一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法
【專利摘要】一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法，涉及一種烯烴和氯代烴的制備方法。提供低能耗、高產(chǎn)出，媒介鎳可循環(huán)利用，無中間廢物產(chǎn)生的一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法。1)將鎳和氯氣反應生成NiCl2；2)將乙烷與步驟1)得到的NiCl2反應，即得到C2H4與HCl混合氣體，固體NiCl2被還原成Ni；3)將步驟2)得到的C2H4與HCl混合氣體，用水吸收HCl得到鹽酸，氣相主要為C2H4，通過精餾得到乙烯產(chǎn)品；或?qū)⒉襟E2)得到的C2H4與HCl混合氣體，加入氧氣或空氣進一步氧氯化，經(jīng)冷凝則得到二氯乙烷冷凝液，通過精餾則得到二氯乙烷產(chǎn)品。
【專利說明】—種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種烯烴和氯代烴的制備方法，尤其是涉及一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙烯是石油化工的基本原料之一，應用非常廣泛。在合成材料方面，大量用于生產(chǎn)聚乙烯、氯乙烯及聚氯乙烯等；在農(nóng)業(yè)方面乙烯可用于植物生長調(diào)節(jié)劑；在有機合成方面，廣泛用于合成環(huán)氧乙烷及乙二醇、乙醛、等基本有機合成原料，乙烯烴鹵化可制氯代乙烯、氯代乙烷，如二氯乙烷等產(chǎn)品。
[0003]1，2_ 二氯乙烷，通常稱為二氯乙烷(EDC)，全球約95%的二氯乙烷用于生產(chǎn)氯乙烯單體而后合成聚氯乙烯，二氯乙烷也是一種工業(yè)上廣泛使用的有機溶劑，如作為三氯乙烯、乙胺、亞乙烯基氯和三氯乙烷的溶劑，也用于生產(chǎn)四氯乙烯的中間體和生產(chǎn)六氯代酚基甲烷的催化劑。
[0004]乙烯作為大宗基礎化工原料，而乙烷作為制備乙烯的裂解原料在經(jīng)濟上要比重質(zhì)原料合算得多。目前乙烷制乙烯的方法有熱裂解法、氧化脫氫法和催化裂解法。
[0005]據(jù)相關(guān)文獻報道，乙烷熱裂解制乙烯，需要在850°C左右的高溫下反應，能耗高，需耐高溫的管材，且乙烷單程轉(zhuǎn)化率低，反應裝置易結(jié)焦，操作復雜。
[0006]乙烷氧化脫氫制乙烯是20世紀70年代由聯(lián)合碳化公司開始研究的新工藝。與傳統(tǒng)的蒸汽熱裂解工藝相比，氧化脫氫反應條件溫和，裝置的投資和操作費用降低。中國專利CN1069907A介紹了以堿金屬或稀土金屬氟化物為催化劑，乙烷氧化脫氫制乙烯，原料氣是N2: C2H6: 02 = 85: I: 5，其乙烯的收率有35%~50%，乙烯選擇性較熱裂解法高。但該方法需要用大量的稀釋氣，且乙烯的收率也只有35%~50%，因為引入氧，故副產(chǎn)也比較多。
[0007]中國專利CN1218786提供一種由重質(zhì)石油烴制取乙烯和丙烯的催化熱裂解方法，使預熱的重質(zhì)石油烴在提升管或下行式輸送線反應器內(nèi)，在高溫蒸汽存在下與含層柱粘土分子篩和/或經(jīng)磷和鋁或鎂或鈣改性的五元環(huán)高硅沸石的催化劑接觸，在反應溫度為650~750°C、反應壓力為1.5~4X IO5帕、催化劑與原料油的重量比為15~40: 1、水蒸汽與原料油的重量比為0.3~1:1的條件下進行催化熱裂解反應。該方法的乙烯產(chǎn)率約18%。
[0008]二氯乙烷作為乙烯的下游產(chǎn)品，工業(yè)生產(chǎn)方法及工藝主要有乙烯與氯氣直接氯化法和在催化劑存在下乙烯、氯化氫、氧氣或空氣氧氯化法。
[0009]中國專利CN1834076公開了一種乙烯直接氯化反應制取二氯乙烷的生產(chǎn)方法。其制備方法是將乙烯和氯氣分別和循環(huán)二氯乙烷混合后，進入氯化反應器，以FeCl3為催化劑，使乙烯被氯化生成粗二氯乙烷及多氯化物。
[0010]中國專利CN1141282公開了一種用氯化物作催化劑、乙烯、氯化氫和氧或含氧氣體，氧氯化法生產(chǎn)二氯乙烷的方法。其催化劑組分包括了氯化銅、堿金屬氯化物和堿土金屬氯化物，并將該催化劑組分負載在氧化鋁上，使用流化床工藝，使乙烯、氯化氫和氧或一種含氧氣體(空氣)在流化床上方進行氣相反應。粗產(chǎn)品經(jīng)冷卻(使大部分三氯乙醛和部分水冷凝)、加壓、精制，得二氯乙烷產(chǎn)品。
[0011]也有研究者試圖用乙烷一步反應制備二氯乙烷，其工藝設備既簡單又節(jié)約成本，從理論上看是可行的，但是實際操作卻存在很大的問題。乙烷如果直接氯化會有一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷等副產(chǎn)，導致精制、分餾、提純的困難，需要龐大的多塔精餾裝置，增加了生產(chǎn)成本和能耗。中國專利CN1150138提到了一種乙烷或其低氯代烷烴制備乙烷氯化物的方法，該發(fā)明是Cl一C2的烷烴或其氯代烴與氯氣按適當配料比混合后，在一定溫度和壓力下氯化，產(chǎn)物經(jīng)過水洗分離，堿洗中和，加壓冷凍脫水后，利用層析的方法將不同的氯代分離。這種方法雖然可行，但是工藝繁瑣，且需要大量的惰性氣體作稀釋氣，且主產(chǎn)品的收率不是很理想。
[0012]綜上所述，目前生產(chǎn)二氯乙烷的工藝方法不管是直接乙烯氯化法還是氧氯化法制二氯乙烷都離不開原料乙烯。而前面所述的幾種乙烷制乙烯的方法存在能耗高、乙烷單程轉(zhuǎn)化率低、乙烯收率低或副產(chǎn)多、工藝操作復雜等缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的乙烷制乙烯高能耗和乙烯低收率等諸多問題，提供低能耗、高產(chǎn)出，媒介鎳可循環(huán)利用，無中間廢物產(chǎn)生的一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法。
[0014]本發(fā)明包括以下步驟:
[0015]I)將鎳和氯氣反應生成NiCl2 ；
[0016]2)將乙烷與步驟I)得到的NiCl2反應，即得到C2H4與HCl混合氣體，固體NiCl2被還原成Ni ；
[0017]3)將步驟2)得到的C2H4與HCl混合氣體，用水吸收HCl得到鹽酸，氣相主要為C2H4,通過精懼得到乙烯產(chǎn)品；或
[0018]將步驟2)得到的C2H4與HCl混合氣體，加入氧氣或空氣進一步氧氯化，經(jīng)冷凝則得到二氯乙烷冷凝液，通過精餾則得到二氯乙烷產(chǎn)品。
[0019]在步驟I)中，鎳可采用鎳粉或可將鎳負載在Al2O3等惰性載體上；反應的溫度最好控制在550~750°C之間；控制Ni的摩爾數(shù)Nm大于氯氣的摩爾數(shù)Na2，以免有殘氯存在而影響下一步的反應，較佳的配比為NNi: Ncl2 = (I~1.2): I。
[0020]在步驟2)中，所述反應的溫度可為550~750°C，反應的時間可為10~500s ;所述NiCl2的摩爾數(shù)Nma2可大于乙烷的摩爾數(shù)NC2H6，以避免NiCl2不足而產(chǎn)生副反應，優(yōu)選
NniC12.Nc2h6 — (I ~15).I O
[0021]本發(fā)明的基本原理如下:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將鎳和氯氣反應生成NiCl2； 2)將乙烷與步驟I)得到的NiCl2反應，即得到C2H4與HCl混合氣體，固體NiCl2被還原成Ni ； 3)將步驟2)得到的C2H4與HCl混合氣體，用水吸收HCl得到鹽酸，氣相主要為C2H4,通過精懼得到乙烯產(chǎn)品；或 將步驟2)得到的C2H4與HCl混合氣體，加入氧氣或空氣進一步氧氯化，經(jīng)冷凝則得到二氯乙烷冷凝液，通過精餾則得到二氯乙烷產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法，其特征在于在步驟I)中，鎳采用鎳粉或?qū)㈡囏撦d在Al2O3等惰性載體上。
3.如權(quán)利要求1所述一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法，其特征在于在步驟I)中，反應的溫度為550~750°C ；Ni的摩爾數(shù)Nm大于氯氣的摩爾數(shù)Να2。
4.如權(quán)利要求1所述一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法，其特征在于在步驟I)中，Nm: Ncl2 = (I ~1.2): I。
5.如權(quán)利要求1所述一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法，其特征在于在步驟2)中，所述反應的溫度為550~750°C，反應的時間為10~500s。
6.如權(quán)利要求1所 述一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法，其特征在于在步驟2)中，所述NiCl2的摩爾數(shù)Nma2大于乙烷的摩爾數(shù)NC2H6。
7.如權(quán)利要求1所述一種乙烷制備乙烯或二氯乙烷的方法，其特征在于在步驟2)中，NniC12.Nc2h6 — (I ~15).I O
【文檔編號】C07C5/44GK104016822SQ201410289794
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】鐘勁光, 劉星, 劉雪花 申請人:廈門易化化工科技有限公司