專利名稱：一種乙炔法生產氯乙烯的新方法和實現該方法的專用設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氯乙烯的生產方法，尤其涉及一種乙炔法生產氯乙烯的新方法和實現該方法的專用設備。
背景技術：
氯乙烯是一種在常溫下比空氣重一倍的微溶于水的無色氣體，帶有一種麻醉性的芳香味，其分子式為C2H3Cl，分子量為62.5，沸點為-13.9℃，臨界溫度142℃，臨界壓力為5.22MPa(52.22大氣壓)，因而將其稍加壓就可以得到液體的氯乙烯。它是由法國的化學家Reqnauk在1835年首先發現的。由于它是生產聚氯乙烯的主要原料，即聚氯乙烯是由氯乙烯聚合而成。因此，隨著聚氯乙烯生產的快速發展而得到迅猛的發展。據統計2004年世界氯乙烯的生產能力已超過3700萬噸。
氯乙烯的生產方法很多，一般工業上生產氯乙烯的方法主要有1、乙炔法乙炔法是以電解食鹽水得到的氯氣和氫氣，經過燃燒合成反應和冷卻凈化等處理得到精制的氯化氫，再與電石法乙炔，即電石與水反應生成粗乙炔，再經清凈中和干燥等處理得到精制的乙炔；或天然氣法乙炔(天然氣、甲烷)部分氧化裂解得到稀乙炔，再經急冷、壓縮、提濃、精餾等處理得到精制乙炔。在氯化汞觸媒的作用下加成反應生成粗氯乙烯，再經水洗、堿洗、壓縮、精餾等處理得到精制得氯乙烯單體。主要的化學反應方程式如下
此種方法原料易得，生產操作簡單，投資較省，但能耗高，電石渣處理比較困難，環境污染比較大。其中天然氣乙炔由于天然氣價格比較貴，成本相對比較高，但污染比較小。
2、聯合法隨著石油工業的發展，在氯乙烯制造中出現了一部分碳來源于石油乙烯，再與電石法乙炔(或天然氣法乙炔)相結合獲得氯乙烯的方法，這種方法稱為聯合法。其過程是將石油乙烯與來自食鹽電解獲得的Cl2反應生成1-2-二氯乙烷，精制后進行裂解得到HCl和C2H3CL、HCL，再與電石法乙炔(或天然氣法乙炔)進行加成反應，所得粗氯乙烯再經凈化和精制處理而得到精氯乙烯。主要化學反應方程式如下
此種方法比電石乙炔法稍好，得到部分氯乙烯和回收利用了氯化氫，降低了部份能耗和減少了一些污染。
3、乙烯氧氯化法乙烯氧氯化法是以石油裂解得到乙烯，再以乙烯與氯和氧、氯化氫制氯乙烯的方法，其主要的化學反應方程式如下(1)乙烯的直接氯化乙烯在液相中進行氯化反應生成1.2-二氯乙烷
(2)二氯乙烷的裂解二氯乙烷在500℃左右裂解生成氯乙烯和氯化氫
(3)乙烯的氧氯化乙烯與氧和氯化氫在鉬催化劑作用下進行氧氯化反應
此種方法工藝技術先進、裝置規模大，自動化程度高，綜合利用好，能耗低，產品質量好。但由于近年來石油價格猛漲，且高居不下，乙烯原料提價，生產和發展受到了限制。
目前在國外氯乙烯生產一般都采用乙烯氧氯化法，在中國還有約70％的生產廠家仍采用電石法乙炔來生產氯乙烯，這是由于石油資源較為短缺，而煤炭資源和石灰石資源又十分豐富，以及目前氯堿工業所處的現實狀況所決定的。特別是近年來石油價格猛漲而又高居不下，聚氯乙烯(PVC)供求矛盾較為突出，電石乙炔法生產PVC的方法采用更多。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種乙炔法生產氯乙烯的新方法和實現該方法的專用設備，克服了現有方法的缺點。
本發明所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的本發明提供的一種乙炔法生產氯乙烯的新方法，包括以下步驟(1)采用二段壓力反應和庚烷循環散熱工藝制取粗氯乙烯
含水量10ppm以下的乙炔和氯化氫按體積比1∶1-1.02的比率混合，預熱至100℃-150℃，進入內填活性炭為載體的HgCl2催化劑的一段反應器進行反應，控制溫度100～180℃，反應生成粗氯乙烯混合氣；該混合氣冷卻，過濾除去大于10微米的固體顆粒，壓縮至370～400KPa(G)，冷卻冷凝，部分冷凝得到液態氯乙烯；所述氯乙烯氣體一部分冷凝成液體氯乙烯，依次進入汽提塔、精餾塔、成品塔中處理，精制氯乙烯；包括未反應的乙炔和氯化氫的未凝混合氣體，經預熱至100-150℃，在270kpa(g)壓力下進入二段反應器，在HgCl2催化劑作用下，繼續反應生成氯乙烯，反應溫度控制在100-180℃。
所述二段反應器產生的氯乙烯的一部分(50-60％)與一段反應器產生的包括未反應乙炔和氯化氫的氯乙烯混合氣混合，冷卻，過濾除去大于10微米的固體顆粒，壓縮至370～400KPa(G)，冷卻冷凝，部分冷凝得到液態氯乙烯，再進入汽提塔精制氯乙烯；二段反應器產生的氯乙烯的另一部分(約40-50％，該混合氣包括惰性氣體及少量的未反應氯化氫和乙炔)，經冷卻、冷凝、深度冷凝，液態氯乙烯送汽提塔，未凝氣經堿洗后達標排放。
所述反應產生的反應熱由管外液態庚烷沸騰除去；(2)精制氯乙烯含有飽和氯化氫和乙炔的液體氯乙烯，在汽提塔中加熱，脫除溶解于氯乙烯中的氯化氫、乙炔及少量的惰性氣體，該部分蒸出物料經冷卻、冷凝，冷凝液回流到汽提塔，未凝氣體則進入二段反應器。
該氣提塔塔釜溫度29-32℃，塔頂溫度-10℃-10℃，壓力312-350Kpa(g)。
汽提塔塔底含重組分物料送入精餾塔，加熱，蒸出的氯乙烯氣體經冷凝，部分冷凝液回流到精餾塔，其余液體氯乙烯送入內裝有活性氯化鋁的成品塔，脫除氯乙烯中痕量的HCl，得到精制氯乙烯。
精餾塔分離出來的重組分則進入重組分汽提塔，利用蒸汽間接加熱，脫除、回收溶解于重組分中的氯乙烯后，即可作為副產品包裝出售。
該精餾塔塔底溫度65-85℃，塔頂溫度45-55℃，壓力550-690Kpa(g)。
所述乙炔法生產氯乙烯的新方法，還包括分別制取乙炔、氯化氫乙炔氣經壓縮，低溫除水，然后進入內填充分子篩的碳鋼制干燥器干燥，使乙炔氣含水量達到10ppm以下；氯化氫采用已知的鹽酸脫吸法制取，得到的氯化氫不含游離氯，氯化氫中所含水分通過三臺串聯的以硫酸為循環液的填料塔除去，含水量低于10ppm。
所述乙炔法生產氯乙烯的新方法所述步驟制取的原料乙炔質量指標達到乙炔含量≥99.6％(V)、氮氣含量≤0.37％(V)、硫化氯含量≤0.004％(V)、磷化氫含量≤0.04％(V)；制取的原料氯化氫質量指標達到氯化氫含量≥99.95％(V)水分含量≤10ppm；所述步驟經過二階段反應，乙炔最終轉化率可達99％以上；所述步驟處理后氯乙烯達到如下標準氯乙烯純度≥99.95％；乙炔含量≤5ppm；乙醛含量≤5ppm；丁二烯含量≤8ppm；二氯乙烷含量≤30ppm；水含量≤100ppm；其他重質氯化烴類≤200ppm；鐵含量≤1ppm；雜質總計≤500ppm。
所述乙炔法生產氯乙烯的新方法，還進一步包括對乙炔和氯化氫加成反應中使用的HgCl2催化劑產生含汞污水進行處理，含汞污水加入硫氫化鈉，助過濾劑硅藻土，壓濾，廢液收集進一步常規處理排放，廢渣送汞礦回收處理。
本發明還提供了一種實現上述乙炔法生產氯乙烯的新方法中的管殼式換熱器，是所述的一段反應器或二段反應器，包括筒體(1)，與該筒體(1)配合的上封頭(2)、下封頭(3)，其特征是該筒體(1)內設有反應管(4)，所述催化劑(5)填充于反應管(4)之中。
所述乙炔法生產氯乙烯的新方法中的二段反應器采用了小直徑(￠19*2)的反應管。
本發明所述其它設備均為現有設備。
本發明溫度、壓力范圍都是本領域的常規選擇，其預期變化得到的效果是一致。
本發明乙炔法生產氯乙烯的方法具有以下優點和特點1、原料氣處理十分嚴格。特殊工藝處理后的高質量的乙炔、氯化氫及其加入的配比比例，有利于氯乙烯反應的順利進行以及能有效地防止催化劑結塊和設備腐蝕，保證催化劑和設備處于良好的運行狀態，這對于氯乙烯的正常穩定安全高效優質低耗生產是十分有利的，大大減少了因設備腐蝕和催化劑結塊而造成的停車損失。
2、反應在一、二段(主、循環)反應器中進行，采用了較高的反應壓力，二段反應器壓力約為國內裝置二段反應器壓力的8～10倍。由于采用二段帶壓反應工藝，空間流速大，時空得率超過現有反應器的二倍以上，有利于提高反應速度，使循環的未反應物在惰性氣體分壓較高的情況下，仍能達到較高的轉化率。因此，單臺反應器的生產強度高，生產能力大，為現有反應器的數倍，占地面積小，投資省。
3、催化劑采用精選高活性活性炭的氯化汞(HgCl2)催化劑，從試生產來看，具有誘導期短，或無誘導期，不需活化，而國內氯化氫活化觸媒需數小時，甚至達到數十小時；活性高，大大縮短了生產輔助時間，合成轉化率高達99％以上。
4、合成反應過程中放出的熱量，采用庚烷沸騰傳熱。由于庚烷的汽化潛熱大，又不與氯化氫等反應，因此反應溫度容易控制，反應過程相當平穩，催化劑不易升華且消耗低，為國內催化耗量的1/3～1/2，特別是避免了因設備泄漏與水反應而造成的設備腐蝕的潛在危險，保證生產的順利和穩定運行。
5、氯乙烯精制系統采用最佳的工藝流程。先除氯化氫、乙炔輕組分等低沸物，再除二氯乙烷重組分等高沸物。精餾塔尾氣采用深度冷凝，產品采用活性氧化鋁深度吸附干燥等技術，產品質量好，氯乙烯回收率高，三廢排放少，達到了國際先進水平，有利于提高PVC產品的質量。
6、三廢(即廢氣、廢液、廢渣)處理嚴格，環境污染少。本裝置所排出的廢氣、廢液、廢渣凡是能回收利用的均考慮了回收利用，以減少對環境的污染。特別是對來自汞污染區，催化劑卸料區，汞清洗區和汞處理區的所有含汞污水進行處理，完全達到了國家規定的排放標準。
7、開停車容易、自動程度高整個裝置的生產過程采用DCS監控，操作簡單、精確、安全、可靠，并且開停車容易。
8、本發明采用高質量原料氣，合理的工藝流程，獨特的反應器結構和催化劑以及高效的庚烷散熱和汞處理工藝等都是本發明特有的。技術經濟指標先進，乙炔消耗達440公斤/噸氯乙烯，氯化氫消耗達615公斤/噸氯乙烯；氯乙烯純度高達99.96％以上(國內乙炔法裝置乙炔消耗540～558公斤/噸氯乙烯；氯化氫消耗750～800公斤/噸氯乙烯；氯乙烯純度99.9％)。乙炔、高沸物、水份等雜質含量低，達國際先進水平。
9、本發明通過消化吸收和自主創新的乙炔法生產氯乙烯方法特有的二段帶壓反應和庚烷循環冷卻散熱工藝，在特殊結構的反應器中，通過用催化劑作用反應而生成氯乙烯，再經最佳精制，回收和三廢處理的流程設計，而得到高純度、低成本，小污染的氯乙烯單體。
綜上所述，本發明具有工藝流程合理，設備生產強度高，生產能力大，產品質量好，生產成本低，三廢排放少，環境污染小等優點，由于電石乙炔法生產PVC還有很好的發展前景，而本專利申請又具有上述特點，可以為企業創造很好的經濟效益和社會效益，具有很好的推廣應用價值和廣闊的發展前景。
上述本發明方法的優點，已于2004年9月18日在內蒙古烏海市海吉公司進行投料試生產試驗證明。該試驗成功打通了全流程，生產出合格的產品。結果發現，單臺反應器(又稱主反應器)的生產強度高，生產能力大，為現有反應器的數倍，占地面積小，投資省。例如，年產6萬噸的氯乙烯裝置僅需主反應器(又稱一段反應器)5-6臺、循環反應器(又稱二段反應器)2臺。從目前的試生產情況來看，主反應器的單臺生產能力已超過1萬噸/年氯乙烯，達到了1.3萬噸/年氯乙烯。
圖1為本發明方法工藝流程框圖。
圖2為本發明方法的反應器結構示意圖。
具體實施例方式
實施例1如圖1、圖2的一種乙炔法生產氯乙烯的新方法，包括以下步驟(1)分別制取原料乙炔和氯化氫；乙炔經清凈中和處理乙炔中雜質，升壓107KPa后，通過一臺以氟立昂為冷媒的列管換熱器，將乙炔冷卻至2～5℃，以低溫脫除乙炔氣夾帶的大量水分，然后再進入內填充硅鋁酸鹽分子篩的碳鋼制干燥器，通過分子篩對水分的吸附作用，使乙炔氣水分含量極低，達到10ppm以下；氯化氫采用公知的鹽酸脫吸法制取，純度高于99.95％且不含游離氯，氯化氫中所含水分通過三臺串聯的以硫酸為循環液的填料塔除去，含水量低于10ppm；經上述工藝處理后，乙炔、氯化氫質量指標達到乙炔乙炔含量≥99.6％(V)，氮氣含量≤0.37％(V)，硫化氯含量≤0.004％(V)，磷化氫含量≤0.04％(V)，氯化氫氯化氫含量≥99.95％(V)水分含量≤10ppm。
(2)采用二段帶壓反應和庚烷循環散熱工藝制取粗氯乙烯乙炔和氯化氫按體積比1∶1的比率進行混合，經預熱100℃后進入一段反應器；該反應器為管殼式換熱器，活性炭載體的HgCl2催化劑裝填在管程內；乙炔和氯化氫流經管程，在HgCl2催化劑的作用下加成反應生成氯乙烯混合氣；反應熱由管外沸騰庚烷脫除；控制反應溫度為100-180℃；乙炔、氯化氫在HgCl2催化劑的作用下，反應生成粗氯乙烯氣體，合成轉化率控制在85％左右；再經反應器出料冷卻器冷卻至40℃后，進入壓縮機吸入過濾器，以除去大于10微米的固體顆粒，然后進入氯乙烯壓縮機，將氣體壓縮至370-400KPa(G)；然后再經壓縮機機后冷卻器冷卻后，進入兩級冷凝器用冷劑進行冷卻和冷凝；部分氣體冷凝成液體氯乙烯，進入汽提塔進料罐；不凝性氣體(未冷凝的氯乙烯，未反應的乙炔和氯化氫等)則進入二段反應器(又稱循環反應器，)，該反應器是立式安裝管殼式換熱器，換熱管采用小直徑無縫鋼管。管程內填裝催化劑，不凝性氣體在較高壓力下流經管程，其中的乙炔、氯化氫在催化劑作用下，繼續加成反應生成氯乙烯；反應熱由管外沸騰庚烷移走；經過二階段反應，乙炔最終轉化率可達99％以上；生成的氯乙烯氣體約50-60％與一段反應器產生的物流混合，其余的氯乙烯氣體，還包括惰性氣體及少量的未反應氯化氫和乙炔，經冷卻、深度冷凝、堿洗后達標排放。
(3)氯乙烯的精制處理汽提塔進料罐中含有飽和氯化氫和乙炔的液體氯乙烯進入輕組分氣提塔，通過輕組分汽提塔再沸器加熱，脫除溶解于氯乙烯中的氯化氫、乙炔及少量的惰性氣體輕組分低沸物；經塔頂壓力控制閥進入二級冷凝器冷凝，氯乙烯被冷凝下來進入汽提塔進料罐，脫除的乙炔和氯化氫等輕組分的不凝性氣體則進入二段反應器；該塔為篩板塔，該氣提塔塔釜溫度29-32℃，塔頂溫度-10℃-10℃，壓力312-350Kpa(g)。
然后塔底物料進入精餾塔分離出二氯乙烷等重組分；氯乙烯精餾塔內沸騰是通過氯乙烯精餾塔底的再沸器來實現的，使精餾塔底的溫度控制在65℃，塔頂溫度45℃，以保證氯乙烯單體的質量；塔頂蒸汽經精餾塔頂冷凝器冷凝后進入回流罐，部份物料用于回流，其余物料經氯乙烯產品冷凝器冷卻至38℃再進入成品塔，成品塔塔內填充有活性氧化鋁，以脫除氯乙烯中痕量的HCl，從而得到精制的氯乙烯；氯乙烯精餾塔為篩板塔；該精制的氯乙烯即可送聚合工序生產PVC。精餾塔中分離出來的二氯乙烷重組分高沸物則進入重組分汽提塔，利用蒸汽間接加熱，脫除、回收溶解于重組分中的氯乙烯后即可作為副產品包裝出售。
經上述處理后氯乙烯可以達到如下標準氯乙烯純度≥99.95％；乙炔含量≤5ppm；乙醛含量≤5ppm；丁二烯含量≤8ppm；二氯乙烷含量≤30ppm；水含量≤100ppm；其他重質氯化烴類≤200ppm；鐵含量≤1ppm；雜質總計≤500ppm。
本發明還提供一種實現該乙炔法生產氯乙烯的新方法中的管殼式換熱器，是所述反應器，包括筒體1，與該筒體1配合的上封頭2、上封頭3，其特征是該筒體1內設有反應管4，該反應管4內裝有催化劑5。
本發明還對乙炔和氯化氫加成反應中使用的HgCl2催化劑產生含汞污水進行處理，含汞污水加入硫氫化鈉，助過濾劑硅藻土，壓濾，廢液收集進一步常規處理排放，廢渣送汞礦回收處理。
上述工藝具有以下優點1、通過上述二段帶壓反應工藝，得到優質氯乙烯，用于生產聚氯乙烯或作為其它行業生產產品原料。
2、利用庚烷循環冷卻散熱，合成反應溫度容易控制，反應過程相當平穩，催化劑不易升華且消耗低，特別是避免了因水冷泄漏而造成的設備腐蝕的潛在危險，保證生產的穩定運行。
3、乙烯合成使用由活性炭作載體浸漬氯化汞(HgCl2)的催化劑。活性高，大大縮短了生產輔助時間，合成轉化率高達99％以上。
4、高效能改進的主、循環反應器為固定床列管式反應器，相當于一臺大的列管式熱交換器，管內填裝催化劑，管外用庚烷循環冷卻散熱，控制反應溫度，乙炔與氯化氫在催化劑的作用下，加成反應生成氯乙烯。具有結構簡單，生產強度高，生產能力大等特點。
5、進行了含汞污水處理。在乙炔和氯化氫加成反應中必須使用一種HgCl2催化劑，本裝置就是將上述污水進行處理，使其達到國家規定的排放標準。加入硫氫化鈉，廢水中的汞與硫氫化鈉反應生成不溶于水的硫化汞沉淀，再加入助過濾劑硅藻土，經壓濾機壓濾，廢液收集到蓄水池中用泵打到污水處理場進一步處理，廢渣則裝桶和廢催化劑一起送回汞礦回收處理。經處理后的含汞污水的汞含量可降低到0.02mg/升，低于《污水綜合排放標準》0.05mg/升的要求，完全達到了國家規定的排放標準。
實施例2如圖1、圖2本發明工藝流程圖和反應器，同實施例1，不同在于所述步驟(1)為分別制取乙炔、氯化氫乙炔氣經壓縮，低溫干燥，使乙炔氣水分含量達到10ppm以下；采用不含游離氯的氯化氫，以硫酸為循環液除去水分，使氯化氫含水量達到10ppm以下；所述步驟(2)所述乙炔和氯化氫按體積比1∶1.02的比率混合；該粗氯乙烯氣體冷卻至45℃；所述一段反應器壓力為80KPa(G)，所述二段反應器壓力為270KPa(G)。
所述步驟(3)該汽提塔塔釜溫度32℃，塔頂溫度0℃，壓力312KPa(G)；該精餾塔塔底溫度85℃，塔頂溫度為55℃，塔頂蒸汽經冷凝后進入回流罐，部分物料用于回流，其余物料經氯乙烯冷凝器冷卻至38℃，再進入內填有活性氧化鋁的成品塔。
一種該乙炔法生產氯乙烯的新方法中的管殼式換熱器，是所述一段反應器，包括筒體1，與該筒體1配合的上封頭2、上封頭3，其特征是該筒體(1)內設有反應管4，所述催化劑6位于反應管4之中。二段反應器采用小直徑￠19*2的反應管。
所述主反應器(一段反應器)操作壓力管程0.04MPa，殼程0.006～0.367MPa；操作溫度管程100～180℃，殼程100～160℃。循環反應器(又稱二段反應器)沒有芯防護塊。操作壓力管程0.27MPa 殼程0.006～0.367MPa，操作溫度管程100～180℃，殼程100～160℃。換熱管2186根。
本發明的氯乙烯生產技術較國內乙炔法氯乙烯生產技術具有以下特點1、原料氣處理嚴格1)國內裝置氯化氫和乙炔氣先混合，然后進行冷凍脫水，混合氣(HCl、C2H2)水分含量高達600～2000ppm。
2)本發明氯化氫通過三段硫酸干燥，乙炔氣通過分子篩干燥，然后混合，混合氣水分含量小于10ppm。從而防止了催化劑因原料氣帶入大量水分而結塊，延長了催化劑使用壽命，原料氣含水量低還有助于減少設備腐蝕和副產物的生成，保證生產正常穩定安全高效優質低耗運行。
2、反應器單臺生產能力大1)國內裝置通入一段轉化器(相當于本發明裝置的主反應器)催化劑層的乙炔流量限制在25～40m3乙炔/m3催化劑.h，轉化率65％左右。
2)本發明主反應器換熱管采用了庚烷沸騰傳熱，國內為軟化水，通入反應器催化劑層的乙炔流量達到140m3乙炔/m3催化劑.h，轉化率為85％～95％。
3、二段加壓反應1)國內裝置一段轉化器反應后的混合氣(包括氯乙烯、乙炔、氯化氫)直接進入二段轉化器，二段轉化率60％左右。
2)本發明主反應器反應后的混合氣首先經過壓縮、冷凝，未凝氣(包括氯乙烯、乙炔、氯化氫)再進入循環反應器，反應壓力為270Kpa，有利于提高反應速度，使循環反應器的未反應物在惰性氣體分壓較高的情況下，仍能達到較高的轉化率，達80％以上。
權利要求
1.一種乙炔法生產氯乙烯的新方法，包括以下步驟(1)采用二段壓力反應和庚烷循環散熱工藝制取粗氯乙烯含水量10ppm以下的乙炔和氯化氫按體積比1∶1-1.02的比率混合，預熱至100℃-150℃，進入內填活性炭為載體的HgCl2催化劑的一段反應器進行反應，溫度100～180℃，反應生成粗氯乙烯混合氣；該混合氣冷卻，過濾除去大于10微米的固體顆粒，壓縮至370～400KPa(G)，冷卻冷凝，部分冷凝得到液態氯乙烯；所述氯乙烯氣體一部分冷凝成液體氯乙烯，依次進入汽提塔、精餾塔、成品塔中處理，精制氯乙烯；包括未反應的乙炔和氯化氫的未凝混合氣體，經預熱至100-150℃，在270kpa(g)壓力下進入二段反應器，在HgCl2催化劑作用下，繼續反應生成氯乙烯，反應溫度控制在100-180℃。所述二段反應器產生的氯乙烯的一部分，與一段反應器產生的包括未反應乙炔和氯化氫的氯乙烯混合氣混合，冷卻，過濾除去大于10微米的固體顆粒，壓縮至370～400KPa(G)，冷卻冷凝，部分冷凝得到液態氯乙烯，再進入汽提塔精制氯乙烯；二段反應器產生的氯乙烯的另一部分，該混合氣包括惰性氣體及少量的未反應氯化氫和乙炔)，經冷卻、冷凝、深度冷凝，液態氯乙烯送汽提塔，未凝氣經堿洗后達標排放。所述反應產生的反應熱由管外液態庚烷沸騰除去；(2)精制氯乙烯含有飽和氯化氫和乙炔的液體氯乙烯，在汽提塔中加熱，脫除溶解于氯乙烯中的氯化氫、乙炔及少量的惰性氣體，該部分蒸出物料經冷卻、冷凝，冷凝液回流到汽提塔，未凝氣體則進入二段反應器。該氣提塔塔釜溫度29-32℃，塔頂溫度-10℃-10℃，壓力312-350Kpa(g)。汽提塔塔底含重組分物料送入精餾塔，加熱，蒸出的氯乙烯氣體經冷凝，部分冷凝液回流到精餾塔，其余液體氯乙烯送入內裝有活性氯化鋁的成品塔，脫除氯乙烯中痕量的HCl，得到精制氯乙烯。該精餾塔塔底溫度65-85℃，塔頂溫度45-55℃，壓力550-690Kpa(g)。
2.根據權利要求1的乙炔法生產氯乙烯的新方法，還包括分別制取乙炔、氯化氫乙炔氣經壓縮，低溫除水，然后進入內填充分子篩的碳鋼制干燥器干燥，使乙炔氣含水量達到10ppm以下；氯化氫采用已知的鹽酸脫吸法制取，得到的氯化氫不含游離氯，氯化氫中所含水分通過三臺串聯的以硫酸為循環液的填料塔除去，含水量低于10ppm。
3.根據權利要求1或2的乙炔法生產氯乙烯的新方法，還包括分別制取乙炔、氯化氫乙炔氣經壓縮，低溫干燥，使乙炔氣水分含量達到10ppm以下；采用不含游離氯的氯化氫，以硫酸為循環液除去水分，使氯化氫含水量達到10ppm以下；所述乙炔和氯化氫按體積比1∶1的比率混合；該粗氯乙烯氣體冷卻至40℃±5℃；反應器壓力為312KPa(G)，該汽提塔塔釜溫度32℃，塔頂溫度0℃，壓力312KPa(G)；該精餾塔塔底溫度85℃，塔頂蒸汽經冷凝后進入回流罐，部分物料用于回流，其余物料經氯乙烯冷凝器冷卻至38℃，再進入內填有活性氧化鋁的成品塔。
4.根據權利要求1或2的乙炔法生產氯乙烯的新方法所述步驟制取的原料乙炔質量指標達到乙炔含量≥99.6％(V)、氮氣含量≤0.37％(V)、硫化氯含量≤0.004％(V)、磷化氫含量≤0.04％(V)；制取的原料氯化氫質量指標達到氯化氫含量≥99.95％(V)水分含量≤10ppm；所述步驟經過二階段反應，乙炔最終轉化率可達99％以上；所述步驟處理后氯乙烯達到如下標準氯乙烯純度≥99.95％；乙炔含量≤5ppm；乙醛含量≤5ppm；丁二烯含量≤8ppm；二氯乙烷含量≤30ppm；水含量≤100ppm；其他重質氯化烴類≤200ppm；鐵含量≤1ppm；雜質總計≤500ppm。所述精餾塔分離出來的重組分則進入重組分汽提塔，利用蒸汽間接加熱，脫除、回收溶解于重組分中的氯乙烯后，即可作為副產品包裝出售。
5.根據權利要求1或2的乙炔法生產氯乙烯的新方法，還進一步包括對乙炔和氯化氫加成反應中使用的HgCl2催化劑產生含汞污水進行處理，含汞污水加入硫氫化鈉，助過濾劑硅藻土，壓濾，廢液收集進一步常規處理排放，廢渣送汞礦回收處理。
6.一種實現權利要求1-4之一的乙炔法生產氯乙烯的新方法中的管殼式換熱器，包括筒體(1)，與該筒體(1)配合的上封頭(2)、下封頭(3)，其特征是該筒體(1)內設有反應管(4)，所述催化劑(5)填充于反應管(4)之中。
全文摘要
本發明公開了一種乙炔法生產氯乙烯的新方法和實現該方法的專用設備，包括以下步驟采用嚴格的原料氣處理、二段帶壓反應工藝、庚烷循環冷卻散熱、提供了氯乙烯合成專用催化劑、高效能的專用反應器、含汞污水處理裝置和方法，得到高純度的氯乙烯單體。本發明具有工藝流程合理，設備生產強度高，生產能力大，產品質量好，生產成本低，三廢排放少，環境污染小等優點，可為企業創造很好的經濟效益和社會效益，具有很好的推廣應用價值和廣闊的發展前景。
文檔編號C07C17/00GK1884241SQ20061009860
公開日2006年12月27日 申請日期2006年7月7日 優先權日2006年7月7日
發明者劉大軍 申請人:內蒙古海吉氯堿化工股份有限公司