專利名稱：生產(chǎn)氯乙酰氯的綠色化學(xué)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種生產(chǎn)氯乙酰氯的綠色化學(xué)技術(shù)。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)氯乙酰氯方法有多種，以氯氣通入一氯化硫與氯乙酸的氯化反應(yīng)生產(chǎn)氯乙酰氯法，由于生產(chǎn)成本最低，得到專業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的普遍采用。該方法生產(chǎn)氯乙酰氯的綜合反應(yīng)式如下(1)其中一氯化硫是經(jīng)反應(yīng)(2)生成二氯化硫后實現(xiàn)反應(yīng)(1)的。隨之上述氯化反應(yīng)生產(chǎn)氯乙酰氯同時，自反應(yīng)器中排放大量混合氣體其中除反應(yīng)過程伴生的二氧化硫和氯化氫外，還含有未參與反應(yīng)的過量氯氣以及按mi＝MiPinzPz-1氣體攜帶定律攜帶的液相中各種物料，主要有二氯化硫、一氯化硫、氯乙酰氯和氯乙酸。對此，傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)采用水直接做簡單吸收處理自反應(yīng)器排出的含有大量物料的混合氣體，由于沒有采用足夠量堿液吸收再次排放酸性氣體(主要是二氧化硫甚至氯化氫和氯氣)，這就鑄成難以避免地污染環(huán)境的后患，不是在污染大氣，就是在污染地下水資源，或兩者都受污染。目前國內(nèi)專業(yè)化生產(chǎn)氯乙酰氯產(chǎn)業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀存在的主要缺陷一是生產(chǎn)用的原料資源利用率低，按原料消耗分別計算氯乙酰氯產(chǎn)品收率氯乙酸為90-96％、一氯化硫為70-75％、氯氣為70-80％；二是未被利用的原料不可避免地成為環(huán)境污染源，企業(yè)按章應(yīng)繳納大量排污費用和具備相應(yīng)的排污設(shè)施；三是副產(chǎn)品不是鹽酸，而是混酸，其雜質(zhì)含量高，難以得到有效利用，難免成為新的污染源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明不是改變反應(yīng)(1)的生產(chǎn)方法，而是凈化反應(yīng)(1)伴生二氧化硫與氯化氫的混合氣體，實現(xiàn)充分利用原料資源，達到從源頭上消除污染環(huán)境的綠色化學(xué)技術(shù)目的。為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種適用于非水體系以氯氣通入一氯化硫與氯乙酸進行氯化反應(yīng)制取氯乙酰氯過程，自氯化反應(yīng)器中排出混合氣體的綠色化學(xué)治理技術(shù)，采用的技術(shù)方案是1、選用凈化劑用于直接吸收來自反應(yīng)器排出的混合氣體中主要含有的二氯化硫、氯氣以及一氯化硫、氯乙酸和氯乙酰氯，所得物做為原料返回生產(chǎn)，以達到充分利用資源的目的。1.1、回收凈化過量氯氣、二氯化硫、氯乙酰氯和氯乙酸，采用串聯(lián)主副兩級吸收裝置進行。利用一氯化硫可溶解硫磺并充分利用放熱反應(yīng)(3)和放熱反應(yīng)(4)的特性，以硫磺吸收氯氣和二氯化硫生成一氯化硫，氯乙酰氯和氯乙酸滯留其中，然后用作生產(chǎn)氯乙酰氯的原料。硫磺與一氯化硫可以任意比例配制，按質(zhì)量計硫磺最佳為30-65％。主反應(yīng)器內(nèi)接近完成反應(yīng)(3)和反應(yīng)(4)，在硫磺全部轉(zhuǎn)化為一氯化硫時，則發(fā)生反應(yīng)(5)，有少量紅色的低沸點二氯化硫生成即可結(jié)束。須經(jīng)重新更換吸收氯氣和二氯化硫的物料。1.2、回收凈化一氯化硫。反應(yīng)(1)生成氯化氫和二氧化硫以及過量未參與反應(yīng)的氯氣形成混合氣體遵循mi＝MiPinzPz-1氣體攜帶定律攜帶的物料，經(jīng)1.1凈化脫除二氯化硫、氯氣、氯乙酰氯、氯乙酸和部分一氯化硫后，氯化氫和二氧化硫混合氣體排出時，還將攜帶一氯化硫物料。因此，仍然需要采取進一步回收一氯化硫裝置進行凈化，以最后達到獲得純凈的氯化氫和二氧化硫混合氣體外購氯乙酸的生產(chǎn)企業(yè)，則此步凈化劑選為熔融的氯乙酸；對于企業(yè)用冰乙酸為原料自產(chǎn)氯乙酸的用熔融冰乙酸或氯乙酸均可。凈化回收后的物料可作原料用。1.3、經(jīng)1.2凈化后得到的氯化氫和二氧化硫混合氣體，仍遵循mi＝MiPinzPz-1氣體攜帶定律攜帶少量的氯乙酸或冰乙酸，須經(jīng)一冷卻回收裝置進行氣—液或氣—固分離后，再排出的氣體就是應(yīng)用本技術(shù)凈化后所得純凈的氯化氫與二氧化硫的混合氣體。2、本發(fā)明經(jīng)1高效凈化技術(shù)處理后得到純凈的氯化氫和二氧化硫混合氣體，可采取如下二種成熟技術(shù)處理一是經(jīng)凈化后的混合氣體，用水吸收氯化氫制得高濃度較純的鹽酸副產(chǎn)品，含硫量達0.02％以下，可于市場銷售；二氧化硫用堿吸收制取亞硫酸(氫)鈉等副產(chǎn)品，于市場銷售。二是經(jīng)凈化后的混合氣體，采用常溫加壓法或常壓降溫法或降溫加壓法均易將二氧化硫液化回收做副產(chǎn)品；氯化氫用于制取鹽酸或用于制取氯甲基乙基醚等產(chǎn)品。
由于采取上述技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于一是氯化反應(yīng)排放的混合氣體中主要含有一氯化硫、二氯化硫、氯氣、氯乙酸、氯乙酰氯得到完美回收并作為生產(chǎn)原料充分利用，按原料消耗分別計算氯乙酰氯產(chǎn)品的收率氯乙酸為99.8％以上、硫為99.7％以上、氯氣為99.9％以上，生產(chǎn)原料得到了充分利用，不但降低生產(chǎn)成本，還可實現(xiàn)零排放三廢的綠色環(huán)保型化工企業(yè)；二是排放的混合氣體中氯化氫用于制取鹽酸或氯甲基乙基醚，二氧化硫經(jīng)液化而制得液態(tài)二氧化硫或制成亞硫酸(氫)鈉副產(chǎn)品，以提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
本發(fā)明也適用于以氯氣通入一氯化硫與二氯乙酸或三氯乙酸的氯化反應(yīng)而最終生產(chǎn)三氯乙酰氯產(chǎn)業(yè)的排放混合氣體的綠色化學(xué)治理技術(shù)。
具體實施例方式在非水體系以氯氣通入一氯化硫與氯乙酸的氯化反應(yīng)生產(chǎn)氯乙酰氯產(chǎn)物的反應(yīng)過程中，自氯化反應(yīng)器排出混合氣體做如下凈化處理1、先脫除、回收氯氣、二氯化硫、氯乙酰氯和氯乙酸，再脫除一氯化硫，最后脫除氯乙酸或者冰乙酸，獲得二氧化硫與氯化氫混合氣體。1.1、脫除氯氣、二氯化硫、氯乙酰氯和氯乙酸將氯化反應(yīng)器排出的混合氣體直接通入串聯(lián)主副兩級吸收反應(yīng)器，每次配料按40-50％的一氯化硫留在吸收反應(yīng)器中，加硫磺粉為60-50％，升溫、攪拌待硫磺溶于一氯化硫后使用。由于反應(yīng)(3)和(4)是放熱的完全反應(yīng)，初始通入待凈化的混合氣體，反應(yīng)器內(nèi)物料可在65℃左右，適時降溫，隨反應(yīng)進行硫磺減少可相應(yīng)降至常溫，當(dāng)硫磺按反應(yīng)(3)和反應(yīng)(4)接近耗盡時，則發(fā)生反應(yīng)(5)。當(dāng)一級吸收反應(yīng)器排出氣體經(jīng)冷卻回流管出現(xiàn)低沸點的紅色二氯化硫液體時，即行停止。留足一氯化硫，其余放至一氯化硫儲罐中保存，供生產(chǎn)氯乙酰氯反應(yīng)(1)配料用；反應(yīng)器內(nèi)加入硫磺后改做二級吸收的副反應(yīng)器，并將原二級副反應(yīng)器改做為一級吸收的主反應(yīng)器，以此循環(huán)操作。1.2、脫除一氯化硫?qū)⒔?jīng)1.1脫除、回收氯氣、二氯化硫、氯乙酰氯和氯乙酸后的排出的混合氣體再通過此吸收器，該吸收器內(nèi)每次只投放氯乙酸原料，可按生產(chǎn)氯乙酰氯用料量經(jīng)熔融后使用。保持溫度在65-50℃。每批次氯化生產(chǎn)結(jié)束后，將此凈化器內(nèi)物料送至氯化反應(yīng)器中，并補加足量一氯化硫后，以滿足下批氯化反應(yīng)生產(chǎn)氯乙酰氯用的原料。此凈化器內(nèi)須重新裝入脫除一氯化硫使用的物料，以此循環(huán)操作。1.3、脫除氯乙酸經(jīng)脫除一氯化硫所得二氧化硫與氯化氫混合氣體遵循mi＝MiPinzPz-1氣體攜帶定律攜帶有少量氯乙酸。如后續(xù)處理允許，可免除此步。如須脫除，可采取冷卻回收法處理后即得最終的二氧化硫和氯化氫混合氣體。該裝置可采用裝有填料的氣液分離塔，溫度在55-65℃。應(yīng)注意防止氯乙酸結(jié)晶堵塞事故發(fā)生；或采用冷卻降溫裝置，將混合氣體中的氯乙酸以結(jié)晶粒型與氣體分開，此氯乙酸結(jié)晶須熔化后計量送至氯化反應(yīng)器中做為原料。2、經(jīng)上述1凈化所得氯化氫和二氧化硫的混合氣體，可用于制取鹽酸與亞硫酸(氫)鈉副產(chǎn)品。2.1、以水經(jīng)三級降膜式吸收氯化氫，可制得氯化氫含量在30％以上的鹽酸副產(chǎn)品，其中含硫≤0.02％。最后排出二氧化硫氣體。2.2、用主副二級亞硫酸鈉過飽和水溶液或苛性鈉水溶液吸收二氧化硫，直到一級吸收反應(yīng)釜呈亞硫酸氫鈉結(jié)晶的反應(yīng)完成后，甩干出售或精制加工。母液循環(huán)使用。反應(yīng)釜應(yīng)設(shè)攪拌裝置。初始吸收液含亞硫酸鈉濃度為40-45％。3、經(jīng)上述1凈化所得氯化氫和二氧化硫的混合氣體，可用于制取液體二氧化硫和鹽酸等副產(chǎn)品3.1、液化二氧化硫二氧化硫在常溫加壓至4.053×105Pa或常壓降溫至262.3K以下或在273K、2.02×105Pa條件下均能將其液化，而氯化氫仍為氣態(tài)排出。3.2、最后排出的氯化氫用于制取鹽酸或氯甲基乙基醚等副產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)氯乙酰氯的綠色化學(xué)技術(shù)，適用于非水體系以氯氣通入一氯化硫與氯乙酸進行氯化反應(yīng)制取氯乙酰氯產(chǎn)品，對自氯化反應(yīng)器遵循mi＝MiPinzPz-1氣體攜帶定律排出的混合氣體進行綠色化學(xué)治理，其特征是(1)、遵循mi＝MiPinzPz-1氣體攜帶定律，選用凈化劑凈化回收氯氣、二氯化硫以及一氯化硫、氯乙酰氯和氯乙酸，所得物做原料返回生產(chǎn)(1.1)、凈化回收氯氣、二氯化硫、氯乙酰氯和氯乙酸，采用串聯(lián)主副兩級吸收裝置進行，利用一氯化硫可溶解硫磺特性，以硫磺吸收氯氣和二氯化硫生成一氯化硫，氯乙酰氯和氯乙酸滯留其中，用作生產(chǎn)氯乙酰氯的原料；(1.2)、經(jīng)(1.1)凈化脫除二氯化硫、氯氣、氯乙酰氯、氯乙酸和部分一氯化硫后，氯化氫和二氧化硫混合氣體排出時還將攜帶一氯化硫物料，需采取進一步回收一氯化硫裝置進行凈化外購氯乙酸的生產(chǎn)企業(yè)此步凈化劑選為熔融氯乙酸，企業(yè)用冰乙酸為原料自產(chǎn)氯乙酸的此步凈化劑用熔融冰乙酸或氯乙酸均可；(1.3)、經(jīng)(1.2)凈化后得到的氯化氫和二氧化硫混合氣體仍攜帶少量冰乙酸或氯乙酸，須經(jīng)一冷卻回收裝置進行氣-液或氣-固將冰乙酸或氯乙酸分離后，再排出的氣體即為純凈的氯化氫和二氧化硫混合氣體；(2)凈化所得純凈的氯化氫和二氧化硫的混合氣體一是用水吸收氯化氫制高濃度較純鹽酸，二氧化硫用堿吸收制亞硫酸(氫)鈉；二是采用常溫加壓或常壓降溫或降溫加壓法將二氧化硫液化回收，氯化氫用于制鹽酸或氯甲基乙基醚等產(chǎn)品。
全文摘要
一種生產(chǎn)氯乙酰氯的綠色化學(xué)技術(shù)，適用于非水體系以氯氣通入一氯化硫與氯乙酸進行氯化反應(yīng)制取氯乙酰氯過程，對自氯化反應(yīng)器排出混合氣體的綠色化學(xué)治理，其技術(shù)方案是采用串聯(lián)、分步的吸收凈化裝置，遵循m
文檔編號C07C51/58GK1752065SQ20041005050
公開日2006年3月29日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者陳世強, 陳焰睿, 羅鍵, 陳麗平, 孫金玲, 吳美蓮 申請人:陳世強