一種氯丙烯的生產裝置製造方法
2023-05-17 00:07:56 1
一種氯丙烯的生產裝置製造方法
【專利摘要】本發明屬於化工領域，具體涉及一種氯丙烯的生產裝置。本發明氯丙烯的生產裝置包括下述的結構：丙烯罐通過管道並聯有脫水器和幹丙烯罐，幹丙烯罐串聯有丙烯過冷器，丙烯過冷器的另一端並聯有冷凝蒸出塔和氯化物冷卻器，冷凝蒸出塔和氯化物冷卻器與蒸氣器相串聯，蒸氣器的另一端依次串聯有丙烯緩衝罐、熱交換器和氯化物反應器；氯化物反應器的另一端依次串聯有氯氣蒸發器和氯氣緩衝罐。本發明的有益效果在於，採用本發明的裝置製備得到的氯丙烯，其收率從傳統方法的75-80%提高到80-85%，而且採用本發明的裝置進行反應其副反應較少，生產效率高。
【專利說明】一種氯丙烯的生產裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於化工領域，具體涉及一種氯丙烯的生產裝置。
【背景技術】
[0002]氯丙烯的物理性質是:無色易燃液體，有腐蝕性和刺激性嗅味。微溶於水，與乙醇、氯仿、乙醚和石油醚混溶。其用途:可作為生產環氧氯丙烷、丙烯醇、甘油等的中間體，用作特殊反應的溶劑，也是農藥、醫藥、香料、塗料的原料。用於有機合成及製藥工業，3-氯丙烯又名烯丙基氯，是一種有機合成原料，在農藥上用於合成殺蟲單、殺蟲雙及殺螟丹的中間體N，N-二甲基丙烯胺和擬除蟲菊酯中間體丙烯醇酮，此外也是醫藥、合成樹脂、塗料、香料等的重要原料。該品兼有烯烴和滷代烴的反應性，是甘油、環氧氯丙烷、丙烯醇等的有機合成中間體。也用於農藥、醫藥的原料。還可用作合成樹脂、塗料、粘結劑、增塑劑、穩定劑、表面活性劑、潤滑劑、土壤改良劑、香料等精細化學品的原料，主要用於製造環氧氯丙烷、甘油、氯丙醇、丙烯醇、農藥殺蟲雙、醫藥、樹脂、塗料、粘合劑，以及丙烯磺酸鈉，潤滑劑等。用於有機合成、農藥、塗料、合成樹脂，也用作粘合劑、潤滑劑等 氯丙烯的生產方法有如下幾種:
(I)高溫氯化法
由丙烯高溫所化製得。反應方程式:CH3CH=CH2+C12 — C1CH2CH=CH2+HC1將乾燥的丙烯烴350~40(TC預熱，液氯經加熱氣化，兩種物料在高速噴射狀態下混合併進行反應，丙烯與氯氣的配比為4~5: I (摩爾比)，反應器停留時間1.5~2s，反應溫度470~500°C。反應產物急冷至50~100°C以除去HCl和丙烯，再經分餾即得到產品。此法為國內外大多數生產企業所採用。
[0003](2)丙烯氧氯化法
按2.5~(1:1:1)~0.2 (摩爾比)比例混合的丙烯、氯化氫和氧氣在流化床反應器中進行反應，選用催化劑為載於載體上的Te、V205或H3PO4，並添加含氮物作促進劑，於240~260°C進行常壓氧氯化反應，製得3-氯丙烯。反應方程式:CH3CH=CH2+HCl+l/202 [催化劑]—CH2=CHCH2Cl+H2O
(3)烯丙醇氯化法
反應方程式:CH2=CHCH20H[CuCl2, HCl] — CH2=CHCH2C1+H20
於10~20°C將硫酸滴入烯丙醇、氯化亞銅和鹽酸中，滴加完畢後保溫反應5h，靜置分層，上層液用水、5%碳酸鈉溶液、水各洗I次，分盡水後，蒸餾收集40°C以上餾分，即為3-氯丙烯。此法適用於小批量生產。
[0004]因此需針對上述的方法設計一種收率高效率高的氯丙烯生產裝置。
【發明內容】
[0005]為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種收率高效率高且結構簡單的氯丙烯
生產裝置。[0006]本發明的氯丙烯生產裝置是通過下述的技術方案來解決以上的技術問題的:
氯丙烯的生產裝置，該裝置包括下述的結構:
所述的丙烯罐通過管道並聯有脫水器和幹丙烯罐3，將原料丙烯送入罐區的丙烯罐儲存，根據丙烯的含水率是否需脫水再進入幹丙烯罐3 ;
所述的幹丙烯罐3串聯有丙烯過冷器，所述的丙烯過冷器的另一端並聯有冷凝蒸出塔和氯化物冷卻器，所述的冷凝蒸出塔和氯化物冷卻器與蒸氣器相串聯，蒸氣器的另一端依次串聯有丙烯緩衝罐、熱交換器和氯化物反應器；
原料丙烯與幹丙烯罐3內的回收丙烯分兩路，所述的原料丙烯與回收丙烯在丙烯過冷器相互換熱後，一路流向冷凝蒸出塔塔頂噴淋致冷，另一路經過氯化物冷卻器對進入冷凝蒸出塔的反應物料冷卻，並使自身汽化後進入蒸氣器，完全汽化後進入丙烯緩衝罐；
所述的氯化物反應器的另一端依次串聯有氯氣蒸發器和氯氣緩衝罐，液氯經氯氣蒸發器氣化後進入氯氣緩衝罐，通過計量後送到氯化反應器的混合段；
所述的汽化後的丙烯烴過計量後進入熱交換器，由氯化反應器出來的反應物料將汽化後的丙烯預熱至360°C進入氯化反應器混合段，丙烯與氯氣以4-6:1的摩爾比均勻混合後進入反應器進行高溫氯化反應；
反應生成物包括氯丙烯、1，2- 二氯丙烷+1，3- 二氯丙烯、過量的丙烯、氯化氫的混合氣
體；
反應生成物料粗氯丙烯和氯化氫經過與丙烯換熱，將反應丙烯預熱至一定溫度，反應物料再與冷凝蒸出塔塔頂的`丙烯換熱，再到氯化物冷卻器經液體反應丙烯冷卻，被冷卻至-1o°c左右進入冷凝蒸出塔；
在冷凝蒸出塔中粗氯丙烯和氯化氫分離，氯化氫經過吸收成為鹽酸，丙烯烴過壓縮後回收至丙烯罐，循環利用；
粗氯化物經過泵打入罐區半成品罐，在精餾塔精餾和提純，得成品氯丙烯。
[0007]氯丙烯的生產過程包括下述的步驟:
液氯經氯氣蒸發器氣化後進入氯氣緩衝罐，通過計量後送到氯化反應器的混合段；將原料丙烯送入罐區的丙烯罐儲存，根據丙烯的含水率是否需脫水再進入幹丙烯罐3 ；然後與幹丙烯罐3內的回收丙烯分兩路，所述的原料丙烯與回收丙烯在丙烯過冷器相互換熱後，一路流向冷凝蒸出塔塔頂噴淋致冷，另一路經過氯化物冷卻器對進入冷凝蒸出塔的反應物料冷卻，並使自身汽化後進入蒸氣器，完全汽化後進入丙烯緩衝罐；
所述的汽化後的丙烯烴過計量後進入熱交換器，由氯化反應器出來的反應物料將汽化後的丙烯預熱至360°C進入氯化反應器混合段，丙烯與氯氣以4-6:1的摩爾比均勻混合後進入反應器進行高溫氯化反應；
反應生成物包括氯丙烯、1，2- 二氯丙烷+1，3- 二氯丙烯、過量的丙烯、氯化氫的混合氣
體；
反應生成物料粗氯丙烯和氯化氫經過與丙烯換熱，將反應丙烯預熱至一定溫度，反應物料再與冷凝蒸出塔塔頂的丙烯換熱，再到氯化物冷卻器經液體反應丙烯冷卻，被冷卻至-1o°c左右進入冷凝蒸出塔；
在冷凝蒸出塔中粗氯丙烯和氯化氫分離，氯化氫經過吸收成為鹽酸，丙烯烴過壓縮後回收至丙烯罐，循環利用；粗氯化物經過泵打入罐區半成品罐，在精餾塔精餾和提純，得成品氯丙烯；
所述的反應式為:
CH3-CH=CH2+C12 ——? CH2Cl-CH=CH2 + HCl
CH3-CH=CH2+C12 > CH3-CHC1-CH2Ci
ch2c1-ch=ch2+ci2 ——? CH2C1-CH=CHC1+HC1
ch3-ch2-ch3+ci2 ——? ch3-ch2-ch2ci+hci
CH3CH=CH2+3C12 ——? 3C+6HC1。
[0008]丙烯與氯氣的摩爾比為5:1。
[0009]當原料丙烯其含水率小於或等於IOppm時,丙烯直接進入幹丙烯罐3 ；
當原料丙烯其含水率大於IOppm時，將原料丙烯脫水至其含水率小於或等於IOppm後送入幹丙烯罐3。
[0010]粗氯化物精製為成品氯丙烯的步驟為:
粗氯化物貯罐送來的粗氯化物首先進入脫重組份塔，從該塔底得到D-D混劑，經貯罐再裝入槽車作為副產品；
從塔頂獲得氯丙烯及低沸混合物，經冷凝器+全凝器冷凝，再送到精餾塔，在該塔頂部分離出低沸物；所述的低沸物經循環水冷凝器冷凝，送入罐區低沸物貯罐；塔底得到^ 98%的氯丙烯產品，送入罐區氯丙烯貯罐；
脫重組份塔為常壓塔，塔頂採用循環水+冷凍水二級冷凝，精餾塔為加壓塔，塔頂採用循環水在加壓狀態下冷凝，冷凝效率均不低於99% ；
所述的冷凝器中的冷卻液為循環水，所述的全凝器中的冷卻液為冷凍鹽水。
[0011]氯化氫吸收成為鹽酸的步驟具體為:
冷凝蒸出塔頂的丙烯及氯化氫混合氣體中的氯化氫採用四級吸收工藝，所述的四級吸收工藝為:鹽酸吸收一塔+鹽酸吸收二塔+鹼洗塔+水洗塔；
混合氣體首先進入鹽酸吸收一塔，經過循環冷卻吸收，得到濃度> 30%的鹽酸，送入鹽酸貯罐，經裝罐後送出界區，作為副產品；
被吸收後含有少量的氯化氫的丙烯進入鹽酸吸收二塔，水循環吸收得到稀鹽酸，送鹽酸吸收塔使用，該丙烯再進入鹼洗塔，用3~10%的NaOH溶液循環洗滌，將氯化氫完全中和吸收，鹼洗後的丙烯再經水洗，再進入丙烯壓縮機；
酸吸收塔的鹽酸槽和稀酸槽揮發出的HCl氣體，進入尾氣吸收塔水洗吸收，吸收液排入稀酸槽，未吸收的少量HCl氣體經16m排氣筒排空；收集鹼洗、水洗產生的含鹽廢水。
[0012]丙烯壓縮回收的具體步驟為:
脫酸後的丙烯進入緩衝罐，分出一部分機械水，進入丙烯壓縮機一段壓縮，出口壓力達
0.35~0.4MPa，經壓縮機內置油分離器除油、冷卻器冷卻分離水分後，再進入二段壓縮，出口壓力為1.6MPa，經壓縮機內置油分離器除油、冷卻器冷卻分離水分後，經二級循環水冷凝成液態丙烯，送到循環丙烯罐，經分離水分後再進入過冷器，經幹丙烯罐的丙烯冷凍並分離水分後進入分子篩乾燥系統，乾燥後的丙烯去幹丙烯罐，作為原料循環利用。
[0013]本發明的有益效果在於，採用本發明的裝置製備得到的氯丙烯，其收率從傳統方法的75-80%提高到80-85%，而且採用本發明的裝置進行反應其副反應較少，生產效率高。【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的氯丙烯生產裝置結構示意圖；
圖中，1-丙烯罐，2-脫水器，3-幹丙烯罐，4-丙烯過冷器，5-冷凝器，6-氯化物冷卻器，7-蒸氣器，8-丙烯緩衝罐，9-熱交換器，10-氯化反應器，11-氯氣蒸發器，12-氯氣緩衝罐。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】來對本發明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發明，但並不以此限制本發明。
[0016]氯丙烯的生產裝置，該裝置包括下述的結構:
丙烯罐I通過管道並聯有脫水器2和幹丙烯罐I，幹丙烯罐I串聯有丙烯過冷器4，丙烯過冷器4的另一端並聯有冷凝蒸出塔和氯化物冷卻器6，冷凝蒸出塔和氯化物冷卻器6與蒸氣器7相串聯，蒸氣器7的另一端依次串聯有丙烯緩衝罐8、熱交換器9和氯化物反應器；氯化物反應器的另一端依次串聯有氯氣蒸發器11和氯氣緩衝罐12。
[0017]液氯經氯氣蒸發器11氣化後進入氯氣緩衝罐12，通過計量後送到氯化反應器10的混合段；
將原料丙烯送入罐區的丙烯罐I儲存，根據丙烯的含水率是否需脫水再進入幹丙烯罐
I;然後與幹丙烯罐I內的回收丙烯分兩路，所述的原料丙烯與回收丙烯在丙烯過冷器4相互換熱後，一路流向冷凝蒸出塔塔頂噴淋致冷，另一路經過氯化物冷卻器6對進入冷凝蒸出塔的反應物料冷卻，並使自身汽化後進入蒸氣器7，完全汽化後進入丙烯緩衝罐8;` 所述的汽化後的丙烯烴過計量後進入熱交換器9，由氯化反應器10出來的反應物料將汽化後的丙烯預熱至360°C進入氯化反應器10混合段，丙烯與氯氣以4-6:1的摩爾比均勻混合後進入反應器進行高溫氯化反應；
反應生成物包括氯丙烯、1，2- 二氯丙烷+1，3- 二氯丙烯、過量的丙烯、氯化氫的混合氣
體；
反應生成物料粗氯丙烯和氯化氫經過與丙烯換熱，將反應丙烯預熱至一定溫度，反應物料再與冷凝蒸出塔塔頂的丙烯換熱，再到氯化物冷卻器6經液體反應丙烯冷卻，被冷卻至-1o°c左右進入冷凝蒸出塔；
在冷凝蒸出塔中粗氯丙烯和氯化氫分離，氯化氫經過吸收成為鹽酸，丙烯烴過壓縮後回收至丙烯罐1，循環利用；
粗氯化物經過泵打入罐區半成品罐，在精餾塔精餾和提純，得成品氯丙烯；
所述的反應式為:
CH3-CH=CH2+C12 ——? CH2Cl-CH=CH2 + HCl
CH3-CH=CH2+C12 ——? CH3-CHC1-CH2Ci
ch2c1-ch=ch2+ci2 ——? CH2C1-CH=CHC1+HC1
ch3-ch2-ch3+ci2 ——? ch3-ch2-ch2ci+hci
CH3CH=CH2+3C12 -^? 3C+6HC1。
[0018]丙烯與氯氣的摩爾比為5:1。
[0019]當原料丙烯其含水率小於或等於IOppm時,丙烯直接進入幹丙烯罐3 ；
當原料丙烯其含水率大於IOppm時，將原料丙烯脫水至其含水率小於或等於IOppm後送入幹丙烯罐3。
[0020]上述的粗氯化物精製為成品氯丙烯的步驟為:
粗氯化物貯罐送來的粗氯化物首先進入脫重組份塔，從該塔底得到D-D混劑，經貯罐再裝入槽車作為副產品；
從塔頂獲得氯丙烯及低沸混合物，經冷凝器5+全凝器冷凝，再送到精餾塔，在該塔頂部分離出低沸物；所述的低沸物經循環水冷凝器5冷凝，送入罐區低沸物貯罐；塔底得到^ 98%的氯丙烯產品，送入罐區氯丙烯貯罐；
脫重組份塔為常壓塔，塔頂採用循環水+冷凍水二級冷凝，精餾塔為加壓塔，塔頂採用循環水在加壓狀態下冷凝，冷凝效率均不低於99% ；
所述的冷凝器5中的冷卻液為循環水，所述的全凝器中的冷卻液為冷凍鹽水。
[0021]上述的氯化氫吸收成為鹽酸的步驟具體為: 冷凝蒸出塔頂的丙烯及氯化氫混合氣體中的氯化氫採用四級吸收工藝，所述的四級吸收工藝為:鹽酸吸收一塔+鹽酸吸收二塔+鹼洗塔+水洗塔；
混合氣體首先進入鹽酸吸收一塔，經過循環冷卻吸收，得到濃度> 30%的鹽酸，送入鹽酸貯罐，經裝罐後送出界區，作為副產品；
被吸收後含有少量的氯化氫的丙烯進入鹽酸吸收二塔，水循環吸收得到稀鹽酸，送鹽酸吸收塔使用，該丙烯再進入鹼洗塔，用3~10%的NaOH溶液循環洗滌，將氯化氫完全中和吸收，鹼洗後的丙烯再經水洗，再進入丙烯壓縮機；
酸吸收塔的鹽酸槽和稀酸槽揮發出的HCl氣體，進入尾氣吸收塔水洗吸收，吸收液排入稀酸槽，未吸收的少量HCl氣體經16m排氣筒排空；收集鹼洗、水洗產生的含鹽廢水。
[0022]上述的丙烯壓縮回收的具體步驟為:
脫酸後的丙烯進入緩衝罐，分出一部分機械水，進入丙烯壓縮機一段壓縮，出口壓力達
0.35~0.4MPa，經壓縮機內置油分離器除油、冷卻器冷卻分離水分後，再進入二段壓縮，出口壓力為1.6MPa，經壓縮機內置油分離器除油、冷卻器冷卻分離水分後，經二級循環水冷凝成液態丙烯，送到循環丙烯罐1，經分離水分後再進入過冷器，經幹丙烯罐的丙烯冷凍並分離水分後進入分子篩乾燥系統，乾燥後的丙烯去幹丙烯罐，作為原料循環利用。
[0023]根據分子篩的特性，其個體上有一定大小的孔徑，能吸附分子直徑小於孔徑的水分子，大於孔徑的丙烯則不被吸附，溫度越低，吸附效果越好，在常溫下可以吸附大量的水。隨著使用時間的增加及吸附量的不斷擴大，脫水效果逐漸變差，這時逐漸達到「穿透點」，就需要對分子篩進行再生，在再生效果不好時就需要更換分子篩，分子篩兩年更換一次。
[0024]分子篩乾燥系統用兩臺吸附乾燥器並聯，一臺工作，同時另一臺可以進行脫水再生處理，相互交替工作和再生，以保證設備連續運行，乾燥器在5°C下工作。分子篩再生是利用蒸汽加熱器和電加熱器預熱氮氣至200°C下衝氮氣再生，利用熱氮氣給分子篩加熱使分子篩中的水分變成水蒸氣，氮氣帶出乾燥器內水分和殘留的少量丙烯後，經載氣水冷器(循環水冷凝)和冷凍水冷卻器冷凝，水分基本完全冷凝後分離。一般一周再生一次，每次持續時間8h，氮氣使用量50m3/次。再生完畢後，分子篩乾燥系統中含丙烯的氮氣經活性炭吸附處理後48m排氣筒排放。
【權利要求】
1.氯丙烯的生產裝置，其特徵在於，所述的裝置包括下述的結構: 所述的丙烯罐通過管道並聯有脫水器和幹丙烯罐，將原料丙烯送入罐區的丙烯罐儲存，根據丙烯的含水率是否需脫水再進入幹丙烯罐； 所述的幹丙烯罐串聯有丙烯過冷器，所述的丙烯過冷器的另一端並聯有冷凝蒸出塔和氯化物冷卻器，所述的冷凝蒸出塔和氯化物冷卻器與蒸氣器相串聯，蒸氣器的另一端依次串聯有丙烯緩衝罐、熱交換器和氯化物反應器； 原料丙烯與幹丙烯罐內的回收丙烯分兩路，所述的原料丙烯與回收丙烯在丙烯過冷器相互換熱後，一路流向冷凝蒸出塔塔頂噴淋致冷，另一路經過氯化物冷卻器對進入冷凝蒸出塔的反應物料冷卻，並使自身汽化後進入蒸氣器，完全汽化後進入丙烯緩衝罐； 所述的氯化物反應器的另一端依次串聯有氯氣蒸發器和氯氣緩衝罐，液氯經氯氣蒸發器氣化後進入氯氣緩衝罐，通過計量後送到氯化反應器的混合段； 所述的汽化後的丙烯烴過計量後進入熱交換器，由氯化反應器出來的反應物料將汽化後的丙烯預熱至360°c進入氯化反應器混合段，丙烯與氯氣以4-6:1的摩爾比均勻混合後進入反應器進行高溫氯化反應； 反應生成物包括氯丙烯 、1，2- 二氯丙烷+1，3- 二氯丙烯、過量的丙烯、氯化氫的混合氣體； 反應生成物料粗氯丙烯和氯化氫經過與丙烯換熱，將反應丙烯預熱至一定溫度，反應物料再與冷凝蒸出塔塔頂的丙烯換熱，再到氯化物冷卻器經液體反應丙烯冷卻，被冷卻至-1o°c左右進入冷凝蒸出塔； 在冷凝蒸出塔中粗氯丙烯和氯化氫分離，氯化氫經過吸收成為鹽酸，丙烯烴過壓縮後回收至丙烯罐，循環利用； 粗氯化物經過泵打入罐區半成品罐，在精餾塔精餾和提純，得成品氯丙烯。
【文檔編號】C07C21/067GK103724158SQ201310699185
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】薄純金, 王吉峰, 李勝軍, 宋朋斌 申請人:山東海益化工科技有限公司