多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置，循環(huán)二氯乙烷管線首先分成溶氯二氯乙烷管線、分散乙烯二氯乙烷管線兩路，溶氯混合器出口通過(guò)溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置分成至少二點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器；分散乙烯二氯乙烷管線和乙烯進(jìn)料系統(tǒng)、分散乙烯混合器連接，管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器出口與鼓泡塔相連，鼓泡塔頂與產(chǎn)品氣冷凝器、氣液分離器相連，氣液分離器液相出口與儲(chǔ)罐相連。本實(shí)用新型可避免反應(yīng)局部過(guò)熱，減少副反應(yīng)，產(chǎn)品純度高；降低乙烯反應(yīng)損失；單獨(dú)設(shè)置了溶氯二氯乙烷冷凝器，使能耗更低；本實(shí)用新型經(jīng)濟(jì)性高，生產(chǎn)便于操作，安全可靠。該裝置在其他類(lèi)似的氯化過(guò)程中也可以推廣應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙院管式氯化反應(yīng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種利用純乙烯或者稀乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷的生產(chǎn)裝置。技術(shù)背景
[0002]二氯乙烷(EDC)是生產(chǎn)聚氯乙烯的基本原料。全球約95%的EDC用于生產(chǎn)氯乙烯(VCM)。EDC作為有機(jī)溶劑等用途也較為廣泛。
[0003]工業(yè)上EDC生產(chǎn)常用的方法是乙烯直接氯化法或氧氯化法，是在催化劑存在下用氯氣直接氯化乙烯或用無(wú)水氯化氫氧氯化乙烯制得。工業(yè)化中的典型工藝及反應(yīng)設(shè)備主要有以下幾種:中溫氯化技術(shù)立式鼓泡塔反應(yīng)器，該反應(yīng)器設(shè)有氣體分布器和拉西環(huán)填料，存在著反應(yīng)能力小，混合效果一般的缺點(diǎn)；高溫氯化技術(shù)一體化的反應(yīng)器和精餾塔，存在著混合效果不理想的情況；高溫氯化技術(shù)立式鼓泡塔反應(yīng)器，設(shè)置了氯氣混合器，該裝置一定程度上提高了混合效果，但存在操作彈性小，反應(yīng)熱移除不及時(shí)的特點(diǎn)。以上工業(yè)化反應(yīng)設(shè)備相對(duì)應(yīng)用成熟，生產(chǎn)穩(wěn)定，但普遍存在反應(yīng)操作彈性小，反應(yīng)效率還不高的缺陷，并且使用原料也僅適用于純乙烯，未考慮稀乙烯氯化對(duì)混合、散熱要求更高的反應(yīng)特性。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利CN2903057Y介紹了適用靜態(tài)混合器的直接氯化設(shè)備，其反應(yīng)段設(shè)置了內(nèi)構(gòu)件，在混合效率上有了一定提高，循環(huán)二氯乙烷分為2路，分別溶解乙烯氯氣提高了乙烯和氯氣的混合效果，并在循環(huán)二氯乙烷總管線上設(shè)置了冷凝器，降低了循環(huán)二氯乙烷的溫度，提高了溶氯效果，在一定程度上提高了產(chǎn)品純度，存在的問(wèn)題是:在后續(xù)混合反應(yīng)中乙烯與氯氣配比控制效果不好，仍存在局部過(guò)熱和造成副產(chǎn)物增加及乙烯轉(zhuǎn)化率不高的缺點(diǎn)，另外冷凝器冷卻循環(huán)二氯乙烷量過(guò)大，不能使反應(yīng)熱充分利用，節(jié)能效果差。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利CN102531827A公開(kāi)了一種干氣直接氯化制備二氯乙烷的方法，特點(diǎn)是采用了管道反應(yīng)器+鼓泡塔的反應(yīng)器型式，可用于干氣的直接氯化，存在的問(wèn)題是氯氣溶解效果差，與乙烯接觸不均，干氣中乙烯轉(zhuǎn)化率不高，操作彈性小。
[0006] 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)，上述專(zhuān)利公開(kāi)的反應(yīng)設(shè)備，在反應(yīng)散熱、節(jié)能、控制、操作彈性上仍需進(jìn)一步改進(jìn)，以利于乙烯，特別是稀乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種氯化效果好、生產(chǎn)穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量好、副產(chǎn)物少的乙烯、特別是稀乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷的裝置。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型包括循環(huán)二氯乙烷管線、溶氯二氯乙烷管線、分散乙烯二氯乙烷管線、溶氯二氯乙烷冷凝器、氯氣進(jìn)料系統(tǒng)、乙烯進(jìn)料系統(tǒng)、溶氯混合器、分散乙烯混合器、分散乙烯二氯乙烷出口管線、管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器、溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置、鼓泡塔、產(chǎn)品氣冷凝器、氣液分離器、儲(chǔ)罐、循環(huán)泵、連接件、各種控制閥門(mén)和安全閥門(mén)、計(jì)量?jī)x表、排空管線和保護(hù)管線，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是循環(huán)二氯乙烷管線首先分成溶氯二氯乙烷管線、分散乙烯二氯乙烷管線兩路，溶氯二氯乙烷管線與溶氯二氯乙烷冷凝器連接后和氯氣進(jìn)料系統(tǒng)、溶氯混合器相連，溶氯混合器出口通過(guò)溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置分成至少二點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器；分散乙烯二氯乙烷管線和乙烯進(jìn)料系統(tǒng)、分散乙烯混合器連接，通過(guò)分散乙烯二氯乙烷出口管線進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器；管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器是由多個(gè)管式靜態(tài)混合器使用連接件串聯(lián)而成，出口與鼓泡塔相連，鼓泡塔頂與產(chǎn)品氣冷凝器、氣液分離器相連，氣液分離器液相出口與儲(chǔ)罐相連，儲(chǔ)罐與鼓泡塔相連用于保持液位；鼓泡塔底通過(guò)循環(huán)泵與循環(huán)二氯乙烷管線相連。
[0009]作為優(yōu)設(shè)計(jì)，在循環(huán)二氯乙烷管線去溶氯二氯乙烷管線上單獨(dú)設(shè)置溶氯二氯乙烷冷凝器。
[0010]作為更優(yōu)設(shè)計(jì)，氯氣經(jīng)氯氣進(jìn)料系統(tǒng)首先在溶氯混合器中充分溶解于循環(huán)二氯乙烷中，再通過(guò)溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置分成至少三點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器，每個(gè)進(jìn)料點(diǎn)均設(shè)置控制閥門(mén)及計(jì)量?jī)x表。在操作中可以使單個(gè)進(jìn)料點(diǎn)不投用，進(jìn)料點(diǎn)可采用噴嘴形式或其他形式。
[0011]更優(yōu)選的設(shè)計(jì)是溶氯二氯乙烷最后一個(gè)進(jìn)料點(diǎn)與鼓泡塔之間仍至少設(shè)有一段管式靜態(tài)混合器，確保在管道內(nèi)均勻充分混合反應(yīng)。
[0012]本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、通過(guò)溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置將溶解的氯氣分成至少三點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器，可更大程度的避免局部過(guò)熱，從而減少副反應(yīng)的生產(chǎn)，適用于乙烯，特別是稀乙烯直接氯化過(guò)程；
[0014]2、多點(diǎn)進(jìn)氯的設(shè)計(jì)，在管道反應(yīng)區(qū)，除了最后一個(gè)氯氣進(jìn)料點(diǎn)外，其他氯氣進(jìn)料點(diǎn)都可設(shè)置乙烯高過(guò)量操作，可以使副產(chǎn)物的生成非常低，提高了產(chǎn)品純度，并且反應(yīng)區(qū)前段未反應(yīng)的乙烯繼續(xù)輸入后段反應(yīng)區(qū)，更好的促進(jìn)了乙烯溶解，避免氣相反應(yīng)，通過(guò)反應(yīng)尾氣中乙烯的含量調(diào)節(jié)最后一個(gè)氯氣進(jìn)料點(diǎn)進(jìn)料量控制乙烯和氯氣的總配比，還大大降低了乙烯的損失，在裝置設(shè)計(jì)負(fù)荷內(nèi)，乙烯和氯氣進(jìn)料量確定的情況下乙烯的損失隨著氯氣進(jìn)料點(diǎn)的增多而降低，有效的提高了乙烯轉(zhuǎn)化率，尤其適用于稀乙烯和氯氣的反應(yīng)；
[0015]3、溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置分成至少三點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器，可通過(guò)使操作某個(gè)進(jìn)料點(diǎn)投用與否，提高裝置操作彈性；
[0016]4、該裝置通過(guò)設(shè)置單獨(dú)的溶氯二氯乙烷冷凝器可以減少循環(huán)二氯乙烷冷卻量，既可以保證氯氣的充分溶解，又具有良好節(jié)能的效果。
[0017]上述的多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置可用于乙烯、特別是稀乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷的生產(chǎn)，該裝置也可在其他類(lèi)似的氯化過(guò)程中推廣應(yīng)用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0019]圖1為多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參照附圖，該多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置包括循環(huán)二氯乙烷管線1、溶氯二氯乙烷管線2、分散乙烯二氯乙烷管線3、溶氯二氯乙烷冷凝器4、氯氣進(jìn)料系統(tǒng)5、乙烯進(jìn)料系統(tǒng)6、溶氯混合器7、分散乙烯混合器8、分散乙烯二氯乙烷出口管線9、管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10、溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置11、鼓泡塔13、產(chǎn)品氣冷凝器14、氣液分離器15、儲(chǔ)罐16、循環(huán)泵17、連接件12、各種控制閥門(mén)和安全閥門(mén)、計(jì)量?jī)x表、排空管線和保護(hù)管線等組成。
[0021]具體連接安裝方式如圖1所示，循環(huán)二氯乙烷管線I分成溶氯二氯乙烷管線2和分散乙烯二氯乙烷管線3兩路，溶氯二氯乙烷管線2與溶氯二氯乙烷冷凝器4連接后和氯氣進(jìn)料系統(tǒng)5、溶氯混合器7相連，溶氯混合器7出口通過(guò)溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置11分成至少三點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10 ;分散乙烯二氯乙烷管線3和乙烯進(jìn)料系統(tǒng)6、分散乙烯混合器8連接，通過(guò)分散乙烯二氯乙烷出口管線9進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10 ;管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10出口與鼓泡塔13相連，鼓泡塔13塔頂與產(chǎn)品氣冷凝器14、氣液分離器15相連，氣液分離器15液相出口與儲(chǔ)罐16相連，儲(chǔ)罐16與鼓泡塔13相連用于保持液位，并輸出產(chǎn)品；鼓泡塔13塔底通過(guò)循環(huán)泵17與循環(huán)二氯乙烷管線I相連。其中管線和管線、管線與反應(yīng)器之間通過(guò)連接件12采用法蘭連接。
[0022]管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10是由8段管式靜態(tài)混合器使用彎頭法蘭連接。其中溶氯混合器7、分散乙烯混合器8、管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10均設(shè)有內(nèi)構(gòu)件，內(nèi)構(gòu)件采用SK、SV組合、分段設(shè)置。
[0023]氯氣在溶氯混合器7中溶解于循環(huán)二氯乙烷后，通過(guò)溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置11分成三點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10，每個(gè)進(jìn)料點(diǎn)均設(shè)置控制閥門(mén)及計(jì)量?jī)x表，其中溶氯二氯乙烷最后一個(gè)進(jìn)料點(diǎn)與鼓泡塔13之間有一段管式靜態(tài)混合器。
[0024]作為改進(jìn)，上述管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10是由6段管式靜態(tài)混合器使用法蘭連接。其中溶氯混合器7、分散乙烯混合器8、管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10均設(shè)有內(nèi)構(gòu)件，內(nèi)構(gòu)件采用波紋管規(guī)整填料。氯氣在溶氯混合器7中溶解于循環(huán)二氯乙烷后，通過(guò)溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置11分成四點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10，每個(gè)進(jìn)料點(diǎn)均設(shè)置控制閥門(mén)及計(jì)量?jī)x表，其中溶氯二氯乙烷最后一個(gè)進(jìn)料點(diǎn)與鼓泡塔13之間有二段管式靜態(tài)混合器。
[0025]作為進(jìn)一步改進(jìn)，上述管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10是由10段管式靜態(tài)混合器使用螺紋連接。其中溶氯混合器7、分散乙烯混合器8使用SMV型靜態(tài)混合器，管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器采用SK、SX型內(nèi)構(gòu)件組合使用。氯氣在溶氯混合器7中溶解于循環(huán)二氯乙烷后，通過(guò)溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置11分成五點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器10，每個(gè)進(jìn)料點(diǎn)均設(shè)置控制閥門(mén)及計(jì)量?jī)x表，其中溶氯二氯乙烷最后一個(gè)進(jìn)料點(diǎn)(第五進(jìn)料點(diǎn))正常情況下不投用，與鼓泡塔13之間有一段管式靜態(tài)混合器。
[0026]S卩，上述管線和管線、管線與反應(yīng)器之間可以直接連接，也可以通過(guò)短節(jié)、變徑等連接，連接方式可采用直接焊接、法蘭連接、螺紋連接等。而上述的多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置，其中溶氯混合器、分散乙烯混合器、溶氯二氯乙烷出口管線、分散乙烯二氯乙烷出口管線、管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器、連接件為空管或設(shè)有內(nèi)構(gòu)件或填料，內(nèi)構(gòu)件或填料可采用SK、SV、SX、SL、SH、SMV、SMX、SMI型靜態(tài)混合器、規(guī)整填料、散裝填料中的一種或幾種的組合，內(nèi)構(gòu)件或填料可連續(xù)設(shè)置或分段設(shè)置。
[0027]本實(shí)用新型的工作過(guò)程說(shuō)明:
[0028]循環(huán)二氯乙烷首先進(jìn)入循環(huán)二氯乙烷管線，然后通過(guò)溶氯二氯乙烷管線、分散乙烯二氯乙烷管線分成兩路，一路經(jīng)溶氯二氯乙烷冷凝器冷卻后連入氯氣進(jìn)料系統(tǒng)，通過(guò)溶氯混合器后使氯氣在循環(huán)二氯乙烷中充分溶解，再進(jìn)入溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置后分成至少三點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器；另一路經(jīng)分散乙烯二氯乙烷管線與乙烯進(jìn)料系統(tǒng)相連，后通過(guò)分散乙烯混合器使乙烯在循環(huán)二氯乙烷中充分分散后進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器；
[0029]在管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器中溶氯二氯乙烷分多點(diǎn)與分散乙烯二氯乙烷充分混合反應(yīng)生成二氯乙烷，未反應(yīng)乙烯和氯氣進(jìn)入鼓泡塔，鼓泡塔頂蒸汽進(jìn)入產(chǎn)品氣冷凝器，經(jīng)氣液分離器進(jìn)入儲(chǔ)罐相連，儲(chǔ)罐與鼓泡塔相連用于保持液位，并輸出產(chǎn)品；鼓泡塔底二氯乙烷通過(guò)循環(huán)泵送到循環(huán)二氯乙烷管線循環(huán)使用。
[0030]溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置分成至少三點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器，并在每個(gè)進(jìn)料點(diǎn)均設(shè)置控制閥門(mén)及計(jì)量?jī)x表，可有效避免局部過(guò)熱，減少副反應(yīng)的生產(chǎn)，大大提高了產(chǎn)品純度和乙烯轉(zhuǎn)化率，并利于操作彈性的調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置，包括循環(huán)二氯乙烷管線、溶氯二氯乙烷管線、分散乙烯二氯乙烷管線、溶氯二氯乙烷冷凝器、氯氣進(jìn)料系統(tǒng)、乙烯進(jìn)料系統(tǒng)、溶氯混合器、分散乙烯混合器、分散乙烯二氯乙烷出口管線、管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器、溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置、鼓泡塔、產(chǎn)品氣冷凝器、氣液分離器、儲(chǔ)罐、循環(huán)泵、連接件、各種控制閥門(mén)和安全閥門(mén)、計(jì)量?jī)x表、排空管線和保護(hù)管線，其特征在于:循環(huán)二氯乙烷管線首先分成溶氯二氯乙烷管線、分散乙烯二氯乙烷管線兩路，溶氯二氯乙烷管線與溶氯二氯乙烷冷凝器連接后和氯氣進(jìn)料系統(tǒng)、溶氯混合器相連，溶氯混合器出口通過(guò)溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置分成至少二點(diǎn)進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器；分散乙烯二氯乙烷管線和乙烯進(jìn)料系統(tǒng)、分散乙烯混合器連接，通過(guò)分散乙烯二氯乙烷出口管線進(jìn)入管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器；管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器是由多個(gè)管式靜態(tài)混合器使用連接件串聯(lián)而成，出口與鼓泡塔相連，鼓泡塔頂與產(chǎn)品氣冷凝器、氣液分離器相連，氣液分離器液相出口與儲(chǔ)罐相連，儲(chǔ)罐與鼓泡塔相連用于保持液位；鼓泡塔底通過(guò)循環(huán)泵與循環(huán)二氯乙烷管線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置，其特征在于:與循環(huán)二氯乙烷管線連接的溶氯二氯乙烷管線上單獨(dú)設(shè)置有溶氯二氯乙烷冷凝器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置，其特征在于:氯氣進(jìn)料系統(tǒng)首先與溶氯混合器相連通再與溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置相連接，溶氯二氯乙烷多點(diǎn)進(jìn)料裝置至少分成三個(gè)進(jìn)料點(diǎn)并分別于管式靜態(tài)混合氯化反應(yīng)器連通，每個(gè)進(jìn)料點(diǎn)均設(shè)置控制閥門(mén)及計(jì)量?jī)x表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多點(diǎn)進(jìn)氯二氯乙烷管式氯化反應(yīng)裝置，其特征在于:溶氯二氯乙烷最后一個(gè)進(jìn)料點(diǎn)與鼓泡塔之間至少設(shè)有一段管式靜態(tài)混合器。
【文檔編號(hào)】B01J4/00GK203382688SQ201320482976
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】潘玉強(qiáng), 遲慶峰, 張浩波, 王健, 劉建路 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 山東海化集團(tuán)有限公司