專利名稱：改進(jìn)的甲烷氯化物生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)化合物生產(chǎn)工藝，特別涉及改進(jìn)的甲烷氯化物生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
甲烷氯化物是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯曱烷和四氯化碳的總稱，是重要 的化工原料和有機(jī)溶劑，也是氯堿企業(yè)平衡氯氣的主要產(chǎn)品。近年來，隨著國 民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和曱烷氯化物應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展，國內(nèi)曱烷氯化物的生 產(chǎn)和消費(fèi)得到高速發(fā)展。
目前，國內(nèi)外廠家主要采用甲醇法生產(chǎn)甲烷氯化物。甲醇法分為兩步第
一步是甲醇和氯化氫發(fā)生氫氯化反應(yīng)生成一氯曱烷；第二步是一氯曱烷和氯氣
發(fā)生氯化反應(yīng)，同時(shí)生成二氯甲烷、三氯曱烷和四氯化碳，并放出大量的熱。
對(duì)應(yīng)地，甲醇法生產(chǎn)工藝包括氫氯化工序和氯化工序氫氯化工序是將甲醇?xì)?體和氯化氫氣體通入氫氯化反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)冷卻、吸收、干燥后得 到一氯甲烷氣體，再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，備用；氯化工序是將氫氯化工序制得的 一氯甲烷氣體、從氯化反應(yīng)混合物中分離出的低氯化物氣體以及氯氣通入氯化 反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)淬冷塔冷卻洗滌后，經(jīng)循環(huán)水冷凝器和冷^(某冷凝器 冷凝得到粗氯化液，未被冷凝的氣體再經(jīng)深冷裝置冷凝得到低氯化物液體和尾 氣氯化氫，低氯化物液體返回冷媒冷凝器經(jīng)換熱氣化后作為氯化工序的原料循 環(huán)套用，尾氣氯化氬作為氬氯化工序的原料循環(huán)套用；粗氯化液進(jìn)入分離塔分 離，塔頂蒸出的低氯化物氣體也作為氯化工序的原料循環(huán)套用，塔釜得到的混 合液經(jīng)精餾分離得到二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。
上述生產(chǎn)工藝存在如下問題氳氯化工序制得的一氯曱烷氣體是經(jīng)壓縮機(jī) 壓縮后進(jìn)入氯化工序，壓縮機(jī)能耗高，并且屬于機(jī)件密封運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，生產(chǎn)運(yùn)行中難以保證無泄漏，不僅會(huì)造成產(chǎn)品的損失，而且會(huì)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和操作人員的 安全造成一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為克服現(xiàn)有甲烷氯化物生產(chǎn)工藝中存在的問題，本發(fā)明的目的 在于提供一種改進(jìn)的曱烷氯化物生產(chǎn)工藝。
為達(dá)到此目的，本發(fā)明的甲烷氯化物生產(chǎn)工藝，包括氬氯化工序和氯化工 序，氫氯化工序是將曱醇?xì)怏w和氯化氫氣體混合后通入氫氯化反應(yīng)器反應(yīng)，反 應(yīng)混合物經(jīng)冷卻、吸收、干燥后得到一氯曱烷氣體，再利用氫氯化反應(yīng)系統(tǒng)的
自身壓力將其用冷々某冷凝為液體；氯化工序是將氫氯化工序制得的一氯曱烷液 體經(jīng)泵加壓、氣化后，與從氯化反應(yīng)混合物中分離出的低氯化物氣體以及氯氣 混合，通入氯化反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)后續(xù)處理，分離得到氯化氫、低氯 化物、二氯甲烷、三氯曱烷和四氯化碳，氯化氫作為氫氯化工序的原料循環(huán)套 用，低氯化物作為氯化工序的原料循環(huán)套用。
進(jìn)一步，所述氯化工序的反應(yīng)混合物從氯化反應(yīng)器排出后，通過換熱器與 一氯甲烷和低氯化物的原料混合氣進(jìn)行換熱以預(yù)熱原料混合氣，同時(shí)自身被降 溫后進(jìn)行后續(xù)處理；
進(jìn)一步，所述后續(xù)處理包括淬冷、分離、冷凝、精餾步驟，反應(yīng)混合物先 經(jīng)淬冷塔冷卻洗滌后進(jìn)入分離塔分離，分離塔塔頂蒸出的氣體經(jīng)冷凝分離得到 低氯化物液體和氯化氫氣體，分離塔塔釜得到的混合液經(jīng)精餾分離得到二氯甲 烷、三氯甲烷和四氯化碳；
進(jìn)一步，所述氯化工序中是將氫氯化工序制得的一氯甲烷液體和從氯化反 應(yīng)混合物中分離出的低氯化物液體分別用泵加壓后混合，再經(jīng)氣化、預(yù)熱后與 氯氣混合，通入氯化反應(yīng)器反應(yīng)；
進(jìn)一步，所述氯化反應(yīng)器包括一級(jí)反應(yīng)裝置和二級(jí)反應(yīng)裝置，所述一級(jí)反 應(yīng)裝置包括反應(yīng)筒體和設(shè)置在反應(yīng)筒體上的加熱保溫裝置；所述二級(jí)反應(yīng)裝置 為筒狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置二級(jí)反應(yīng)裝置進(jìn)氣口和二級(jí)反應(yīng)裝置出氣口， 二級(jí)>^應(yīng)
5裝置進(jìn)氣口與 一級(jí)反應(yīng)裝置的出氣口連通；
進(jìn)一步，所述氯化反應(yīng)器的一級(jí)反應(yīng)裝置還包括進(jìn)氣預(yù)熱導(dǎo)管，所述進(jìn)氣 預(yù)熱導(dǎo)管縱向設(shè)置在反應(yīng)筒體內(nèi)，進(jìn)氣預(yù)熱導(dǎo)管進(jìn)口與反應(yīng)筒體的進(jìn)氣口對(duì)應(yīng)
設(shè)置；
進(jìn)一步，所述氯化反應(yīng)器中一級(jí)反應(yīng)裝置與二級(jí)反應(yīng)裝置連接的管道和二 級(jí)反應(yīng)裝置的外圓設(shè)置保溫層；
進(jìn)一步，所述氯化反應(yīng)器的一級(jí)反應(yīng)裝置上設(shè)置安全釋放裝置。 在本發(fā)明中，低氯化物是指一氯甲烷和二氯曱烷的混合物。 本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明工藝采用將氫氯化工序制得的一氯曱烷氣 體冷凝為液體，再經(jīng)泵加壓、氣化后送入氯化工序的方法，替代現(xiàn)有工藝中將 氫氯化工序制得的一氯甲烷氣體經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后送入氯化工序的方法，以價(jià)格 便宜、能耗低的泵替代價(jià)格昂貴、能耗高的壓縮機(jī)，不但可以節(jié)省投資，節(jié)約 能耗，而且降低成本，使操作更方便、更安全。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中
圖1為實(shí)施例一的工藝流程示意圖； 圖2為實(shí)施例二的工藝流程示意圖； 圖3為實(shí)施例三的工藝流程示意圖； 圖4為實(shí)施例三的氯化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。 實(shí)施例一
如圖1所示，本實(shí)施例的改進(jìn)的曱烷氯化物生產(chǎn)工藝，包括氫氯化工序和
6氯化工序
氫氯化工序?qū)醮細(xì)怏w和氯化氫氣體混合后通入氫氯化反應(yīng)器1反應(yīng)， 反應(yīng)混合物經(jīng)冷卻裝置2冷卻、吸收裝置3除去未反應(yīng)完的氯化氫、硫酸干燥 裝置4除去生成的水后得到一氯曱烷氣體，再在0. 4 ~ 0. 8Mpa的氫氯化反應(yīng)系 統(tǒng)自身壓力下經(jīng)冷媒溫度為-20 ~ l(TC的冷凝器5冷凝得到一氯甲烷液體，進(jìn)入 一氯甲烷儲(chǔ)槽6，備用；
氯化工序?qū)渎然ば蛑频玫囊宦燃淄橐后w經(jīng)泵7加壓至0. 6 ~ 1, 2 Mpa, 再經(jīng)氣化裝置8氣化后，與從氯化反應(yīng)混合物中分離出的低氯化物氣體以及氯 氣混合，通入氯化反應(yīng)器9反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)淬冷塔10冷卻洗滌后，經(jīng)以循 環(huán)水為冷媒的一級(jí)冷凝器11和冷纟某溫度為-20 ~ l(TC的二級(jí)冷凝器12冷凝，冷 凝液即粗氯化液進(jìn)入粗氯化液貯槽16,未被冷凝的氣體再經(jīng)深冷裝置13冷凝， 冷凝液即低氯化物液體進(jìn)入低氯化液P!i槽15，再返回二級(jí)冷凝器12經(jīng)換熱氣化 后作為氯化工序的原料循環(huán)套用，尾氣氯化氫經(jīng)氯化氫換熱器14預(yù)熱后作為氫 氯化工序的原料循環(huán)套用；粗氯化液進(jìn)入分離塔17,分離塔塔頂蒸出的低氯化 物氣體作為氯化工序的原料循環(huán)套用，分離塔塔釜得到的混合液經(jīng)精餾裝置18 分離得到二氯曱烷、三氯曱烷和四氯化碳。
本實(shí)施例采用將氫氯化工序制得的一氯甲烷氣體冷凝為液體，再經(jīng)泵加壓、 氣化后送入氯化工序的方法，替代現(xiàn)有工藝中將氫氯化工序制得的一氯曱烷氣 體經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后送入氯化工序的方法，以價(jià)格便宜、能耗低的泵替代價(jià)格昂 貴、能耗高的壓縮機(jī)，不但可以節(jié)省投資，節(jié)約能耗，而且降低成本，使操作 更方便、更安全。
實(shí)施例二
如圖2所示，本實(shí)施例的改進(jìn)的曱烷氯化物生產(chǎn)工藝，包括氫氯化工序和 氯化工序
氫氯化工序與實(shí)施例一所述相同；氯化工序?qū)渎然ば蛑频玫囊宦燃淄橐后w和從氯化反應(yīng)混合物中分離 出的低氯化物液體分別經(jīng)泵7和泵21加壓至0. 7 ~ 1. 2 Mpa后混合，原料混合 液經(jīng)以分離塔塔頂蒸出的氣體為熱媒的一級(jí)冷凝器19、以淬冷塔的洗滌液為熱 媒的一級(jí)換熱器8a、以水蒸汽為熱媒的二級(jí)換熱器8b、以反應(yīng)混合物為熱媒的 三級(jí)換熱器8c換熱、氣化、預(yù)熱后與氯氣混合，通入氯化反應(yīng)器9反應(yīng)，反應(yīng) 混合物經(jīng)三級(jí)換熱器8c換熱降溫，淬冷塔10冷卻洗滌后進(jìn)入分離塔17分離， 分離塔塔頂蒸出的氣體經(jīng)一級(jí)冷凝器19,以循環(huán)水為冷:i某的二級(jí)冷凝器2 0冷凝， 冷凝液回流入分離塔17,未^皮冷凝的氣體再經(jīng)以循環(huán)水為冷々某的一級(jí)冷凝器11、 冷媒溫度為-20 1(TC的二級(jí)冷凝器12冷凝，冷凝液即低氯化物液體進(jìn)入低氯 化液儲(chǔ)槽15作為氯化工序的原料循環(huán)套用，尾氣氯化氬經(jīng)氯化氬換熱器14預(yù) 熱后作為氫氯化工序的原料循環(huán)套用；分離塔塔蒼得到的混合液經(jīng)精餾裝置18 分離得到二氯曱烷、三氯曱烷和四氯化碳。
本實(shí)施例在氯化工序中增加了將高溫的反應(yīng)混合物與一氯曱烷和低氯化物 的原料混合氣進(jìn)行換熱的步驟，在使反應(yīng)混合物降溫的同時(shí)預(yù)熱原料混合氣， 充分、有效地回收利用反應(yīng)混合物帶有的大量高品位熱能，從而節(jié)約能源，大 大降低生產(chǎn)成本；同時(shí)，本實(shí)施例將反應(yīng)混合物的后續(xù)處理步驟由現(xiàn)有的淬冷、 冷凝、分離、精餾改為淬冷、分離、冷凝、精餾，淬冷洗滌后的反應(yīng)混合物直 接進(jìn)入分離塔分離，進(jìn)一步回收利用氯化反應(yīng)熱，從而降低分離塔的蒸汽消耗， 降低成本；此外，分離塔塔頂蒸出的氣體經(jīng)循環(huán)水和溫度為-20-10。C的冷媒冷 凝即得低氯化物液體和氯化氫氣體，不需要深冷裝置，可以進(jìn)一步節(jié)省投資， 節(jié)約能耗，降低成本。
實(shí)施例三
如圖3所示，本實(shí)施例的改進(jìn)的曱烷氯化物生產(chǎn)工藝與實(shí)施例二的不同之 處在于采用改進(jìn)的氯化反應(yīng)器并在三級(jí)換熱器8c與氯化反應(yīng)器9之間增加了 加熱器22。如圖4所示，改進(jìn)的氯化反應(yīng)器包括一級(jí)反應(yīng)裝置91和二級(jí)反應(yīng)裝置97， 一級(jí)反應(yīng)裝置91包括反應(yīng)筒體92、進(jìn)氣預(yù)熱導(dǎo)管93、進(jìn)氣管94、設(shè)置在反應(yīng) 筒體92上的出氣口 95和加熱保溫裝置96，進(jìn)氣預(yù)熱導(dǎo)管93縱向設(shè)置在反應(yīng)筒 體92內(nèi)，進(jìn)氣預(yù)熱導(dǎo)管93進(jìn)口與反應(yīng)筒體92的進(jìn)氣口對(duì)應(yīng)設(shè)置；二級(jí)反應(yīng)裝 置97為筒狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置二級(jí)反應(yīng)裝置進(jìn)氣口 98和二級(jí)反應(yīng)裝置出氣口 912; 一級(jí)反應(yīng)裝置91的出氣口 95通過管道99與二級(jí)反應(yīng)裝置進(jìn)氣口 98連接，二 級(jí)反應(yīng)裝置出氣口 912與三級(jí)換熱器8c連接；此外，在管道99和二級(jí)反應(yīng)裝 置97的外圓還設(shè)置保溫層910，減少散熱；在反應(yīng)筒體92上還設(shè)置安全釋放裝 置911，當(dāng)筒體內(nèi)的氣體壓力超過設(shè)定值時(shí)，可通過此裝置降低壓力，避免壓力 過高引起爆炸；加熱保溫裝置96用于在通入原料混合氣前使進(jìn)氣預(yù)熱導(dǎo)管93 預(yù)熱至一定溫度。
氯化工序中， 一氯曱烷、低氯化物與氯氣的原料混合氣經(jīng)加熱器22預(yù)熱至 溫度250 - 35(TC后，通入氯化反應(yīng)器9,先在一級(jí)反應(yīng)裝置91中預(yù)熱至溫度 300 40(TC啟動(dòng)反應(yīng)，再進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)裝置97中充分反應(yīng)，使氯氣反應(yīng)完全。
與現(xiàn)有技術(shù)中由單個(gè)一級(jí)反應(yīng)裝置組成的氯化反應(yīng)器相比，本實(shí)施例的改 進(jìn)的氯化反應(yīng)器由分體連接的一級(jí)反應(yīng)裝置和二級(jí)反應(yīng)裝置組成， 一級(jí)反應(yīng)裝 置作為啟動(dòng)反應(yīng)裝置，二級(jí)反應(yīng)裝置作為主反應(yīng)裝置，二級(jí)反應(yīng)裝置不受加熱 保溫裝置升溫的影響，使用時(shí)最高溫度不超過45(TC，材質(zhì)要求相對(duì)較低，故在 具有同等反應(yīng)能力的情況下，改進(jìn)的氯化反應(yīng)器投資費(fèi)用減少，制造難度降低， 運(yùn)輸和安裝更方便，反應(yīng)更充分、更安全，提高氯氣利用率。
最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管 通過參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離所 附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、改進(jìn)的甲烷氯化物生產(chǎn)工藝，包括氫氯化工序和氯化工序，其特征在于氫氯化工序是將甲醇?xì)怏w和氯化氫氣體混合后通入氫氯化反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)冷卻、吸收、干燥后得到一氯甲烷氣體，再利用氫氯化反應(yīng)系統(tǒng)的自身壓力將其用冷媒冷凝為液體；氯化工序是將氫氯化工序制得的一氯甲烷液體經(jīng)泵加壓、氣化后，與從氯化反應(yīng)混合物中分離出的低氯化物氣體以及氯氣混合，通入氯化反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)后續(xù)處理，分離得到氯化氫、低氯化物、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，氯化氫作為氫氯化工序的原料循環(huán)套用，低氯化物作為氯化工序的原料循環(huán)套用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的甲烷氯化物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述 氯化工序的反應(yīng)混合物從氯化反應(yīng)器排出后，通過換熱器與一氯甲烷和低氯化 物的原料混合氣進(jìn)行換熱以預(yù)熱原料混合氣，同時(shí)自身被降溫后進(jìn)行后續(xù)處理。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)的甲烷氯化物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述 后續(xù)處理包括淬冷、分離、冷凝、精餾步驟，反應(yīng)混合物先經(jīng)淬冷塔冷卻洗滌 后進(jìn)入分離塔分離，分離塔塔頂蒸出的氣體經(jīng)冷凝分離得到低氯化物液體和氯 化氫氣體，分離塔塔釜得到的混合液經(jīng)精餾分離得到二氯曱烷、三氯甲烷和四 氯化碳。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)的曱烷氯化物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述 氯化工序中是將氫氯化工序制得的一氯甲烷液體和從氯化反應(yīng)混合物中分離出 的低氯化物液體分別用泵加壓后混合，再經(jīng)氣化、預(yù)熱后與氯氣混合，通入氯 化反應(yīng)器反應(yīng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進(jìn)的曱烷氯化物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述 氯化反應(yīng)器包括一級(jí)反應(yīng)裝置和二級(jí)反應(yīng)裝置，所述一級(jí)反應(yīng)裝置包括反應(yīng)筒 體和設(shè)置在反應(yīng)筒體上的加熱保溫裝置；所述二級(jí)反應(yīng)裝置為筒狀結(jié)構(gòu)，其上 設(shè)置二級(jí)反應(yīng)裝置進(jìn)氣口和二級(jí)反應(yīng)裝置出氣口 ， 二級(jí)反應(yīng)裝置進(jìn)氣口與一級(jí)反應(yīng)裝置的出氣口連通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)的曱烷氯化物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述 氯化反應(yīng)器的一級(jí)反應(yīng)裝置還包括進(jìn)氣預(yù)熱導(dǎo)管，所述進(jìn)氣預(yù)熱導(dǎo)管縱向設(shè)置 在反應(yīng)筒體內(nèi)，進(jìn)氣預(yù)熱導(dǎo)管進(jìn)口與反應(yīng)筒體的進(jìn)氣口對(duì)應(yīng)設(shè)置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的甲烷氯化物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述 氯化反應(yīng)器中 一級(jí)反應(yīng)裝置與二級(jí)反應(yīng)裝置連接的管道和二級(jí)反應(yīng)裝置的外圓 設(shè)置保溫層。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進(jìn)的甲烷氯化物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述 氯化反應(yīng)器的 一級(jí)反應(yīng)裝置上設(shè)置安全釋放裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改進(jìn)的甲烷氯化物生產(chǎn)工藝，包括氫氯化工序和氯化工序，氫氯化工序是將甲醇?xì)怏w和氯化氫氣體混合后通入氫氯化反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)冷卻、吸收、干燥后得到一氯甲烷氣體，再利用氫氯化反應(yīng)系統(tǒng)的自身壓力將其用冷媒冷凝為液體；氯化工序是將氫氯化工序制得的一氯甲烷液體經(jīng)泵加壓、氣化后，與從氯化反應(yīng)混合物中分離出的低氯化物氣體以及氯氣混合，通入氯化反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)后續(xù)處理，分離得到氯化氫、低氯化物、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，氯化氫作為氫氯化工序的原料循環(huán)套用，低氯化物作為氯化工序的原料循環(huán)套用；本發(fā)明工藝可以節(jié)省投資，節(jié)約能耗，降低成本，使操作更方便、更安全。
文檔編號(hào)C07C17/00GK101503336SQ20091010333
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者劉世剛 申請(qǐng)人:劉世剛