[发明专利]一种氯乙烯的无汞合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氯乙烯，尤其是涉及一种氯乙烯的无汞合成方法。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是五大通用塑料之一，其产量仅次于聚乙烯（PE），位居世界塑料产量的第二位，年产量超过4000万吨。

聚氯乙烯最早的合成方法是乙炔法，即在氯化汞催化作用下，乙炔与氯化氢加成合成氯乙烯，氯乙烯聚合得聚氯乙烯。此法由于使用氯化汞作催化剂，存在严重的汞污染问题。石油裂解制乙烯工艺成熟后，国外改用乙烯法制氯乙烯，并在上世纪80年代基本淘汰了乙炔法制氯乙烯的工艺。我国由于乙烯资源紧张而电石资源丰富，PVC生产仍以乙炔法为主。但随着乙炔法产能的不断扩大，面临巨大的环境污染压力。国内同行近年来一直致力于无汞触媒的研究，取得了一定的成就。

在申请号为201010149180.1的中国专利申请中，提供了一种新的氯乙烯制备方法，该法以氯化钡为催化剂，将乙炔二氯乙烷为催化重整制备氯乙烯，为无汞催化开辟了新的途径。

在申请号为201110330158.1（国际专利申请号PCT/CN2011/081317）的中国专利申请中，提供了一种乙炔二氯乙烷制备氯乙烯的催化剂的制备方法。采用该法制备的催化剂既能催化乙炔二氯乙烷制备氯乙烯，也能催化乙炔氯化氢合成氯乙烯，可同时满足乙炔与氯化氢、乙炔与二氯乙烷催化合成氯乙烯的工业化要求，为非汞催化合成氯乙烯开辟了新的途径。

在氯乙烯的合成过程中，由于活性炭的机械强度难于达到流化床的要求，因此，反应器通常采用固定床反应器。由于反应产生大量的热，易使催化床温度快速上升，产生飞温现象，需要对反应床进行冷却，因此反应器采用列管式反应器。

在传统的合成过程中，由于氯化汞的升华温度较低，因此必须把反应床的温度控制在180℃以内，冷却水的温度控制在100℃以下，导致需要大量的水来冷却。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的氯乙烯合成方法中存在的问题，提供使能量能得到综合利用的一种氯乙烯的无汞合成方法。

本发明包括以下步骤：

1）将氯化氢或二氯乙烷蒸汽中的至少一种和乙炔为原料混合，得混合原料气；

2）将混合原料气预热后，通入装载催化剂的列管反应器中反应；

3）控制原料混合气的流速，调节反应体系的压力，使原料混合气中至少一种气体的转化率达80%以上；

4）将步骤3）所得的反应产物通过压缩、冷冻、分离和精馏，即可得到符合聚合要求的氯乙烯单体。

在步骤1）中，所述氯化氢或二氯乙烷蒸汽与乙炔的摩尔比可为（0.7～1.3）∶1。

在步骤2）中，所述预热的温度最好控制在100～180℃；所述催化剂可选自碳载钡盐催化剂，所述碳载钡盐催化剂的制备方法的具体步骤如下（可参见中国专利201110330158.1所公开的方法）：

将钡的水溶性化合物、磷的水溶性化合物和水性聚合物单体，加水配置成溶液或乳液A;将活性炭加入到溶液或乳液A中浸泡；将浸泡好的活性炭捞出、甩干，再使单体聚合；将聚合好的活性炭加热、脱水，并使聚合物分解炭化；将炭化好的催化剂活化，得用于制备氯乙烯的催化剂。

所述反应的条件可为：用水做冷却介质，控制反应床的温度为130～250℃，最好为150～230℃；

在步骤3）中，所述混合原料气的空速可为20～100/h；所述反应体系的表压可为0～0.2MPa。

在本发明中，由于氯化钡催化剂的活性温度较高，且温度适应范围更广，因此冷却水的温度可控制在100℃以上，通过水的汽化潜热将反应热带走，热交换效率高，同时又可副产蒸汽，使能量得到综合利用。

本发明既可解决氯乙烯工业的汞污染问题，又能副产蒸汽起到节能降耗的作用。同时，由于采用列管式冷却系统，可使催化床的热点温度控制在较小的范围内，有利于催化剂的长期稳定工作。

具体实施方式

以下实施例将对本发明作进一步的说明。

实施例1

1）以氯化氢与乙炔为原料混合，控制氯化氢与乙炔的摩尔比为1∶1，得混合原料气；

2）将混合原料气预热到100℃后，通入装载碳载钡盐催化剂的列管反应器中反应，用水做冷却介质，控制反应床的温度在130℃；

3）控制原料混合气的空速为20/h，调节反应体系的表压为0.2ＭＰa，用气相色谱分析，乙炔的转化率达80%；

4）将步骤3）所得的反应产物通过压缩、冷冻、分离和精馏，即可得到符合聚合要求的氯乙烯单体。

实施例2