本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種乙炔氯化氫無汞化制備氯乙烯的方法，包括以下步驟：(1)將乙炔和氯化氫混合預(yù)熱后通入裝有碳載非汞賤金屬催化劑的一級反應(yīng)器中，控制乙炔和氯化氫混合氣的流速，得到含有氯乙烯、乙炔和氯化氫的氣相產(chǎn)物；(2)將步驟(1)得到的氣相產(chǎn)物經(jīng)壓縮、冷凍分離后，液相得到粗氯乙烯，氣相得到未冷凝的混合氣體；(3)將步驟(2)得到的未冷凝的混合氣體通入裝有碳載非汞賤金屬催化劑的二級反應(yīng)器中，控制未冷凝的混合氣體的流速，得到含有氯乙烯、乙炔和氯化氫的氣相產(chǎn)物；(4)將步驟(3)得到的氣相產(chǎn)物冷凍分離。本發(fā)明專利技術(shù)選用碳載非汞賤金屬作催化劑，通過兩級分離方式使乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到與汞催化劑相同效果，成本低，選擇性高。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種氯乙稀的生產(chǎn)方法，具體涉及一種無萊化非貴金屬催化乙炔氯化氫合成氯乙烯的方法。
技術(shù)介紹
聚氯乙烯(PVC)是五大通用型樹脂之一。在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钪姓加蟹浅Ｖ匾牡匚弧＞勐纫蚁┦怯陕纫蚁?VCM)在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂，是氯乙烯的均聚物。目前VCM生產(chǎn)路線根據(jù)其原料來源不同，主要分為乙烯法和電石法。由于我國特有的“富煤、貧油、少氣”的資源和能源結(jié)構(gòu)以及技術(shù)限制，決定了中國聚氯乙烯以電石乙炔原料路線為主的格局，目前我國約有80%產(chǎn)能的PVC采用電石法工藝。電石法PVC其工業(yè)催化劑自20世紀(jì)40年代以來，一直是HgCl2/活性炭的催化劑，汞觸媒在使用過程中由于升華及中毒等原因會(huì)造成活性下降并產(chǎn)生汞的損耗與流失。目前我國聚氯乙烯行業(yè)汞消耗量大、汞排放造成的汞污染問題使行業(yè)企業(yè)面臨來自環(huán)保方面的嚴(yán)峻考驗(yàn)。電石法PVC行業(yè)汞污染治理是我國汞污染防治的重點(diǎn)領(lǐng)域，“減量化、無汞化”將是電石法聚氯乙烯行業(yè)汞污染防治工作需長期堅(jiān)持的工作路線，既是行業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級的必然要求，也是提高行業(yè)安全環(huán)保水平，履行國際汞公約義務(wù)的緊迫要求。因此，從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，我國急需找到能夠代替氯化汞進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的非汞催化劑。目前工業(yè)界和學(xué)術(shù)界都非常重視PVC行業(yè)無汞催化劑的開發(fā)工作，取得了一些進(jìn)展:中國專利CN201210570613.X公開了一種無汞催化劑體系，該催化劑以活性炭載體；一種或多種貴金屬化合物與一種或多種普通金屬化合物按照一定比例組成的混合活性組分，其中貴金屬為金、鈀、釕、鉑和銥，普通金屬為鐵、鋅和銅。中國專利CN201310378981.9也公開了一種負(fù)載上金、釕、銅、錫、鉍一種或多種金屬鹽的無汞催化劑。目前國內(nèi)外人士對金、鈀、鉑、釕等貴金屬作為活性組份進(jìn)行了各種研究，雖然初始活性較高，但催化劑的成本非常高，而且催化劑存在失活，所以以貴金屬作為活性組分催化劑成本非常高，工業(yè)應(yīng)用面臨巨大的經(jīng)濟(jì)性問題。而且貴金屬催化劑活性較高，容易導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性降低。還有一些學(xué)者研究以銅、錫、鉍等非貴金屬為活性組分負(fù)載在活性炭載體上，但總體活性不是很高。中國專利CN201210114508.5的專利提出了一種無汞非貴金屬催化劑，該催化劑以活性炭為載體，活性組分為草酸鈷或者單質(zhì)鈷，助劑為氯化錳、氯化鎳、氯化鉍、氯化鈰一種或兩種以上的任意組合。該催化劑用于乙炔氫氯化合成氯乙烯，乙炔轉(zhuǎn)化率只有70%,氯乙稀選擇性為85%。中國專利CN102911007A公開了一種氯乙稀非貴金屬無萊合成方法，該方法以碳載鋇鹽為催化劑，用于乙炔氯化氫制氯乙烯合成，原料混合氣中至少一種氣體的轉(zhuǎn)化率達(dá)80%，反應(yīng)產(chǎn)物通過壓縮、冷凍、分離和精餾，即可得到符合聚合要求的氯乙烯單體。雖然上述兩種方法相比與目前電石法合成氯乙烯工藝消除了汞污染，環(huán)保，成本低，但是與現(xiàn)行的汞催化劑相比催化劑活性低難以滿足生產(chǎn)企業(yè)的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對目前無汞化電石法PVC存在的技術(shù)缺陷和不足，提供一種非貴金屬無汞化乙炔氯化氫合成氯乙烯的新方法。本專利技術(shù)選用改性活性炭載非汞賤金屬作催化劑，通過兩級分離方式使乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到與汞催化劑的相同效果，具有環(huán)保、工藝簡單易行、成本低、氯乙稀選擇性高的特點(diǎn)。本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:—種乙炔氯化氫無汞化制備氯乙烯的方法，包括以下步驟:(1)將乙炔和氯化氫混合預(yù)熱后通入裝有碳載非汞賤金屬催化劑的一級反應(yīng)器中，控制乙炔和氯化氫混合氣的流速，使混合氣中乙炔的轉(zhuǎn)化率達(dá)到70 %以上，得到含有氯乙烯、乙炔和氯化氫的氣相產(chǎn)物；(2)將步驟⑴得到的氣相產(chǎn)物經(jīng)壓縮、冷凍分離后，液相得到粗氯乙烯，經(jīng)氯乙烯精餾裝置后得到精制氯乙烯，氣相得到未冷凝的混合氣體；(3)將步驟(2)得到的未冷凝的混合氣體通入裝有碳載非汞賤金屬催化劑的二級反應(yīng)器中，控制未冷凝的混合氣體的流速，使未冷凝的混合氣體中乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到85 %以上，得到含有氯乙烯、乙炔和氯化氫的氣相產(chǎn)物；(4)將步驟(3)得到的氣相產(chǎn)物經(jīng)冷凍分離后，液相得到粗氯乙烯，經(jīng)氯乙烯精餾裝置后得到精制氯乙烯，氣相得到未冷凝的混合氣體。優(yōu)選的，還包括將步驟(4)得到的未冷凝的混合氣體經(jīng)水洗吸收HC1，變壓吸附回收乙炔、氯乙烯后達(dá)標(biāo)排放。上述步驟(1)中，控制乙炔和氯化氫混合氣的流速，使混合氣中乙炔的轉(zhuǎn)化率達(dá)到70%以上，如70%?78%、78%?85%或85%?90%，是通過下面的方法來調(diào)節(jié):單位時(shí)間內(nèi)收集步驟(2)得到的未冷凝的混合氣體，測定其中未反應(yīng)的乙炔量，按下面公式計(jì)算乙炔轉(zhuǎn)化率，如果混合氣中乙炔的轉(zhuǎn)化率低于70 %可通過減小乙炔和氯化氫混合氣的流速使轉(zhuǎn)化率大于70%。乙炔轉(zhuǎn)化率=100% -步驟⑵得到的未冷凝的混合氣體中乙炔摩爾濃度。上述步驟(3)中，控制未冷凝的混合氣體的流速，使未冷凝的混合氣體中乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到85%以上，如85%?90%或90%?95%，是通過下面的方法來調(diào)節(jié):單位時(shí)間內(nèi)收集步驟(4)得到的未冷凝的混合氣體，測定其中未反應(yīng)的乙炔量，按下面公式計(jì)算乙炔轉(zhuǎn)化率，如果混合氣中乙炔的轉(zhuǎn)化率低于85 %可通過減小乙炔和氯化氫混合氣的流速使轉(zhuǎn)化率大于85%。乙炔轉(zhuǎn)化率=100% -步驟⑷得到的未冷凝的混合氣體中乙炔摩爾濃度。優(yōu)選的，所述步驟(1)和步驟(3)中，所述碳載非汞賤金屬催化劑為碳載活性組分選自堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物、氯化銅、氯化亞錫、氯化鉍、氯化鈷、氯化鋅、氯化鋇、氯化鎳、氯化鑭和氯化鈰中的一種或多種金屬氯化物的催化劑。更優(yōu)選的，所述碳載非汞賤金屬催化劑為碳載氯化鋇。所述碳載非汞賤金屬催化劑的制備方法可參考中國專利CN102441407B、CN200910079509.9、CN201210575484.3 等公開的專利。現(xiàn)有技術(shù)中碳載非汞賤金屬催化劑用于本專利技術(shù)乙炔氯化氫無汞化制備氯乙烯的方法，達(dá)到與汞觸媒相同的催化效果。優(yōu)選的，所述步驟(1)中，反應(yīng)溫度為120?240°C，如120?170°C、170?220°C或220?240 °C。更優(yōu)選的，反應(yīng)溫度為170?220 °C。優(yōu)選的，所述步驟(1)中，反應(yīng)壓力為0.1?0.2MPa，如0.1?0.15MPa、0.15?0.18MPa或0.18?0.2MPa。更優(yōu)選的，反應(yīng)壓力為0.15?0.2MPa。優(yōu)選的，所述步驟(1)中，乙炔和氯化氫的摩爾比為1:0.95?1.05，如1:0.95?0.98、1:0.98?1.0或1:1.0?1.05。更優(yōu)選的，乙炔和氯化氫的摩爾比為1:1.0?1.05。優(yōu)選的，所述步驟(2)中，壓縮壓力為0.4?0.8MPa，如0.4?0.6MPa、0.6?0.7MPa 或 0.7 ?0.8MPa。優(yōu)選的，所述步驟(2)中，冷凍溫度為-15?15°C，如-15?-5°C、_5?5°C或5?15。。。優(yōu)選的，所述步驟(3)中，二級反應(yīng)器中的碳載非汞賤金屬催化劑和一級反應(yīng)器中的碳載非萊賤金屬催化劑相同。優(yōu)選的，所述步驟(3)中，反應(yīng)溫度為120?220 °C，如120?150 °C、150?200 °C或200?220 °C。更優(yōu)選的，反應(yīng)溫度為150?200 °C。優(yōu)選的，所述步驟(3)中，反應(yīng)壓力為0.15?0.8MPa，如0.15?0.3MPa、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種乙炔氯化氫無汞化制備氯乙烯的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將乙炔和氯化氫混合預(yù)熱后通入裝有碳載非汞賤金屬催化劑的一級反應(yīng)器中，控制乙炔和氯化氫混合氣的流速，使混合氣中乙炔的轉(zhuǎn)化率達(dá)到70％以上，得到含有氯乙烯、乙炔和氯化氫的氣相產(chǎn)物；(2)將步驟(1)得到的氣相產(chǎn)物經(jīng)壓縮、冷凍分離后，液相得到粗氯乙烯，經(jīng)氯乙烯精餾裝置后得到精制氯乙烯，氣相得到未冷凝的混合氣體；(3)將步驟(2)得到的未冷凝的混合氣體通入裝有碳載非汞賤金屬催化劑的二級反應(yīng)器中，控制未冷凝的混合氣體的流速，使未冷凝的混合氣體中乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)到85％以上，得到含有氯乙烯、乙炔和氯化氫的氣相產(chǎn)物；(4)將步驟(3)得到的氣相產(chǎn)物經(jīng)冷凍分離后，液相得到粗氯乙烯，經(jīng)氯乙烯精餾裝置后得到精制氯乙烯，氣相得到未冷凝的混合氣體。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘勁光，梁鵬貴，顏建明，許四通，
申請(專利權(quán))人：廈門中科易工化學(xué)科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：福建;35
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