本發明專利技術兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝是利用一級反應器合成二甲醚排出多余的水，用氣提甲醇使排出水的ＨＣｌ損失降低，為二級反應器創造條件，能夠提高ＨＣｌ配比，ＨＣｌ／（甲醇＋二甲醚）使二級反應器出口二甲醚為０．１～０．３％（ｗｔ），液體氯甲烷致冷形成＜－２３℃低溫，水變成冰，氣相中的甲醇和二甲醚與ＨＣｌ反應生成氯甲烷和水，脫醚后的二甲醚＜５０ｐｐｍ，用２２．５～２３．５％ＨＣｌ的稀鹽酸吸收過剩ＨＣｌ，使ＨＣｌ＜１０ｐｐｍ（ｗｔ），得到精制氯甲烷成品，具有工藝先進，化學原料消耗低，氯甲烷收率高，成本低，污染少，利于環護等優點。本發明專利技術的塔式反應器作為本發明專利技術工藝中的一級和／或二級反應器，冷凍脫醚塔用于二甲醚脫除，均具有結構合理，抗腐蝕能力強，使用壽命長等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及化學領域，是一種兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝和塔式反應器及冷凍脫醚塔。
技術介紹
參照圖1，現有合成氯甲烷工藝都是采用過量HCl與甲醇氣相在ZnCl2催化劑作用下，一步合成粗CH3Cl，經堿洗塔102脫HCl，在脫醚塔104內用80～89％的濃硫酸干燥脫水、脫二甲醚。其不足之處是，付產大量22％的恒沸酸成為企業的負擔，消耗大量的NaOH吸收氣相中的HCl，產生大量的稀硫酸和有劇毒的硫酸甲脂，化學原料消耗高，又污染環境。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，對現有技術進行實質性改進，提供一種工藝先進，化學原料消耗低，氯甲烷收率高，成本低，污染少，利于環護的兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝；且提供結構合理，抗腐蝕能力強，使用壽命長，運行成本低的塔式反應器及冷凍脫醚塔。解決其技術問題所采用的技術方案是一種兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝，其特點是包括(a)兩步法合成氯甲烷；(b)冷凍脫水、二甲醚；(C)冷稀鹽酸洗脫氯化氫。其原理涉及下述5個化學反應方程式。成醚反應 醚轉化反應CH3Cl合成反應M2合成反應M2水解反應…(5)式中CH3OH為甲醇；CH3OCH3為二甲醚；(CH3)2SiCl2簡稱M2；(CH3)2SiO簡稱硅氧烷；CH3Cl為氯甲烷；HCl為氯化氫。(a)兩步法合成氯甲烷由化學反應方程式(3)、(4)和(5)中可知HCl能夠循環利用，M2水解只消耗1個分子水，因此整個系統必須排出多余的另1個分子水，首先由解吸塔109向一級反應器105中通入99.5％HCl，99.5％HCl與在一級反應器105中的甲醇蒸汽和二甲醚蒸汽相遇，在飽和ZnCl2水溶液的作用下，有60～90％的甲醇生成二甲醚，僅有10～40％的甲醇生成氯甲烷，放出一個分子水，反應溫度100～150℃，一級反應器105下部填料用氣態甲醇汽提ZnCl2溶液中的HCl，使含二甲醚稀酸水中只有1～3％HCl，將60～70℃含1～3％HCl的二甲醚酸水與NaOH溶液用泵送入靜態混合器110混合后進入醚、醇回收塔111，在醚、醇回收塔111排出(甲醇+二甲醚)＜0.1％的堿性廢水送生化處理場處理，醚、醇回收塔111回收的含二甲醚甲醇與一級反應器105分凝后的氣相含二甲醚氯甲烷匯合，按HCl/(甲醇+二甲醚)＝1.10～1.35配入氯化氫氣，進入二級反應器114，二級反應器114為鼓泡式反應器101、或塔式反應器112，二級反應器出口22的粗氯甲烷經分凝器115b得到含30～35％HCl的酸性冷凝液，在氯化氫解吸塔109中甲醇與HCl反應生成的氯甲烷隨氯化氫氣送一級反應器105、二級反應器114，在二級反應器114中合成氯甲烷生成的H2O用于M2水解的補充水，水冷后的粗氯甲烷含有0.1～0.3％(wt)的二甲醚；(b)冷凍脫水、脫二甲醚水冷后的粗氯甲烷含有0.1～0.3％(wt)的二甲醚送入脫醚塔106中，往脫醚塔106入口管道中噴入液體氯甲烷，獲得＜-23℃低溫，氣相中的甲醇和二甲醚與HCl反應生成氯甲烷和水，水變成冰，冰與HCl氣體生成60～70％HCl超濃鹽酸，將二甲醚脫到＜50ppm(wt)，60～70％HCl超濃鹽酸送入氯化氫解吸塔109；(c)冷稀鹽酸洗脫氯化氫脫醚塔106脫二甲醚后的氯甲烷氣體中含有HCl，將含有HCl的氯甲烷氣體送入冷濃鹽酸吸收塔107中，被吸收塔107中經過冷凍鹽水冷卻的29％HCl的鹽酸在0～-5℃低溫下吸收，形成30～31％HCl的濃鹽酸，HCl＜300ppm(wt)的氯甲烷氣進入冷稀鹽酸吸收塔108中，被吸收塔108中22.5～23.5％HCl的稀鹽酸在＜-23℃低溫下吸收，HCl分壓＜0.016mmHg，在吸收塔108中噴入液體氯甲烷，液體氯甲烷致冷形成＜-23℃低溫，22.5～23.5％HCl的稀鹽酸吸收過剩的HCl，使HCl＜10ppm(wt)，得到精制氯甲烷成品。一種兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝所用的塔式反應器，它包括反應器本體28，氣體出口25，液體出口44，至少一個氣體入口24，在反應器殼體28內上部設置液體分布器26，其特殊之處是在反應器殼體28內至少設置一段在填料支撐格柵27上放置的填料38，在填料支撐格柵27下面設有穿裝于反應器本體28上、支撐填料支撐格柵27的中空支撐鋼梁31，中空支撐鋼梁31的空間為散熱通道29。所述反應器本體28的結構是，從外殼30外向內依次是，外殼30、橡膠層32、水玻璃膠泥層33和陶瓷層34相連接。所述液體分布器26的結構是，液體主管39穿裝在加強塊41上，若干根液體支管40裝在加強塊41上、且與液體主管39連通，在液體支管40上均設有若干個孔，液體支管40的兩頭端均設有堵頭43，液體主管39的兩端穿裝于反應器本體28上、且通過壓蓋法蘭45和密封填料46與反應器本體法蘭47連接。所述填料支撐格柵27的結構是，若干條橫向柵條36與若干條帶槽口的縱向柵條37均布插接。所述中空支撐鋼梁31的結構是，在散熱通道29的周壁上從內到外依次包裹有橡膠層32、水玻璃膠泥層33和陶瓷層。一種兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝所用的冷凍脫醚塔，其特殊之處是它包括塔體50，在塔體50頂部設有氣體出口64，在塔體50底部設有液體出口63，在塔體上設有氣體入口74，在塔體50內上部固定的過濾器支撐板70上設置若干個具有骨架73支撐的扁袋式玻璃纖維過濾器61，在塔體50內設置具有升氣管59的淋降孔板58，在淋降孔板58上方橫置有進液管71a、72b，在進液管72b的頭端設有離心噴頭60，在塔體50內設置的填料支撐格柵75上放置的填料57，在填料支撐格柵75下面設有穿裝于塔體50上、支撐填料支撐格柵75的中空支撐鋼梁67，中空支撐鋼梁67的空間為通氣道69。所述塔體50的結構是，從外殼51外向內依次是，外殼51、橡膠層52、水玻璃膠泥層53、陶瓷層54和泡沫玻璃層55相連接。所述填料支撐格柵75的結構是，若干條橫向柵條66與若干條帶槽口的縱向柵條65均布插接。所述中空支撐鋼梁67的結構是，在通氣道69的周壁上從內到外依次包裹有橡膠層52、水玻璃膠泥層53和陶瓷層。本專利技術的兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝是利用一級反應器合成二甲醚排出多余的水，用氣提甲醇使排出水的HCl損失降低，為二級反應器創造條件，能夠提高HCl配比，HCl/(甲醇+二甲醚)使二級反應器出口二甲醚為0.1～0.3％(wt)，液體氯甲烷致冷形成＜-23℃低溫，22.5～23.5％HCl的稀鹽酸吸收過剩的HCl，使HCl＜10ppm(wt)，得到精制氯甲烷成品，具有工藝先進，化學原料消耗低，氯甲烷收率高，成本低，污染少，利于環護等優點。本專利技術的塔式反應器作為兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝中的一級和/或二級反應器；冷凍脫醚塔用于合成氯甲烷生產過程中的二甲醚脫除，均具有結構合理，抗腐蝕能力強，使用壽命長，運行成本低等優點。附圖說明圖1為現有合成氯甲烷工藝流程示意圖。圖2為本專利技術兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝流程示意圖。圖3為本專利技術塔式反應器結構剖視示意圖。圖4為圖1的左視示意圖。圖5為圖3中A-A剖本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝，其特征是包括：（ａ）兩步法合成氯甲烷：首先由解吸塔（１０９）向一級反應器（１０５）中通入９９．５％ＨＣｌ，９９．５％ＨＣｌ與在一級反應器（１０５）中的甲醇蒸汽和二甲醚蒸汽相遇，在飽和ＺｎＣｌ↓［２］水溶液的作用下，有６０～９０％的甲醇生成二甲醚，僅有１０～４０％的甲醇生成氯甲烷，放出一個分子水，反應溫度１００～１５０℃，一級反應器（１０５）下部填料用氣態甲醇汽提ＺｎＣｌ↓［２］溶液中的ＨＣｌ，經貧ＨＣｌ的ＺｎＣｌ↓［２］溶液洗滌后，使含二甲醚稀酸水中只有１～３％ＨＣｌ，將６０～７０℃含１～３％ＨＣｌ的二甲醚酸水與ＮａＯＨ溶液用泵送入靜態混合器（１１０）混合后，進入醚、醇回收塔（１１１），在醚、醇回收塔（１１１）排出（甲醇十二甲醚）＜０．１％的堿性廢水送生化處理場處理，醚、醇回收塔（１１１）回收的含二甲醚甲醇與一級反應器（１０５）分凝后的氣相含二甲醚氯甲烷匯合，按ＨＣｌ／（甲醇十二甲醚）＝１．１０～１．３５配入氯化氫氣，進入二級反應器（１１４），二級反應器（１１４）為鼓泡式反應器（１０１）、或塔式反應器（１１２），二級反應器出口（２２）的粗氯甲烷經分凝器（１１５ｂ）得到含３０～３５％ＨＣｌ的酸性冷凝液，在氯化氫解吸塔（１０９）中甲醇與ＨＣｌ反應生成的氯甲烷隨氯化氫氣送一級反應器（１０５）、二級反應器（１１４），在二級反應器（１１４）中合成氯甲烷生成的Ｈ↓［２］Ｏ用于Ｍ↓［２］水解的補充水，水冷后的粗氯甲烷含有０．１～０．３％（ｗｔ）的二甲醚；（ｂ）冷凍脫水、脫二甲醚：水冷后的粗氯甲烷含有０．１～０．３％（ｗｔ）的二甲醚送入脫醚塔（１０６）中，往脫醚塔（１０６）入口管道中噴入液體氯甲烷，獲得＜－２３℃低溫，氣相中的甲醇和二甲醚與ＨＣｌ反應生成氯甲烷和水，水變成冰，冰與ＨＣｌ氣體生成６０～７０％ＨＣｌ超濃鹽酸，將二甲醚脫到＜５０ｐｐｍ（ｗｔ），６０～７０％ＨＣｌ超濃鹽酸送入氯化氫解吸塔（１０９）；（ｃ）冷稀鹽酸洗脫氯化氫：脫醚塔（１０６）脫二甲醚后的氯甲烷氣體中含有ＨＣｌ，將含有ＨＣｌ的氯甲烷氣體送入冷濃鹽酸吸收塔（１０７）中，被吸收塔（１０７）中經過冷凍鹽水冷卻的２９％ＨＣｌ的鹽酸在０～－５℃低溫下吸收，形成３０～３１％ＨＣｌ的濃鹽酸，ＨＣｌ＜３００ｐｐｍ（ｗｔ）的氯甲烷氣進入冷稀鹽酸吸收塔（１０８）中，被吸收塔（１０８）中２２．５～２３．５％ＨＣｌ的稀鹽酸在＜－２...
【技術特征摘要】
1.一種兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝，其特征是包括(a)兩步法合成氯甲烷首先由解吸塔(109)向一級反應器(105)中通入99.5％HCl，99.5％HCl與在一級反應器(105)中的甲醇蒸汽和二甲醚蒸汽相遇，在飽和ZnCl2水溶液的作用下，有60～90％的甲醇生成二甲醚，僅有10～40％的甲醇生成氯甲烷，放出一個分子水，反應溫度100～150℃，一級反應器(105)下部填料用氣態甲醇汽提ZnCl2溶液中的HCl，經貧HCl的ZnCl2溶液洗滌后，使含二甲醚稀酸水中只有1～3％HCl，將60～70C含1～3％HCl的二甲醚酸水與NaOH溶液用泵送入靜態混合器(110)混合后，進入醚、醇回收塔(111)，在醚、醇回收塔(111)排出(甲醇+二甲醚)＜0.1％的堿性廢水送生化處理場處理，醚、醇回收塔.(111)回收的含二甲醚甲醇與一級反應器(105)分凝后的氣相含二甲醚氯甲烷匯合，按HCl/(甲醇+二甲醚)＝1.10～1.35配入氯化氫氣，進入二級反應器(114)，二級反應器(114)為鼓泡式反應器(101)、或塔式反應器(112)，二級反應器出口(22)的粗氯甲烷經分凝器(115b)得到含30～35％HCl的酸性冷凝液，在氯化氫解吸塔(109)中甲醇與HCl反應生成的氯甲烷隨氯化氫氣送一級反應器(105)、二級反應器(114)，在二級反應器(114)中合成氯甲烷生成的H2O用于M2水解的補充水，水冷后的粗氯甲烷含有0.1～0.3％(wt)的二甲醚；(b)冷凍脫水、脫二甲醚水冷后的粗氯甲烷含有0.1～0.3％(wt)的二甲醚送入脫醚塔(106)中，往脫醚塔(106)入口管道中噴入液體氯甲烷，獲得＜-23℃低溫，氣相中的甲醇和二甲醚與HCl反應生成氯甲烷和水，水變成冰，冰與HCl氣體生成60～70％HCl超濃鹽酸，將二甲醚脫到＜50ppm(wt)，60～70％HCl超濃鹽酸送入氯化氫解吸塔(109)；(c)冷稀鹽酸洗脫氯化氫脫醚塔(106)脫二甲醚后的氯甲烷氣體中含有HCl，將含有HCl的氯甲烷氣體送入冷濃鹽酸吸收塔(107)中，被吸收塔(107)中經過冷凍鹽水冷卻的29％HCl的鹽酸在0～-5℃低溫下吸收，形成30～31％HCl的濃鹽酸，HCl＜300ppm(wt)的氯甲烷氣進入冷稀鹽酸吸收塔(108)中，被吸收塔(108)中22.5～23.5％HCl的稀鹽酸在＜-23℃低溫下吸收，HCl分壓＜0.016mmHg，在吸收塔(108)中噴入液體氯甲烷，液體氯甲烷致冷形成＜-23℃低溫，22.5～23.5％HCl的稀鹽酸吸收過剩的HCl，使HCl＜10ppm(wt)，得到精制氯甲烷成品。2.一種兩步法合成氯甲烷、冷法脫二甲醚、脫氯化氫工藝所用的塔式反應器，它包括反應器本體(28)，氣體出口(25)，液體出口(44)，至少...
【專利技術屬性】
技術研發人員：余家驤，
申請(專利權)人：余家驤，
類型：發明
國別省市：22[中國|吉林]
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