一種氯丙烯生產過程中的氯化方法及氯化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氯丙烯生產過程中的氯化方法及氯化裝置，屬于氯丙烯生產工藝領域。
【背景技術】
[0002]氯丙烯是含氯的烯烴化合物，具有氯有機化合物和烯烴的重要特征，而且氯原子與雙鍵相隔一個飽和碳原子，很容易進行親核取代反應。利用其化學性質，可制成重要的石油化工原料。氯丙烯一般不直接作市場商品出售，而是廣泛用于合成樹脂、醫藥、香料、農藥和有機合成原料。其主要用途是生產環氧氯丙烷；用于合成甘油和合成樹脂的原料，其余用來生產丙烯醇、丙烯胺和藥物等。
[0003]氯丙烯的制備方法有高溫氯化法、丙烯氧氯化法和烯丙醇氯化法等。其中，高溫氯化法:由丙烯高溫所化制得。反應方程式:CH3CH = CH2+C12— ClCH2CH = CH2+HC1 ;步驟為:將干燥的丙烯經在350-400°C條件下預熱，液氯經加熱氣化，兩種物料在高速噴射狀態下混合并進行反應，丙烯與氯氣的配比為4-5: 1(摩爾比)，反應器停留時間1.5-2S，反應溫度470-5000C。反應產物急冷至50-100°C除去HCl和丙烯，再經分餾即得到產品。丙烯氧氯化法:按比例混合的丙烯、氯化氫和氧氣在流化床反應器中進行反應，選用催化劑為載于載體上的Te、V2O5或H3PO4，并添加含氮物作促進劑，于240-260°C條件下進行常壓氧氯化反應，制得3-氯丙烯。反應方程式為:CH3CH = CH2+HCl+l/202[催化劑]—CH2= CHCH2C1+H20。烯丙醇氯化法:反應方程式為CH2= CHCH2OH[Cu2Cl2, HCl] — CH2= CHCH 2C1+H20 ;制備步驟為:于10-20°C條件下將硫酸滴入烯丙醇、氯化亞銅和鹽酸中，滴加完畢后保溫反應5h，靜置分層，上層液用水、5%碳酸鈉溶液、水各洗I次，分盡水后，蒸餾收集40°C以上餾分，即為
3-氯丙烯。
[0004]丙烯氯化反應收率是影響氯丙烯產率的重要因素，丙烯壓力、丙烯流量、氯氣壓力、氯氣流量、冷凝塔壓力、丙烯和氯氣的配比等參數中的任何一個波動都會使反應溫度發生波動，進而影響氯化反應的收率。
【發明內容】
[0005]為了克服上述問題，本發明提供了一種氯丙烯生產過程中的氯化方法及氯化裝置。本發明中氯化反應溫度穩定，氯化反應收率高。本發明的技術方案如下:
一種氯丙烯生產過程中的氯化反應如下:
(1)氯氣罐的液氯經過氯氣蒸發器氣化后進入氯氣緩沖罐，氣化的氯氣經過計量器B定量后進入氯化反應器的混合段；
(2)當原料丙稀含水量小于1ppm時，丙稀直接進入丙稀過冷器，當當原料丙稀含水量大于1ppm時，丙烯罐中的丙烯經脫水器脫水后進入干丙烯罐，然后送入丙烯過冷器，丙烯經過丙烯過冷器熱量互換后，一路送去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冷卻，丙烯自身氣化后進入蒸汽器，在蒸汽器中完全氣化后，經過計量器A定量后進入熱交換器，在熱交換器中預熱至360-400°C后，送入氯化反應器的混合段，丙烯與氯氣的摩爾比為4-6: 1，優選的，摩爾比為5:1 ;丙烯與氯氣混合后在氯化反應器完成氯化反應。
[0006]氯化過程中出現的化學反應如下:
主反應:
CH2= CH-CH 3+ Cl2 一 CH2=CH-CH2Cl + HCl, ΔΗ1= _112kJ/mol (I)
副反應:
CH2= CH-CH3 + Cl2 一 CH2=CCl-CH3 + HCl, ΔΗ2= _121kJ/mol(2)
CH2= CH-CH3 + 2C12 一 CH2=CCl-CH2Cl + 2HC1, ΔΗ3= _222kJ/mol (3)
CH2= CH-CH 3 + 3C12 — 3C + 6HC1, ΔΗ4= _306kJ/mol(4)
應用于上述反應的氯化裝置，脫水器與干丙烯罐串聯后與丙烯罐并聯后組成原料丙烯裝置，原料丙烯裝置的出口與丙烯過冷器進口通過管道相連，丙烯過冷器的兩個出口分別與冷凝蒸出塔的進口和氯化物冷卻器的進口通過管道相連，氯化物冷卻器的出口與冷凝蒸出塔的另一進口通過管道相連，冷凝蒸出塔的出口通過管道與蒸汽器的進口相連，蒸汽器的出口經過計量器A與熱交換器的進口通過管道相連，熱交換器的出口通過管道與氯化反應器的進口相連，氯化反應器的另一進口還與氯氣緩沖罐的出口通過管道相連，氯化反應器和氯氣緩沖罐之間設有計量器B氯氣緩沖罐的進口與氯氣蒸發器的出口通過管道相連，氯氣蒸發器的進口與氯氣罐通過管道相連。
[0007]本發明中，反應生成物料經過與丙烯換熱，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-10°c左右進入冷凝蒸出塔。塔頂用液態丙烯噴淋致冷，控制溫度為-44°C，使反應物料中的氯化烴類幾乎全部冷凝和分離出來。氯化氫和未反應的丙烯氣體由塔頂出去送鹽酸回收工序；塔底物料中含有2?4%的丙烯，進入丙烯回收塔，回收丙烯。脫除丙烯的氯化物進入罐區粗氯化物貯罐再送精餾工序。
[0008]本發明中，蒸發器中加熱溫度為80°C ;氯氣緩沖罐中的壓力為0.4MPa ;氯化反應的溫度為500°C ;冷凝蒸出塔塔頂控制溫度為-44°C，塔頂壓力小于或等于0.15MPa，塔釜溫度為70°C，塔釜壓力小于或等于0.15MPa。
[0009]本發明與現有技術相比具有以下有益效果:
本發明中氯化反應溫度穩定，氯化反應收率高，氯丙烯的收率高達89.9%。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明氯丙烯生產過程中的氯化裝置工藝流程圖。
[0011]符號說明:
1.丙烯罐、2.脫水器、3.干丙烯罐、4.丙烯過冷器、5.冷凝蒸出塔、6.氯化物冷卻器、7.蒸汽器、8.計量器A、9.熱交換器、10.氯化反應器、11.計量器B、12.氯氣緩沖罐、13.氯氣蒸發器、14.氯氣罐。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體實施例來進一步描述本發明，本發明的優點和特點將會隨著描述而更為清楚。但實施例僅是范例性的，并不對本發明的范圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍下可以對本發明技術方案的細節和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發明