一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)屬于化工工藝及設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝及裝置，所述工藝通過裝置的優(yōu)化配置耦合至氯堿化工生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)氯化高聚物樹脂及聚氯乙烯樹脂。解決氯化高聚物耦合氯堿化工生產(chǎn)的工藝,該流程簡(jiǎn)單、氯氣利用率高，可做到耦合現(xiàn)有氯堿化工生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)了氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物無廢水、廢氣、廢渣和副產(chǎn)物清潔生產(chǎn)的同時(shí)確保氯堿化工生產(chǎn)體系穩(wěn)定生產(chǎn)。

Process and device for producing chlorinated polymer used for coupling chlor alkali chemical industry

The invention belongs to the field of chemical process and equipment, in particular to chlorinated polymer production process and a device for coupling the process of chlor alkali chemical industry, to optimize the configuration of coupled to the chlor alkali chemical production device, resin and PVC resin production of chlorinated polymers. To solve the process of chlor alkali chemical production of polymer coupling chloride, the process is simple, high utilization rate of chlorine, can be coupled to existing chlor alkali production system, the gas solid production of chlorinated polymers without waste water, waste gas and waste residue and by-products of cleaner production and to ensure stable production of chlor alkali chemical production system.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝及裝置
本專利技術(shù)屬于化工工藝及設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝及裝置。
技術(shù)介紹
氯化聚氯乙烯樹脂（CPVC）由聚氯乙烯樹脂（PVC）氯化改性制得，是一種新型工程塑料。該產(chǎn)品為白色或淡黃色無味、無臭、無毒的疏松顆粒或粉末。聚氯乙烯樹脂經(jīng)過氯化后，分子鍵的不規(guī)則性增加，極性增加，使樹脂的溶解性增大，化學(xué)穩(wěn)定性增加，從而提高了材料的耐熱性、耐酸、堿、鹽、氧化劑等的腐蝕。PVC氯化改性為CPVC，氯含量由56.7%提高到63-69%，維卡軟化溫度由72-82℃提高到90-125℃，最高使用溫度可達(dá)110℃，長(zhǎng)期使用溫度為95℃。由于CPVC具有優(yōu)異的各項(xiàng)性能，得到國(guó)內(nèi)外廣泛的關(guān)注，其合成技術(shù)的研究與開發(fā)也受到了人們的高度重視。1936年，德國(guó)A．G．Farben公司最早采用溶液法展開了對(duì)氯化聚氯乙烯的研究，并在1942年投入生產(chǎn)。20世紀(jì)40年代，英國(guó)ICI公司首先研究氯化聚氯乙烯水相懸浮工藝；50年代，德國(guó)BASF公司開發(fā)出氣相合成技術(shù)，隨后日本、前蘇聯(lián)也進(jìn)行了大量研究，取得了一些突破性進(jìn)展。1958年，美國(guó)Goodrich公司(現(xiàn)諾譽(yù)化工公司)成功開發(fā)了用水相懸浮法制備氯化聚氯乙烯樹脂工藝，1962年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。近些年，世界上氯化聚氯乙烯的開發(fā)和應(yīng)用得到迅猛發(fā)展，世界發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了完整的氯化聚氯乙烯應(yīng)用體系，其應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)達(dá)到了成熟化、產(chǎn)品格局系列化、專用化和精細(xì)化。我國(guó)研制和生產(chǎn)氯化聚氯乙烯起步較晚，目前主導(dǎo)的是水相法生產(chǎn)，但水相法存在污染大、能耗高、對(duì)水資源依賴性強(qiáng)等缺點(diǎn)，氣固相法是新型生產(chǎn)技術(shù)，雖然還沒有大規(guī)模應(yīng)用，但其清潔、環(huán)保、高效的生產(chǎn)方式是氯化聚氯乙烯生產(chǎn)與發(fā)展的大方向。氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物樹脂以高聚物和氯氣為原料，反應(yīng)結(jié)束的副產(chǎn)物除氯化氫外無其它介質(zhì)產(chǎn)生。我國(guó)作為氯堿化工生產(chǎn)大國(guó)，氯堿化工生產(chǎn)體系中擁有高濃度的氯氣和氯化氫氣體，氯堿化工生產(chǎn)過程中通常將電解槽電解產(chǎn)生的氯氣通過氯化氫合成反應(yīng)器將氯氣轉(zhuǎn)化為氯化氫氣體用于生產(chǎn)樹脂。生產(chǎn)氯化聚氯乙烯的過程與氯化氫合成反應(yīng)器具有很大相似之處，氣固相法合成氯化聚氯乙烯過程中，以聚氯乙烯樹脂和氯氣為原料，或者原料氣中包括惰性氣體，通過氯化反應(yīng)合成的產(chǎn)品為氯化聚氯乙烯樹脂，同時(shí)產(chǎn)生副產(chǎn)物氯化氫氣體。現(xiàn)有氯化高聚物生產(chǎn)裝置及工藝的不足之處就在于氯化反應(yīng)結(jié)束后的尾氣往往用于生產(chǎn)鹽酸和次氯酸鈉，該過程不僅造成氯氣的利用率低、附加值低外，尾氣排放生產(chǎn)鹽酸和次氯酸鈉的過程很容易造成環(huán)境污染。通過研究，完全可以將氯化高聚物生產(chǎn)裝置和現(xiàn)有氯堿化工生產(chǎn)體系耦合起來，實(shí)現(xiàn)氯資源高效利用。因此，如果能夠?qū)崿F(xiàn)直接將電解槽產(chǎn)生的氯氣和氯化氫合成反應(yīng)器合成的氯化氫氣體組成原料氣用于生產(chǎn)氯化高聚物樹脂，利用氯化高聚物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物只有氯化氫的特點(diǎn)，可以將氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物過程中產(chǎn)生的由氯氣和氯化氫組成的尾氣經(jīng)過除塵處理后再進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器將其中的氯氣完全轉(zhuǎn)化為氯化氫氣體，繼續(xù)用于生產(chǎn)樹脂意義重大。換句話說，如果能夠?qū)崿F(xiàn)氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物的裝置耦合現(xiàn)有氯堿化工生產(chǎn)體系，對(duì)于氯堿化工體系來說實(shí)現(xiàn)了氯資源高效、高值利用，對(duì)于氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物過程來說，將實(shí)現(xiàn)氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物的過程不再有廢水、廢氣、廢渣和副產(chǎn)物產(chǎn)生，氯資源利用率達(dá)100%。通過檢索、分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物的工藝往往為間歇性生產(chǎn)，如直接耦合氯堿化工生產(chǎn)體系無法滿足氯堿化工生產(chǎn)體系穩(wěn)定運(yùn)行的要求；同時(shí)氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物即使原料氣成分較為穩(wěn)定，但因氯化過程中氯化速率不是恒定的，因此產(chǎn)生的尾氣成分并不穩(wěn)定，如果直接耦合氯堿化工生產(chǎn)體系會(huì)造成氯堿化工生產(chǎn)體系頻繁波動(dòng)。專利CN201010165999.7介紹了一種氣固相法制備氯化聚氯乙烯的裝置及其方法，所述裝置包括提升管反應(yīng)器、湍動(dòng)流化床反應(yīng)器、上聯(lián)接管、下聯(lián)接管，湍動(dòng)流化床反應(yīng)器和提升管反應(yīng)器中進(jìn)行氯化聚氯乙烯的合成。所述裝置及方法采用循環(huán)流化床工藝實(shí)現(xiàn)了CPVC生產(chǎn)，但無法做到連續(xù)化生產(chǎn)，若按照其方法以氯氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w來生產(chǎn)CPVC不僅無法保證尾氣成分的穩(wěn)定，且如果耦合現(xiàn)有氯堿化工體系，其尾氣中的氮?dú)膺€會(huì)造成氯堿化工體系氣體利用的負(fù)荷增加。專利CN102786610A介紹了一種氣固相法合成氯化聚氯乙烯樹脂的方法，所述方法通過在流化床反應(yīng)器中設(shè)置紫外燈引發(fā)實(shí)現(xiàn)了氯化聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)，但所述方法仍然未實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，同樣無法做到尾氣中各成分保持穩(wěn)定，不能直接耦合現(xiàn)有氯堿化工生產(chǎn)體系。因此，亟需一種氯化高聚物生產(chǎn)裝置及工藝，其能做到耦合現(xiàn)有氯堿化工體系，實(shí)現(xiàn)以現(xiàn)有氯堿化工體系的氯氣和氯化氫氣體為原料氣生產(chǎn)氯化高聚物樹脂，反應(yīng)結(jié)束后的尾氣經(jīng)過除塵后作為現(xiàn)有氯堿化工體系的原料氣返回氯堿化工體系，同時(shí)在氯化高聚物運(yùn)行間歇性的情況下始終保持各成分組成穩(wěn)定的供給氯堿化工體系，確保氯堿化工體系穩(wěn)定生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，做到氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物耦合現(xiàn)有氯堿化工生產(chǎn)體系，本專利技術(shù)提供一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝及裝置，所述裝置可以實(shí)現(xiàn)將來自于氯堿化工生產(chǎn)系統(tǒng)中的氯氣，氯化氫氣體按照一定的比例增壓后作為原料氣生產(chǎn)氯化高聚物，反應(yīng)完畢后的尾氣經(jīng)過除塵處理后作為氯堿化工生產(chǎn)體系的原料氣循環(huán)回氯堿化工生產(chǎn)體系繼續(xù)利用，通過特殊設(shè)置及調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)循環(huán)回氯堿化工體系的氣體成分、濃度恒定。所述工藝及裝置的特點(diǎn)在于工藝流程簡(jiǎn)單、氯氣利用率高，可做到耦合現(xiàn)有氯堿化工生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)了氣固相法生產(chǎn)氯化高聚物無廢水、廢氣、廢渣和副產(chǎn)物清潔生產(chǎn)的同時(shí)確保氯堿化工生產(chǎn)體系穩(wěn)定生產(chǎn)。具體方案如下：一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝，包括如下過程：（1）包括氯氣、氯化氫經(jīng)過流量調(diào)控單元調(diào)控后和高聚物樹脂發(fā)生氯化反應(yīng)；（2）氯化反應(yīng)過程中產(chǎn)生包括氯氣、氯化氫和電解產(chǎn)生的氫氣進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器合成氯化氫氣體；（3）步驟（2）合成的氯化氫氣體一部分用于和氯氣組成原料氣生產(chǎn)氯化高聚物樹脂，另一部分用于生產(chǎn)PVC樹脂；（4）流量調(diào)控單元調(diào)節(jié)氯化反應(yīng)過程后進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器的氯氣、氫氣、氯化氫濃度配比保持恒定；進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器的氯氣、氫氣、氯化氫濃度異常時(shí)，氯氣、氯化氫氣體直接進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器，調(diào)節(jié)進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器的氯氣、氫氣、氯化氫濃度配比保持恒定；（5）氯化反應(yīng)結(jié)束時(shí)，生成的氯化高聚物樹脂排出氯化反應(yīng)器，此時(shí)氯氣、氯化氫氣體直接進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器；（6）步驟（1）至（5）順序循環(huán)，生產(chǎn)氯化高聚物樹脂及聚氯乙烯樹脂。如上所述的一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝，所述氯氣、氯化氫氣體參與氯化反應(yīng)后進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器14，或者所述氯氣、氯化氫氣體不參與氯化反應(yīng)直接進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器14，進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器14中的氯氣、氫氣、氯化氫氣體濃度配比始終保持恒定。如上所述的一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝，通過C流量調(diào)控單元18、D流量調(diào)控單元19、E流量調(diào)控單元17的調(diào)控作用，氯化反應(yīng)器9正常運(yùn)行與停止運(yùn)行時(shí)相比，所述尾氣緩沖罐13內(nèi)的氯氣、氫氣、氯化氫氣體的濃度配比始終保持恒定，進(jìn)而確保進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器14的氯氣、氫氣、氯化氫氣體的濃度配比始終保持恒定本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝，其特征在于包括如下過程：（1）包括氯氣、氯化氫經(jīng)過流量調(diào)控單元調(diào)控后和高聚物樹脂發(fā)生氯化反應(yīng)；（2）氯化反應(yīng)過程中產(chǎn)生包括氯氣、氯化氫和電解產(chǎn)生的氫氣進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器合成氯化氫氣體；（3）步驟（2）合成的氯化氫氣體一部分用于和氯氣組成原料氣生產(chǎn)氯化高聚物樹脂，另一部分用于生產(chǎn)PVC樹脂；（4）流量調(diào)控單元調(diào)節(jié)氯化反應(yīng)過程后進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器的氯氣、氫氣、氯化氫濃度配比保持恒定；進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器的氯氣、氫氣、氯化氫濃度異常時(shí)，氯氣、氯化氫氣體直接進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器，調(diào)節(jié)進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器的氯氣、氫氣、氯化氫濃度配比保持恒定；（5）氯化反應(yīng)結(jié)束時(shí)，生成的氯化高聚物樹脂排出氯化反應(yīng)器，此時(shí)氯氣、氯化氫氣體直接進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器；（6）步驟（1）至（5）順序循環(huán)，生產(chǎn)氯化高聚物樹脂及聚氯乙烯樹脂。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝，其特征在于包括如下過程：（1）包括氯氣、氯化氫經(jīng)過流量調(diào)控單元調(diào)控后和高聚物樹脂發(fā)生氯化反應(yīng)；（2）氯化反應(yīng)過程中產(chǎn)生包括氯氣、氯化氫和電解產(chǎn)生的氫氣進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器合成氯化氫氣體；（3）步驟（2）合成的氯化氫氣體一部分用于和氯氣組成原料氣生產(chǎn)氯化高聚物樹脂，另一部分用于生產(chǎn)PVC樹脂；（4）流量調(diào)控單元調(diào)節(jié)氯化反應(yīng)過程后進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器的氯氣、氫氣、氯化氫濃度配比保持恒定；進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器的氯氣、氫氣、氯化氫濃度異常時(shí)，氯氣、氯化氫氣體直接進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器，調(diào)節(jié)進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器的氯氣、氫氣、氯化氫濃度配比保持恒定；（5）氯化反應(yīng)結(jié)束時(shí)，生成的氯化高聚物樹脂排出氯化反應(yīng)器，此時(shí)氯氣、氯化氫氣體直接進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器；（6）步驟（1）至（5）順序循環(huán)，生產(chǎn)氯化高聚物樹脂及聚氯乙烯樹脂。2.如權(quán)利要求1所述的一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述氯氣、氯化氫氣體參與氯化反應(yīng)后進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器，或者所述氯氣、氯化氫氣體不參與氯化反應(yīng)直接進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器，進(jìn)入氯化氫合成反應(yīng)器中的氯氣、氫氣、氯化氫氣體濃度配比始終保持恒定。3.如權(quán)利要求1所述的一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述高聚物樹脂和氯氣自反應(yīng)生成氯化高聚物樹脂。4.如權(quán)利要求1所述的一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述原料高聚物樹脂中加入一定比例的引發(fā)劑，高聚物樹脂和氯氣自反應(yīng)并在引發(fā)劑的引發(fā)作用下發(fā)生反應(yīng)生成氯化高聚物樹脂。5.如權(quán)利要求1所述的一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產(chǎn)工藝，其特征在于所述氯化反應(yīng)器中設(shè)置等離子引發(fā)裝置或紫外光引發(fā)裝置中的任意一個(gè)或兩個(gè)，高聚物樹脂和氯氣自反應(yīng)并在等離子引發(fā)裝置和或紫外光引發(fā)裝置的引發(fā)作用下發(fā)生反應(yīng)生成氯化高聚物樹脂。6.如權(quán)利要...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭靖，劉軍，熊新陽，靖志國(guó)，王銀亮，臧繆洋，劉東陽，蘇缽，陳占江，王麗，田方方，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：新疆兵團(tuán)現(xiàn)代綠色氯堿化工工程研究中心有限公司，新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：新疆,65