專利名稱：干氣直接氯化制備二氯乙烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二氯乙烷的制備方法。
背景技術(shù)：
二氯乙烷(EDC)是生產(chǎn)聚氯乙烯的基本原料。全球約95%的EDC用于生產(chǎn)VCM， 幾乎所有的VCM用于生產(chǎn)PVC。EDC的其他用途是作為氯化溶劑，如三氯乙烯、乙胺、亞乙烯基氯和三氯乙烷，也用于生產(chǎn)四氯乙烯的中間體和用作生產(chǎn)六氯代酚基甲烷的催化劑。煉化干氣(簡稱干氣，下同)是石油煉制過程中產(chǎn)生的廢尾氣，主要成分包括C2H4、 C2H6, CH4, H2、C3H6, CO、CO2, H2O和H2S等組分。到目前為止，這部分石油資源主要作為燃料使用，其中的主要組分如乙烯、乙烷和氫氣等組分沒有得到有效利用，造成資源浪費的同時還排放大量C02。隨著我國石油工業(yè)的快速發(fā)展，催化干氣的年產(chǎn)量十分可觀。粗略估計， 2009年我國催化干氣的產(chǎn)量超過600萬噸，其中乙烯的含量超過120萬噸。在中國專利CN 1171387A中，發(fā)明人公開了一種乙烯直接氯化制備二氯乙烷的方法，但是，該方法采用原料全部都是經(jīng)過處理的干氣；而且由于反應(yīng)器為單個鼓泡塔反應(yīng)器，原料中乙烯的利用率不高，二氯乙烷產(chǎn)品濃度較低；而且單位體積反應(yīng)器處理能力小。 未經(jīng)處理或經(jīng)簡單處理的干氣含有大量的其他物質(zhì)，若采用上述發(fā)明，將導(dǎo)致乙烯的選擇性與轉(zhuǎn)化率大大降低，用于大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)濟性明顯降低。另外，在中國專利CN 1834076A中，發(fā)明人公開了管式乙烯直接氯化反應(yīng)制備二氯乙烷生產(chǎn)裝置及生產(chǎn)方法，并在CN 1817831A中對單管多旋靜態(tài)混合管式乙烯氯化反應(yīng)裝置及其方法進行了描述。但是其研究對象僅僅是純乙烯，并沒有對干氣中其他組分如甲烷、乙烷、硫化氫等進行討論。事實上，在管道反應(yīng)器中，由于混合效果優(yōu)異，甲烷和乙烷的轉(zhuǎn)化率已非?？捎^，直接影響到產(chǎn)品純度；而雜質(zhì)如硫化氫等會造成催化劑的失活，極大的降低了乙烯的轉(zhuǎn)化率。由于以上種種原因，對煉化干氣的直接氯化，不能直接采用上述的專利方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種干氣直接氯化制備二氯乙烷的方法，以滿足有關(guān)產(chǎn)業(yè)部門的需要。本發(fā)明的方法，包括如下步驟將原料氯氣通過氯氣入口噴嘴送入管道反應(yīng)器，同時來自鼓泡塔塔底的二氯乙烷母液通過母液泵從二氯乙烷母液入口進入管道反應(yīng)器，在溶氯段，氯氣溶解于二氯乙烷母液中，將干氣通過干氣入口噴嘴送入管道反應(yīng)器，煉化干氣隨二氯乙烷母液流動，邊溶解邊反應(yīng)生成二氯乙烷，然后經(jīng)管道反應(yīng)器出口進入鼓泡塔，反應(yīng)熱靠汽化二氯乙烷產(chǎn)品移去， 鼓泡塔頂部蒸汽進入冷凝器，經(jīng)冷凝后，尾氣送往后續(xù)工段處理，冷凝液二氯乙烷進入儲槽，部分二氯乙烷經(jīng)泵進入鼓泡塔循環(huán)使用，部分作為產(chǎn)品。鼓泡塔塔底的二氯乙烷母液，通過母液泵送回管道反應(yīng)器循環(huán)使用，送回鼓泡塔
3的量，以維持鼓泡塔中二氯乙烷母液的液位。 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在原料干氣和氯氣進入管道的入口處安裝噴嘴，可更有效提高乙烯的轉(zhuǎn)化率及選擇性。在工程上，可極大的降低生產(chǎn)時對管道氯氣和干氣壓力的要求。
所述的管道反應(yīng)器中，裝填有內(nèi)構(gòu)件，所述內(nèi)構(gòu)件采用SK型靜態(tài)混合器或SV型靜態(tài)混合器中的一種以上，目的是強化傳質(zhì)和兩相混合；各個組分的重量比為干氣二氯乙烷母液=1 50 500，優(yōu)選1 350 405 ；干氣氯氣=1 0. 7 2.7;優(yōu)選 1 1. 5 2. 7 ；所述干氣中，乙烯的重量含量為15 80%，優(yōu)選為15 40% ；發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在干氣進料量不變的條件下，增大氯氣量雖然能夠使干氣中乙烯轉(zhuǎn)化率，但是隨氯氣量的增加，使在反應(yīng)區(qū)域的氯分子數(shù)量大于乙烯分子數(shù)量， 在這種條件下，二個氯分子與一個乙烯分子碰撞的幾率會顯著上升，從而副反應(yīng) C2H4+2C12 — C2H3C13+HC1進行的更劇烈，液相產(chǎn)品中三氯乙烷濃度上升。同時，由于氯氣過量，甲烷，乙烷與氯氣反應(yīng)的概率也隨之上升，還有可能生成多氯代物，反應(yīng)選擇性降低，造成二氯乙烷濃度下降，因此，優(yōu)選的干氣氯氣=1 1.5 2. 7;反應(yīng)溫度為82 130°C，可以通過控制反應(yīng)壓力來調(diào)節(jié)；物料在管道反應(yīng)器內(nèi)停留時間為1 30秒，乙烯的轉(zhuǎn)化率隨停留時間的增加而增加，但優(yōu)選12 18秒；干氣可直接作為原料氣進行乙烯氯化反應(yīng)，較優(yōu)的可通過變壓吸附(PSA)工藝凈化提濃后再作為原料氣進行乙烯氯化反應(yīng)。采用上述的方法，獲得的二氯乙烷的重量濃度可達到90%以上，干氣中乙烯轉(zhuǎn)化率大于95%，乙烯反應(yīng)選擇性大于98%，可作為制備聚氯乙烯的基本原料。


圖1為本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實施例方式參見圖1，所述的管道反應(yīng)器104，包括裝填有內(nèi)構(gòu)件105的管道、所述管道的一端為管道反應(yīng)器出口 100，另一端依次連接干氣入口噴嘴103、溶氯段200和氯氣入口噴嘴 102，二氯乙烷母液入口 300與氯氣入口噴嘴102相連接；所述內(nèi)構(gòu)件可優(yōu)選采用所述內(nèi)構(gòu)件采用SK型靜態(tài)混合器或SV型靜態(tài)混合器中的一種以上，所述SK型靜態(tài)混合器或SV型靜態(tài)混合器，為一種通用的產(chǎn)品；參見圖1，本發(fā)明的方法，包括如下步驟將原料氯氣通過氯氣入口噴嘴102送入管道反應(yīng)器104，同時來自鼓泡塔106塔底的二氯乙烷母液通過母液泵101從二氯乙烷母液入口 300進入管道反應(yīng)器104，在溶氯段 200，氯氣溶解于二氯乙烷母液中，將干氣通過干氣入口噴嘴103送入管道反應(yīng)器104，煉化干氣隨二氯乙烷母液流動，邊溶解邊反應(yīng)生成二氯乙烷，然后經(jīng)管道反應(yīng)器104出口 100進入鼓泡塔106，反應(yīng)熱靠汽化二氯乙烷產(chǎn)品移去。鼓泡塔頂部蒸汽進入冷凝器107，經(jīng)冷凝后，尾氣送往后續(xù)工段處理，冷凝液二氯乙烷進入儲槽108，部分二氯乙烷經(jīng)泵109進入鼓泡塔106循環(huán)使用，部分作為產(chǎn)品，送回過鼓泡塔106的量，以維持鼓泡塔中二氯乙烷母液的液位；鼓泡塔106塔底的二氯乙烷母液，通過母液泵101送回管道反應(yīng)器104循環(huán)使用。實施例1采用圖1的流程。內(nèi)構(gòu)件采用SK型靜態(tài)混合器。未經(jīng)處理的煉化干氣中，各個組分的重量含量見下表。干氣組分一覽表
權(quán)利要求
1.干氣直接氯化制備二氯乙烷的方法，其特征在于，包括如下步驟將原料氯氣通過氯氣入口噴嘴(102)送入管道反應(yīng)器(104)，同時來自鼓泡塔(106)塔底的二氯乙烷母液通過母液泵(101)從二氯乙烷母液入口(300)進入管道反應(yīng)器(104)， 將干氣通過干氣入口噴嘴(10 送入管道反應(yīng)器(104)，煉化干氣邊溶解邊反應(yīng)生成二氯乙烷，然后經(jīng)管道反應(yīng)器(104)出口(100)進入鼓泡塔(106)，鼓泡塔頂部蒸汽進入冷凝器 (107)，冷凝后，尾氣送往后續(xù)工段處理，冷凝液二氯乙烷進入儲槽(108)；部分二氯乙烷經(jīng)泵(109)進入鼓泡塔(106)循環(huán)使用，部分作為產(chǎn)品，送回鼓泡塔(106)的量，以維持鼓泡塔中二氯乙烷母液的液位；鼓泡塔(106)塔底的二氯乙烷母液，通過母液泵(101)送回管道反應(yīng)器(104)循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的管道反應(yīng)器中，裝填有內(nèi)構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)構(gòu)件采用SK型靜態(tài)混合器或SV型靜態(tài)混合器中的一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，各個組分的重量比為干氣二氯乙烷母液=1 50 500 ；干氣氯氣=1 0. 7 2. 7。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，各個組分優(yōu)選的重量比為干氣二氯乙烷母液=1 350 405 ；干氣氯氣=1 1.5 2. 7。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，反應(yīng)溫度為82 130°C，物料在管道反應(yīng)器內(nèi)停留時間為1 30秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，物料在管道反應(yīng)器內(nèi)優(yōu)選的停留時間為 12 18秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，干氣通過變壓吸附(PSA)工藝凈化提濃后，再作為原料氣進行乙烯氯化反應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8任一項所述的方法，其特征在于，所述干氣中，乙烯的重量含量為15 80%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 8任一項所述的方法，其特征在于，所述干氣中，乙烯的重量含量為優(yōu)選為15 40%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種干氣直接氯化制備二氯乙烷的方法，包括如下步驟將原料氯氣通過氯氣入口噴嘴送入管道反應(yīng)器，同時鼓泡塔塔底的二氯乙烷母液從二氯乙烷母液入口進入管道反應(yīng)器，將干氣通過干氣入口噴嘴送入管道反應(yīng)器，反應(yīng)生成二氯乙烷，然后經(jīng)管道反應(yīng)器出口進入鼓泡塔，鼓泡塔頂部蒸汽進入冷凝器，尾氣送往后續(xù)工段處理，冷凝液二氯乙烷進入儲槽，部分二氯乙烷經(jīng)泵進入鼓泡塔循環(huán)使用，部分作為產(chǎn)品，鼓泡塔塔底的二氯乙烷母液，通過母液泵送回管道反應(yīng)器循環(huán)使用。采用上述的方法，獲得的二氯乙烷的重量濃度可達到90％以上，干氣中乙烯轉(zhuǎn)化率大于95％，乙烯反應(yīng)選擇性大于98％，可作為制備聚氯乙烯的基本原料。
文檔編號C07C19/045GK102531827SQ20111043029
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者何加海, 劉建路, 吳協(xié)舜, 宋守剛, 宋宏宇, 潘玉強, 王豐儉, 袁向前, 遲慶峰, 高紅珍 申請人:華東理工大學(xué), 山東?；瘓F有限公司, 山東齊魯石化工程有限公司