[发明专利]气液相氯乙烯生产工艺及装置

说明书

本发明提供了一种气液相氯乙烯生产工艺及装置，属于化工产品制备技术领域，包括以下步骤：原料处理，原料包括液体催化剂以及氯化氢和乙炔组成的混合气体；乙炔氢氯化反应，乙炔与氯化氢发生反应生成氯乙烯，在反应过程中通过换热器控制反应的温度；气液分离，生成的氯乙烯气体从液体催化剂中流出，液体催化剂随氯乙烯气体经过冷凝器时冷却液化回流至反应区重新作用于反应；液体催化剂回收，少量液体催化剂再次借助除沫器完成分离；乙炔转化率检测，当转化率低于95％时，更换所述液体催化剂，当转化率大于95％时使用原有液体催化剂继续进行催化作用，旨在解决现有工艺气固反应造成飞温现象和表面积碳，催化效率低的问题。

技术领域

本发明属于化工产品制备技术领域，更具体地说，是涉及一种气液相氯乙烯生产工艺及装置。

背景技术

氯乙烯也称乙烯基氯，是卤代烃的一种，是塑料工业的重要原料，主要用于生产聚氯乙烯树脂(即PVC，世界上产量最大的通用塑料)；也可与乙酸乙烯酯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯、偏氯乙烯等共聚，制造胶黏剂、涂料、食品包装材料、建筑材料等；利用其低沸点的特性可用作冷冻机；还可用作染料及香料的萃取剂。

目前氯乙烯单体的工业合成法主要有乙炔氢氯化法和乙烯氧氯化法，2017年中国PVC的生产能力达到了约2300万吨，约80％的PVC生产来自乙炔路线，占全球PVC产能的约40％。然而，乙炔法生产氯乙烯采用固定床反应器，乙炔和氯化氢在固体催化剂表面进行气固反应，并且乙炔氢氯化反应是一个强放热的反应(△H＝-124.8kJ·mol-1)，因此气固相反应往往伴随着严重的飞温现象和表面积碳，容易造成催化剂失活，且副反应多，产品杂质含量高，给后续产品的精制造成压力。

与气固相反应相比，气液相反应具有良好的传质传热效果，使反应物接触充分，可有效避免积碳现象，提高催化剂的催化效率，降低副反应的发生。传统气固相工艺，采用列管式反应器，管程内装填催化剂，壳程内为换热介质。催化剂更换需要停车操作，极为不便，增加操作成本，影响正常生产，还容易造成物料泄露造成的安全隐患，是化工企业生产的大忌。

而且，近年来，随着产品消费升级，下游塑料加工对聚氯乙烯品种和质量提出了新的要求，因此对氯乙烯生产工艺的改进是氯乙烯生产企业亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气液相氯乙烯生产工艺及装置，旨在解决现有生产工艺中以解决现有工艺气固反应造成飞温现象和表面积碳，催化效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种气液相氯乙烯生产工艺，包括以下步骤：

原料处理，所述原料包括液体催化剂以及氯化氢和乙炔组成的混合气体；

乙炔氢氯化反应，在所述液体催化剂的作用下，乙炔与氯化氢发生反应生成氯乙烯，在反应过程中通过换热器控制反应的温度；

气液分离，生成的氯乙烯气体从液体催化剂中流出，液体催化剂随氯乙烯气体经过冷凝器时冷却液化回流至反应区重新作用于反应；

液体催化剂回收，经过气液分离后，少量液体催化剂再次借助除沫器完成分离；

乙炔转化率检测，当转化率低于95％时，更换所述液体催化剂，当转化率大于95％时使用原有液体催化剂继续进行催化作用。

作为本申请另一实施例，所述乙炔和氯化氢的摩尔比为1.0-1.2:1。

作为本申请另一实施例，所述液体催化剂的初始加入温度为100-120℃。

作为本申请另一实施例，所述换热器控制反应温度在130-160℃。

作为本申请另一实施例，所述液体催化剂为咪唑类盐酸盐、氮甲基吡咯烷酮盐酸盐、氯化胆碱或季鏻盐中的一种；所述液体催化剂的活性组分为氯化铜、氯化亚铜、氯化锡和三氯化钌中的一种。