一種氯化苯分離精製工藝方法
2023-05-19 04:31:31
專利名稱：一種氯化苯分離精製工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種氯化苯的分離精製工藝方法，具體是指苯的液相氯化法製備氯化苯過程中，中性氯化液中氯化苯的分離精製工藝方法。
背景技術：
氯化苯，也叫氯苯，是無色透明易揮發的液體，有苦杏仁味。熔點_45.6°C，沸點131. 6°C，相對密度I. 107 (20/40C )，折光率I. 5248，閃點23。。，自燃點637. 78V，易燃。在空氣中爆炸極限為I. 83 9. 23% (體積)。不溶於水，易溶於醇、醚、苯和氯仿等。有毒，毒性中等。氯化苯是一種重要的基本有機合成原料，用作染料、醫藥、農藥、有機合成中間體。 用於製造苯酚、硝基氯苯、二硝基氯苯、苯胺、硝基酚及殺蟲劑滴滴涕等，也用作乙基纖維素和許多樹脂的溶劑。目前國內外工業生產主要採用苯液相氯化法(孫建如.氯化苯生產的清潔工藝改造[J].中國氯鹼，2011,2:45-46)。其工藝有間歇法及連續法兩種。國內普遍採用塔式沸騰連續氯化法工藝。苯與氯氣在鐵催化劑作用下連續氯化生成氯化液及氯化氫，從塔頂出來後經冷卻、冷凝下來的苯、氯苯回氯化塔循環使用，氯化氫氣體進入回收裝置用水吸收得副產鹽酸。所得氯化液經水洗、中和、食鹽乾燥成為中性氯化液，再經初餾脫苯、精餾蒸出氯苯。塔釜中殘留物為二氯苯及多氯化物。在氯化苯精製過程中，中性氯化液經預熱後進入初餾塔，從塔頂分離出苯和水，回收再利用。塔釜物料進入精餾塔，產品氯化苯從塔頂蒸出，底部為多氯化物等殘液。初餾塔常壓操作，而精餾塔為負壓精餾，以減少氯化液中含有的多氯化物等高沸點熱敏性物質，在溫度過高時出現聚合物等現象。這種傳統雙塔精餾的工藝流程中，氯化液先後經過初餾塔和精餾塔，在換熱器高溫區停留時間長，氯化苯、多氯化苯等熱敏性物質，容易發生分解結焦(達慶.氯化苯精餾結焦原因及處理[J].氯鹼工業，1995，12 51);而且初餾塔要將氯化液中60%左右的未反應的苯蒸出並返至氯化塔參與反應，導致流程總能耗居高不下，如何降低雙塔流程的能耗成為該行業節能降耗的重點。中國專利CN200810025464. 2中提出一種連續單塔多股側線出料精餾法提取混合氯化苯中的二氯苯餾分的方法，適合於間歇精餾，存在兩股側線出料，最終得到未反應的苯、一氯苯、二氯苯及重組分。但是應用於連續精餾以及側線產品的純度可能會受到一定限制。近年來根據完全熱稱合蒸懼原理開發的隔板塔DWC(Dividing Wall Column)已經獲得成功應用。隔板塔作為一種新型的熱耦精餾塔，也稱之為隔壁塔、分壁式精餾塔、分隔壁精餾塔，具有節能、投資低等優點。此外，結構緊湊還帶來佔地面積小、管線短等相關的優勢。Eric V. Luster於1933年因裂解氣分離提出DWC的概念(美國專利US1915681)。目前已有100多座DWC塔在全世界工業運行。但目前尚未見到隔板塔DWC用於氯化苯精製分離過程的專利和文獻報導。
DWC利用隔板把塔的中部分成兩部分，進料側相當於預分餾塔，另一側以及塔未分隔的上下部合起來相當於主塔。進料在預分餾塔中進行初步分離，輕、重組分得到徹底分離，中間組分分布於整個預分餾塔中，無重組分的塔頂氣相與無輕組分的塔底液相分別進入主塔進一步蒸餾，中間組分在主塔中間富集提純，輕、重組分分別在塔頂、塔底得到分離，從而實現三個產品的完全分離。隔板塔利用隔板巧妙地使單塔實現了多塔功能。而且與傳統側線塔相比，隔板將進料區與側線採出區隔開，避免進料對側線採出的影響，更能夠提高側線產品的純度。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種氯化苯分離精製的工藝方法，利用這種工藝方法可以簡化工藝，降低能耗，減少設備投資，節約佔地面積。而且可以減少氯化苯等熱敏性物質在高溫區停留時間，從而緩解這些物質的分解結焦。為實現上述目的，本發明所提出氯化苯分離精製的工藝方法，來自苯液相催化氯化法的中性氯化液，進入精餾裝置進行分離，分離為輕組分、精氯化苯、重組分三股物流，這 三股物流再分別進行後續處理，其特徵在於所述精餾裝置是一個隔板塔；由上到下從隔板塔引出三股物流塔頂的輕組分物流、塔中部的精氯化苯、塔釜的重組分物流；隔板塔塔頂壓力O. OOlMPa O. 06MPa (絕壓)。從隔板塔側線取出的精氯化苯是汽相出料或液相出料。從隔板塔取出精氯化苯的側線位置在隔板塔內相對於進料側的隔板另一側的主塔的塔板上。所述中性氯化液中氯化苯的質量百分比濃度為20% 50%。中性氯化液進入隔板塔之前經過預熱，成為單一汽相或者汽液兩相。隔板塔內採用規整填料、亂堆填料、塔板，或上述三種類型的任意組合。隔板塔內隔板兩側的進料區和採出區的截面積之比在10 : I I : 10之間。隔板塔內隔板一側進料區中進料板上方精餾段和下方提餾段的截面積之比在
5 I I : 5之間，隔板塔內隔板一側採出區中側線採出板上方和下方塔段的截面積之比在5 : I I : 5之間。本發明所提供的氯化苯精餾精製工藝方法，採用一個隔板塔代替傳統氯化苯精餾工藝中的初餾塔和精餾塔，氯化液物料在再沸器中只被加熱一次，縮短了物料在設備內部和高溫下的停留時間，可以很大程度上緩解氯化苯等熱敏性物料的分解結焦問題；而且設備和流程簡單，設備成本可以降低，塔頂所需冷量和塔底所需熱負荷都低於傳統雙塔工藝。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖I是採用隔板塔的氯化苯精餾分離工藝流程。圖2是傳統氯化苯精餾雙塔流程。
具體實施例方式實施例I :
如附圖I採用隔板塔的氯化苯精餾分離工藝流程所示，中和、乾燥之後的中性氯化液SI，其中氯化苯的質量百分比濃度為20首先經過一個預熱器I進行加熱，然後進入隔板塔2，AB表示垂直放置的隔板，隔板塔內預分餾塔塔板數為20，進料板為第10塊板，主塔塔板數為40，精氯化苯側線出料位置在第21塊塔板上。隔板塔塔頂壓力O. 03MPa(絕壓)，塔頂溫度在75°C，塔頂採出的水、苯等輕組分物流S2經塔頂冷凝器3冷卻後，進入水-苯分液器4分層，其中的水層S3排放，苯層一部分S4回流至隔板塔塔頂，另一部分S5返回硝化反應工段。精氯化苯從隔板塔側線氣相出料S6，進入成品冷凝器5冷卻後輸送至成品罐。高沸物等重組分物流S8從隔板塔塔釜排出，至殘液回收處理裝置。實施例2 按相同的步驟重複實施例1，不同點在於中性氯化液SI中氯化苯的質量百分比濃度為25%。 實施例3 按相同的步驟重複實施例1，不同點在於中性氯化液SI中氯化苯的質量百分比濃度為30%。實施例4 6 :按相同的步驟重複實施例I 3，不同點在於精氯化苯從隔板塔側線S6是液相出料。實施例7 9 :按相同的步驟重複實施例I 3，不同點在於隔板塔塔頂壓力為0.06MPa(絕壓)。實施例10 12 :按相同的步驟重複實施例I 3，不同點在於隔板塔塔頂壓力為O. OOlMPa (絕壓)。對比例如附圖2傳統氯化苯精餾雙塔流程所示，中和、乾燥後的中性氯化液SI，其中氯化苯的質量百分比濃度為20%。SI首先經過一個預熱器I進行加熱，然後進入初餾塔2，塔頂壓力為常壓(絕壓)，塔頂採出的水、苯等輕組分物流S2經塔頂冷凝器3冷卻後，進入水-苯分液器4分層，其中的水層S3排放，苯層一部分S4回流至隔板塔塔頂，另一部分S5返回硝化反應工段。初餾塔釜液體氯化苯則進入精餾塔6，精餾塔塔頂壓力O. 03MPa (絕壓)，精氯化苯由塔頂蒸出，大部分精氯化苯S6進入成品冷凝器5冷卻後，輸送至成品罐。精餾塔釜分離出來的高沸物殘液S8，進入殘液回收處理裝置。實施例I和對比例的兩種流程的能耗的模擬計算結果，單位為W，初餾塔(塔頂-10712，塔釜+10403)，精餾塔(塔頂_4255，塔釜+3484)，DffC隔板塔(塔頂-13084，塔釜+10974).可以看出，隔板塔能耗要比雙塔小得多，塔底熱負荷減少21%。故採用基於隔板塔的新流程，在保證精餾分離效果的前提下，可以很大程度上降低精餾過程的能耗。上面結合附圖對本發明優選的具體實施方式
和實施例作了詳細的說明，但是本發明並不限於上述實施方式和實施例，在本領域技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明構思的前提下作出各種變化。
權利要求
1.一種氯化苯分離精製的工藝方法，來自苯液相催化氯化法的中性氯化液，進入精餾裝置進行分離，分離為輕組分、精氯化苯、重組分三股物流，這三股物流再分別進行後續處理，其特徵在於所述精餾裝置是一個隔板塔；由上到下從隔板塔引出三股物流塔頂的輕組分物流、精氯化苯側線、塔釜的重組分物流；隔板塔塔頂壓力0. OOlMPa 0. 06MPa(絕壓)。
2.如權利要求I所述的一種氯化苯分離精製的工藝方法，其特徵在於從隔板塔側線取出的精氯化苯是汽相出料。
3.如權利要求I所述的一種氯化苯分離精製的工藝方法，其特徵在於從隔板塔側線取出的精氯化苯是液相出料。
4.如權利要求I所述的一種氯化苯分離精製的工藝方法，其特徵在於從隔板塔取出精氯化苯的側線位置在隔板塔內相對於進料側的隔板另一側的主塔的塔板上。
5.如權利要求I所述的一種氯化苯分離精製的工藝方法，其特徵在於所述中性氯化液中氯化苯的質量百分比濃度為20% 50%。
6.如權利要求I所述的一種氯化苯分離精製的工藝方法，其特徵在於中性氯化液進入隔板塔之前經過預熱，成為單一汽相或者汽液兩相。
7.如權利要求I所述的一種氯化苯分離精製的工藝方法，其特徵在於隔板塔內採用規整填料、亂堆填料、塔板三種類型之一，或上述三種類型的任意組合。
8.如權利要求I所述的一種氯化苯分離精製的工藝方法，其特徵在於隔板塔內隔板兩側的進料區和採出區的截面積之比在10 : I I : 10之間。
9.如權利要求I所述的一種氯化苯分離精製的工藝方法，其特徵在於隔板塔內隔板一側進料區中進料板上方精餾段和下方提餾段的截面積之比在5 : I I : 5之間，隔板塔內隔板一側採出區中側線採出板上方和下方塔段的截面積之比在5:I I:5之間。
全文摘要
本發明涉及一種氯化苯分離精製工藝方法，具體涉及苯液相催化氯化法工藝中氯化苯分離精製的工藝方法。本發明主要解決傳統氯化苯雙塔精餾流程中存在的設備投資大、易發生分解結焦、能耗過高等問題。本發明主要特徵在於以隔板塔取代傳統氯化苯精餾工藝中的初餾塔和精餾塔。中和、乾燥之後的中性氯化液，進入隔板塔進行精餾，由上到下從隔板塔引出三股物流塔頂輕組分物流、側線精氯化苯和塔釜重組分物流。通過本發明方法，氯化液在再沸器中只被加熱一次，縮短了其在設備內部和高溫下的停留時間，可以很大程度上緩解氯化苯等熱敏性物質的分解結焦；而且設備和流程簡單，設備成本降低，佔地面積減少，塔頂所需冷量和塔底熱負荷都低於傳統雙塔工藝。
文檔編號C07C25/06GK102795959SQ20121031284
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月30日 優先權日2012年8月30日
發明者王二強, 黃金成, 李增喜, 何裕建 申請人:中國科學院研究生院