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氯乙烯生产技术的研究开发进展_李玉芳
等公司都在研究开发乙烷氧氯化制
的新
工艺 。其工艺的关键是研制开发出一种新型催化剂 ,
可降低反应温度 , 减轻设备腐蚀并减少副产物的生
成量 , 副产的氯代烃可转化成
为 所以 , 仅使用
, 提高乙烷的转
发的薄不锈钢衬里聚合釜 , 采用环形夹套 , 提高了 传热能力 , 并使用特殊的双冷挡板 , 缩短了传热时间 。
该 新型 催 化剂 损 失 仅为 的水平 。 在全 凝器 和精馏 塔 尾气 的回收 利用方 面 , 国内 主要 采用 活性炭 吸 附 、 溶 剂 回收 、 膜法 回收 以及 活
等还开发了以乙烷为原料的
条件下 , 和 的水平 。
电石
、 然后 电石 加水 生成 乙炔
和
生产路 线具有 明显的成本优势 , 我 国 乙炔与氯化氢 反应生 成 可采 用气相 或液
和下盖 , 设置在转化器本体 内 、 上部的上管板 , 设
一科技股份有限公司开发的变压吸附 技术 净化 尾气及回收 和乙炔新工艺在太化集
团公司实现工业化应用 成都华西化工研究所与西 安西化热电化工有限责任公司合作开发的回收精馏
尾气 工艺 , 已经用于西化 万吨 年的 工业化装置 。 河北中环环保设备有限公司开发的活
有空气法和纯氧法
公司的
裂解按进料状态分有液相
进料工艺和气相进料工艺等 。具有代表性的 工 艺是将 乙烯氧氯化法提纯的循环
在裂解炉 中进行裂解生产 和直 接氯化 的
。 经急冷和 能量 回收后 , 将产品分离出 循环用于氧氯化 、 高纯度 循环用于氯化和提纯 。 来自 化耗氧量 化率超过 和未反应的 装置的含
与 乙烯法 工 艺相 比 , 因 乙烷 资源 丰富 , 价格 低廉 , 生 产成 本 可 降低 兴建 了一套
第
期
江 苏氛碱
月
位
年
装置 , 该工艺的特 点是其催化剂可使反应在低于 ℃ 的温度下进行 , 降低了对建筑材料的依赖 。反 应器流出物部分冷凝后送人分离器 , 分成三种物流 , 即湿气相物流 、 湿氯化烃液相物流和含大量 液相物流 。 的 通过干燥塔进行回收 。该工艺的关
吨 年大型转化器相 比 有较大
的差距 , 为此 , 大型转化器的开发已经引起了人们
为了充分利用富含乙烷的天然气资源 , 降低原
料 成本较低 , 、 鲁姆 斯 、 孟 山都 、 及
大型聚合釜要求具有先进的除热能力及防粘釜 能力 。 台塑公司研制成功双搅拌聚合釜 , 其釜顶顶
伸 式搅 拌及 釜底 底伸 式搅拌 呈对角位 置 , 且两搅拌 转 向相 反 , 消除 了釜 内搅 拌死 角 。美 国吉 昂公司开
及 乙炔全部 回收再利用 。例 如 , 大连欧科膜技
器后 的第一只 塔顶作 为液相 获得 , 大部分 塔顶产 物
如 循环 至反应器 。 反应物组
术 工程 有限 公司开 发的有机 蒸气膜法
精馏尾
气 回收技术 , 该技 术用 于沈 阳化工股 份有 限公司 的
江苏氛碱
扩能装置上 ,
炔回收率达到
年第 期
回收率达到
, 远 小于 传 统催 化剂
的生产 目前仍 以乙炔法工艺路 线为主 。 相 工艺 , 其 中气相 工艺使 用较 多 。将 气相反 应物 与
循环气体活化后送人反应器 , 压力 和温度 缓慢上升 ,
与催化剂接触后急冷 并部分 液化 , 、 、 产 品从 反应
性 炭 纤 维 吸 附 等 改进 方 法 , 基 本 可 以将 尾 气 中的
随着反 应的进行 , 催化剂 中的活性 物种 减小 。 活性物种 烷氧氯化制
采用 氧氯化 工 艺 , 而 是通 过 “
” 单元将
回收循环 生产
到 直 接 氯 化 段 。与 传 统 平 衡 氧 氯 化 工 艺 相 比 , ” 工 艺的优 势在 于 收率 较高 成本较低 对 环境更加友好 。
化单元生成
。生成的粗
。在
在
精制单元
裂解单元裂
精 制 、 提 纯 。 然后在精
解生成的产物进人
产 品 , 未裂解的
单元 ,
返回
精制后得到纯
精制单元回收 ,
而
则返回氧氯化反应单元循环使用 。 直接氯化 氧氯化按反应器型式
键之处是氧氯化反应器 。送人的乙烷与再循环的氯
化氢混合 , 并与氧气 或富含氧气的空气 和来 自 这
的
煤粉直接制取乙炔的等离子体工艺技术 , 该工艺能
耗低 、 流程简单 、 适用于生产 的连续化和大型化 , 基本可以实现对环境的零排放 , 是一条煤洁净高效 生产乙炔的新路线 。 目前该技术 已经实现工业化生
产。 为克服 乙炔法工 艺 中氯化 汞 一活性炭 催化 剂消 耗大 , 氯化 汞挥 发腐 蚀性 大 的 问题 , 河 北石家庄 科 创 助剂有 限公 司开 发 出新 型 的汞 一分 子筛催 化剂 。 中试试验结果表 明 , 在 乙炔 氯化氢 该 新型 催化剂 的转化 率 和选 择性 分 别为 , 均优于传统催化 剂
剂载体 。 由于
关重要 , 因此常添加氯化饰 、 氯化铜及一些聚合物
以降低催化剂的挥发性 。 目前 , 我国电石 乙炔法 生产技术主要集 。 中于改进传统的生产工艺 、 解决汞催化剂污染 , 回 收利用 尾气 , 降低能耗及节省资源等方面 针对 目前的电石法煤 制乙炔传统工艺的不足 , 北京瑞思达公司和山东寿光新龙电化集团 、 深圳市
都用来生产
和 氯 化 溶 剂 等 。近 年 来 , 随着
生产和消费的快速增长 , 生产工艺也不断发展 ,
并推动了
工业的发展 。
工业化生产始于 世纪 年代 , 早 期生
冠恒通科技发展有 限公司 、 四月宜宾天原股份有限
公 司等先后研 究开 发 出干法 乙炔 生产技术 , 大大 减
产方法采用电石为原料的乙炔法路线 , 电石水解生
于
精馏的新型高效导向筛板精馏塔 , 并研制 纯度提高至
的产品价值 。 以上 , 增加了乙炔法制
出复ห้องสมุดไป่ตู้孔径高效导向筛板 , 可将
首次开发的单套生产能力 馏塔和高效 杂质含量降至
含量 降至
上下管板连接 , 圆形壳体包围列管与上下管板组焊 ,
列管和壳体形成相互隔绝的管程 、 壳程两个腔体 , 在转化床壳体上设有热水进 口 , 热水出口 , 排汽口 ,
定床反应器 , 以活性炭负载
则主要采用电石乙炔法生产工艺路线 。介绍了 以上 种生产氯乙烯方法的技术进展 , 指出了其今 后的发展方向 。
关键词 氯 乙烯 聚氯乙烯 乙烯法 乙烷法 乙 炔法 氯乙烯 氯 乙烯 是生产聚氯乙烯 的单体 , , 其余的用于生产聚偏二
量为
一
。 另外沸石和分子筛也可用作催化 的挥发性对反应器操作和产量至
万吨 年的高低沸物精
精馏系统 , 精馏中乙炔等低沸物 住 以下 , 二氯乙烷等高沸物杂质
一以下 。
排污口 , 其位置均紧贴上下管板 , 且与壳体呈径向
分很 列管内装填催化剂 , 列管外的壳体中循环热水 , 列管下部采用催化剂支撑座支撑催化剂 为避免壳 体内循环热水短路 , 壳体内设置了若干个旁路挡板 , 挡板与壳体呈径向分布 。本实用新型工艺气流分布
、 吸附 , 和
了 “ “
。` 。 新工艺
。该工艺把
。专有的 专有的 直接氯化 之后 , 不再 一
,
直接氯化、 裂解和提纯工 艺与 一 ' , 工艺相结合 , 即在乙烯与 、
与 “
。但随着反
测试 结果表 明 , 还原成
生成
裂解生成
或空 气反应生成水 和
和
应时间的延长 , 氯乙烯的选择性和收率明显下降 。
均匀 , 阻力 小 , 乙炔 空 间流速 高 , 传 热效率 高 , 催
目 前 , 国内乙炔法采用的 台产 能为 一 一 , 由于 吨
转化器平均单
年, 转化 器直 径 为 生产规模不断扩大 , 现有
转化器的设计产能已经不适应发展的需求 , 与国外
化剂及设备使用寿命长 。
乙烷法
单台生产能力为
的关注 。
置在转化器本体 内 、 下部的下管板 , 与上管板和下
管板相连接的列管 , 设置在上盖上的原料气进口 ,
设置在下盖上 的反应产物 出口 , 以及密闭的热管 ,
性炭纤维吸附氯乙烯尾气技术由传统的
化为
的
个工序简
所说的热管包括插在列管中的装有液体工作介质的
受热段和裸露在上管板上方的散热段 。 本实用新型 在列管中心安装了热管 , 能够将列管中心的反应热 及时撤移 , 以提高转化器的生产 能力 、 转化效率和
日本信越 公司开 发的新型 聚合釜采 用水冷挡 板和 除
化率 另外 , 该新工艺将 乙烷和氯气一步反应转化
个反应器 由于不 以乙烯 为原料 , 的生 产不 必依赖 乙烯裂解 装置 。新 工艺 一 。 吨 公 司在德 国 年乙烷法 中试
热盘管 , 提高了聚合釜的除热能力 , 新釜采用奥 氏
体 不锈钢作 釜 内衬 里 、 搅 拌器 和挡 板 , 进 一步提 高 了防粘效果 。 公司的 聚合釜壁 采用特种不锈
乙炔法路 线 乙炔法 路线是 电石水 解生 成 乙炔 , 乙炔 与氯化 氢反应生成 。 该方法虽然是生产 最早 的 工业化 方法 , 设备 工 艺简 单 , 但耗 电量 大 , 对环境 污染严重 。 目前 , 该方法在 国外基本上 已经被淘 汰 , 由于我 国具有 丰富廉价 的煤 炭资 源 , 因此 用煤炭和 石 灰石 生成碳化钙
有低温氯化法和高温氯化法
的不同有流化床法和固定床法 , 按所用氧源种类分
个工艺中另一处的饱和氯化烃一起 , 导人到流化床 反应器底部 , 反应生成 。 在墨西哥海湾地区建
有一套 巧 万吨 年工业生产装置 , 且还在筹建一套 万吨 年的新装置 。 原料 气 乙烯在 我 国一直 很短 缺 , 但我 国具有 丰 富的天然气和油气资源 , 其中乙烷含量很大 , 因此