一種由乙烷制備氯乙烯的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于化學(xué)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種由乙烷制備氯乙烯的工藝。本發(fā)明的由乙烷制備氯乙烯的工藝，包括下述的步驟：反應(yīng)器采用流化床，高7m，直徑為1m，采用Al2O3為載體，CuC12為催化劑，反應(yīng)開始時將加熱的乙烷與氯化氫以及氧氣按一定比例一起送入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)壓力為3-9Mpa，反應(yīng)溫度為450-600℃，反應(yīng)時間80-120h，生成的氯乙烯在50℃冷凝，即得。本發(fā)明的由乙烷制備氯乙烯的工藝，單程收率高，氯乙烯單程收率可達(dá)70.9-96.8%。
【專利說明】—種由乙烷制備氯乙烯的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于化學(xué)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種由乙烷制備氯乙烯的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]氯乙烯(VCM)是一種重要的化工原料，是合成聚氯乙烯的單體，全球幾乎所有的氯乙烯(98% )都用來生產(chǎn)聚氯乙烯。而聚氯乙烯又是世界五大通用塑料之一，產(chǎn)量居世界第二，在國民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用。
[0003]生產(chǎn)VCM的傳統(tǒng)方法是以乙烯為原料，分步生成目的產(chǎn)物。乙烯法生產(chǎn)氯乙烯工藝復(fù)雜，工藝路線較長，設(shè)備投資較大，成本較高。目前隨著石油資源的日益短缺和對氯乙烯供不應(yīng)求的矛盾日益尖銳，石油價格隨之上升，而由石油加工而來的乙烯原料價格將會不斷攀升，使得乙烯氧氯化生產(chǎn)氯乙烯的成本不斷升高。
[0004]國內(nèi)有很多地區(qū)(如大慶)擁有豐富的天然氣資源，但長久以來沒有得到充分利用。利用天然氣和油田氣中乙烷含量大的特點，乙烷氧氯化法制備氯乙烯開辟了乙烷利用的新途徑，有助于天然氣資源的大規(guī)模開發(fā)利用，而且是解決石油資源日益短缺的重大舉措，為油氣資源豐富地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供了新的思路和方法，同時保持全球聚氯乙烯工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展以及保持聚氯乙烯樹脂的低成本都有重要的意義。因此，乙烷氧氯化法制備氯乙烯工藝研究不僅具有深遠(yuǎn)的理論意義，也有非常重要的現(xiàn)實意義及廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的 是針對以上所述的氯乙烯使用范圍廣，需求量大和生產(chǎn)成本高，能源短缺的不足的問題，提供一種能夠降低生產(chǎn)成本，且能夠拓寬原料來源，使資源循環(huán)利用的氯乙烯制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過下述的技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0007]一種由乙烷制備氯乙烯的工藝，包括下述的步驟:
[0008]反應(yīng)器采用流化床，高7m，直徑為lm，采用Al2O3為載體，CuCl2為催化劑，反應(yīng)開始時將加熱的乙烷與氯化氫以及氧氣按一定比例一起送入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)壓力為
3-9Mpa，反應(yīng)溫度為450-600°C，反應(yīng)時間80_120h，生成的氯乙烯在50°C冷凝，即得。
[0009]上述的由乙烷制備氯乙烯的工藝中，所述催化劑在反應(yīng)前用HCl和空氣進(jìn)行活化，活化方法為用HCl和空氣體積比為3:5，其中HCl流速為180mL/min混合氣升溫至反應(yīng)溫度，并在此溫度下下活化0.5-lh。
[0010]上述的由乙烷制備氯乙烯的工藝中，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為 V(C2H6) =V(HCl) =V(O2)=I:0.5-3:1_2。
[0011]優(yōu)選的，上述的由乙烷制備氯乙烯的工藝中，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為 V(C2H6) =V(HCl) =V(O2)=I:0.5:3.5。
[0012]另一優(yōu)選的，上述的由乙烷制備氯乙烯的工藝中，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為V(C2H6):V(HCl):V(O2)=1:2:1。[0013]另一優(yōu)選的，上述的由乙烷制備氯乙烯的工藝中，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為V(C2H6) =V(HCl) =V(O2)=I:3:5。
[0014]另一優(yōu)選的，上述的由乙烷制備氯乙烯的工藝中，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為V(C2H6) =V(HCl) =V(O2)=I:2:5。
[0015]上述的由乙烷制備氯乙烯的工藝中，所述催化劑的用量為l_3g/m2。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
[0017](I)本發(fā)明的由乙烷制備氯乙烯的工藝，乙烷氧氯化反應(yīng)一步便可合成氯乙烯，而過量的原料可循環(huán)回反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率高達(dá)97%以上。這既減少了能耗，又降低了污染物的排放，同時還保證了反應(yīng)設(shè)備的壽命。
[0018](2)本發(fā)明的由乙烷制備氯乙烯的工藝，且能夠拓寬氯乙烯的原料來源，使資源循環(huán)利用。
[0019](3)本發(fā)明的由乙烷制備氯乙烯的工藝，促進(jìn)了天然氣資源的合理利用，在節(jié)約生廣成本的基礎(chǔ)上，提聞了氣乙稀的生廣效益。
[0020](4)本發(fā)明的由乙烷制備氯乙烯的工藝， 單程收率高，氯乙烯單程收率可達(dá)70.9-96.8%ο
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0022]實施例1
[0023]反應(yīng)器采用流化床，高7m，直徑為lm，采用Al2O3為載體，CuCl2為催化劑，催化劑的用量為lg/m2，催化劑在反應(yīng)前用HCl和空氣進(jìn)行活化，活化方法為用HCl和空氣體積比為3:5，其中HCl流速為180mL/min混合氣升溫至反應(yīng)溫度，并在此溫度下下活化0.5h ;反應(yīng)開始時將加熱的乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及來自空分裝置的氧氣按比例V(C2H6):V(HC1):V(02) =2:1:7 一起送入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)壓力5Mpa，反應(yīng)溫度為550°C，反應(yīng)時間120h，生成的氯乙烯在50°C冷凝，此過程的乙烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到94.8%，氯乙烯單程收率可達(dá)70.9 %。
[0024]實施例2
[0025]反應(yīng)器采用流化床，高7m，直徑為lm，采用Al2O3為載體，CuCl2為催化劑，催化劑的用量為2.5g/m2，催化劑在反應(yīng)前用HCl和空氣進(jìn)行活化，活化方法為用HCl和空氣體積比為3:5，其中HCl流速為180mL/min混合氣升溫至反應(yīng)溫度，并在此溫度下下活化40min。反應(yīng)開始時將加熱的乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及來自空分裝置的氧氣按比例V(C2H6):V(HC1):V(02)=1:2:1 —起送入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，壓力為6Mpa，反應(yīng)溫度為450°C，反應(yīng)時間100h，生成的氯乙烯在50°C冷凝。此過程的乙烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到97.8%，氯乙烯單程收率達(dá)到96.8%。
[0026]實施例3
[0027]反應(yīng)器采用流化床，高7m，直徑為lm，采用Al2O3為載體，CuCl2為催化劑，催化劑的用量為2g/m2，催化劑在反應(yīng)前用HCl和空氣進(jìn)行活化，活化方法為用HCl和空氣體積比為3:5，其中HCl流速為180mL/min混合氣升溫至反應(yīng)溫度，并在此溫度下下活化lh。反應(yīng)開始時將加熱的乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及來自空分裝置的氧氣按比例V(C2H6):V(HC1):V(02)=1:3:5 —起送入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，壓力為4Mpa，反應(yīng)溫度為500°C，反應(yīng)時間90h，生成的氯乙烯在50°C冷凝，此過程的乙烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到95.7%，氯乙烯單程收率達(dá)87.6%。
[0028]實施例4
[0029]反應(yīng)器采用流化床，高7m，直徑為lm，采用Al2O3為載體，CuCl2為催化劑，催化劑的用量為3g/m2，催化劑在反應(yīng)前用HCl和空氣進(jìn)行活化，活化方法為用HCl和空氣體積比為3:5，其中HCl流速為180mL/min混合氣升溫至反應(yīng)溫度，并在此溫度下下活化
0.5h。反應(yīng)開始時將加熱的乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及來自空分裝置的氧氣按比例V(C2H6):V(HC1):V(02)=1:2:5 —起送入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，壓力為7Mpa，反應(yīng)溫度為500°C，反應(yīng)時間80h，生成的氯乙烯在50°C冷凝，此過程的乙烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到96.5%，氯乙烯單程收率為92.4%。
【權(quán)利要求】
1.一種由乙烷制備氯乙烯的工藝，包括下述的步驟: 反應(yīng)器采用流化床，高7m，直徑為lm，采用Al2O3為載體，CuCl2為催化劑，反應(yīng)開始時將加熱的乙烷與氯化氫以及氧氣按一定比例一起送入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)壓力為3-9Mpa，反應(yīng)溫度為450-600°C，反應(yīng)時間80-120h，生成的氯乙烯在50°C冷凝，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙烷制備氯乙烯的工藝，其特征在于，所述催化劑在反應(yīng)前用HCl和空氣進(jìn)行活化，活化方法為用HCl和空氣體積比為3:5，其中HCl流速為180mL/min混合氣升溫至反應(yīng)溫度，并在此溫度下下活化0.5-lh。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙烷制備氯乙烯的工藝，其特征在于，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為V(C2H6) =V(HCl) =V(O2)=1:0.5-3:1-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的由乙烷制備氯乙烯的工藝，其特征在于，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為V(C2H6) =V(HCl) =V(O2)=1:0.5:3.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的由乙烷制備氯乙烯的工藝，其特征在于，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為V(C2H6) =V(HCl) =V(O2)=I:2:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的由乙烷制備氯乙烯的工藝，其特征在于，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為V(C2H6) =V(HCl) =V(O2)=I:3:5。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的由乙烷制備氯乙烯的工藝，其特征在于，所述乙烷與氯化氫或烴類氯化物以及氧氣的比例為V(C2H6) =V(HCl) =V(O2)=I:2:5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙烷制備氯乙烯的工藝，其特征在于，所述催化劑的用量為 l_3g/m2。
【文檔編號】C07C17/154GK103664504SQ201310683602
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月14日
【發(fā)明者】車春玲 申請人:濟(jì)南開發(fā)區(qū)星火科學(xué)技術(shù)研究院