一種氯丙烯生產(chǎn)過程中的氯化方法及氯化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氯丙烯生產(chǎn)過程中的氯化方法及氯化裝置，屬于氯丙烯生產(chǎn)工藝領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氯丙烯是含氯的烯烴化合物，具有氯有機(jī)化合物和烯烴的重要特征，而且氯原子與雙鍵相隔一個飽和碳原子，很容易進(jìn)行親核取代反應(yīng)。利用其化學(xué)性質(zhì)，可制成重要的石油化工原料。氯丙烯一般不直接作市場商品出售，而是廣泛用于合成樹脂、醫(yī)藥、香料、農(nóng)藥和有機(jī)合成原料。其主要用途是生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷；用于合成甘油和合成樹脂的原料，其余用來生產(chǎn)丙烯醇、丙烯胺和藥物等。
[0003]氯丙烯的制備方法有高溫氯化法、丙烯氧氯化法和烯丙醇氯化法等。其中，高溫氯化法:由丙烯高溫所化制得。反應(yīng)方程式:CH3CH = CH2+C12— ClCH2CH = CH2+HC1 ;步驟為:將干燥的丙烯經(jīng)在350-400°C條件下預(yù)熱，液氯經(jīng)加熱氣化，兩種物料在高速噴射狀態(tài)下混合并進(jìn)行反應(yīng)，丙烯與氯氣的配比為4-5: 1(摩爾比)，反應(yīng)器停留時間1.5-2S，反應(yīng)溫度470-5000C。反應(yīng)產(chǎn)物急冷至50-100°C除去HCl和丙烯，再經(jīng)分餾即得到產(chǎn)品。丙烯氧氯化法:按比例混合的丙烯、氯化氫和氧氣在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，選用催化劑為載于載體上的Te、V2O5或H3PO4，并添加含氮物作促進(jìn)劑，于240-260°C條件下進(jìn)行常壓氧氯化反應(yīng)，制得3-氯丙烯。反應(yīng)方程式為:CH3CH = CH2+HCl+l/202[催化劑]—CH2= CHCH2C1+H20。烯丙醇氯化法:反應(yīng)方程式為CH2= CHCH2OH[Cu2Cl2, HCl] — CH2= CHCH 2C1+H20 ;制備步驟為:于10-20°C條件下將硫酸滴入烯丙醇、氯化亞銅和鹽酸中，滴加完畢后保溫反應(yīng)5h，靜置分層，上層液用水、5%碳酸鈉溶液、水各洗I次，分盡水后，蒸餾收集40°C以上餾分，即為
3-氯丙烯。
[0004]丙烯氯化反應(yīng)收率是影響氯丙烯產(chǎn)率的重要因素，丙烯壓力、丙烯流量、氯氣壓力、氯氣流量、冷凝塔壓力、丙烯和氯氣的配比等參數(shù)中的任何一個波動都會使反應(yīng)溫度發(fā)生波動，進(jìn)而影響氯化反應(yīng)的收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述問題，本發(fā)明提供了一種氯丙烯生產(chǎn)過程中的氯化方法及氯化裝置。本發(fā)明中氯化反應(yīng)溫度穩(wěn)定，氯化反應(yīng)收率高。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種氯丙烯生產(chǎn)過程中的氯化反應(yīng)如下:
(1)氯氣罐的液氯經(jīng)過氯氣蒸發(fā)器氣化后進(jìn)入氯氣緩沖罐，氣化的氯氣經(jīng)過計量器B定量后進(jìn)入氯化反應(yīng)器的混合段；
(2)當(dāng)原料丙稀含水量小于1ppm時，丙稀直接進(jìn)入丙稀過冷器，當(dāng)當(dāng)原料丙稀含水量大于1ppm時，丙烯罐中的丙烯經(jīng)脫水器脫水后進(jìn)入干丙烯罐，然后送入丙烯過冷器，丙烯經(jīng)過丙烯過冷器熱量互換后，一路送去冷凝蒸出塔塔頂噴淋致冷，另一路經(jīng)過氯化物冷卻器對進(jìn)入冷凝蒸出塔的冷卻，丙烯自身氣化后進(jìn)入蒸汽器，在蒸汽器中完全氣化后，經(jīng)過計量器A定量后進(jìn)入熱交換器，在熱交換器中預(yù)熱至360-400°C后，送入氯化反應(yīng)器的混合段，丙烯與氯氣的摩爾比為4-6: 1，優(yōu)選的，摩爾比為5:1 ;丙烯與氯氣混合后在氯化反應(yīng)器完成氯化反應(yīng)。
[0006]氯化過程中出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)如下:
主反應(yīng):
CH2= CH-CH 3+ Cl2 一 CH2=CH-CH2Cl + HCl, ΔΗ1= _112kJ/mol (I)
副反應(yīng):
CH2= CH-CH3 + Cl2 一 CH2=CCl-CH3 + HCl, ΔΗ2= _121kJ/mol(2)
CH2= CH-CH3 + 2C12 一 CH2=CCl-CH2Cl + 2HC1, ΔΗ3= _222kJ/mol (3)
CH2= CH-CH 3 + 3C12 — 3C + 6HC1, ΔΗ4= _306kJ/mol(4)
應(yīng)用于上述反應(yīng)的氯化裝置，脫水器與干丙烯罐串聯(lián)后與丙烯罐并聯(lián)后組成原料丙烯裝置，原料丙烯裝置的出口與丙烯過冷器進(jìn)口通過管道相連，丙烯過冷器的兩個出口分別與冷凝蒸出塔的進(jìn)口和氯化物冷卻器的進(jìn)口通過管道相連，氯化物冷卻器的出口與冷凝蒸出塔的另一進(jìn)口通過管道相連，冷凝蒸出塔的出口通過管道與蒸汽器的進(jìn)口相連，蒸汽器的出口經(jīng)過計量器A與熱交換器的進(jìn)口通過管道相連，熱交換器的出口通過管道與氯化反應(yīng)器的進(jìn)口相連，氯化反應(yīng)器的另一進(jìn)口還與氯氣緩沖罐的出口通過管道相連，氯化反應(yīng)器和氯氣緩沖罐之間設(shè)有計量器B氯氣緩沖罐的進(jìn)口與氯氣蒸發(fā)器的出口通過管道相連，氯氣蒸發(fā)器的進(jìn)口與氯氣罐通過管道相連。
[0007]本發(fā)明中，反應(yīng)生成物料經(jīng)過與丙烯換熱，將反應(yīng)丙烯預(yù)熱至一定溫度，反應(yīng)物料再與冷凝蒸出塔塔頂?shù)谋Q熱，再到氯化物冷卻器經(jīng)液體反應(yīng)丙烯冷卻，被冷卻至-10°c左右進(jìn)入冷凝蒸出塔。塔頂用液態(tài)丙烯噴淋致冷，控制溫度為-44°C，使反應(yīng)物料中的氯化烴類幾乎全部冷凝和分離出來。氯化氫和未反應(yīng)的丙烯氣體由塔頂出去送鹽酸回收工序；塔底物料中含有2?4%的丙烯，進(jìn)入丙烯回收塔，回收丙烯。脫除丙烯的氯化物進(jìn)入罐區(qū)粗氯化物貯罐再送精餾工序。
[0008]本發(fā)明中，蒸發(fā)器中加熱溫度為80°C ;氯氣緩沖罐中的壓力為0.4MPa ;氯化反應(yīng)的溫度為500°C ;冷凝蒸出塔塔頂控制溫度為-44°C，塔頂壓力小于或等于0.15MPa，塔釜溫度為70°C，塔釜壓力小于或等于0.15MPa。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
本發(fā)明中氯化反應(yīng)溫度穩(wěn)定，氯化反應(yīng)收率高，氯丙烯的收率高達(dá)89.9%。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明氯丙烯生產(chǎn)過程中的氯化裝置工藝流程圖。
[0011]符號說明:
1.丙烯罐、2.脫水器、3.干丙烯罐、4.丙烯過冷器、5.冷凝蒸出塔、6.氯化物冷卻器、7.蒸汽器、8.計量器A、9.熱交換器、10.氯化反應(yīng)器、11.計量器B、12.氯氣緩沖罐、13.氯氣蒸發(fā)器、14.氯氣罐。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明