[实用新型]提高产品纯度的氯乙烯合成系统

说明书

本实用新型公开了一种提高产品纯度的氯乙烯合成系统，其特征在于使用微反应器作为合成反应发生装置。本实用新型的优点是：1)与现有技术相比氯乙烯产品纯度明显提高，根据本实用新型的实施例，氯乙烯产品纯度可达到99.8％；2)本实用新型采用的微反应系统结构简单，只需相同单元装置并列布置即可达到规模化大生产目的，生产控制方便，利于在产业上推广。

技术领域

本实用新型涉及一种氯乙烯合成装置。

背景技术

氯乙烯，分子式C₂H₃Cl，分子量62.5，结构式CH₂＝CHCl。沸点：-13.9±0.1℃。常温常压下为无色有乙醚香味的气体，易溶于乙醇、丙酮和烃类，微溶于水。易燃，易爆，与空气形成爆炸性混合物范围为3.6～33％。有毒，属于Ⅰ级毒性，有麻醉作用。主要用作塑料原料及用于有机合成，也用作冷冻剂等。

乙炔和氯化氢反应生成氯乙烯的装置，通常采用固定床转化器或流化床反应器。使用固定床转化器时，合成反应在固定床的列管中进行，所述固定床列管是由若干钢管制成的列管式转化器，管体内部填充催化剂，列管外的传热介质为沸水，保证较大的给热系数，反应温度120～180℃。关于流化床反应器应用于氯乙烯合成领域可参见授权公告号为CN1958146B的专利文献，其公开了一种氯乙烯合成的多段流化床反应器。采用目前技术合成的氯乙烯纯度通常为93～96％。

实用新型内容

为提高氯乙烯产品纯度，本实用新型提供了一种提高产品纯度的氯乙烯合成系统。

本实用新型所采用的技术方案是：提高产品纯度的氯乙烯合成系统，包括微反应器，合成反应在微反应器中进行。

在目前的氯乙烯生产工艺中，氯化氢气体和乙炔气体同时进入固定床列管或流化床进行反应，但该反应具有一个特点，即在反应过程中如乙炔过量时，易使催化剂中升汞还原为甘汞或水银，造成催化剂很快失去活性，反应变差，氯乙烯纯度降低。乙炔过量越大，升汞的还原越彻底。有人证实，汞的生成还由于升汞与乙炔、水生成的有机络合物在高温下进一步分解(低温时分解缓慢，易覆盖催化剂表面降低活性)。目前技术人员为防止催化剂失活，通常采用通入大量过量的氯化氢气体的方式，摩尔比通常为氯化氢:乙炔＝1.1:1以上，实践证明该方法有效防止汞触媒失效。但氯化氢过量同时也造成了产物氯乙烯中含有未反应的氯化氢，氯乙烯会继续与氯化氢反应生成二氯乙烷，即过量的氯化氢气体不可避免会导致氯乙烯纯度降低，副产物增多质量变差。

在本实用新型中，发明人以微反应器替代固定床或流化床作为合成装置，由于微反应器的反应微通道的水力直径仅为0.1～5mm，因此单个反应微通道中的乙炔气体很少，且各个反应微通道相互独立，因此不会出现大量乙炔局部聚集的情况，即使有少量乙炔过量，也不会造成大量催化剂失效。实验证明可实现采用氯化氢与乙炔等量或氯化氢略微过量的方式确保合成反应稳定进行。如上所述，氯化氢比例的降低使得氯乙烯产品纯度也因此得到提高，从而实现了本实用新型的目的。反应生成的氯乙烯气体经催化剂活性成分捕收塔吸收金属离子后再经冷却，再通过净化装置的水洗塔、碱洗塔除去氯乙烯中氯化氢后即可进入氯乙烯贮罐储存待用。

上述方案中，由于微反应器的反应微通道的水力直径仅为0.1～5mm，难以实现氯化氢气体和乙炔气体同时通入反应微通道以及保证在微通道中的均匀性以保证反应能够稳定进行，因此本实用新型还设置了微混合器，通过将氯化氢气体和乙炔气体按一定流量比同时通入微混合器中进行预混合均匀后再进入微反应器，从而克服上述问题。