專利名稱：一種氯化蒸餾塔的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化工中間體氯化芐生產中應用的氯化蒸餾塔。
背景技術：
現有技術中，氣相光氯化工藝路線生產氯化芐時使用的氯化蒸餾塔為一體式設置，氯化塔設置在蒸餾塔的上部。生產時，在氯化蒸餾塔內，氣相甲苯與氣相氯氣反應，利用反應—蒸餾技術，邊反應邊蒸餾，主反應區控制較低的轉化率，而產物連續蒸餾分離，使甲苯氣化不斷地返回反應區繼續反應，不斷循環，使反應完成。甲苯單程轉化率達90％，氯化芐的選擇性達96％。國內幾所大專院校分別進行技術開發，并在1997年左右，在國內建設近十套工業裝置，相繼投產運行，但暴露出許多問題，主要是經常發生“開環反應”，即氯化蒸餾塔通氯口處，經常發生爆燃著火事故，燒毀通氯口上的四氟通氯花板、降液管、填料等，甚至光照孔的視鏡玻璃炸毀，塔卡崩脫，塔墊沖開，火焰從塔內進出，一旦失控，易造成重大火災事故，極大地威脅到安全。這種爆燃開環反應如下式 在這里氯氣充當氧化劑，與甲苯之間發生氧化還原反應。在液相氯化中，這種開環反應偶爾發生在氣相空間。因多種原因，過量的氯氣散逸到氣相甲苯中，并混合后達到爆炸極限，發生爆燃，伴隨響聲、火光和高溫，使大量甲苯開環炭化，生成的炭黑混在物料中，黑如墨汁，由于高溫和形成的氯化氫，體系中氣相部分體積瞬間膨脹若干倍，極易炸毀設備和管道。
而在氣相氯化裝置中，第一通氯口純的氯氣與蒸餾塔內純的甲苯蒸汽首先相遇，混合，發生氣—氣相反應，反應溫度高，容易誘發這種開環反應，而且頻率高，操作彈性小。通氯口上方的四氟通氯花板處在氣—氣相反應的位置，由于溫度比較高而變形，花板上的持液波動大，甚至干塔，氯氣分布不勻，吸收效果差，跑到花板上方的氣相空間里未參加反應的氯氣較多，容易發生開環反應。所以第一層花板經常被燒毀，必須及時更換，否則將危及第二層花板、第三層花板......有的廠家開環反應連鎖發生，9層花板全部燒毀，損失嚴重。開環反應是氣相氯化安全生產的最大威脅。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種可以抑制塔式氣相氯化生產氯化芐過程中發生開環反應的氯化蒸餾塔。
本實用新型所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本實用新型是一種氯化蒸餾塔，包括氯化塔和蒸餾塔，其特點是，所述的氯化塔和蒸餾塔采用分體式設置，且二者之間通過管路連接；氯化塔包括氯化塔節、氯化釜和液相通氯塔節；氯化釜設在氯化塔底部，氯化釜內設有從通氯口中通入的第一通氯管，液相通氯塔節內設有花板、升氣管、帶降液杯的降液管和從通氯口中通入的第二通氯管，升氣管和降液管的下部緊密固定在花板上，且升氣管的頂端高于降液管的頂端。
本實用新型所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的一種氯化蒸餾塔，其特點是，第二通氯管水平設置于液相通氯塔節的中下部。
本實用新型所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的一種氯化蒸餾塔，其特點是，在氯化塔的頂部設有瓷填料塔節。
本實用新型所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的一種氯化蒸餾塔，其特點是，所述的液相通氯塔節為1-2個，間隔設置。本實用新型所設有的液相通氯塔節的個數，可以在生產應用過程中根據需要進行選擇設置。
本實用新型所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的一種氯化蒸餾塔，其特點是，所述的升氣管為3-5根。本實用新型所設有的升氣管的根數，也可以在生產應用過程中根據需要進行選擇設置。一般為均勻設置。
本實用新型所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的一種氯化蒸餾塔，其特點是，液相通氯塔節的高度為氯化塔節的1.5-2.5倍。這樣，可以有效地保證該塔節持液的高度，抑制開環事故的發生。
本實用新型所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的一種氯化蒸餾塔，其特點是，第二通氯管到降液管頂部的距離為0.4-0.6米。這樣，也可以有效地保證通氯管插入液相甲苯中的深度，抑制開環事故的發生。
本實用新型所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的一種氯化蒸餾塔，其特點是，連接氯化塔、蒸餾塔之間的管路為氣相管和液相溢流管，均采用搪瓷或內襯聚四氟乙烯材料管道。
本實用新型所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的一種氯化蒸餾塔，其特點是，所述的第一通氯管和第二通氯管的尾部均設有氣體分布器，且第一通氯管插入至氯化釜的下部。這樣，可以進一步的促進反應均勻、順利的進行。
通過本實用新型的應用，本質上把原來易開環部位的氣—氣反應改為氣—液反應。具體講，就是把原來合為一體的氯化蒸餾塔，分為各自獨立的蒸餾塔和氯化塔兩個部分，所設有的氯化釜(可用一只100-300L左右的小搪瓷釜體)作為氯化塔底節。甲苯在蒸餾釜加熱沸騰變成蒸汽狀態，上升，經蒸餾塔，進入氯化塔，后經過冷凝器冷卻變成液相甲苯回到氯化塔，經過各個降液管回到氯化釜內，氯化釜物料液面達一定高度后自行從溢流管道回到蒸餾塔，在瓷環表面汽—液逆流接觸，進行傳質和傳熱，達到相平衡。氯化釜是主反應區，氯氣經過第一通氯管分散到液相甲苯中，進行氣—液相反應，絕大部分的氯氣在甲苯液下充分反應掉，生成氯化芐和HCl，少量未反應的氯氣和生成的HCl氣體混合逸出，與蒸餾塔蒸發過來的甲苯蒸氣再度混合，并在氯化塔下半部分各通氯花板的上方完成氣—液相反應，下方完成氣—氣相反應。少量未反應的氯氣等于被大量HCl稀釋了，這樣的氣—氣相反應，氣—液相反應是溫和的，放熱不顯著，可抑制開環反應事故的發生。在氯化釜這個主反應區里，反應熱被液相甲苯所吸收，甲苯溫度上升，如果超過甲苯沸點(110℃)溫度，則氯化釜內甲苯將被氣化，釜內甲苯液面就會下降，氯氣行程縮短而影響吃氯效果。所以，夏季適當開啟氯化釜夾套冷卻水，移走主反應區的反應熱，保持小釜溫度等于或略高于甲苯沸點，則甲苯始終處于液化狀態，就能維持氯化釜內甲苯的液面高度，則氯氣的行程長，保證了氯氣吸收效果。
本實用新型的液相通氯塔節可以直接加工而成，也可以在原氯化塔節的基礎上改進而來，改進時，將兩個氯化塔節之間的通氯花板去除，并將其下部的通氯花板更換為帶升氣管和降液管的花板(花板本身不帶有通氯孔)，從而使兩個氯化塔節改為本實用新型的液相通氯塔節。本實用新型可以把持液抬高，將第二通氯管插到持液里，使氯氣在持液下大部分被吸收，殘余的氯氣被大量的HCl氣體稀釋后繼續在氯化塔上半部各通氯花板上、下方分別進行氣—液、氣—氣相反應，從而使反應變得溫和，抑制開環反應事故的發生。
由于氯化芐的沸點高，在氯化塔各通氯花板上下方生成的氯化芐凝結液化，向下移動，最終進入蒸餾釜，未反應的甲苯在蒸餾釜內被重新加熱，蒸發向上移動，經蒸餾塔內瓷環表面傳質傳熱返回到反應區，繼續與氯氣反應，周而復始，完成反應。由于整個氯化反應中，通過控制甲苯的總回流量以及氯化釜的體積，進而提高物料置換速度，降低氯化度，則不會影響氯化芐的選擇性。為了提高引發效率，在主反應區小釜上的塔節上設置2-3個DN150光照孔，配置CJD系列蘭色金屬鹵化物燈和圓型燈罩，每只燈功率可選擇175-400W，在每個塔節其余光照孔燈的功率可選擇數盞175W燈，每座氯化塔配置的總光照功率在2000W左右。
與現有技術相比，本實用新型結構簡單，可有效地抑制開環事故的發生，以保證氯化芐安全生產。
圖1為本實用新型的一種結構示意圖。
圖2為圖1的局部放大圖。
具體實施方式
實施例1。參照圖1、圖2。一種氯化蒸餾塔，包括氯化塔2和蒸餾塔1，所述的氯化塔2和蒸餾塔1采用分體式設置，且二者之間通過管路連接；氯化塔2包括氯化塔節4、氯化釜6和液相通氯塔節3；氯化釜6設在氯化塔2底部，氯化釜6內設有從通氯口中通入的第一通氯管7，液相通氯塔節3內設有花板9、升氣管12、帶降液杯8的降液管11和從通氯口中通入的第二通氯管10，升氣管12和降液管11的下部緊密固定在花板9上，且升氣管12的頂端高于降液管11的頂端。
實施例2。參照圖1、圖2。一種氯化蒸餾塔，包括氯化塔2和蒸餾塔1，所述的氯化塔2和蒸餾塔1采用分體式設置，且二者之間通過管路連接；氯化塔2包括氯化塔節4、氯化釜6和液相通氯塔節3；氯化釜6設在氯化塔2底部，氯化釜6內設有從通氯口中通入的第一通氯管7，液相通氯塔節3內設有花板9、升氣管12、帶降液杯8的降液管11和從通氯口中通入的第二通氯管10，升氣管12和降液管11的下部緊密固定在花板9上，且升氣管12的頂端高于降液管11的頂端；第二通氯管10水平設置于液相通氯塔節3的中下部；在氯化塔2的頂部設有瓷填料塔節5；連接氯化塔2、蒸餾塔1之間的管路為氣相管和液相溢流管，均采用搪瓷或內襯聚四氟乙烯材料管道；所述的第一通氯管7和第二通氯管10的尾部均設有氣體分布器，且第一通氯管7插入至氯化釜6的下部。
實施例3。參照圖1、圖2。一種氯化蒸餾塔，包括氯化塔2和蒸餾塔1，所述的氯化塔2和蒸餾塔1采用分體式設置，且二者之間通過管路連接；氯化塔2包括氯化塔節4、氯化釜6和液相通氯塔節3；氯化釜6設在氯化塔2底部，氯化釜6內設有從通氯口中通入的第一通氯管7，液相通氯塔節3內設有花板9、升氣管12、帶降液杯8的降液管11和從通氯口中通入的第二通氯管10，升氣管12和降液管11的下部緊密固定在花板9上，且升氣管12的頂端高于降液管11的頂端；第二通氯管10水平設置于液相通氯塔節3的中下部；在氯化塔2的頂部設有瓷填料塔節5；所述的液相通氯塔節3為2個，間隔設置；所述的升氣管12為5根；液相通氯塔節3的高度為氯化塔節4的1.5倍；第二通氯管10到降液管11頂部的距離為0.4米；連接氯化塔2、蒸餾塔1之間的管路為氣相管和液相溢流管，均采用搪瓷或內襯聚四氟乙烯材料管道；所述的第一通氯管7和第二通氯管10的尾部均設有氣體分布器，且第一通氯管7插入至氯化釜6的下部。
實施例4。參照圖1、圖2。一種氯化蒸餾塔，包括氯化塔2和蒸餾塔1，所述的氯化塔2和蒸餾塔1采用分體式設置，且二者之間通過管路連接；氯化塔2包括氯化塔節4、氯化釜6和液相通氯塔節3；氯化釜6設在氯化塔2底部，氯化釜6內設有從通氯口中通入的第一通氯管7，液相通氯塔節3內設有花板9、升氣管12、帶降液杯8的降液管11和從通氯口中通入的第二通氯管10，升氣管12和降液管11的下部緊密固定在花板9上，且升氣管12的頂端高于降液管11的頂端；第二通氯管10水平設置于液相通氯塔節3的中下部；在氯化塔2的頂部設有瓷填料塔節5；所述的液相通氯塔節3為1個；所述的升氣管12為4根；液相通氯塔節3的高度為氯化塔節4的2倍；第二通氯管10到降液管11頂部的距離為0.5米；連接氯化塔2、蒸餾塔1之間的管路為氣相管和液相溢流管，均采用搪瓷或內襯聚四氟乙烯材料管道；所述的第一通氯管7和第二通氯管10的尾部均設有氣體分布器，且第一通氯管7插入至氯化釜6的下部。
實施例5。參照圖1、圖2。一種氯化蒸餾塔，包括氯化塔2和蒸餾塔1，所述的氯化塔2和蒸餾塔1采用分體式設置，且二者之間通過管路連接；氯化塔2包括氯化塔節4、氯化釜6和液相通氯塔節3；氯化釜6設在氯化塔2底部，氯化釜6內設有從通氯口中通入的第一通氯管7，液相通氯塔節3內設有花板9、升氣管12、帶降液杯8的降液管11和從通氯口中通入的第二通氯管10，升氣管12和降液管11的下部緊密固定在花板9上，且升氣管12的頂端高于降液管11的頂端；第二通氯管10水平設置于液相通氯塔節3的中下部；在氯化塔2的頂部設有瓷填料塔節5；所述的液相通氯塔節3為1個；所述的升氣管12為3根；液相通氯塔節3的高度為氯化塔節4的2.5倍；第二通氯管10到降液管11頂部的距離為0.6米。
權利要求1.一種氯化蒸餾塔，包括氯化塔(2)和蒸餾塔(1)，其特征在于，所述的氯化塔(2)和蒸餾塔(1)采用分體式設置，且二者之間通過管路連接；氯化塔(2)包括氯化塔節(4)、氯化釜(6)和液相通氯塔節(3)；氯化釜(6)設在氯化塔(2)底部，氯化釜(6)內設有從通氯口中通入的第一通氯管(7)，液相通氯塔節(3)內設有花板(9)、升氣管(12)、帶降液杯(8)的降液管(11)和從通氯口中通入的第二通氯管(10)，升氣管(12)和降液管(11)的下部緊密固定在花板(9)上，且升氣管(12)的頂端高于降液管(11)的頂端。
2.根據權利要求1所述的一種氯化蒸餾塔，其特征在于，第二通氯管(10)水平設置于液相通氯塔節(3)的中下部。
3.根據權利要求1所述的一種氯化蒸餾塔，其特征在于，在氯化塔(2)的頂部設有瓷填料塔節(5)。
4.根據權利要求1所述的一種氯化蒸餾塔，其特征在于，所述的液相通氯塔節(3)為1-2個，間隔設置。
5.根據權利要求1所述的一種氯化蒸餾塔，其特征在于，所述的升氣管(12)為3-5根。
6.根據權利要求1所述的一種氯化蒸餾塔，其特征在于，液相通氯塔節(3)的高度為氯化塔節(4)的1.5-2.5倍。
7.根據權利要求1所述的一種氯化蒸餾塔，其特征在于，第二通氯管(10)到降液管(11)頂部的距離為0.4-0.6米。
8.根據權利要求1所述的一種氯化蒸餾塔，其特征在于，連接氯化塔(2)、蒸餾塔(1)之間的管路為氣相管和液相溢流管，均采用搪瓷或內襯聚四氟乙烯材料管道。
9.根據權利要求1所述的一種氯化蒸餾塔，其特征在于，所述的第一通氯管(7)和第二通氯管(10)的尾部均設有氣體分布器，且第一通氯管(7)插入至氯化釜(6)的下部。
專利摘要本實用新型是一種氯化蒸餾塔，包括氯化塔和蒸餾塔，其特征在于，所述的氯化塔和蒸餾塔采用分體式設置，且二者之間通過管路連接；氯化塔包括氯化塔節、氯化釜和液相通氯塔節；氯化釜設在氯化塔底部，氯化釜內設有從通氯口中通入的第一通氯管，液相通氯塔節內設有花板、升氣管、帶降液杯的降液管和從通氯口中通入的第二通氯管，升氣管和降液管的下部緊密固定在花板上，且升氣管的頂端高于降液管的頂端。本實用新型結構簡單，可有效地抑制開環事故的發生，以保證氯化芐安全生產。
文檔編號C07C22/06GK2844120SQ200520140008
公開日2006年12月6日 申請日期2005年12月13日 優先權日2005年12月13日
發明者張國勝, 張華民 申請人:張國勝