保和規(guī)章方面的限制，特別是氯化材料的焚化甚至受到更大的關(guān)注，這是由于它會(huì)產(chǎn)生生成微量有機(jī)物例如各種二噁類和呋喃類化合物的問題。因此，已作了廣泛的努力來開發(fā)替代的非燃燒的廢物處理方法。但是，具體涉及鹵化烴類廢物，特別是氯化烴類廢物用這些替代的非燃燒廢物處理方法進(jìn)行處理的技術(shù)僅有很少的例子。
例如，頒發(fā)給Shaw等的US5678244公開了一種以頒發(fā)給Bach等的US4574714和4602574的方式，特別是以頒發(fā)給Nagel等的US5301620的方式在熔融金屬浴中分解廢物的方法，但其中提供含有氧化鈣、氧化鋁和二氧化硅的玻璃狀流體相。含氯廢物中的氯在熔融金屬浴中由含氯廢物分解出來，并作為無機(jī)氯化合物吸收在玻璃狀流體相中，最終以濃縮的形式與玻璃狀流體相一起除去。
除了熔融金屬浴廢物處理技術(shù)外，多年來還致力于開發(fā)廢物氣化技術(shù)作為焚化的一種替代技術(shù)。在這一技術(shù)領(lǐng)域中，頒發(fā)給Suggitt的US4468376看來是最直接從事鹵化有機(jī)材料的處理。在US4468376中，將鹵化的有機(jī)材料與碳質(zhì)材料或碳?xì)滟|(zhì)材料、含氮化合物和“含游離氧的氣體”混合，然后在高溫和高壓下和在還原條件下部分氧化，生成除氫、一氧化碳、二氧化碳、氰化氫、水、氮和夾帶固體外還含有鹵化氫和氨的合成氣。來自部分氧化反應(yīng)器的富含鹵化氫和氨的合成氣與急冷介質(zhì)通常為水接觸，如果需要，將額外的氨加入，以致在與合成氣接觸以后在急冷介質(zhì)中有化學(xué)計(jì)量過量的氨存在，用以中和合成氣中的鹵化氫。在一替代的實(shí)施方案中，與急冷介質(zhì)接觸以后的合成氣再與洗滌介質(zhì)接觸，洗滌介質(zhì)和急冷介質(zhì)都含有足以中和在部分氧化反應(yīng)器中生成的鹵化氫的氨。
在第3列、第3－14行，該專利順便簡(jiǎn)單提及通過用硫酸等酸化急冷介質(zhì)或合并的急冷介質(zhì)和洗滌介質(zhì)的方法，從急冷介質(zhì)或合并的急冷介質(zhì)和洗滌介質(zhì)中回收可出售的鹵化氫氣體的可能性，條件是在部分氧化反應(yīng)器中處理的原料不含灰塵或除碳、氫、氧、硫、氮和鹵化物以外的其他物質(zhì)。但是，經(jīng)過思考人們不得不對(duì)提出的這一選擇(作為一種設(shè)想)打折扣，加入化學(xué)計(jì)量過量的氨來中和合成氣中的鹵化氫，然后再加入一定數(shù)量的象硫酸那樣有用的和可出售的材料使已中和的鹵化氫再酸化和回收看來基本上是沒有實(shí)際意義或經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。
Scheidl等在“不同廢物材料的高溫氣化(HTG)中型裝置研究PCDD/F和其他有機(jī)污染物的生成”，光化層，第23卷，第8－10期，第1507－1514頁(yè)，1991中報(bào)導(dǎo)了有關(guān)危險(xiǎn)廢物材料的加空氣氣化反應(yīng)器的研究結(jié)果，其中將“有機(jī)化合物”如多氯聯(lián)苯(PCBs)、聚氯乙烯(PVC)和氯化的溶劑加到“普通的廢物”中，以評(píng)價(jià)相對(duì)于傳統(tǒng)焚化的主要微量有機(jī)物排放。
在補(bǔ)充氯化有機(jī)物的最高加入水平下，大約6.1％(重量)液體和含有大約5.0％(重量)總氯的混合固體/液體廢物進(jìn)料被處理。用于氣化裝置的氣體凈化系統(tǒng)包括電過濾器(脫除煙灰和灰塵)、用于氯化氫的洗滌塔以及用于含硫化合物例如硫化氫、羰基硫和二硫化碳的第二洗滌塔。因此，看來未考慮回收酸。凈化的產(chǎn)物氣體通常主要含有一氧化碳(11－24％)、氫(8－14％)、甲烷(0.1－0.5％)、二氧化碳(4－9％)和氮(60－70％)，被認(rèn)為適用作燃料。的確觀察到微量有機(jī)物排放(多氯化的二苯并-對(duì)-二噁類化合物(PCDDs)、多氯化的二苯并呋喃類(PCDFs)、多氯化的聯(lián)苯、氯苯類、氯酚類和多環(huán)芳烴類)得以降低。
一種能將主要由鹵化材料、特別是氯化烴類副產(chǎn)物和廢物組成的進(jìn)料轉(zhuǎn)化成一種或多種有用的更高價(jià)值的產(chǎn)品，例如但不限于有用的或可出售的酸物流(無論是含水的或是無水的)和/或適用作燃料氣體或用于其他材料合成的合成氣產(chǎn)品流，而同時(shí)又能令人滿意的解決與已知的焚化方法為達(dá)到這些相同目的有關(guān)的微量有機(jī)化學(xué)品排放問題的方法將滿足在現(xiàn)有技術(shù)中尚未解決的需要。
本發(fā)明提供了這樣一種方法，因此在第一方面涉及一種將主要由鹵化材料組成的進(jìn)料轉(zhuǎn)化成一種或多種有用產(chǎn)品的方法。這些產(chǎn)品可為有用的或可出售的酸產(chǎn)品和/或?yàn)樯鲜龅暮铣蓺猱a(chǎn)品，或含有所述鹵化氫、一氧化碳和氫組分的反應(yīng)產(chǎn)物(由該法的部分氧化重整步驟得到的)可在不同的有用的或可出售的產(chǎn)品的合成中用作進(jìn)料。
具體就酸產(chǎn)品和/或合成氣產(chǎn)品的生產(chǎn)來說，本發(fā)明的方法包括以下步驟將進(jìn)料、氧源和任選的能使進(jìn)料中幾乎所有的鹵化材料都轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鹵化氫的補(bǔ)充的含氫的共進(jìn)料，送入在還原條件下操作的部分氧化重整反應(yīng)器段(由一個(gè)或多個(gè)部分氧化重整反應(yīng)器串聯(lián)或并聯(lián)組成)；從反應(yīng)器中回收由一種或多種鹵化氫、水、一氧化碳和氫組成的，但基本上不含未轉(zhuǎn)化的鹵化材料的反應(yīng)產(chǎn)物；在沒有中間的中和步驟下，從反應(yīng)產(chǎn)物中分離和回收有用的或可出售的含鹵酸產(chǎn)品(含水的或無水的)和/或合成氣產(chǎn)品。在所希望的有用產(chǎn)品既不是反應(yīng)產(chǎn)物得到的酸也不是合成氣產(chǎn)品，而是整個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物制備或合成的原料的場(chǎng)合下，既不回收酸產(chǎn)品也不回收合成氣產(chǎn)品，而是將反應(yīng)產(chǎn)物在所述的材料的合成中用作進(jìn)料。
在第二個(gè)廣義方面，本發(fā)明涉及一種用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的設(shè)備。在涉及整個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物在不同材料的合成中用作進(jìn)料的第一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的設(shè)備包括部分氧化重整反應(yīng)器段(它可為一個(gè)部分氧化重整反應(yīng)器，或可包括多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的這樣的反應(yīng)器)、用于部分氧化重整反應(yīng)器段的反應(yīng)產(chǎn)物急冷的鹵化氫急冷設(shè)備、用于從反應(yīng)產(chǎn)物中除去煙灰和灰塵的碳質(zhì)煙灰和無機(jī)灰塵清除設(shè)備以及用于將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步反應(yīng)或化學(xué)轉(zhuǎn)化成所希望的材料的反應(yīng)器。在涉及從反應(yīng)產(chǎn)物中制備和回收一種或多種含鹵酸產(chǎn)品和/或合成氣產(chǎn)品的第二個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的設(shè)備包括部分氧化重整反應(yīng)器段、鹵化氫急冷設(shè)備、碳質(zhì)煙灰和無機(jī)灰塵清除設(shè)備、用于將反應(yīng)產(chǎn)物中的鹵化氫吸收到貧鹵化氫的水溶液中以生產(chǎn)更濃的氫鹵酸溶液作為塔底物流的吸收塔以及用于接收吸收塔塔頂產(chǎn)物并中和塔頂產(chǎn)物中殘留的鹵化氫的汽提塔。
圖1為用于焚化氯化烴類廢物的傳統(tǒng)焚化方法和設(shè)備的示意圖，其中產(chǎn)生用于別處的低濃度鹽酸和蒸汽。
圖2說明這樣一種焚化方法，該法由Hoechst AG開發(fā)、工業(yè)應(yīng)用并擁有專利權(quán)，用于焚化二氯乙烯(EDC)/氯乙烯單體(VCM)生產(chǎn)裝置得到的氯化烴類廢物，該法用于回收無水的氯化氫，在EDC/VCM生產(chǎn)裝置中用作氧氯化過程的進(jìn)料和原料。
圖3提供了本發(fā)明方法兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中的每一個(gè)的總的示意圖。
圖4圖示說明圖3方法中的一部分，涉及優(yōu)選用于處理某些類型進(jìn)料的進(jìn)料調(diào)制步驟。
圖5提供圖3方法中反應(yīng)器段部分的圖示。
圖6提供圖3方法中第一個(gè)實(shí)施方案的反應(yīng)產(chǎn)物回收部分的圖示。
圖7說明為進(jìn)行圖6中圖示的第一個(gè)實(shí)施方案的反應(yīng)產(chǎn)物回收步驟的一個(gè)可能的流程。
圖8為圖3方法中反應(yīng)產(chǎn)物回收部分的一個(gè)供選擇實(shí)施方案的圖示。
圖9為圖3方法中反應(yīng)產(chǎn)物回收部分的另一供選擇實(shí)施方案的圖示，如在圖6和8中其他實(shí)施方案中所示。
圖10提供反應(yīng)產(chǎn)物回收部分的另一實(shí)施方案。
圖11示出在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，可用于圖3方法的部分氧化重整反應(yīng)器。
圖12對(duì)圖11所示的反應(yīng)器提供一供選擇的反應(yīng)器設(shè)計(jì)。
圖13示出第二個(gè)供選擇的優(yōu)選反應(yīng)器設(shè)計(jì)。
圖14和15說明在本發(fā)明中用于將進(jìn)料和其他反應(yīng)物送入反應(yīng)器的進(jìn)料噴嘴的兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案。
圖16A至16G表示在目前優(yōu)選的說明性實(shí)施方案中本發(fā)明的方法。
圖17圖示可用于圖3方法的另一優(yōu)選的反應(yīng)器設(shè)計(jì)。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法和設(shè)備涉及將氯化烴類副產(chǎn)物和廢物轉(zhuǎn)化成一種或多種有用的更高價(jià)值的產(chǎn)品，特別是無水的氯化氫產(chǎn)品，它們可出售或用于EDC/VCM制造工藝的氧氯化步驟。
當(dāng)然，熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員很容易理解，本發(fā)明的方法和設(shè)備適用于各種鹵化材料轉(zhuǎn)化成更高價(jià)值的產(chǎn)品，包括全鹵化的材料例如本身可作為“化學(xué)產(chǎn)品”工業(yè)制造、出售和消費(fèi)的四氯化碳轉(zhuǎn)化成更高價(jià)值的產(chǎn)品，包括相應(yīng)的含鹵酸、用作燃料的合成氣產(chǎn)品或用作其他材料合成原料的合成氣產(chǎn)品，可用合成氣產(chǎn)品制備的那些材料、從合成氣產(chǎn)品中分離或回收的一種組分以及可由鹵化氫或鹵化物與部分氧化重整反應(yīng)器段得到的反應(yīng)產(chǎn)物氣體物流的一種或多種另外的組分制備的材料。由多種不同鹵化材料例如氯氟碳和/或氫氯氟碳與氯化烴類的混合物組成的進(jìn)料也可使用，包括液體和固體進(jìn)料。但是，優(yōu)選的進(jìn)料基本上完全由液體組成，更優(yōu)選是基本上無灰塵的和非渣化的，含有小于5％的灰塵和其他無機(jī)材料，優(yōu)選含有1％或更少的這樣的材料。
在更廣義的方面，在本發(fā)明的方法和設(shè)備用來處理不同的鹵化材料的場(chǎng)合下，進(jìn)料“基本上”由這樣的鹵化材料組成。所謂“基本上”是指，整個(gè)進(jìn)料的鹵素含量(包括為了以相應(yīng)的鹵化氫形式除去基本上所有的鹵素含量，為補(bǔ)充鹵化材料中的氫含量可能需要加入的任何含氫的共進(jìn)料)是這樣的，以致如果單一鹵素含在進(jìn)料中，那么一般認(rèn)為相應(yīng)鹵化氫的回收在商業(yè)上是可行的。順便說一下，“不同的鹵化材料”應(yīng)理解為在進(jìn)料中存在這樣兩種情況，在其中一種情況中，在進(jìn)料中含有不同的鹵化材料，每種鹵化材料中各自含有一種鹵原子，不同鹵化材料中含有的鹵原子不同；而在其中另一情況中，在進(jìn)料中含有單一材料，其中含有多種鹵素物種(例如氯氟碳和氫氯氟碳)。
就這些不同的鹵化材料來說，本發(fā)明方法的一個(gè)可能的商業(yè)上重要的應(yīng)用是處理含氯和氟的材料，例如由農(nóng)業(yè)化學(xué)品生產(chǎn)過程中得到的含氯和氟的中間體，特別是堆存的氯氟碳廢物或副產(chǎn)物；近年來，由于對(duì)這樣的材料對(duì)大氣臭氧含量影響的關(guān)注，這些材料的使用大幅度削減。顯然HF/HCl混合物的吸收處理通常由生產(chǎn)氯氟碳的公司進(jìn)行以及熟悉這一特殊技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員因此能涉及這些問題，但由于氟化氫有很強(qiáng)的腐蝕性，這類進(jìn)料的處理顯然需要特殊的建筑材料。為了以商業(yè)上所希望的濃度實(shí)現(xiàn)HF或HCl的合理回收，從HF/HCl混合物中分離HF看來是重要的開發(fā)課題，雖然對(duì)于本領(lǐng)域來說有些技術(shù)是已知的，例如參見頒發(fā)給Olson的US4714604，所述的專利在這里作為參考并入本發(fā)明(描述了HF/HCl混合物中的HF轉(zhuǎn)化成SiF4，提高SiF4相對(duì)于HCl的揮發(fā)性，然后蒸餾SiF4/HCl混合物，得到濃鹽酸溶液(22－40％))。
本發(fā)明的方法和設(shè)備的一個(gè)優(yōu)選的應(yīng)用是用于基本上完全由氯化材料副產(chǎn)物和廢物、特別是氯化烴類組成的進(jìn)料的轉(zhuǎn)化，例如由氯堿制造法、由二氯乙烯和氯乙烯單體或氯化溶劑的制造或由表氯醇中間體制造烯化氧得到的重質(zhì)和輕質(zhì)餾分、多氯化聯(lián)苯污染的變壓器油和傳熱液、氯化的殺蟲劑和除草劑廢物以及氯化溶劑廢物。通常，進(jìn)料含有15％(重量)以上總氯，但優(yōu)選含有至少30％(重量)、更優(yōu)選至少40％(重量)、最優(yōu)選≥50％(重量)總氯。
為了簡(jiǎn)化說明和使說明清楚，下文將就這一優(yōu)選的且非限制的應(yīng)用或范圍來說明本發(fā)明的方法和設(shè)備。
如上所述，圖1示出本領(lǐng)域已知用于處理這樣的材料的一個(gè)方法。現(xiàn)參考圖1，如上概述，氯化烴類廢液和工藝放空物以物流8送入傳統(tǒng)的焚化爐10，同時(shí)空氣和任選另外的非氯化烴類材料例如甲烷以物流11送入。在鍋爐12中燃燒熱用來生產(chǎn)水蒸汽13，然后將冷流出氣體物流送到吸收塔16，在那里將流出氣體中的氯化氫吸收到物流18提供的水中，生成通常含有10－18％(重量)氯化氫的低濃度鹽酸物流14。殘留在吸收塔16的塔頂產(chǎn)物19中的任何殘留的氯化氫在洗滌塔20中用物流22提供的堿金屬氫氧化物(通常為氫氧化鈉)中和，并在廢水物流24中處理。剩余的焚化氣體26通過鼓風(fēng)機(jī)28和煙囪30排放。
圖2示出由Hoechst AG開發(fā)用于氯化烴類廢物焚化的一個(gè)工業(yè)焚化方法，以無水氣態(tài)氯化氫的形式回收氯化烴類廢物中的氯，無水氣態(tài)氯化氫適用于EDC/VCM制造裝置的氧氯化部分。
氯化烴類廢液以物流32通過殘留物過濾器送入噴嘴，而氯化烴類廢氣34直接送入焚化室35。用來自物流36的壓縮空氣在噴嘴中使廢物霧化，并在約0.2巴表壓和1250℃下用4－5％過量氧焚化。為了維持或限制焚化溫度，提出分別用天然氣或加水或優(yōu)選鹽酸向焚化室補(bǔ)充加熱。
焚化塔的煙道氣38通過鍋爐40，在那里鍋爐給水42轉(zhuǎn)化成水蒸汽44，而煙道氣的溫度下降到約300℃。將產(chǎn)生的水蒸汽以8巴絕對(duì)壓力送到EDC/VCM裝置的水蒸汽系統(tǒng)，排放一小部分鍋爐給水42，以限制汽包中的鹽濃度。
離開鍋爐40的煙道氣38然后用鹽酸在急冷室46中急冷到大約60－70℃，殘留物過濾器裝在急冷循環(huán)系統(tǒng)48中，以便從急冷系統(tǒng)中除去固體(例如灰塵和金屬)。
急冷系統(tǒng)排出的煙道氣50然后送到裝有泡罩塔盤的吸收塔52。約90℃的共沸組成為約17％(重量)的鹽酸以物流54由解吸塔56經(jīng)換熱器58提供。在吸收塔52中，HCl的濃度從共沸值在吸收塔52的底部提高到約25－28％(重量)。在吸收塔52的上部，殘留在氣體中的HCl被除去，少量除外，在那里其中的氣體與物流60的冷凝物接觸。在進(jìn)入洗滌塔62以前，吸收塔52的廢氣64中的水蒸汽在塔頂冷凝器中降到相應(yīng)于約35℃時(shí)的值。
洗滌塔62被描述成由這樣的下部組成，其中廢氣64中的大部分殘留的HCl和游離氯用18％(重量)氫氧化鈉水溶液中和，然后在廢水物流66中除去。仍留在氣相中的微量HCl在洗滌塔62的上部通過吸收在物流67的去離子水中來進(jìn)一步減少，而煙道氣69在約25℃下排放到大氣中。
在約120℃下進(jìn)入解吸塔56以前，來自吸收塔52底部，水中含有約25至約28％(重量)氯化氫的酸物流在容器70中通過過濾和離子交換，以除去殘留的固體和金屬氯化物。與其他各種在常壓下操作的設(shè)備不同，在4.5巴表壓下操作的解吸塔56將物流68蒸餾，得到含水的共沸HCl物流54和塔頂物流72，后者在通過解吸塔56頂部的去霧器74以后通過兩個(gè)冷凝器76和78進(jìn)行干燥。第二個(gè)冷凝器78使用致冷劑，使氣體物流72的溫度降到-12℃，將生成的無水氯化氫物流在換熱器80中加熱到超過露點(diǎn)(通常為約60℃)的溫度，然后將它送往EDC/VCM裝置的氧氯化部分。
現(xiàn)參見圖3，本發(fā)明的方法以兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案概括地圖示說明。來自氯化烴類廢物或副產(chǎn)物產(chǎn)生或來源工藝82的氯化烴類廢物和副產(chǎn)物物流與任選的進(jìn)料調(diào)制系統(tǒng)84相連，使用進(jìn)料調(diào)制系統(tǒng)84的必要性部分取決于來自來源工藝82的氯化烴類廢物和副產(chǎn)物的性質(zhì)，而部分取決于部分氧化重整反應(yīng)器段86的設(shè)計(jì)和能力以及與為了健康目的處理進(jìn)料中的顆粒物或固體的有關(guān)設(shè)備。如上所述，本發(fā)明的方法優(yōu)選用于基本上完全由氯化材料液體組成的進(jìn)料；但是在實(shí)際應(yīng)用中，可以預(yù)計(jì)上面列舉的許多種特定氯化烴類廢物和副產(chǎn)物可能含有一些顆粒物。此外，在已針對(duì)例如由于來源工藝正常操作的結(jié)果在進(jìn)料中存在這樣的顆粒而采取措施的情況下，預(yù)計(jì)可將由其他來源得到的含二噁類和呋喃類化合物的顆粒故意加到進(jìn)料中，并將它們?cè)诒景l(fā)明的方法和設(shè)備中處理破壞。
就產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)保原因來說，這種顆粒物優(yōu)選在部分氧化重整反應(yīng)器段86中完全轉(zhuǎn)化或氣化，無論是在一次通過的基礎(chǔ)上或是有脫除顆粒步驟除去碳質(zhì)煙灰和不溶無機(jī)灰塵的循環(huán)(如下所述)中。為此，送至部分氧化重整反應(yīng)器段86的進(jìn)料中存在的任何固體的尺寸優(yōu)選小于2毫米。進(jìn)料中的任何顆粒固體更優(yōu)選小于500微米，而更優(yōu)選顆粒固體小于200微米，最優(yōu)選小于100微米。
在氯化烴類進(jìn)料含有不希望尺寸的顆粒固體的場(chǎng)合下，必然要包括進(jìn)料調(diào)制步驟84，如在圖4中更詳細(xì)說明的，它包括以下步驟將部分進(jìn)料或全部進(jìn)料在研磨機(jī)84a中研磨，以便符合所述顆粒固體尺寸范圍限制；使用在研磨機(jī)84a內(nèi)或其下游的分選設(shè)備84b，僅僅使那些符合所述尺寸范圍限制的顆粒固體送到部分氧化重整反應(yīng)器段86；以及將較大的顆粒固體循環(huán)到帶攪拌的進(jìn)料罐84c，以便再次送到研磨機(jī)84a中。分選設(shè)備84b優(yōu)選為過濾器。
如果需要，進(jìn)料在任選在進(jìn)料調(diào)制步驟84中調(diào)制以后，將它與氧源(優(yōu)選為選自氧、空氣、富氧空氣和二氧化碳的一種或多種含氧氣體，但更優(yōu)選基本上是氧)和如果需要，任選的使進(jìn)料中基本上所有的氯在部分氧化重整反應(yīng)器段86的反應(yīng)物中轉(zhuǎn)化為氯化氫的補(bǔ)充含氫共進(jìn)料(氧源和任選的含氫共進(jìn)料在圖3中示為“其他反應(yīng)物”88)一起送入在還原條件下操作的部分氧化重整反應(yīng)器段86。水蒸汽可作為溫度調(diào)節(jié)劑加入；與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)化裝置的實(shí)踐相一致，補(bǔ)充的氫源作為任選組分包括在“其他反應(yīng)物”88中。
反應(yīng)器段86的反應(yīng)產(chǎn)物送至反應(yīng)產(chǎn)物回收步驟90，此后反應(yīng)產(chǎn)物可送至單獨(dú)的合成步驟92，以便生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品94，例如光氣或甲基氯(如頒發(fā)給Holbrook等的US496224中公開的)。另一方面，將反應(yīng)產(chǎn)物送至酸和合成氣產(chǎn)品回收步驟96，以便回收含水氯化氫或無水氯化氫產(chǎn)品98和/或合成氣產(chǎn)品100，然后將產(chǎn)品合成氣100作為燃料102或作為象氨、甲醇、氫、乙酸或乙酐這樣的材料的化學(xué)合成〔用工業(yè)上已知的方法進(jìn)行，例如參見，Kirk-Othmer，化學(xué)工程百科全書，第3版，第2卷，第480-500頁(yè)(氨)，Kirk-Othmer，化學(xué)工程百科全書，第4版，第13卷，第852-878頁(yè)(氫)，McKetta和Cunningham，化學(xué)加工和設(shè)計(jì)百科全書，第29卷，第423-435頁(yè)(1988)(甲醇)〕的進(jìn)料。
當(dāng)然，熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，除從反應(yīng)產(chǎn)物中或合成氣產(chǎn)品100中生產(chǎn)的上述那些產(chǎn)品外的其他材料也可從反應(yīng)產(chǎn)物中回收，所列的舉例性材料并非限制性的。另一種這樣的材料的一個(gè)例子是1，3-丙二醇，如按頒發(fā)給殼牌石油公司的幾個(gè)相關(guān)專利的方法制備的，參見頒發(fā)給Powell等的US5463144、頒發(fā)給Powell等的US5463145和頒發(fā)給Slaugh等的US5463146，所有這些專利涉及環(huán)氧乙烷與一氧化碳和氫在非水混溶的有機(jī)溶劑中的催化加氫甲?；瘜?-羥基丙醛以高濃度從有機(jī)溶劑中萃取到含水液相中；從含有加氫甲?；呋瘎┑挠袡C(jī)相中分離出水相；在加氫催化劑存在下使水相與氫接觸，得到含有1，3-丙二醇的加氫產(chǎn)物混合物；然后從加氫產(chǎn)物混合物中回收1，3-丙二醇；以及將至少一部分有機(jī)相返回該法的第一加氫甲?；襟E。
參考圖5，在更具體或更詳細(xì)的示意圖中示出反應(yīng)器段86的細(xì)節(jié)。在反應(yīng)器段86中，一個(gè)或多個(gè)部分氧化重整反應(yīng)器86a并聯(lián)或串聯(lián)使用，使氯化烴類廢物和副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成含有氯化氫、一氧化碳、氫和水的反應(yīng)產(chǎn)物。在反應(yīng)器段86中使用的反應(yīng)器86a優(yōu)選這樣設(shè)計(jì)，以致進(jìn)料中的氯化烴類完全轉(zhuǎn)化成氯化氫，而未轉(zhuǎn)化的材料不會(huì)旁流到急冷部分或下游設(shè)備，因?yàn)檫@里描述的這類轉(zhuǎn)化方法包含許多競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)之間的平衡以及本發(fā)明的方法可能遇到各種各樣的氯化材料，其中一些比另外一些更難轉(zhuǎn)化，我們通常設(shè)想，在一個(gè)或多個(gè)部分氧化重整反應(yīng)器86a以后可使用一分離步驟86b，以便回收和循環(huán)未轉(zhuǎn)化的氯化材料，否則它們可能含在反應(yīng)產(chǎn)物中。優(yōu)選的是，這一循環(huán)步驟86b通過包括在反應(yīng)產(chǎn)物回收步驟90中的顆粒物脫除設(shè)備簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上循環(huán)步驟86b與圖6－10中更詳細(xì)圖示說明的反應(yīng)產(chǎn)物回收步驟90重疊。
關(guān)于圖6，在第一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，反應(yīng)產(chǎn)物回收步驟90包括濕氣急冷步驟106，其中將反應(yīng)產(chǎn)物送至氯化氫急冷設(shè)備，它可為用于這一目的的任何一種傳統(tǒng)的設(shè)備。例如，可使用噴霧冷卻器，或可使用傳統(tǒng)的通風(fēng)管/埋入急冷管設(shè)備，或溢流堰急冷或文丘里管急冷設(shè)備，或上述這些設(shè)備的組合。目前來說，優(yōu)選使用溢流堰急冷和高能文丘里管急冷/洗滌塔組合，前者用于控制熱氣體/冷液體接觸面以及緩解在反應(yīng)產(chǎn)物中生成大量氯化氫產(chǎn)生的腐蝕問題，而后者用于在顆粒脫除步驟108中有效除去碳質(zhì)煙灰和酸不溶的無機(jī)灰塵。從急冷的反應(yīng)產(chǎn)物中除去的碳質(zhì)煙灰和無機(jī)灰塵然后以類似頒發(fā)給Mc Callister的US3979188和頒發(fā)給Schlinger等的US3607157中公開的方式在步驟110中從系統(tǒng)中消除，或全部或部分循環(huán)到反應(yīng)器段，以致如上所述含有或不含煙灰或灰塵的未轉(zhuǎn)化氯化烴類被循環(huán)。
為了進(jìn)行圖6中圖示的工藝步驟，特定的急冷和顆粒物脫除示意圖示于圖7，它包括使用流動(dòng)力(flux force)/冷凝洗滌作為主要的脫除措施。來自部分氧化重整反應(yīng)器段86的反應(yīng)產(chǎn)物氣體112首先在低能急冷設(shè)備114(它可為溢流堰急冷設(shè)備或其他已知的傳統(tǒng)低能急冷設(shè)備)中用來自填料冷凝塔118的含顆粒的酸流出物116急冷，填料冷凝塔118本身又接收來自低能急冷設(shè)備114的經(jīng)急冷的反應(yīng)產(chǎn)物流120作為進(jìn)料。通過冷凝器，從反應(yīng)產(chǎn)物流中除去顆粒物，酸流出物周期地或連續(xù)地以物流119清除或循環(huán)，如上所述的，以及經(jīng)如此洗滌的反應(yīng)產(chǎn)物氣體122然后送至高能文丘里管急冷和洗滌塔124，以便從所希望的反應(yīng)產(chǎn)物流中洗滌出殘留的碳質(zhì)煙灰或無機(jī)灰塵顆粒物。將補(bǔ)充水128或隨后酸吸收塔的冷鹽酸和/或再隨后傳統(tǒng)的含水酸凈化的濾液送入填料去霧塔126，進(jìn)一步除去顆粒物，特別是從高能文丘里管急冷/洗滌塔124帶入的任何顆粒物，所希望的反應(yīng)產(chǎn)物以物流130從塔頂?shù)剿?合成氣產(chǎn)品分離和回收(圖3的步驟96)。去霧塔126的塔底物流134一部分用于高能文丘里管急冷/洗滌塔124，而另一部分作為洗滌液134送往填料冷凝塔118。
現(xiàn)參考圖8，反應(yīng)產(chǎn)物回收部分90的一個(gè)供選擇的實(shí)施方案圖示于圖8，其中熱氣體過濾和顆粒脫除設(shè)備136用于第一急冷冷卻設(shè)備138的前面。熱氣體過濾設(shè)備136優(yōu)選為一種熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員熟悉的用于化學(xué)加工、石油煉制和礦物加工工業(yè)的熱腐蝕環(huán)境的設(shè)備，包括陶瓷過濾器介質(zhì)的應(yīng)用，如通常在以下文獻(xiàn)中描述的，頒發(fā)給Connolly等的US5460637；Judkins等，“陶瓷復(fù)合材料熱氣體過濾器的開發(fā)”，氣體渦輪和電力工程雜志，第118卷，第495－499頁(yè)(1996，7月號(hào))(以及其中所引用的參考文獻(xiàn))和Judkins等，“碳化硅熱氣體過濾器在煤氣化和加壓流化床燃燒環(huán)境中的效率綜述”，氣體渦輪和電力工程雜志，第118卷，第500－506頁(yè)(1996，7月號(hào))(以及其中所引用的參考文獻(xiàn))，或者包括燒結(jié)金屬過濾器的應(yīng)用，例如在GSS－1公報(bào)中描述的，“用于化學(xué)加工、石油煉制和礦物加工工業(yè)的Pall氣固分離系統(tǒng)”，Pall公司(1988)。正如在圖6中那樣，不溶于鹽酸產(chǎn)品中的煙灰和無機(jī)灰塵全部或部分被清除或循環(huán)到反應(yīng)器段86。圖8所示的實(shí)施方案的一個(gè)變通方案采用反應(yīng)產(chǎn)物流的部分急冷(用噴霧冷卻或與冷氣體例如冷的循環(huán)合成氣產(chǎn)品接觸)，使從部分氧化重整反應(yīng)器段中的溫度1100－1500℃降到800℃或更低，例如特別是低至550－600℃，使建筑材料有更大的選擇范圍以及可在實(shí)踐中對(duì)過濾設(shè)備的材質(zhì)要求低一些。
圖9圖示反應(yīng)產(chǎn)物回收部分90的第二個(gè)供選擇的實(shí)施方案。第二個(gè)供選擇的實(shí)施方案采用反應(yīng)產(chǎn)物的部分噴霧冷卻或低能急冷設(shè)備140，使從部分氧化重整反應(yīng)器段的溫度1100－1500℃降到現(xiàn)在適合于在某塵室過濾設(shè)備中脫除顆粒物碳質(zhì)煙灰和不溶的無機(jī)灰塵的溫度，通常從至少200℃(在集塵室過濾設(shè)備的環(huán)境中超過氯化氫的露點(diǎn))到400℃。將如此冷卻的反應(yīng)產(chǎn)物送至集塵室過濾設(shè)備142，煙灰和無機(jī)灰塵在那里從體系中清除，除去煙灰和無機(jī)灰塵的氣體然后送至第二噴霧冷卻/低能急冷設(shè)備144，以便進(jìn)一步冷卻，用作圖3的方法中所圖示的合成反應(yīng)器92或酸和合成氣產(chǎn)品回收部分96的所希望的反應(yīng)產(chǎn)物。熟悉灰黑制造的技術(shù)人員會(huì)理解，在這一實(shí)施方案中，本發(fā)明方法的反應(yīng)產(chǎn)物回收部分90和脫除顆粒物的要求與已知的炭黑制造和回收技術(shù)有某些類似。例如，在這方面，據(jù)認(rèn)為McKetta和Cunningham在圖19中示出的袋式過濾器設(shè)計(jì)，“炭黑，爐黑”，化學(xué)加工和設(shè)計(jì)百科全書，第6卷，第212頁(yè)(1988)同樣適用于本發(fā)明。適合的集塵室過濾設(shè)備142的選擇和設(shè)計(jì)也被認(rèn)為是重要的，它在熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)，例如參見，Croom，“灰塵收集過濾器的有效選擇”，化學(xué)工程，第86－91頁(yè)(1993，7月號(hào))。
最后參考圖10，示出反應(yīng)產(chǎn)物回收部分90的第三個(gè)供選擇的實(shí)施方案，它使用熱回收單元146來產(chǎn)生水蒸汽和將反應(yīng)器段86的反應(yīng)產(chǎn)物冷卻到適合集塵室的溫度。在集塵室過濾設(shè)備148中過濾以后，將經(jīng)過濾的反應(yīng)產(chǎn)物再送至第二急冷設(shè)備150，以便進(jìn)一步將反應(yīng)產(chǎn)物冷卻到適合圖3所示的合成反應(yīng)器92或酸和合成氣產(chǎn)品回收部分96的溫度。熱回收單元146可簡(jiǎn)便為一鍋爐，例如以前用于氯化烴類廢物焚化的鍋爐。在這方面，適合的鍋爐的一個(gè)例子可在頒發(fā)給Buice的US 4627388中找到。另一方面，如果需要，也可使用在US 4889657中公開的輻射熱回收鍋爐。
從上述章節(jié)應(yīng)當(dāng)明白，在本發(fā)明的方法中可采用各種不同的鹵化氫急冷和顆粒物脫除流程和設(shè)備，這取決于這樣一些考慮，例如在給定設(shè)備中要處理的進(jìn)料的性質(zhì)，從中產(chǎn)生的顆粒物的性質(zhì)和數(shù)量。
一般來說，在基本上完全由氯化材料特別是氯化烴類副產(chǎn)物和廢物組成的進(jìn)料的優(yōu)選處理中，從一開始就防止二噁類、呋喃類和相關(guān)的微量有機(jī)物的合成或任何可能的形成的觀點(diǎn)看，圖6所示的通過對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物氣體提供迅速急冷的實(shí)施方案可能對(duì)于某些用戶是優(yōu)選的。在這方面，在氧化焚化環(huán)境中，通常發(fā)現(xiàn)迅速急冷在降低煙道氣中二噁類和呋喃類化合物的排放是有用的，例如參見，頒發(fā)給Kiss的US 5434337；Gebert等，“降低燒結(jié)裝置的PCDD/F排放”，鋼時(shí)代，第223卷，第6期，第220－222頁(yè)(1995，6月號(hào))；Gullett等，“在廢物燃燒過程中燃燒參數(shù)和吸收劑參數(shù)在防止多氯化的二苯并對(duì)二噁類和多氯化的二苯并呋喃類生成中的作用”，環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，第28卷，第1期，第107－118頁(yè)(1994，1月號(hào))。
上述討論的Scheidl等的文章暗示，就生成二噁類和呋喃類化合物的問題來說，這里提出的重整方法代表對(duì)傳統(tǒng)焚化方法的一種改進(jìn)。的確，如上所述，預(yù)計(jì)本發(fā)明的方法可希望用于含二噁類和呋喃類化合物的材料的處理，以將它們破壞掉。假設(shè)本發(fā)明的方法需要在某些工業(yè)環(huán)境中用來處理各種各樣的進(jìn)料，而進(jìn)一步假設(shè)與Scheidl等的文章中報(bào)導(dǎo)的相比，用于本發(fā)明的進(jìn)料有高得多的氯含量，就處理氯化有機(jī)廢物伴隨的和與微量有機(jī)物排放有關(guān)的規(guī)章、政策和環(huán)保敏感問題來說，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到對(duì)于某些用戶的應(yīng)用來說，濕氣迅速急冷可能是一種希望的附加的安全措施。
但是，相對(duì)于圖8至10的實(shí)施方案，圖6和圖7實(shí)施方案的一個(gè)明顯的可能缺點(diǎn)是，可以預(yù)計(jì)從處理中除去和消除潤(rùn)濕的或漿化的顆粒材料是更難以實(shí)現(xiàn)的。從純技術(shù)的觀點(diǎn)看，象在圖8－10中圖示的以及上述的干氣過濾系統(tǒng)相對(duì)于圖6和7的濕氣急冷和顆粒物脫除實(shí)施方案是優(yōu)選的，圖9和10的實(shí)施方案一般對(duì)圖8中所示的熱氣體過濾方法是更優(yōu)選的。
用于本發(fā)明的反應(yīng)器86a的可設(shè)計(jì)成各種不同的結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本考慮是要提供鹵化材料在其中完全的轉(zhuǎn)化成包括相應(yīng)的鹵化氫在內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物(也就是說，進(jìn)料中基本上所有的鹵素都轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物中的鹵化氫)以及基本上不使任何未轉(zhuǎn)化的材料從進(jìn)料旁流到急冷設(shè)備進(jìn)口或其他下游設(shè)備?；旧?，任何一種已知用于重整低灰分/低渣生成進(jìn)料的反應(yīng)器設(shè)計(jì)在本發(fā)明中可能都是有用的，它取決于這些設(shè)計(jì)滿足所設(shè)想的進(jìn)料或進(jìn)料組的上述條件的能力。
首先，在圖11中示出一般的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，它為一個(gè)用耐火磚層154襯里的圓柱形壓力容器152，耐火層154優(yōu)選的特征是氧化鋁的含量至少為約90％(重量)。還有一保溫磚層156，在保溫磚層下面有保護(hù)性膠脂水泥涂層/襯里(未示出)和耐酸瓦磚層158，用于保護(hù)碳鋼壓力容器154不受反應(yīng)器中產(chǎn)生的HCl的腐蝕。在耐酸瓦磚層158和保溫磚層156之間插入一層或多層高氧化鋁無紋保溫紙(未示出)。進(jìn)料噴嘴162(下面圖14和15描述)為反應(yīng)器提供進(jìn)料和其他反應(yīng)物；按常規(guī)，控制噴嘴164用于冷啟動(dòng)，并一般用于避免在送入反應(yīng)器的進(jìn)料流中斷過程中或由于其他情況在反應(yīng)器中出現(xiàn)爆炸條件。
在圖17中圖示一類似的很基本的反應(yīng)器設(shè)計(jì)，它采用氯化烴類進(jìn)料360和氧源362(和含氫共進(jìn)料、水蒸汽等，根據(jù)傳統(tǒng)的重整考慮因素和實(shí)踐存在的)通過進(jìn)料噴嘴364切線方向送入的旋風(fēng)器結(jié)構(gòu)。如在圖11的實(shí)施方案中那樣，也裝有控制噴嘴366；就反應(yīng)器的基本結(jié)構(gòu)來說，圖17的反應(yīng)器以基本與圖11的反應(yīng)器相同的方式構(gòu)成。
因?yàn)閳D11和圖17的反應(yīng)器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單并易于制成，在圖11所示的類型或圖17所示的類型的反應(yīng)器中都可完成所希望的完全轉(zhuǎn)化和沒有旁流，這些設(shè)計(jì)一般來說是優(yōu)選的。在需要附加的混合和停留時(shí)間的場(chǎng)合下，在防止進(jìn)料旁流的另外措施被認(rèn)為可行的場(chǎng)合下或在或許由于其他原因這些設(shè)計(jì)中沒有一個(gè)證明完全令人滿足的場(chǎng)合下，熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，還可采用其他適合的設(shè)計(jì)，例如圖12中所示的第二個(gè)供選擇的反應(yīng)器設(shè)計(jì)。
圖12的反應(yīng)器為傳統(tǒng)的是立式反應(yīng)器，它使用頂部回混反應(yīng)器部分166和在頂部反應(yīng)器部分166下方的脫氣反應(yīng)器部分168，節(jié)流部分170確定并分開頂部反應(yīng)器部分166和脫氣反應(yīng)器部分168，有脫氣反應(yīng)器部分168的操作使反應(yīng)器中的回混和轉(zhuǎn)化容易。
通過急冷設(shè)備的進(jìn)口偏離反應(yīng)器進(jìn)口來防止進(jìn)料中未轉(zhuǎn)化的氯化材料旁流，通過從脫氣反應(yīng)器部分168提供一有傾角的熱氣體排出管172，它將反應(yīng)產(chǎn)物送到平行的第一產(chǎn)物急冷容器174(用埋入的急冷管176表示，但在容器174中例如也可使用溢流堰急冷設(shè)備)?；覊m和碳質(zhì)煙灰以物流178從急冷容器中除去；而反應(yīng)產(chǎn)物氣體180根據(jù)本發(fā)明的方法在所述的各種實(shí)施方案中進(jìn)一步處理。
現(xiàn)參考圖13，示出第三個(gè)舉例性反應(yīng)器設(shè)計(jì)，它包括第一個(gè)立式反應(yīng)器182，其中反應(yīng)物通過雙進(jìn)料噴嘴184帶傾角地送入，以便使反應(yīng)物在第一反應(yīng)器182中產(chǎn)生渦流并緊密混合，并優(yōu)選在反應(yīng)器中進(jìn)料中的基本上所有的鹵化材料都轉(zhuǎn)化，包括有一次或多次流動(dòng)方向/旋轉(zhuǎn)改變的熱氣體排出管186以及第二個(gè)延長(zhǎng)的浸泡反應(yīng)器188，它為來自第一反應(yīng)器182的反應(yīng)產(chǎn)物混合物(通過熱氣體排出管184)在轉(zhuǎn)化條件下提供附加的停留時(shí)間，以及它有更加活塞流特性的流動(dòng)性質(zhì)。優(yōu)選的是，熱氣體排出管184將反應(yīng)產(chǎn)物混合物從第一反應(yīng)器182切線方向送入第二反應(yīng)器188。溢流堰急冷設(shè)備190和第一急冷容器192(有灰塵和煙灰清除)安裝在第二反應(yīng)器188下方。
在圖11－13和17的反應(yīng)器設(shè)計(jì)的特征的變種和組合也都可使用，例如使用折流板(例如節(jié)流環(huán)形式的)來提高在圖11的圓柱形容器設(shè)計(jì)中的混合和停留時(shí)間，在圖11或12的實(shí)施方案中使用圖13中的帶傾角的雙進(jìn)料噴嘴184等。
當(dāng)然，適合的進(jìn)料噴嘴的選擇大大有助于達(dá)到鹵化材料進(jìn)料所希望的完全轉(zhuǎn)化。在漿化的固體碳質(zhì)燃料(通常為煤)的氣化或石油煉制的重質(zhì)渣油的部分氧化方面已開發(fā)的進(jìn)料噴嘴的特點(diǎn)一般來說是，由于對(duì)堵塞的關(guān)心，有很大量的物流通過，例如參見頒發(fā)給Marion等的US3847564、頒發(fā)給Mariou等的US 3945942、頒發(fā)給Gettert等的US4113445、頒發(fā)給Crouch等的US 4338099以及頒發(fā)給Stellaccio的US4443230。一般來說，迄今已知用于各種可泵送的固體碳質(zhì)燃料和液體烴類燃料的部分氧化的任何一種進(jìn)料噴嘴在本發(fā)明中也是適用的，但是在優(yōu)選的基本上液體的氯化烴類材料進(jìn)料，還有氣體-液體進(jìn)料的進(jìn)料方面，可使用霧化的進(jìn)料噴嘴，并優(yōu)選使用，因?yàn)樗艿玫竭M(jìn)料和其他反應(yīng)物的更好分散和混合。圖14和15示出復(fù)合噴嘴型的例證性優(yōu)選的進(jìn)料噴嘴，雖然熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員會(huì)理解，這些只是一些非限制性實(shí)例。
現(xiàn)參考圖14，噴嘴193示為“Y型噴射”型噴嘴，其中氣體物流(在這方面通常為氧、氧和水蒸汽(作為溫度調(diào)節(jié)劑和/或氫源)、氧和含氫的共進(jìn)料例如甲烷，或氧、水蒸汽和甲烷的組合)從中心孔道195通過環(huán)狀孔板197送入，以便使通過外環(huán)狀孔板199送入的液體進(jìn)料霧化，而進(jìn)料和反應(yīng)物的混合物通過環(huán)狀出口孔板201排放到反應(yīng)器中。冷卻水在環(huán)狀冷卻水孔道215中繞噴嘴193循環(huán)。
圖15示出“T型噴射”型的復(fù)合噴嘴203，其中液體進(jìn)料通過中心孔道205送入，并與通過多個(gè)橫向流動(dòng)孔道207的霧化氣體流接觸。通過環(huán)狀孔板209提供用于液體進(jìn)料霧化的氧(和任何水蒸汽和/或甲烷)，在通過環(huán)狀出口孔板213排放到反應(yīng)器以前，將進(jìn)料和反應(yīng)物的混合物放入內(nèi)混合室211。也通過環(huán)狀冷卻水孔道217圍繞噴嘴203提供冷卻水。
在圖16A－16G中總體上示出本發(fā)明的方法和設(shè)備的優(yōu)選的說明性實(shí)施方案，其中將由各種來源工藝得到的氯化材料副產(chǎn)物和廢物收集在進(jìn)料罐194、196和198中，如果需要在換熱器200中用可提供的工藝水蒸汽預(yù)熱，然后作為混合的液體進(jìn)料202送至反應(yīng)器206的主進(jìn)料噴嘴204。氧以物流208通過主進(jìn)料噴嘴204提供，如果需要還通過控制噴嘴210提供，并根據(jù)需要在反應(yīng)器206中維持還原條件，與傳統(tǒng)的重整實(shí)踐相一致，水蒸汽任選作為溫度調(diào)節(jié)劑以物流212提供，而如果需要含氫的共進(jìn)料(一般為甲烷)也以物流214提供。物流216的冷卻水優(yōu)選用于提供局部冷卻，該冷卻與混合液體進(jìn)料202通過主進(jìn)料噴嘴204霧化和噴射有關(guān)，優(yōu)選以物流218提供氮?dú)?，用于吹掃設(shè)備連接處和用于在停工時(shí)吹掃反應(yīng)器。就控制噴嘴210來說，某些部分氧化技術(shù)用戶的已知實(shí)踐是在基本上連續(xù)的基礎(chǔ)上使用控制噴嘴，而其它用戶僅為了冷啟動(dòng)通過控制燃燒器給反應(yīng)器提供甲烷和氧。
在任何情況下，對(duì)于本發(fā)明來說，補(bǔ)充的含氫共進(jìn)料優(yōu)選僅占最終任何合成氣產(chǎn)品(無論合成氣產(chǎn)品是否作為燃料)中熱值的小部分，以致本方法得到的任何合成氣產(chǎn)品的熱值優(yōu)選小于10％、更優(yōu)選小于5％歸因于甲烷或其他含氫的共進(jìn)料214。當(dāng)然，至少要提供足夠的氫，使進(jìn)料202中基本上所有的氯都在反應(yīng)器206得到的反應(yīng)產(chǎn)物中表現(xiàn)為氯化氫。反應(yīng)器206的典型操作條件為溫度為1100－1500℃，操作壓力為＜1至10巴(絕壓)，＜1至5秒的停留時(shí)間也是典型的，在任何情況下足以使進(jìn)料202完全轉(zhuǎn)化。
反應(yīng)器206的反應(yīng)產(chǎn)物(由氯化氫、一氧化碳、氫、少量二氧化碳和水以及由進(jìn)料中的無機(jī)材料得到的有限數(shù)量顆粒物以及在反應(yīng)器206的還原條件下產(chǎn)物的腐蝕性產(chǎn)物和碳質(zhì)煙灰組成)然后送入優(yōu)選使用溢流堰急冷的第一急冷容器222，在來自第二急冷容器226的物流224、來自吸收塔(見圖16C)的物流228以及以來自用于凈化和出售或使用和/或用于隨后蒸餾成無水形式的濃鹽酸的過濾的物流230中的冷的濃鹽酸作為急冷液供給第一急冷容器222。
通過沉降收集在第一急冷容器底部的煙灰和不溶性無機(jī)灰塵周期地或連續(xù)地以物流232排放到隨后一中和步驟(圖16G)，或如上所述任選全部或部分循環(huán)到反應(yīng)器206中。
然后將含有一些夾帶液體和一些相應(yīng)數(shù)量顆粒物的第一急冷容器222的經(jīng)急冷的反應(yīng)產(chǎn)物氣體234送到高能文丘里管洗滌塔236，以便使反應(yīng)產(chǎn)物氣體234與冷的濃鹽酸流緊密氣/液接觸，以及使另外的固體脫除到急冷液中。隨后，將文丘里管洗滌塔流出物238送至第二急冷容器226，由第二急冷容器226得到的循環(huán)急冷液224用于第一急冷容器222和文丘里管洗滌塔236。來自第二急冷容器226的二次急冷反應(yīng)產(chǎn)物氣體240優(yōu)選通過去霧器(未示出)去掉夾帶的液體和含在其中的任何殘留顆粒固體，隨后再送至填充酸吸收塔242(見圖16C)。如上述圖2概述的Hoechst焚化酸回收流程圖，由隨后的解吸塔/HCl汽提塔得到的共沸組成的鹽酸物流244(參考圖16E中的296)送至吸收塔242作為吸收劑；如果需要減少?gòu)奈账?42帶出HCl至合成氣產(chǎn)品洗滌塔248的量，任選將另外的補(bǔ)充水以物流246供入吸收塔242。用這一方法可由吸收塔242生產(chǎn)含有25％或更多(吸收塔242的塔底物流250的額外充分冷卻)，特別是34％(重量)或更多氯化氫的濃鹽酸塔底物流250。
塔底物流250的一部分循環(huán)到吸收塔242，而其余的送至任選的另一顆粒物脫除容器/沉降器252。由沉降容器252得到的塔底產(chǎn)物部分用于急冷容器222和226中提供急冷液的物流228，而其余的濃鹽酸物流254送至整個(gè)工藝的凈化部分，如下所述。
作為吸收塔242的塔頂物流256生產(chǎn)的貧酸合成氣產(chǎn)品通過冷凝器258干燥，第二高能文丘里管260與傳統(tǒng)的填充洗滌塔248一起用于中和塔頂產(chǎn)物256中帶有的任何氯化氫。通常為氫氧化鈉的堿液流262用于中和合成氣產(chǎn)品256中殘留的HCl，如果需要可以物流264使用過氧化氫水溶液、亞硫酸氫鈉溶液等形式的氯(或游離鹵素)清除劑。將生成的食鹽廢水物流266送至放空洗滌塔(圖16G中的342)，在對(duì)應(yīng)于0℃和1大氣壓的干燥標(biāo)準(zhǔn)條件下，有至少75、優(yōu)選至少100、更優(yōu)選至少200英熱單位/英尺3熱值的回收合成氣產(chǎn)品268適合出售或用作進(jìn)料或燃料。
將濃鹽酸物流254裝入有放空口272的攪拌粗鹽酸罐270中，例如用于殘留氫放出(放空物流270通常與所示的其他貯罐的放空管272a至272g一起連到圖16G所示的放空洗滌塔342)，并泵送通過一組定期回洗的管狀保護(hù)過濾器274、活性碳床層276和離子交換劑床層278，除去殘留的顆粒固體和溶解的金屬鹽。離子交換劑床層278以傳統(tǒng)的方式用水(物流280)和水蒸汽(物流282)沖洗，將沖洗物流284送至放空洗滌塔342以例中和。來自離子交換劑床層278清潔濃鹽酸286通過貯罐288以物流290供出售或使用，或者可蒸餾得到無水形式，如用物流292表示的。
如圖16D所示，銷售質(zhì)量的濃鹽酸292通過與HCl解吸塔/汽提塔296的共沸組成HCl塔底物流294交叉換熱進(jìn)行預(yù)熱，然后將濃鹽酸物流292送至解吸塔/汽提塔296。正如已知的，隨著壓力的升高，HCl在水中的共沸組成下降，因此很容易用壓力來“破壞”共沸物，生產(chǎn)出無水的HCl產(chǎn)品。上述的Hoechst的工業(yè)酸回收流程在焚化方面利用了這一事實(shí)，圖16A至16G的工藝實(shí)施方案按基本上相同的方式提供共沸組成的HCl塔底物流294，其中一部分作為物流244循環(huán)到吸收塔242，以制備更高濃度的鹽酸產(chǎn)品，大部分為無水的HCl塔頂物流298。熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員會(huì)理解，已確定許多不同的單元操作和技術(shù)組合來“破壞”水/HCl共沸物和用于無水HCl回收，并可能用來代替所示的系統(tǒng)。在McKetta和Cunningham，化學(xué)加工和設(shè)計(jì)百科全書，第26卷，“鹽酸”，第396－417頁(yè)以及Kiang和Melry，危險(xiǎn)廢物加工技術(shù)”，第249－255頁(yè)，Butterworth出版社，波士頓(1982)中描述了一些不太優(yōu)選的技術(shù)。
然后將解吸塔/汽提塔296的塔頂物流298送至一系列冷凝器300，使HCl塔頂物流298干燥到這樣的程度，以致物流298適合在EDC/VCM制造法中用作氧氯化進(jìn)料，它通常含有l(wèi)00ppm以下的水。來自冷凝器300的冷凝HCl溶液302如圖所示優(yōu)選回流到解吸塔/汽提塔296，但也可循環(huán)到吸收塔242。
在附近沒有氧氯化工藝的場(chǎng)合下，因此基本上無水的HCl流304必需經(jīng)壓縮和管道輸送到其他地方，或由于其他原因希望進(jìn)一步干燥從解吸塔/汽提塔296接收的HCl產(chǎn)物304的場(chǎng)合下，圖16A至16G的說明性優(yōu)選的工藝實(shí)施方案優(yōu)選進(jìn)一步包括HCl產(chǎn)物流304的硫酸干燥，如在圖16F的一個(gè)可能的實(shí)施方案中表示的。
在圖16F的實(shí)施方案中，將干燥的硫酸從卡車載設(shè)備306送至帶放空的干燥硫酸貯罐308。然后將干燥的硫酸310泵送主液環(huán)壓縮機(jī)312，在那里將干燥的硫酸310與來自第一填充吸收塔316的部分干燥的氯化氫塔頂物流314和來自第二填充吸收塔320的部分潤(rùn)濕的硫酸循環(huán)物流318合并，第一填充吸收塔316從冷凝器300接收HCl產(chǎn)物流304。然后將來自第一填充吸收塔316的部分干燥的HCl流314在第二填充吸收塔320中進(jìn)一步干燥，得到準(zhǔn)備管輸?shù)臒o水HCl蒸汽塔頂物流322和部分含水的硫酸塔底物流324，后者部分回流，還給壓縮機(jī)312提供循環(huán)的部分含水的硫酸物流318。部分含水的硫酸塔底物流324的第三部分326用于第一填充吸收塔316，與來自冷凝器300的高水含量的HCl產(chǎn)物304接觸，并從中取出一些水，生成部分干燥的HCl塔頂物流314，然后送至壓縮機(jī)312和第二填充吸收塔320。完全含水的硫酸以塔底物流328從第一填充吸收塔316排出，一部分循環(huán)到第一填充吸收塔316的塔頂，而一部分送往填充汽提塔330，它用干燥的空氣從含水的硫酸塔頂物中以放空物流334取出殘留的HCl，當(dāng)然此后放空物流334在圖16G的放空洗滌塔342中與其他工藝放空物流一起被中和。然后將汽提塔330的汽提出HCl的含水硫酸336貯存在干燥硫酸的供應(yīng)商的運(yùn)輸、干燥和回收貯罐338中。熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，為了實(shí)施HCl物流304的優(yōu)選硫酸干燥，可采用其他的設(shè)備安排，例如包括使用有幾段的單一吸收塔而不是兩個(gè)吸收塔316和320。
最后參考圖16G，所有的各種廢物液體物流和工藝放空物流(包括物流232、266、272和272a至272g、284和334)都連接至洗滌罐340和供有適合的堿(物流344)(例如氫氧化綱)和物流346的殘留氯/游離鹵素清除劑的填充放空洗滌塔342，以便產(chǎn)生含有從該法的顆粒物脫除部分收集的灰塵和煙灰的可過濾廢水物流348和放空物流350?；覊m和煙灰傳統(tǒng)地作為物流352從壓濾機(jī)354中收集和除去，然后地下填埋或焚化，而將濾液356送往廢水處理設(shè)備。
權(quán)利要求
1．一種將基本上由鹵化材料組成的進(jìn)料轉(zhuǎn)化成一種或多種有用產(chǎn)品的方法，該方法包括以下步驟a)將進(jìn)料、氧源和任選的使進(jìn)料中基本上所有的鹵化材料轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鹵化氫所需的補(bǔ)充含氫的共進(jìn)料送至在還原條件下的部分氧化重整反應(yīng)器段；b)從反應(yīng)器段中回收由一種或多種鹵化氫、水、一氧化碳和氫組成但基本上不含未轉(zhuǎn)化的鹵化材料的反應(yīng)產(chǎn)物；以及c)將反應(yīng)產(chǎn)物用作合成有用的或可出售的化學(xué)產(chǎn)品的進(jìn)料。
2．一種將基本上由鹵化材料組成的進(jìn)料轉(zhuǎn)化成一種或多種選自一種或多種有用的或可出售的含水或無水形式的含鹵酸產(chǎn)品和由一氧化碳和氫組成的合成氣產(chǎn)品的有用產(chǎn)品的方法，該方法包括以下步驟a)將進(jìn)料、氧源和任選的使進(jìn)料中基本上所有的鹵化材料轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鹵化氫所需的補(bǔ)充含氫的共進(jìn)料送至在還原條件下的部分氧化重整反應(yīng)器段；b)從反應(yīng)器段回收由一種或多種鹵化氫、水、一氧化碳和氫組成但基本上不含未轉(zhuǎn)化的鹵化材料的反應(yīng)產(chǎn)物；以及c)在沒有中間中和步驟的情況下，從反應(yīng)產(chǎn)物中分離和回收ⅰ)一種或多種有用的或可出售的含水或無水形式的含鹵酸產(chǎn)品和/或ⅱ)由一氧化碳和氫組成的合成氣產(chǎn)品。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中氧源為一種或多種選自氧氣、空氣、富氧的空氣和二氧化碳的含氧氣體。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中鹵化材料基本上完全由氯化材料副產(chǎn)物和廢物組成。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中進(jìn)料的特征是總氯含量至少為約15％(重量)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中進(jìn)料基本上為液體，包括由氯堿制造法、由二氯乙烯和氯乙烯單體或氯化溶劑的制造或由氯醇中間體生產(chǎn)氧化烯得到的一種或多種重質(zhì)和輕質(zhì)餾分、多氯化的聯(lián)苯污染的變壓器油和傳熱液、氯化的殺蟲劑和除草劑廢物以及氯化溶劑廢物。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中進(jìn)料還包括含二噁類和/或呋喃類化合物的顆粒物。
8．根據(jù)權(quán)利要求2或4的方法，其中進(jìn)料的特征是含有相對(duì)少的灰塵，包括小于約5％的灰塵和其他無機(jī)材料。
9．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中進(jìn)料包括氟化的有機(jī)材料。
10．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中進(jìn)料基本上為有小于約2毫米的任何顆粒固體存在的液體。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中任何顆粒固體都小于約500微米。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中任何顆粒固體都小于約200微米。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中任何顆粒固體都小于約100微米。
14．根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)的方法，它還包括以下步驟將一部分或全部進(jìn)料研磨以符合所述的顆粒固體的尺寸范圍；在用于研磨步驟的研磨機(jī)內(nèi)部或其下游使用分選設(shè)備，使僅符合所述尺寸范圍的那些顆粒固體通過分選設(shè)備并送至部分氧化重整反應(yīng)器段；以及將任何較大的顆粒固體循環(huán)回去以進(jìn)一步研磨。
15．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中鹵化材料含有至少一些氯化材料，反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物的特點(diǎn)是基本上不含二噁類和呋喃類化合物，以及反應(yīng)產(chǎn)物的回收步驟包括濕氣體的迅速急冷步驟和從急冷步驟中收集未溶解的顆粒固體和將這些固體從反應(yīng)產(chǎn)物中除去的顆粒物脫除步驟。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中間歇地或周期地從該方法中馳放排出收集的未溶解的顆粒固體。
17．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中將基本上所有收集的未溶解的顆粒固體循環(huán)，使它在部分氧化重整反應(yīng)器中完全轉(zhuǎn)化。
18．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中顆粒物脫除步驟包括流動(dòng)力/冷凝洗滌。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的方法，它還包括將急冷和洗滌后的反應(yīng)產(chǎn)物除沫，以防止夾帶的顆粒物送入分離和回收產(chǎn)物步驟的下游設(shè)備。
20．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中回收反應(yīng)產(chǎn)物的步驟包括熱氣體過濾步驟，以便從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，隨后是熱氣體過濾步驟的氣體的急冷步驟。
21．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中回收反應(yīng)產(chǎn)物的步驟包括熱氣體過濾步驟，以便從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，隨后是熱氣體過濾步驟的氣體的急冷步驟。
22．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中回收反應(yīng)產(chǎn)物的步驟包括使反應(yīng)產(chǎn)物通過熱回收單元，以便從反應(yīng)產(chǎn)物中回收熱值和使反應(yīng)產(chǎn)物冷卻到超過反應(yīng)產(chǎn)物中鹵化氫的露點(diǎn)的溫度，但冷卻到的溫度適合于在集塵室過濾設(shè)備中從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，然后用集塵室過濾從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，再急冷經(jīng)過濾的反應(yīng)產(chǎn)物。
23．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中回收反應(yīng)產(chǎn)物的步驟包括使反應(yīng)產(chǎn)物通過熱回收單元，以便從反應(yīng)產(chǎn)物中回收熱值和使反應(yīng)產(chǎn)物冷卻到超過反應(yīng)產(chǎn)物中鹵化氫的露點(diǎn)的溫度，但冷卻到的溫度適合于在集塵室過濾設(shè)備中從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，然后用集塵室過濾從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，再急冷經(jīng)過濾的反應(yīng)產(chǎn)物。
24．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中回收反應(yīng)產(chǎn)物的步驟包括將可汽化的液體噴霧到反應(yīng)產(chǎn)物中，以便使反應(yīng)產(chǎn)物冷卻到超過反應(yīng)產(chǎn)物中所含鹵化氫的露點(diǎn)的溫度，但冷卻到的溫度適合于在集塵室過濾設(shè)備中從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，然后用集塵室過濾從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，再急冷經(jīng)過濾的反應(yīng)產(chǎn)物。
25．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中回收反應(yīng)產(chǎn)物的步驟包括將可汽化的液體噴霧到反應(yīng)產(chǎn)物中，以便使反應(yīng)產(chǎn)物冷卻到超過反應(yīng)產(chǎn)物中所含鹵化氫的露點(diǎn)的溫度，但冷卻到的溫度適合于在集塵室過濾設(shè)備中從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，然后用集塵室過濾從反應(yīng)產(chǎn)物中除去顆粒固體，再急冷經(jīng)過濾的反應(yīng)產(chǎn)物。
26．根據(jù)權(quán)利要求24或25的方法，其中可汽化的液體由所述噴霧冷卻步驟的工藝下游中的一個(gè)或多個(gè)來源循環(huán)回的鹽酸溶液組成。
27．根據(jù)權(quán)利要求15、20、21、22、23、24或25中任一項(xiàng)的方法，它包括將急冷和顆粒物脫除步驟后的反應(yīng)產(chǎn)物送至酸吸收步驟，以便將鹵化氫從反應(yīng)產(chǎn)物中吸收到吸收劑中，并生成貧酸的合成氣產(chǎn)品作為酸吸收步驟的塔頂物流。
28．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，它還包括用任選含有游離鹵素清除劑的堿溶液洗滌合成氣產(chǎn)品的方法從貧酸的合成氣產(chǎn)品中除去殘留的含鹵物。
29．根據(jù)權(quán)利要求28的方法，它還包括除去或減少貧酸的合成氣產(chǎn)品中的任何含鹵酸氣溶膠的步驟。
30．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中吸收劑為稀酸水溶液或水，而由此得到的濃的含鹵酸溶液經(jīng)蒸餾得到無水酸產(chǎn)品。
31．根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中無水的含鹵酸產(chǎn)品基本上只是無水氫氯酸，而且該方法還包括將該無水氫氯酸送至二氯乙烯/氯乙烯單體制造法的氧氯化反應(yīng)器中的步驟。
32．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中以干重計(jì)的貧酸的合成氣產(chǎn)品具有至少約75英熱單位/標(biāo)準(zhǔn)英尺3的較高熱值，在這里標(biāo)準(zhǔn)條件對(duì)應(yīng)于0℃和1大氣壓。
33．根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中以干重計(jì)的合成氣產(chǎn)品具有至少約200英熱單位/標(biāo)準(zhǔn)英尺3的較高熱值，在這里標(biāo)準(zhǔn)條件對(duì)應(yīng)于0℃和1大氣壓。
34．根據(jù)權(quán)利要求33的方法，它還包括用合成氣產(chǎn)品生產(chǎn)甲醇、氨、乙酸、乙酸酐或1，3-丙二醇。
35．一種將基本上由鹵化材料組成的進(jìn)料轉(zhuǎn)化成一種或多種有用產(chǎn)品的裝置，它包括a)用于將鹵化材料、來自氧源的氧和任選的在還原條件下使基本上所有的鹵化材料轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鹵化氫所需的補(bǔ)充含氫共進(jìn)料轉(zhuǎn)化成由一種或多種這樣的鹵化氫、水、一氧化碳和氫組成的反應(yīng)產(chǎn)物的部分氧化重整反應(yīng)器段；b)用于急冷反應(yīng)產(chǎn)物的鹵化氫急冷設(shè)備；c)用于從反應(yīng)產(chǎn)物中除去煙灰和灰塵的碳質(zhì)煙灰和無機(jī)灰塵清除設(shè)備；以及d)用于將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步反應(yīng)或化學(xué)轉(zhuǎn)化得到有用的或可出售的化學(xué)產(chǎn)品的反應(yīng)器。
36．一種用于將基本上由鹵化材料組成的進(jìn)料轉(zhuǎn)化成一種或多種選自一種或多種有用的或可出售的含水或無水形式的含鹵酸產(chǎn)品和由一氧化碳和氫組成的合成氣產(chǎn)品的有用產(chǎn)品的裝置，所述裝置包括a)用于將鹵化材料、來自氧源的氧和任選的在還原條件下使基本上所有的鹵化材料轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鹵化氫所需的補(bǔ)充含氫共進(jìn)料轉(zhuǎn)化成由一種或多種這樣的鹵化氫、水、一氧化碳和氫組成的反應(yīng)產(chǎn)物的部分氧化重整反應(yīng)器段；b)用于急冷反應(yīng)產(chǎn)物的鹵化氫急冷設(shè)備；c)用于從反應(yīng)產(chǎn)物中除去煙灰和灰塵的碳質(zhì)煙灰和無機(jī)灰塵清除設(shè)備；d)用于將反應(yīng)產(chǎn)物中的鹵化氫吸收到貧鹵化氫的水溶液中以生產(chǎn)更濃的氫鹵酸溶液作為塔底物流的吸收塔；以及e)用于接收吸收塔塔頂物流和中和頂塔物流中的殘留鹵化氫的汽提塔。
37．根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，它還包括用于接收該更濃的氫鹵酸水溶液和從中除去足夠數(shù)量的水、以便得到基本上無水的鹵化氫產(chǎn)品作為塔頂物流的解吸和蒸餾設(shè)備。
38．根據(jù)權(quán)利要求37的裝置，其中將解吸和蒸餾設(shè)備的塔底物流作為貧鹵化氫的水溶液全部或部分循環(huán)到吸收塔。
39．根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，其中部分氧化重整反應(yīng)器段由可將反應(yīng)物在其中緊密混合的第一反應(yīng)器或反應(yīng)器部分和有活塞流動(dòng)特性的第二反應(yīng)器或反應(yīng)器部分組成。
40．根據(jù)權(quán)利要求39的裝置，其中部分氧化重整反應(yīng)器段由使基本上所有的鹵化材料進(jìn)料都轉(zhuǎn)化的第一反應(yīng)器和獨(dú)立的第二浸泡反應(yīng)器組成。
41．根據(jù)權(quán)利要求40的裝置，其中第一反應(yīng)器的進(jìn)口管和在浸泡反應(yīng)器以后的鹵化氫急冷設(shè)備的進(jìn)口管具有這樣的相對(duì)位置，以致送到第一反應(yīng)器進(jìn)口管的鹵化材料防止未轉(zhuǎn)化的鹵化材料送到鹵化氫急冷設(shè)備的進(jìn)口管。
42．根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，其中部分氧化重整反應(yīng)器段的進(jìn)口管和鹵化氫急冷設(shè)備的進(jìn)口管相互充分遠(yuǎn)離或在空間上這樣排列，以致基本上防止未轉(zhuǎn)化的鹵化材料從反應(yīng)器段進(jìn)口直接旁流到急冷設(shè)備進(jìn)口。
43．根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，其中鹵化氫急冷設(shè)備包括溢流堰急冷和文丘里管急冷組合。
44．根據(jù)權(quán)利要求43的裝置，其中鹵化氫急冷設(shè)備在溢流堰急冷和文丘里管急冷之間還包括流動(dòng)力/冷凝洗滌塔。
45．根據(jù)權(quán)利要求43或44的裝置，在文丘里管急冷以后還包括除沫設(shè)備，以便防止夾帶的碳質(zhì)煙灰?guī)胂掠卧O(shè)備。
46．根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，它還包括進(jìn)料調(diào)制系統(tǒng)，它包括組合操作的研磨機(jī)、攪拌的進(jìn)料罐和分選設(shè)備，以便防止在鹵化材料中所含的一定尺寸或更大的顆粒材料進(jìn)入部分氧化重整反應(yīng)器段。
全文摘要
公開了一種用于將基本上由鹵化材料組成的進(jìn)科,特別是由各種化學(xué)制造工藝生產(chǎn)的氯化烴類副產(chǎn)物和廢物通過部分氧化重整反應(yīng)步驟轉(zhuǎn)化成一種或多種有更高價(jià)值的產(chǎn)品的方法和設(shè)備。這些產(chǎn)品可為有用的或可出售的酸產(chǎn)品和/或由一氧化碳和氫組成的合成氣產(chǎn)品,或者含有所述鹵化氫、一氧化碳和氫組分的反應(yīng)產(chǎn)物可在不同的有用或可出售產(chǎn)品的合成中用作進(jìn)料。
文檔編號(hào)A62D3/00GK1284045SQ9881329
公開日2001年2月14日 申請(qǐng)日期1998年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月22日
發(fā)明者D·W·朱維爾, E·E·蒂姆, J·P·漢利, T·G·小斯奈德克, L·薩利那斯三世, J·E·克拉克, C·W·里普 申請(qǐng)人:陶氏化學(xué)公司