專利名稱：：陰離子交換樹脂生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于陰離子交換樹脂生產(chǎn)的系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝，屬陰樹脂生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)方法制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的陰離子效換樹脂的系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝中，一是氯甲醚制取，采用的是甲醇與液體甲醛、氯磺酸反應(yīng)來制取氯甲醚，反應(yīng)式甲醇+液體甲醛+氯磺酸—氯甲醚+硫酸。其不足之處在于雖然此工藝的制取，可以得到氯甲醚，但是在制取氯甲醚的同時，產(chǎn)生了含有HCL的硫酸，該硫酸不僅無法用于磷肥的生產(chǎn)，而且直接對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染；二是采用液體甲醛及鹽酸參與氯甲醚生產(chǎn)，由于液體甲醛中37以下是甲醛，63%以上是水，因此在生產(chǎn)中將產(chǎn)生大量的廢液。由于該廢液二次處理成本極高，一般用戶不對其液進(jìn)行處理，而是直接排出，對環(huán)境造成極大地污染，并且直接增大了陰離子交換樹脂的生產(chǎn)成本;二是采用鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，并從鹽酸的反應(yīng)中獲取氯化氫氣。由于鹽酸中含氯化氫僅占30%左右，因此用鹽酸獲取氯化氫，不僅增大了生產(chǎn)成本，而且在獲取氯化氫的同時，要產(chǎn)生大量的廢液，造成環(huán)境污染，鑒于此，多數(shù)廠家不得不采購氯甲醚用于陰離子樹脂生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一，在陰離子交換樹脂的生產(chǎn)過程中，設(shè)計一種既能夠有效地制取氯甲醚，又不會對環(huán)境造成污染。本發(fā)明的目的之二，在陰離子交換樹脂的生產(chǎn)過程中，無需液體甲醛及鹽酸參與氯甲醚生產(chǎn)，從而有效地降低廢水生產(chǎn)，達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。本發(fā)明的目的之三，直接將陰離子交換樹脂生產(chǎn)過程中源源不斷產(chǎn)生的氯化母液回收合成氯甲醚，再源源不斷地用于陰離子交換樹脂生產(chǎn)的氯化母液的回收利用系統(tǒng)及回收利用方法。為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。1、采用固體甲醛代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中的液體甲醛，來參與氯甲醚的生產(chǎn)，是本發(fā)明的特征之一。這樣做的目的在于由于在液體甲醛中37以下是甲醛，63%以上是水，因此在生產(chǎn)氯甲醚的過程中將產(chǎn)生大量的廢液，該廢液無法用于其它用途，如果不進(jìn)行二次處理、直接排放，對環(huán)境造成極大地污染，如果進(jìn)行凈化處理，其凈化處理的成本極高，直接導(dǎo)致氯甲醚的生產(chǎn)成本大幅度提高；而固體甲醛中的95%以上是甲醛，5%以下是水，因此在生產(chǎn)氯甲醚的過程中幾乎不產(chǎn)生廢液，不僅提高氯甲醚的生產(chǎn)量，而且降低了氯甲醚的生產(chǎn)成本，更重要的是避免了對環(huán)境的污染。2、采用氯化甲醇與固體甲醛制取氯甲醚，是本發(fā)明的特征之二。這樣做的目的在于氯甲醚反應(yīng)方程式CH3OH+HCHO+HC1-^CH30CH2C1+H20從氯甲醚的反應(yīng)方程式知采用氯化甲醇與固體甲醛制取氯甲醚不會產(chǎn)生帶有氯化氫的硫酸，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。因此，將來自氯化液回收系統(tǒng)的氯化甲醇和原料固體甲醛在氯化反應(yīng)釜中攪拌均勻后，將氯化氫氣體通入溶液中，在低于2(TC條件下發(fā)生氯化反應(yīng)，反應(yīng)后物料進(jìn)入分離釜，靜置分層。上層氯甲醚用于陰樹脂生產(chǎn)，下層鹽酸溶液作為副產(chǎn)品外售。揮發(fā)產(chǎn)生甲醇、甲醛等經(jīng)冷凝器冷凝后回用于工藝中，不凝氣進(jìn)入堿噴淋塔。技術(shù)方案1:陰離子交換樹脂生產(chǎn)工藝，它包括氯甲醚生產(chǎn)工藝、氯甲基化生產(chǎn)工藝、氯球清洗工藝、胺化反應(yīng)、水洗工藝，最終得成品陰離子樹脂，首次生產(chǎn)陰離子樹脂所需的氯甲醚由固體甲醛、甲醇、氣體鹽酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)制得，所述的氯甲基化生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的氯化母液及氯球清洗工藝所產(chǎn)生的洗滌液送入氯化液回收工藝，其氯化母液中的氯化甲醇與添加的固體甲醛、氯化氫氣體進(jìn)行反應(yīng)得氯甲醚且直接作為循環(huán)陰離子樹脂生產(chǎn)的原料，如此循環(huán)得氯甲醚。技術(shù)方案2:陰離子交換樹脂的生產(chǎn)系統(tǒng)，它包括氯甲醚生產(chǎn)系統(tǒng)、氯甲基化系統(tǒng)、氯球清洗系統(tǒng)、胺化反應(yīng)系統(tǒng)、水洗裝置，所述的氯甲基化生產(chǎn)系統(tǒng)出口一路與氯球清洗系統(tǒng)連通、一路與氯化母液回收系統(tǒng)連通，氯化母液回收系統(tǒng)的出口與氯甲基化系統(tǒng)的進(jìn)口連通且構(gòu)成氯化母液回用、氯甲醚生產(chǎn)循環(huán)回路。本發(fā)明與
背景技術(shù)：
相比，一是利用固體甲醛生產(chǎn)氯甲醚，降低了廢水的產(chǎn)出，消除了傳統(tǒng)工藝中用液體甲醛生產(chǎn)，而產(chǎn)生大量廢液的不利情況，有利于環(huán)境保護(hù)；二是采用氯化甲醇與固體甲醛制取氯甲醚，不僅避免了含有氯化氫硫酸的產(chǎn)生，更重要的是避免了對環(huán)境的污染，同時大大降低了離子交換樹脂生產(chǎn)的環(huán)保成本；三是利用氯化母液的回收利用，大大降低了有機(jī)廢液的排放，同時降低了離子交換樹脂的生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益；四是利用氯化氫氣體代替鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，有效地避免了大量廢液的產(chǎn)生，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，而且確保了環(huán)境不被污染。圖1是陰離子交換樹脂生產(chǎn)的系統(tǒng)原理示意圖。圖2是氯甲醚生產(chǎn)的系統(tǒng)原理示意圖。圖3是氯甲醚生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是氯化母液的回收利用系統(tǒng)的示意圖。圖5是第一種陰離子交換樹脂生產(chǎn)的系統(tǒng)原理示意圖。圖6是第二種陰離子交換樹脂生產(chǎn)的系統(tǒng)原理示意圖。圖7是1#白球的生產(chǎn)工藝方框示意圖。圖8是2#白球的生產(chǎn)工藝方框示意圖。圖9是D201陰樹脂生產(chǎn)工藝方框示意圖。圖10是D301的陰樹脂生產(chǎn)工藝方框示意圖。圖11是氯甲醚生產(chǎn)生產(chǎn)工藝方框示意圖。圖12是胺化液回收處理系統(tǒng)的工藝方框示意圖。圖13是ltt白球生產(chǎn)物料平衡圖。圖14是2#白球生產(chǎn)物料平衡圖。圖15是D201的陰樹脂的物料平衡圖。圖16是D301陰樹脂物料平衡圖。圖17是氯化液的回收系統(tǒng)的物料平衡圖。圖18是氯甲醚生產(chǎn)的物料平衡圖。圖19是胺化液回收系統(tǒng)的物料平衡圖。具體實施例方式實施例l:參照附圖14。陰離子交換樹脂的生產(chǎn)系統(tǒng)，它包括氯甲醚生產(chǎn)系統(tǒng)、氯甲基化系統(tǒng)、氯球清洗系統(tǒng)、胺化反應(yīng)系統(tǒng)、水洗裝置，所述的氯甲基化生產(chǎn)系統(tǒng)出口一路與氯球清洗系統(tǒng)連通、一路與氯化母液回收系統(tǒng)連通，氯化母液回收系統(tǒng)的出口與氯甲基化系統(tǒng)的進(jìn)口連通且構(gòu)成氯化母液回用、氯甲醚生產(chǎn)循環(huán)回路。氯甲醚生產(chǎn)系統(tǒng)中的緩沖罐1的進(jìn)口通氯化氫氣體、出口通過閥門及管道與主氯化反應(yīng)釜2的進(jìn)口連通，主氯化反應(yīng)釜2的出口一路通過閥門、管道與中間反應(yīng)釜3的出口連通、一種通過閥門及管道與冷凝器4連通，中間反應(yīng)釜3的進(jìn)口一路通過閥門及管道與初級反應(yīng)釜5的出口連通、一種通過閥門和管路與冷凝器連通4、一路通過閥門及管道與分層釜6進(jìn)口連通，分層釜6的出口通過閥門及管道一路與氯甲醚儲罐7連通、一路通過閥門及管道與下層出液儲罐8進(jìn)口連通，下層液儲罐8的出口通過閥門、管道及輸送泵與鹽酸儲罐9連通，初級氯化反應(yīng)釜5進(jìn)口為氯化甲醇和固體甲醛加料進(jìn)口，初級氯化反應(yīng)釜5與冷凝器10連通。上述的各種反應(yīng)釜、閥門及管道的制作，均系現(xiàn)有技術(shù)，在此不作敘述。氯化母液的回收利用系統(tǒng)，氯甲基化反應(yīng)釜1-1的加工制造系現(xiàn)有技術(shù)，在此不作敘述。氯甲基化反應(yīng)釜1-2的進(jìn)口分別與氣流輸送系統(tǒng)及泵輸送的出口連通，氯甲基化反應(yīng)釜1-2的出口通過管道和閥門與氯球洗滌反應(yīng)釜2-l的進(jìn)口連接，氯球洗滌反應(yīng)釜2-1的加工制造系現(xiàn)有技術(shù)，在此不作敘述。氯球洗滌反應(yīng)釜2-1產(chǎn)生的氯球通過與其出口連接的管道及閥門進(jìn)胺化反應(yīng)系統(tǒng)3-1，氯球洗滌反應(yīng)釜2的加工制造系現(xiàn)有技術(shù)，在此不作敘述。氯球洗滌反應(yīng)釜2-1產(chǎn)生的氯化母液及氯球洗滌液通過與其出口連接的管道及閥門與進(jìn)氯化液回收反應(yīng)釜4-l進(jìn)口連通，氯化液回收反應(yīng)釜4-l的加工制造系現(xiàn)有技術(shù)，在此不作敘述。氯化液回收反應(yīng)釜4-l產(chǎn)生的廢液通過與其連接的管道及閥門與廢液儲存器連通，氯化液回收反應(yīng)釜4-l產(chǎn)生的氯化甲醇通過與其連接的管道及閥門與氯甲醚反應(yīng)釜6進(jìn)口連通，氯化液回收反應(yīng)釜4-1產(chǎn)生的廢液5-1進(jìn)儲罐，氯甲醚反應(yīng)釜6-l出口通過與其連接的管道和閥門與氯甲醚經(jīng)冷凝器7-l進(jìn)口連通，氯甲醚經(jīng)冷凝器7-l出口一路通過與其連接的管道、閥門及管道9-1與氯甲基化反應(yīng)釜1-1進(jìn)口連通，冷凝器7-l的加工制造系現(xiàn)有技術(shù)，在此不作敘述。氯甲醚分層反應(yīng)釜7-l出口一路通過與其連接的管道、閥門與下層儲液罐8-1進(jìn)口連通。實施例2:在實施例1的基礎(chǔ)上，陰離子交換樹脂生產(chǎn)工藝，它包括氯甲醚生產(chǎn)工藝、氯甲基化生產(chǎn)工藝、氯球清洗工藝、胺化反應(yīng)、水洗工藝，最終得成品陰離子樹脂，首次生產(chǎn)陰離子樹脂所需的氯甲醚由固體甲醛、甲醇、氣體鹽酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)制得，所述的氯甲基化生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的氯化母液及氯球清洗工藝所產(chǎn)生的洗滌液送入氯化液回收工藝，其氯化母液中的氯化甲醇與添加的固體甲醛、氯化氫氣體進(jìn)行反應(yīng)得氯甲醚且直接作為循環(huán)陰離子樹脂生產(chǎn)的原料，如此循環(huán)得氯甲醚。所述的氯甲醚生產(chǎn)工藝是指2030%氯化氫氣體通過管道進(jìn)入初級氯化反應(yīng)釜、中間氯化反應(yīng)釜和主氯化反應(yīng)釜，初級氯化反應(yīng)釜中氯化氫量小中間氯化反應(yīng)釜中氯化氫的量，中間氯化反應(yīng)釜中氯化氫量小于主氯化反應(yīng)釜的量，這樣設(shè)置的目的在于由于位于初級氯化反應(yīng)釜中的氯化氫氣體含量在經(jīng)過主氯化反應(yīng)釜、中間反應(yīng)釜后，其進(jìn)入初級反應(yīng)釜中的氯化氫氣體的含量很少且與進(jìn)入初級氯化反應(yīng)釜內(nèi)的氯化甲醇和固體甲醛進(jìn)行反應(yīng)且將氯化氫氣體中和，確保了氯化氫氣體不會從初級反應(yīng)釜內(nèi)散發(fā)到大氣；然后將5070%氯化甲醇和1020%固體甲醛加入初級氯化反應(yīng)釜中攪拌均勻的過程中，與進(jìn)入初級氯化反應(yīng)釜內(nèi)的氯化氫尾氣進(jìn)行初級反應(yīng)，反應(yīng)后的物料進(jìn)入中間氯化反應(yīng)釜中且與氯化氫氣體進(jìn)行二次反應(yīng)、產(chǎn)生中間物料，中間物料進(jìn)入主氯化反應(yīng)釜與氯化氫氣體充分反應(yīng)，初級氯化反應(yīng)釜、中間氯化反應(yīng)釜和主氯化反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度低于2(TC，反應(yīng)時間一般為510小時(需要說明的是初級氯化反應(yīng)釜、中間氯化反應(yīng)釜和主氯化反應(yīng)釜的反應(yīng)時間相等，也就是說，同步增加或減小)，反應(yīng)后物料進(jìn)入分離釜，靜置分層，上層即為氯甲醚，下層即為鹽酸溶液，如此循環(huán)，連續(xù)不斷地生產(chǎn)出氯甲醚。氯化甲醇來自于氯化液回收系統(tǒng)且由812%甲醛、37%甲醇、2535%甲縮醛、1525°/。鹽酸、2535%氯化甲縮醛及37%水構(gòu)成。上述取值范圍可以在任意范圍內(nèi)取值組合且包括端值，但組合之和為100%，其部分配比如下所述實施例。實施例3:在實施例2的基礎(chǔ)上，氯化氫氣體20、氯化甲醇70%、固體甲醛10%。實施例4:在實施例2的基礎(chǔ)上，氯化氫氣體25%、氯化甲醇55%、固體甲醛20%。實施例5:在實施例2的基礎(chǔ)上，氯化氫氣體30%、氯化甲醇50%、固體甲醛20%。實施例6:在實施例2的基礎(chǔ)上，氯化氫氣體24.4%、氯化甲醇60%、固體甲醛15.6%。實施例7:在實施例2的基礎(chǔ)上，甲醛8%、甲醇3%、甲縮醛35%、鹽酸24%、氯化甲縮醛25%及水5%構(gòu)成。實施例8:在實施例2的基礎(chǔ)上，甲醛12%、甲醇7%、甲縮醛25%、鹽酸35%、氯化甲縮醛24%及水7%構(gòu)成。實施例9:在實施例2的基礎(chǔ)上，甲醛10%、甲醇7%、甲縮醛30%、鹽酸15%、氯化甲縮醛35%及水3%構(gòu)成。實施例10:在實施例2的基礎(chǔ)上，甲醛10%、甲醇5°/。、甲縮醛30%、鹽酸20%、氯化甲縮醛30%及水5%構(gòu)成。所述的氯化母液的回收工藝是指白球和氯甲醚分別經(jīng)氣流輸送系統(tǒng)和泵輸送送至氯甲基化反應(yīng)釜中，常溫下攪拌，膨脹后，加入溶于氯甲醚的三氯化鐵催化，產(chǎn)生放熱反應(yīng)，根據(jù)溫度調(diào)節(jié)氯甲醚的加入速度，溫度在20。C48。C范圍內(nèi)，其氯甲醚和白球的加入速度控制在2噸/小時以內(nèi)。待升溫至4055°C，保溫812小時后制得氯球，降溫，分離出的氯球在洗滌釜內(nèi)，依次用氯化甲醇對氯球清洗13次，用甲醇對氯球清洗一次或二次，然后固液分離，固相氯球進(jìn)入胺化反應(yīng)，液相氯化母液及氯球洗滌液進(jìn)入氯化液回收反應(yīng)釜內(nèi)，氯化液回收反應(yīng)釜產(chǎn)生的氯化甲醇進(jìn)入氯甲醚反應(yīng)釜，此時在氯甲醚反應(yīng)釜加入固體甲醇、氯化氫進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中揮發(fā)的氯甲醚經(jīng)冷凝器冷凝進(jìn)入氯甲基化反應(yīng)釜中，不凝氣進(jìn)入堿噴淋塔吸收處理。結(jié)合上述實施例，對本發(fā)明作以詳細(xì)敘述離子交換樹脂是指由交聯(lián)聚合物制成的有機(jī)高分子離子交換劑。離子交換樹脂可在結(jié)構(gòu)上包括骨架和基團(tuán)兩部分，其性能主要取決于骨架的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和基團(tuán)的性質(zhì)與數(shù)量。本發(fā)明樹脂均是以聚苯乙烯為骨架，帶有不同基團(tuán)的離子樹脂，當(dāng)帶有基團(tuán)一S03H硫磺基時，稱為強酸性陽樹脂；當(dāng)帶有基團(tuán)^N(CH3)3時，稱為強堿性陰樹脂；當(dāng)帶有基團(tuán)一N(CH3)2時，稱為弱堿性陰樹脂。本發(fā)明樹脂生產(chǎn)工藝技術(shù)路線為由單體苯乙烯與交聯(lián)劑二乙烯苯進(jìn)行懸浮共聚，制成交聯(lián)共聚體(也稱白球)，再引入基團(tuán)。具體如下-共聚體白球的生產(chǎn)工藝選擇以苯乙烯、二乙烯苯為原料進(jìn)行聚合、聚合物的清晰、烘干、篩分得白球。陽離子樹脂生產(chǎn)工藝白球經(jīng)磺化、稀釋、樹脂轉(zhuǎn)型、清洗得陽離子交換樹脂。陰離子交換樹脂白球經(jīng)氯甲基化、胺化等陰離子交換樹脂。白球(中間產(chǎn)品)生產(chǎn)白球是由油相(苯乙烯和二乙烯苯)在水相(軟水、明膠和聚乙烯醇)中懸浮聚合制得。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下cnciL針對不同產(chǎn)品，白球反映過程略有差異，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品組成和孔隙率有一定變化。副反應(yīng)在苯乙烯和二乙烯苯共聚的初期，由于二乙烯苯自聚速率大于共聚，可能發(fā)生二乙烯苯或苯乙烯自聚產(chǎn)生的低分子聚合物，以及共聚產(chǎn)生的低分子聚合物等，統(tǒng)稱低聚物。共聚后期，由于引發(fā)劑過氧化本甲酰的存在，苯乙烯易發(fā)生自聚反應(yīng)，過量的苯乙烯單體全部轉(zhuǎn)化為低聚物。1、ltt白球1#白球用于001X7和201X7樹脂生產(chǎn)，見附圖7。生產(chǎn)過程包括混合升溫、油相混合、聚合、保溫、清洗、烘干和篩分等工序。連續(xù)生產(chǎn)，由于備料釜的存在，兩個批次可間開同時進(jìn)行，每批次生產(chǎn)周期平均約為8h。工藝流程見圖7?；旌仙郎孛髂z、聚乙烯醇等固態(tài)物料人工向反應(yīng)釜的投料孔投入，加入軟水，在5(TC溫度下，攪拌半小時，使明膠和聚乙烯醇充分溶解，成為合格水相?；旌细谜羝g接加熱(本發(fā)明加熱方式均為蒸汽間接加熱，下同)。油相混合苯乙烯和二乙烯苯經(jīng)離子交換柱去除阻聚劑(對苯二酚)后，經(jīng)計量進(jìn)入混合釜，在攪拌條件下，加入過氧化本甲酰，約半小時后，合格油相送至反應(yīng)釜。聚合升溫苯乙烯和二乙烯苯在聚合釜內(nèi)反應(yīng)，攪穩(wěn)定后，攪拌，人工觀察粒度，基本合格后，升溫至7(TC左右并保溫約1小時，使白球定型。定型后約l小時后，由于反應(yīng)放熱，反應(yīng)釜內(nèi)溫度最高可達(dá)IO(TC，因溫度升高而揮發(fā)出的有機(jī)物，經(jīng)冷凝器冷凝后回收返回生產(chǎn)系統(tǒng)，不凝氣(Gh)至RT0裝置。放熱結(jié)束后，再保溫1小時，得到合格物料放回保溫釜。聚合釜設(shè)置觀察孔和取樣孔。在生產(chǎn)前期，保溫過程中會取樣分析，以確定物料的配比等工藝參數(shù)，生產(chǎn)穩(wěn)定后，不取樣。取樣過程會產(chǎn)生少量無組織排放。取樣為多次間斷性操作，取樣時間不定，最大不超過0.5h。本發(fā)明冷凝均釆用二級冷凝方式，一級冷凝采用1015t:的冷卻水，二級冷凝采用-10'C15'C的冷凍水，下同。保溫，過濾，清洗在95'C下保溫6小時后，半成品通過固液分離，去除母液后，過濾清洗，過濾液經(jīng)絮凝沉淀(W卜》至污水處理。固相至過濾器內(nèi)，用軟化水清洗5次，以去除半成品表面的雜志如明膠、聚乙烯醇和低分子聚合物。清洗廢水(Wh)經(jīng)至污水處理系統(tǒng)。烘干、篩分采用氣流干燥器進(jìn)行白球干燥，并經(jīng)氣流輸送至振動篩，篩分成不同粒度的半成品白球。不合格品作為廢料外送處理(Sh)。干燥過程中產(chǎn)生的粉塵廢氣(Gh)，經(jīng)布袋除塵后高空排放。物料干燥熱空氣用蒸汽加熱。2、2#白球，見附圖8。2ft白球主要用于D001、D301和D201生產(chǎn)，連續(xù)生產(chǎn)，每批次生產(chǎn)周期平均為12h。其投料、混合、過濾清洗、烘干和篩分生產(chǎn)過程與ltt白球的生產(chǎn)相同，不同之處主要體現(xiàn)于以下方面(1)增加原料異丁醇作為致孔劑，與油相物料在混合釜內(nèi)混合。(2)聚合和保溫工藝條件有所調(diào)整，聚合溫度可升至8(TC左右；定型后可達(dá)90°C;保溫釜的溫度設(shè)定為88。C，保溫時間5小時。(3)在保溫和過濾之間增加減壓蒸餾操作，回收致孔劑一異丁醇，蒸餾塔頂異丁醇再經(jīng)冷凝后回用，冷凝不凝氣(G卜3)與其他廢氣一道至RTO裝置。2#白球的生產(chǎn)工藝流程8。3、陰樹脂生產(chǎn)，見附圖9。陰樹脂由白球在氯化鐵的催化作用下與氯甲醚進(jìn)行Friedel-Crafts反應(yīng)(氯甲基化)得到氯球，再與相應(yīng)的胺進(jìn)行反應(yīng)(胺化)，轉(zhuǎn)化后制得。其反應(yīng)方程式如下(l)氯甲基化反應(yīng)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(2)胺化反應(yīng)胺化反應(yīng)采用三甲胺或二甲胺與氯球反應(yīng)，其中，生產(chǎn)201X7和D201陰樹脂產(chǎn)品使用三甲胺為原料，D301陰樹脂產(chǎn)品使用二甲胺，胺化反應(yīng)方程式分別為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(3)生產(chǎn)工藝產(chǎn)品201X7和D201的陰樹脂生產(chǎn)過程由氯甲基化、氯球清洗、胺化反應(yīng)、胺化清洗和水洗等工序組成。連續(xù)生產(chǎn)，由于備料釜的存在，兩個批次可間開同時進(jìn)行，每批次生產(chǎn)時間16h。其工藝見9。氯甲基化白球和氯甲醚分別經(jīng)氣流輸送系統(tǒng)和泵輸送送至反應(yīng)釜中，常溫下攪拌，膨脹后，加入溶于氯甲醚的氯化鐵催化，由于反應(yīng)放熱，根據(jù)溫度調(diào)節(jié)氯甲醚的加入速度，待升溫至48t:，保溫10小時后制得氯球，降溫。固液分離，液相氯化母液進(jìn)入氯化液回收系統(tǒng)，固相氯球下料到氯球洗滌釜。反應(yīng)過程中揮發(fā)的氯甲醚經(jīng)冷凝器冷凝回用于工藝，不凝氣進(jìn)入堿噴淋塔吸收處理。氯球清洗分離出的氯球在洗滌釜內(nèi)，依次用氯化甲醇清洗2次，用甲醇清洗一次。產(chǎn)生的氯化液進(jìn)入氯化液回收系統(tǒng)。氯化甲醇來自于氯化液回收系統(tǒng)。由甲醛、甲醇、甲縮醛、鹽酸、氯化甲縮醛組成。胺化反應(yīng)氯球進(jìn)入胺化釜，膨脹后，滴加按甲胺，逐步加快滴胺速度，并控制溫度低于45-C;穩(wěn)定后保溫(38'C)，6小時后降溫，固液分離，胺化母液至胺化母液釜，固相至胺化洗滌釜。在胺化母液釜中，每5批次產(chǎn)生的胺化母液，混合后返回胺化釜與l批次的氯球反應(yīng)，以回收利用其中的三甲胺和甲醇，由于物料混合比的變化，改變該工序的工藝操作條件和參數(shù)。胺化母液經(jīng)回收后，胺化反應(yīng)工序最終產(chǎn)生的胺化液胺化液回收系統(tǒng)。揮發(fā)產(chǎn)生的甲醇和三甲胺經(jīng)冷凝后回至工藝中，不凝氣進(jìn)入酸噴淋塔吸收。胺化釜設(shè)置取樣孔。在生產(chǎn)前期，保溫過程中會取樣分析，以確定物料的配比等工藝參數(shù)，生產(chǎn)穩(wěn)定后，不取樣。取樣過程會產(chǎn)生少量無組織排放。取樣為多次間斷性操作，取樣時間不定，最大不超過0.5h。胺化清洗固相在胺化洗滌釜內(nèi)軟水洗滌后，用4%的、鹽酸調(diào)節(jié)pH值到2左右，過濾后用軟水清洗2次，再次過濾，胺化液L5-2b進(jìn)入胺化液回收系統(tǒng)，固相至過濾器。水洗在過濾器內(nèi)用軟水清洗4次，其中一次用6(TC的熱水清洗，清洗去除表面雜質(zhì)后成為合格樹脂。除最后一道清洗廢水作為下一釜第一道清洗水，其余清洗廢水(Wh)進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。4、D301陰樹脂D301陰樹脂生產(chǎn)過程也是由氯甲基化、氯球清洗、胺化反應(yīng)、胺化清洗和水洗等組成。除胺化反應(yīng)工序與201X7和D201陰樹脂不同外，其余工序均相同。胺化反應(yīng)不同之處主要體現(xiàn)于以下方面(1)用二甲胺代替三件胺進(jìn)行胺化反應(yīng)。(2)胺化反應(yīng)工藝條件有所調(diào)整二甲胺滴加進(jìn)入胺化釜時，控制溫度低于65°C;穩(wěn)定后的保溫溫度為58t:，保溫時間為8小時。D301陰樹脂生產(chǎn)工藝流程圖見IO。5、回收及氯甲醚生產(chǎn)見附圖ll。該工段包括氯化液的回收、氯甲醚生產(chǎn)和胺化液回收三個系統(tǒng)。(l)氯化液的回收處理系統(tǒng)陰樹脂生產(chǎn)中產(chǎn)生的氯化液，由泵輸送至蒸發(fā)釜，在90。C的溫度下常壓蒸餾，分離氯化液中的氯化甲醇。蒸餾塔頂氯化甲醇經(jīng)冷凝后，用于氯甲醚生產(chǎn)，其余用于陰樹脂生產(chǎn)中的氯球清洗；塔釜廢液L3，外運委托處理；不凝氣(G6-,)至堿噴淋塔。氯化液回收在物理分離的同時，各物料之間可能發(fā)生的反應(yīng)如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(2)氯甲醚生產(chǎn)反應(yīng)方程式CH3OH+HCHO+HCI—CH3OCH2CI+H20(3)工藝流程來自氯化液回收系統(tǒng)的氯化甲醇和原料固體甲醛在氯化反應(yīng)釜中攪拌均勻后，將氯化氫氣體通入溶液中，在低于2(TC條件下發(fā)生氯化反應(yīng)，反應(yīng)后物料進(jìn)入分離釜，靜置分層。上層氯甲醚用于陰樹脂生產(chǎn)，下層鹽酸溶液做為副產(chǎn)品外售。揮發(fā)產(chǎn)生甲醇、甲醛等經(jīng)冷凝器冷凝后回用于工藝中，不凝氣進(jìn)入堿噴淋塔。(4)化液的回收處理系統(tǒng)陰樹脂生產(chǎn)中產(chǎn)生的胺化液，在胺化母液反應(yīng)釜稀硫酸中和后，由整齊間接加熱至IO(TC。蒸出的氣相進(jìn)入超重力分離器，根據(jù)各有機(jī)物氣化狀態(tài)的密度不同，離心分離出甲醇，其中夾帶的水分返回反應(yīng)釜進(jìn)一步提純。脫水后的甲醇經(jīng)冷凍鹽水冷凝后，返回陰樹脂生產(chǎn)工藝。揮發(fā)產(chǎn)生的甲醇等氣體依次經(jīng)冷凝、酸噴淋塔吸收后排放。反應(yīng)釜排放的含甲醇等廢水(W6)至廢水處理系統(tǒng)。胺化液回收處理系統(tǒng)的工藝流程見圖12。(5)物料平衡，白球生產(chǎn)的物料平衡白球生產(chǎn)的物料平衡見圖13、圖14、表3-l和表3-2。反應(yīng)中，苯乙烯的轉(zhuǎn)化率為98%左右。001X7和201X7的白球(1#)的物料平衡表3-1ltt白球生產(chǎn)物料平衡圖單位(t/a)<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>陰樹脂生產(chǎn)中，氯甲醚的轉(zhuǎn)化率為28.2%，二甲胺的轉(zhuǎn)化率為95%。表3-5201X7和D201的陰樹脂的物料平衡單位t/a<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表3-6D301陰樹脂物料平衡單位t/a<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>(8)氯甲醚回收工段的物料平衡，氯化液的回收系統(tǒng)表3-7氯化液的回收系統(tǒng)的物料平衡單位t/a<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>注*氯化甲醇中各組略有波動，但按氯化甲醇中成分轉(zhuǎn)化為甲醇、甲醛計，兩種物質(zhì)的成分基本不變，即氯化甲醇中約含有55%的甲醇，30%的甲醛。(9)氯甲醚生產(chǎn)的物料平衡表3-8氯甲醚生產(chǎn)的物料平衡單位t/a<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>側(cè)胺化液回收處理系統(tǒng)的物料平衡表3-9胺化液回收系統(tǒng)的總物料平衡單位t/a<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>權(quán)利要求1、一種陰離子交換樹脂生產(chǎn)工藝，它包括氯甲醚生產(chǎn)工藝、氯甲基化生產(chǎn)工藝、氯球清洗工藝、胺化反應(yīng)、水洗工藝，最終得成品陰離子樹脂，首次生產(chǎn)陰離子樹脂所需的氯甲醚由固體甲醛、甲醇、氣體鹽酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)制得，其特征是所述的氯甲基化生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的氯化母液及氯球清洗工藝所產(chǎn)生的洗滌液送入氯化液回收工藝，其氯化母液中的氯化甲醇與添加的固體甲醛、氯化氫氣體進(jìn)行反應(yīng)得氯甲醚且直接作為循環(huán)陰離子樹脂生產(chǎn)的原料，如此循環(huán)得氯甲醚。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的陰離子交換樹脂生產(chǎn)工藝，其特征是所述的氯甲醚生產(chǎn)工藝是指2030%氯化氫氣體通過管道進(jìn)入初級氯化反應(yīng)釜、中間氯化反應(yīng)釜和主氯化反應(yīng)釜，然后將5070%氯化甲醇和1020%固體甲醛加入初級氯化反應(yīng)釜中攪拌均勻的過程中，與進(jìn)入初級氯化反應(yīng)釜內(nèi)的氯化氫尾氣進(jìn)行初級反應(yīng)，反應(yīng)后的物料進(jìn)入中間氯化反應(yīng)釜中且與氯化氫氣體進(jìn)行二次反應(yīng)、產(chǎn)生中間物料，中間物料進(jìn)入主氯化反應(yīng)釜與氯化氫氣體充分反應(yīng)，反應(yīng)后物料進(jìn)入分離釜，靜置分層，上層即為氯甲醚，下層即為鹽酸溶液，如此循環(huán)，連續(xù)不斷地生產(chǎn)出氯甲醚。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的陰離子交換樹脂生產(chǎn)工藝，其特征是初級氯化反應(yīng)釜、中間氯化反應(yīng)釜和主氯化反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度低于2(TC;初級氯化反應(yīng)釜中氯化氫量小中間氯化反應(yīng)釜中氯化氫的量，中間氯化反應(yīng)釜中氯化氫量小于主氯化反應(yīng)釜的量。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的陰離子交換樹脂生產(chǎn)工藝，其特征是氯化甲醇來自于氯化母液且由812%甲醛、37%甲醇、2535%甲縮醛、1525%鹽酸、2535%氯化甲縮醛及37%水構(gòu)成。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的陰離子交換樹脂生產(chǎn)工藝，其特征是氯化母液的回收工藝是指白球和氯甲醚分別經(jīng)氣流輸送系統(tǒng)和泵輸送送至氯甲基化反應(yīng)釜中，常溫下攪拌，膨脹后，加入溶于氯甲醚的三氯化鐵催化，產(chǎn)生放熱反應(yīng)，溫度在48。C以下時調(diào)節(jié)氯甲醚的加入速度，待升溫至48'C，保溫10小時后制得氯球，降溫，分離出的氯球在洗滌釜內(nèi)，依次用氯化甲醇對氯球清洗2次，用甲醇對氯球清洗一次，然后固液分離，固相氯球進(jìn)入胺化反應(yīng)，液相氯化母液及氯球洗滌液進(jìn)入氯化液回收反應(yīng)釜內(nèi)，氯化液回收反應(yīng)釜產(chǎn)生的氯化甲醇進(jìn)入氯甲醚反應(yīng)釜，此時在氯甲醚反應(yīng)釜加入固體甲醛、氯化氫進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中揮發(fā)的氯甲醚經(jīng)冷凝器冷凝進(jìn)入氯甲基化反應(yīng)釜中，不凝氣進(jìn)入堿噴淋塔吸收處理。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的陰離子交換樹脂生產(chǎn)工藝，其特征是溫度在28'C48'C范圍內(nèi)，其氯甲醚和白球的加入速度控制在2噸/小時以內(nèi)。7、一種陰離子交換樹脂的生產(chǎn)系統(tǒng)，它包括氯甲醚生產(chǎn)系統(tǒng)、氯甲基化系統(tǒng)、氯球清洗系統(tǒng)、胺化反應(yīng)系統(tǒng)、水洗裝置，其特征是所述的氯甲基化生產(chǎn)系統(tǒng)出口一路與氯球清洗系統(tǒng)連通、一路與氯化母液回收系統(tǒng)連通，氯化母液回收系統(tǒng)的出口與氯甲基化系統(tǒng)的進(jìn)口連通且構(gòu)成氯化母液回用、氯甲醚生產(chǎn)循環(huán)回路。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的陰離子交換樹脂的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是氯甲醚生產(chǎn)系統(tǒng)中的緩沖罐的進(jìn)口通氯化氫氣體、出口通過閥門及管道與主氯化反應(yīng)釜的進(jìn)口連通，主氯化反應(yīng)釜的出口一路通過閥門、管道與中間反應(yīng)釜的出口連通、一種通過閥門及管道與冷凝器連通，中間反應(yīng)釜的進(jìn)口一路通過閥門及管道與初級反應(yīng)釜的出口連通、一種通過閥門和管路與冷凝器連通、一路通過閥門及管道與分層釜進(jìn)口連通，分層釜的出口通過閥門及管道一路與氯甲醚儲罐連通、一路通過閥門及管道與下層出液儲罐進(jìn)口連通，下層液儲罐的出口通過閥門、管道及輸送泵與鹽酸儲罐連通，初級氯化反應(yīng)釜進(jìn)口為氯化甲醇和固體甲醛加料進(jìn)口。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的陰離子交換樹脂的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是氯化母液的回收利用系統(tǒng)中的氯甲基化反應(yīng)釜的進(jìn)口分別與氣流輸送系統(tǒng)及泵輸送的出口連通，氯甲基化反應(yīng)釜的出口通過管道和閥門與氯球洗滌反應(yīng)釜的進(jìn)口連接，氯球洗滌反應(yīng)釜產(chǎn)生的氯球通過與其出口連接的管道及閥門進(jìn)胺化反應(yīng)系統(tǒng)，、氯球洗滌反應(yīng)釜產(chǎn)生的氯化母液及氯球洗滌液通過與其出口連接的管道及閥門與進(jìn)氯化液回收反應(yīng)釜進(jìn)口連通，氯化液回收反應(yīng)釜產(chǎn)生的廢液通過與其連接的管道及閥門與廢液儲存器連通，氯化液回收反應(yīng)釜產(chǎn)生的氯化甲醇通過與其連接的管道及閥門與氯甲醚反應(yīng)釜進(jìn)口連通，氯甲醚反應(yīng)釜出口通過與其連接的管道和閥門與氯甲醚經(jīng)冷凝器進(jìn)口連通，氯甲醚經(jīng)冷凝器出口一路通過與其連接的管道、閥門及管道與氯甲基化反應(yīng)釜進(jìn)口連通。10、根據(jù)權(quán)利要求7所述的陰離子交換樹脂的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是氯甲醚分層反應(yīng)釜出口一路通過與其連接的管道、閥門與下層儲液罐進(jìn)口連通。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于陰離子交換樹脂生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝，它包括氯甲醚生產(chǎn)工藝、氯甲基化生產(chǎn)工藝、氯球清洗工藝、胺化反應(yīng)、水洗工藝，最終得成品陰離子樹脂，首次生產(chǎn)陰離子樹脂所需的氯甲醚由固體甲醛、甲醇、氣體鹽酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)制得，其特征是所述的氯甲基化生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的氯化母液及氯球清洗工藝所產(chǎn)生的洗滌液送入氯化液回收工藝，其氯化母液中的氯化甲醇與添加的固體甲醛、氯化氫氣體進(jìn)行反應(yīng)得氯甲醚且直接作為循環(huán)陰離子樹脂生產(chǎn)的原料，如此循環(huán)得氯甲醚。文檔編號B01J41/00GK101524653SQ20081006067公開日2009年9月9日申請日期2008年4月16日優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日發(fā)明者勞法勇,汪選明,沈建華,鐘軼泠申請人:浙江爭光實業(yè)股份有限公司