一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化工生產領域，尤其是涉及一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應
目.ο
【背景技術】
[0002]氯甲烷是一種重要的化工原料，其作為有機合成原料廣泛應用于醫藥、農藥、香料、特別是有機硅工業中。目前，氯甲烷液相法合成過程中普遍存在氣體分布器的布置和選材不合理，反應過程熱量利用不合理及裝置復雜等問題。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明旨在提出一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，以解決氣液混合充分且反應熱量利用合理的問題。
[0004]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0005]—種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其包括進料靜態混合器、立式反應釜、催化劑循環栗、進料氣體分布器和甲醇預熱器；
[0006]所述進料靜態混合器通過進料氣體分布器與立式反應釜的內腔連通，在所述立式反應釜的底部側壁上開有多個進料孔，所述進料氣體分布器通過該進料孔插于該立式反應釜的內腔中；
[0007]所述立式反應釜的底部開有催化劑出口，而該立式反應釜的側壁上還開有催化劑循環口，所述催化劑出口通過催化劑循環栗而與催化劑循環口連通；
[0008]所述立式反應釜的內腔中包括一氣液分離腔，所述氣液分離腔設于該立式反應釜的頂部出口處，在該氣液分離腔中覆有石墨填料，且所述氣液分離腔的出口端與所述甲醇預熱器連通。
[0009]進一步的，所述氣液分離腔的出口端通過膨脹節與所述甲醇預熱器連接。
[0010]進一步的，所述甲醇預熱器為石墨列管換熱器。
[0011]進一步的，所述氣液分離腔的底部覆蓋有隔離板，該隔離板上開有集液槽，所述集液槽的開設方向與所述氣液分離腔的中心線的夾角為銳角，且所述集液槽的底部與降液管連通，所述降液管穿過所述隔離板置于反應釜的內腔中。
[0012]進一步的，每相鄰兩個進料孔的孔心線夾角均為90度。
[0013]進一步的，所述立式反應釜底部側壁上開設的進料孔的孔心線共平面。
[0014]進一步的，所述立式反應釜為搪玻璃釜。
[0015]相對于現有技術，本發明所述的一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置具有以下優勢:
[0016](1)本發明所述的進料靜態混合器、立式反應釜、催化劑循環栗、進料氣體分布器和甲醇預熱器的結構設立形成了一個氣液兩相催化反應裝置，該進料靜態混合器的設立提高了反應效率，進料氣體分布器在反應釜底部同一平面上間隔90度均布有利于氣體的均勻混合，同時進料氣體分布器易于加工，便于節約整體裝置的成本。
[0017](2)本發明所述的氣液分離腔有效降低產品氣中霧沫夾帶;氣液分離腔底部設有集液槽及降液管，可將分離后的液體返回反應釜內，氣液分離腔的設置可降低后續氯甲烷洗滌工段和干燥工段的操作負荷，從而減少廢鹽酸、廢硫酸的產生。
[0018](3)本發明所述的氣液分離腔上部設置甲醇預熱器通過氣體與甲醇換熱，可回收反應熱同時加熱并部分汽化甲醇，而甲醇與氯化氫反應生成氯甲烷是放熱反應，可及時回收反應放出的熱量，從而能有效控制反應溫度，維持反應的穩定運行，提高了整個裝置的經濟性。
[0019](4)本發明為保護甲醇預熱器，其與氣液分離腔采用膨脹節連接，進而可吸收設備應力，防止經濟器中石墨換熱管的損壞。
【附圖說明】
[0020]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0021]圖1為本發明實施例所述的一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置整體結構示意圖；
[0022]圖2為本發明實施例所述的進料氣體分布器的俯視圖；
[0023]圖3為本發明實施例所述的進料氣體分布器的剖視圖。
[0024]附圖標記說明:
[0025]1-進料靜態混合器;2-立式反應釜;3-壓力表口 ； 4-液體計;5-溫度計口 ； 6_催化劑出口 ； 7-催化劑循環口 ； 8-催化劑循環栗;9-進料氣體分布器;91-分布器頭部;911-連接孔；92-分布孔;10-氣液分離腔;11-集液槽;12-降液管；13-膨脹節;14-甲醇預熱器。
【具體實施方式】
[0026]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0027]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0028]如圖1所示，本發明的一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其包括進料靜態混合器1、立式反應釜2、催化劑循環栗8、進料氣體分布器9和甲醇預熱器14;
[0029]進料靜態混合器1為石墨材質，強度高，耐腐蝕性能好；
[0030]原料氣經混合后通過進料氣體分布器8進入立式反應釜2;立式反應釜2為搪玻璃釜，耐酸腐蝕性好;為便于對反應過程實時監控，立式反應釜2的側壁上設有壓力表口 3、液位計口 4、溫度計口 5及反應釜底廢催化劑出口 6、催化劑循環口 7;
[0031]如圖2所示，立式反應釜2內催化劑裝卸、補充均通過催化劑循環栗8實現;立式反應釜2底部側壁上的同一平面上間隔90°均布4個進料口，每個進料口內安裝管式進料氣體分布器9;
[0032]如圖3所示，進料氣體分布器9采用石墨材料制作，石墨熱穩定性好，反應過程中不會發生變形及位移;進料氣體分布器9上開分布孔92，分布孔92的直徑、數量及排列布置方式均根據進氣量計算以獲得最優化反應效果，而該氣體分布器9的分布器頭部91上開有用于與立式反應釜2連接的連接孔911。
[0033]立式反應釜2的頂部出口處設有氣液分離腔10，氣液分離腔10中填充有石墨填料，進而減少產品的氣霧沫夾帶;氣液分離腔10底部設有集液槽11及降液管12，可將分離后的液體返回立體反應釜2內；氣液分離腔10的頂部出口與甲醇預熱器14連通，而甲醇預熱器14為石墨列管換熱器，通過產品氣與甲醇換熱，可回收反應熱同時加熱并部分汽化甲醇，為保護石墨的甲醇預熱器14，其與氣液分離腔10采用膨脹節13連接，膨脹節13可吸收設備應力，防止甲醇預熱器14中石墨換熱管的損壞。
[0034]甲醇預熱器14與立式反應釜2可連接后一同布置，節省空間使裝置結構緊湊;也可以依據布置需要因地制宜將二者分開布置。
[0035]本實施例的工作過程:
[0036]氯甲烷是有機合成的重要原料，主要用來生產有機硅化合物一甲基氯硅烷，以及甲基纖維素，同時還廣泛用作溶劑、提取劑、推進劑、致冷劑、局部麻醉劑、甲基化試劑，用于生產農藥、醫藥、香料等。全世界生產的氯甲烷中，約80%用來生產甲基氯硅烷。而氯甲烷生產裝置采用汽化后甲醇與氯化氫氣體為原料，以氯化鋅溶液為催化劑反應生成氯甲烷。
[0037]來自鹽酸解析單元的氯化氫與汽化后甲醇在0.2?0.4MPa壓力下，按1.1:1?1.5:1比例進料經進料靜態混合器1混合后通過進料氣體分布器9進入立式反應釜2;
[0038]混合原料氣在立式反應釜2內氯化鋅溶液催化作用下發生放熱反應生成氯甲烷、水以及少量副產物二甲醚；
[0039]由于反應為放熱反應，整個反應溫度控制在130?160°C;
[0040]反應后濕氯甲烷氣體攜帶少量氯化氫、甲醇及二甲醚通過立式反應釜2頂部出口進入氣液分離腔10進行氣液分離后，液滴通過降液管12返回立式反應釜2的底部;而氣相則進入甲醇預熱器14后，與液相甲醇換熱后送往下游分離干燥裝置，液相甲醇在甲醇預熱器14換熱后部分汽化，然后進入甲醇汽化器完全汽化與氯化氫氣體混合作為反應進料。
[0041]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其特征在于:包括進料靜態混合器(1)、立式反應釜(2)、催化劑循環栗(8)、進料氣體分布器(9)和甲醇預熱器(14); 所述進料靜態混合器(1)通過進料氣體分布器(9)與立式反應釜(2)的內腔連通，在所述立式反應釜(2)的底部側壁上開有多個進料孔，所述進料氣體分布器(9)通過該進料孔插于該立式反應釜(2)的內腔中； 所述立式反應釜(2)的底部開有催化劑出口(6)，而該立式反應釜(2)的側壁上還開有催化劑循環口( 7)，所述催化劑出口( 6)通過催化劑循環栗(8)而與催化劑循環口( 7)連通； 所述立式反應釜(2)的內腔中包括一氣液分離腔(10)，所述氣液分離腔(10)設于該立式反應釜(2)的頂部出口處，在該氣液分離腔(10)中覆有石墨填料，且所述氣液分離腔(10)的出口端與所述甲醇預熱器(14)連通。2.根據權利要求1所述的一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其特征在于:所述氣液分離腔(10)的出口端通過膨脹節(13)與所述甲醇預熱器(14)連接。3.根據權利要求1所述的一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其特征在于:所述甲醇預熱器(14)為石墨列管換熱器。4.根據權利要求1所述的一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其特征在于:所述氣液分離腔(10)的底部覆蓋有隔離板，該隔離板上開有集液槽(11)，所述集液槽(11)的開設方向與所述氣液分離腔(10)的中心線的夾角為銳角，且所述集液槽(11)的底部與降液管(12)連通，所述降液管(12)穿過所述隔離板置于立式反應釜(2)的內腔中。5.根據權利要求1所述的一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其特征在于:每相鄰兩個進料孔的孔心線夾角均為90度。6.根據權利要求1所述的一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其特征在于:所述立式反應釜(2)底部側壁上開設的進料孔的孔心線共平面。7.根據權利要求1所述的一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其特征在于:所述立式反應釜(2)為搪玻璃釜。
【專利摘要】本發明提供了一種用于氯甲烷生產的氣液兩相催化反應裝置，其包括進料靜態混合器、立式反應釜、催化劑循環泵、進料氣體分布器和甲醇預熱器；所述立式反應釜的底部開有催化劑出口，而該立式反應釜的側壁上還開有催化劑循環口，所述催化劑出口通過催化劑循環泵而與催化劑循環口連通。本發明所述的進料靜態混合器、立式反應釜、催化劑循環泵、進料氣體分布器和甲醇預熱器的結構設立形成了一個氣液兩相催化反應裝置，該進料靜態混合器的設立提高了反應效率，進料氣體分布器在反應釜底部同一平面上間隔90°均布有利于氣體的均勻混合，同時進料氣體分布器易于加工，便于節約整體裝置的成本。
【IPC分類】C07C17/16, C07C19/03, B01J19/24
【公開號】CN105457588
【申請號】CN201510885485
【發明人】王屹亮, 李林, 李彥芬, 羅勇強, 朱漢巍
【申請人】中國天辰工程有限公司, 天津天辰綠色能源工程技術研發有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月4日