[发明专利]一种采用无汞催化剂的氯乙烯合成生产工艺

说明书

本发明涉及乙炔法氯乙烯合成技术领域，具体涉及一种采用无汞催化剂的氯乙烯合成生产工艺。乙炔和氯化氢气体混合并预热后进入两级串联的无汞催化剂转化器。其中，前台、后台转化器分别装填低活性和高活性的无汞催化剂。前台、后台转化器的体积比为2‑3：1。当转化率不能满足工业要求时，将后台旧的无汞催化剂抽出稀释后换至前台转化器；后台更换新鲜高活性无汞催化剂继续使用。本发明所述的发明减小了20％‑40％转化器的总体积和催化剂装填总量，能有效节约设备投资，节约催化剂使用量和使用成本。稀释用活性炭可以为工业级活性炭，能进一步低催化剂采购和管理成本。具有显著的经济效益和环保效益。

技术领域

本发明涉及乙炔发氯乙烯合成技术领域，具体涉及一种采用无汞催化剂的氯乙烯合成生产工艺。

背景技术

我国电石法聚氯乙烯的产能约2400万吨/年，其中乙炔法占比为81％。现有传统乙炔法合成工艺采用乙炔和氯化氢为原料，混合气经预热到70-80℃后进入两级串联的转化器，在汞催化剂的作用下，合成粗氯乙烯，再经净化处理后进入后系统生产聚氯乙烯。其中，两级串联(前、后台)的转化器一般采用相同规格和体积的列管式反应器，并且前台和后台转化器分别装填低活性和高活性的汞系催化剂。前台出口乙炔浓度控制在20％-30％，后台出口乙炔浓度控制在1％-3％。乙炔转化率下降至不能满足生产需求时，将前台催化剂卸除，并将后台催化剂抽出换至前台继续使用，再在后台装填新鲜高活性的汞系催化剂，即抽吸翻到。

由于汞的过量排放对环境和人体的危害较大，因此有必要发展无汞催化剂。而且无汞催化剂，特别是贵金属无汞催化剂的性能远高于现有的汞系催化剂，采用传统合成工艺时存在的不足之处在于：前、后台催化剂性能不匹配，使得生产操作过程和工艺控制调整过于复杂，较难实现；后台过度装填了远超过乙炔转化实际需求的催化剂量，引起生产成本的显著增加。

现有技术(CN105330512A)公开了两级反应制备氯乙烯的方法，包括一级反应，氯乙烯精馏，二级反应，再次氯乙烯精馏。该方法使用碳载非汞贱金属催化剂，采用两次分离方式可达到与汞触媒相同的催化效果，具备工业化应用价值。但是该方法需要经过两次氯乙烯精馏，操作较为繁琐。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的方案是：前台和后台分别采用不同规格和体积的转化器，并根据工艺要求和催化剂性能装填不同体积的催化剂；抽吸翻到时，将前台催化剂卸出，并将后台催化剂抽出并稀释后装填至前台继续使用，后台再装填新鲜高活性的无汞催化剂。

本发明的目的在于解决乙炔法生产氯乙烯传统技术存在的问题，提供一种采用无汞催化剂的氯乙烯合成工艺，在相同的产量要求下，本发明所述工艺设备体积更小、催化剂装填量更少、投资更少、生产成本更低。

本发明采用的技术方案是：一种采用无汞催化剂的氯乙烯合成生产工艺，包括两级串联反应进行氯乙烯合成，所述两级串联反应分别在前台转化器和后台转化器中进行，所述前台转化器和后台转化器分别装填无汞催化剂，所述前台转化器和后台转化器体积比为2-3:1，具体包括以下步骤：

1)乙炔原料气和氯化氢原料气以1：1-1.15的比例混合并预热后，进入前台转化器进行氯乙烯合成反应，产生一级反应气；

2)一级反应气进入后台转化器进行氯乙烯合成反应，产生二级反应气；

3)二级反应气经净化精制后送入后续工段；

进一步地，所述步骤还包括步骤4)，所述步骤4)如下：

4)当一级反应气或二级反应气中乙炔浓度不能满足工艺要求时，将前台转化器无汞催化剂卸出后回收；将后台转化器旧的无汞催化剂抽出，并用活性炭按一定比例稀释后，换至前台转化器继续使用；后台转化器重新装填新鲜的高活性无汞催化剂；

进一步地，所述无汞催化剂为以金、钯、钌等贵金属为活性组分的无汞催化剂。