制造聚氯乙烯的方法技术

一种制造聚氯乙烯的方法，本方法以煤为原料制氯乙烯；首先以煤为原料制备出甲醇，然后通过以甲醇为原料来制备乙烯，乙烯再经过氯化法制取氯乙烯，再通过氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯；拓宽了煤的衍生产品品种，此工艺以“煤”代“油”生产聚氯乙烯，实现以“煤”代“油”的能源战略，提供了一种更加经济的聚氯乙烯生产方法。同时任何化工工艺过程中产生的副产物甲醇也可通过此工艺转化为更有经济效益的产品聚氯乙烯。

【技术实现步骤摘要】
制造聚氯乙烯的方法
本专利技术涉及有机化学
，具体涉及一种制造聚氯乙烯的方法。
技术介绍
氯乙烯是一种应用于合成聚氯乙烯(PVC)的重要单体，可通过乙烯法或乙炔法制得。乙烯法主要以石油和原盐为原料，通过石油裂解制得的乙烯，再有乙烯氧氯化法制得氯乙烯，氯乙烯聚合得到聚氯乙烯；乙炔法则以电石和原盐为主要生产原料，通过电石制取乙炔，乙炔再与氯化氢反应生成氯乙烯，再通过氯乙烯聚合得到聚氯乙烯。中国受富煤、贫油、少气的资源限制，电石法制备氯乙烯仍占有相当大的市场比例。但是在实际生产中，电石法制1吨乙炔基需要3吨电石，以电石价格为2500元每吨计算，一吨乙炔至少需要价值7500元的原料电石，价格昂贵；使用乙烯法来制备聚氯乙烯的原料都是采用石油，目前石油资源极其紧缺，因此寻求新的制造聚氯乙烯的方法迫在眉睫。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种以煤为原料制造聚氯乙烯的方法。一种制造聚氯乙烯的方法，首先以煤为原料制备甲醇，然后以甲醇为原料制备乙烯，乙烯经过氧氯化平衡法制得氯乙烯，再通过氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯；具体制备过程包括以下步骤：制备甲醇：以干煤粉为制备甲醇的原料，将干煤粉加压气化生成气化煤，再将气化煤与纯氧通入至气化炉进行氧化反应，生成含CO和H2的粗水煤气，具体反应式为：CmHnSr+m/2O2→mCO+[n/(2-r)]H2+rH2S；取部分粗水煤气通过CO变换工序，以调整粗水煤气中CO的比例，具体反应式为：CO+H2O→H2+CO2，使气化炉内CO与H2比例在1:2～1:4之间；然后将粗水煤气通入至脱硫吸收塔内以将粗水煤气中的H2S气体去除，脱硫吸收塔内含有甲醇，能够将粗水煤气中的酸性气体吸附，CO和H2穿过脱硫吸收塔导入至添加有铜基催化剂的甲醇反应器中以合成甲醇，合成压力为3MPa～10MPa，合成温度为150℃～350℃，合成甲醇的反应式为：CO+2H2→CH3OH，CO2+3H2→CH3OH+H2O；制备乙烯：以上述制得的甲醇为原料制备乙烯，甲醇制备乙烯分为两个阶段，第一阶段：先将甲醇通入至含有金属-沸石双功能催化剂的第一反应器中以使甲醇高选择性地转化为二甲醚，具体反应式为2CH3OH→CH3OCH3+H2O；第二阶段：将生成的二甲醚通入至含有SAPO-34分子筛催化剂的第二反应器中以使二甲醚高选择性地转化为含有乙烯、丙烯及其他低碳烯烃的混合产物，反应式为2CH3OCH3→2CH2＝CH2+2H2O，再将混合产物送至烯烃分离单元分离得到乙烯；制备氯乙烯：分为三步，第一步：将上述得到的乙烯通入至第一反应器中，同时向第一反应器中通入氯气，以使乙烯与氯气发生加成反应生成二氯乙烷，乙烯与氯气的加入量摩尔比为1:1～2:1，具体反应式为：CH2＝CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl；第二步：将生成的二氯乙烷导入至第二反应器中，同时对第二反应器升温，使第二反应器的温度在400℃-700℃，以使二氯乙烷热裂解生成氯乙烯和氯化氢，具体反应式为：ClCH2CH2Cl→CH2＝CHCl+HCl，将HCl分离出，分离出的HCl气体导入至第三反应器中以进行下一反应；第三步：向第三反应器中充入氧气和上述制备出的乙烯，以使乙烯、氧气和氯化氢气体反应生成二氯乙烷，以将氯化氢气体消耗掉，具体反应式为CH2＝CH2+HCl+O2→ClCH2CH2Cl+H2O；制备聚氯乙烯：将氯乙烯通入至第四反应器中，将第四反应器的温度控制在10℃～100℃，同时加入过氧引发剂以引发氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。本专利技术采用上述技术方案，其有益效果在于：本方法以煤为原料制氯乙烯；首先以煤为原料制备出甲醇，然后通过以甲醇为原料来制备乙烯，乙烯再经过氯化法制取氯乙烯，再通过氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯；拓宽了煤的衍生产品品种，此工艺以“煤”代“油”生产聚氯乙烯，实现以“煤”代“油”的能源战略，提供了一种更加经济的聚氯乙烯生产方法。同时任何化工工艺过程中产生的副产物甲醇也可通过此工艺转化为更有经济效益的产品聚氯乙烯。具体实施方式实施例1一种制造聚氯乙烯的方法，首先以煤为原料制备甲醇，然后以甲醇为原料制备乙烯，乙烯经过氧氯化平衡法制得氯乙烯，再通过氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯；具体制备过程包括以下步骤：制备甲醇：以干煤粉为制备甲醇的原料，将干煤粉加压气化生成气化煤，再将气化煤与纯氧通入至气化炉进行氧化反应，生成含CO和H2的粗水煤气，具体反应式为：CmHnSr+m/2O2→mCO+[n/(2-r)]H2+rH2S；取部分粗水煤气通过CO变换工序，以调整粗水煤气中CO的比例，具体反应式为：CO+H2O→H2+CO2，使气化炉内CO与H2比例在1:2.2之间；然后将粗水煤气通入至脱硫吸收塔内以将粗水煤气中的H2S气体去除，脱硫吸收塔内含有甲醇，能够将粗水煤气中的酸性气体吸附，CO和H2穿过脱硫吸收塔导入至添加有铜基催化剂的甲醇反应器中以合成甲醇，合成压力为5MPa，合成温度为260℃，合成甲醇的反应式为：CO+2H2→CH3OH，CO2+3H2→CH3OH+H2O；制备乙烯：以上述制得的甲醇为原料制备乙烯，甲醇制备乙烯分为两个阶段，第一阶段：先将甲醇通入至含有金属-沸石双功能催化剂的第一反应器中以使甲醇高选择性地转化为二甲醚，具体反应式为2CH3OH→CH3OCH3+H2O；第二阶段：将生成的二甲醚通入至含有SAPO-34分子筛催化剂的第二反应器中以使二甲醚高选择性地转化为含有乙烯、丙烯及其他低碳烯烃的混合产物，反应式为2CH3OCH3→2CH2＝CH2+2H2O，再将混合产物送至烯烃分离单元分离得到乙烯；制备氯乙烯：分为三步，第一步：将上述得到的乙烯通入至第一反应器中，同时向第一反应器中通入氯气，以使乙烯与氯气发生加成反应生成二氯乙烷，乙烯与氯气的加入量摩尔比为1.1:1.0，稍微过量乙烯以使氯气反应完全，具体反应式为：CH2＝CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl；第二步：将生成的二氯乙烷导入至第二反应器中，同时对第二反应器升温，使第二反应器的温度在500℃，以使二氯乙烷热裂解生成氯乙烯和氯化氢，具体反应式为：ClCH2CH2Cl→CH2＝CHCl+HCl，将HCl分离出，分离出的HCl气体导入至第三反应器中以进行下一反应；第三步：向第三反应器中充入氧气和上述制备出的乙烯，以使乙烯、氧气和氯化氢气体反应生成二氯乙烷，以将氯化氢气体消耗掉，具体反应式为CH2＝CH2+HCl+O2→ClCH2CH2Cl+H2O；制备聚氯乙烯：将氯乙烯通入至第四反应器中，将第四反应器的温度控制在70℃，同时加入过氧引发剂以引发氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。实施例2：一种制造聚氯乙烯的方法，首先以煤为原料制备甲醇，然后以甲醇为原料制备乙烯，乙烯经过氧氯化平衡法制得氯乙烯，再通过氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯；具体制备过程包括以下步骤：制备甲醇：以干煤粉为制备甲醇的原料，将干煤粉加压气化生成气化煤，再将气化煤与纯氧通入至气化炉进行氧化反应，生成含CO和H2的粗水煤气，具体反应式为：CmHnSr+m/2O2→mCO+[n/(2-r)]H2+rH2S；取部分粗水煤气通过CO变换工序，以调整粗水煤气中CO的比例，具体反应式为：CO+H2O→H2+CO2，使气化炉内CO与H2比例在1:4之间；然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造聚氯乙烯的方法，其特征在于：首先以煤为原料制备甲醇，然后以甲醇为原料制备乙烯，乙烯经过氧氯化平衡法制得氯乙烯，再通过氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯；具体制备过程包括以下步骤：制备甲醇：以干煤粉为制备甲醇的原料，将干煤粉加压气化生成气化煤，再将气化煤与纯氧通入至气化炉进行氧化反应，生成含CO和H2的粗水煤气，具体反应式为：CmHnSr+m/2O2→mCO+[n/(2‑r)]H2+rH2S；取部分粗水煤气通过CO变换工序，以调整粗水煤气中CO的比例，具体反应式为：CO+H2O→H2+CO2，使气化炉内CO与H2比例在1:2～1:4之间；然后将粗水煤气通入至脱硫吸收塔内以将粗水煤气中的H2S气体去除，脱硫吸收塔内含有甲醇，能够将粗水煤气中的酸性气体吸附，CO和H2穿过脱硫吸收塔导入至添加有铜基催化剂的甲醇反应器中以合成甲醇，合成压力为3MPa～10MPa，合成温度为150℃～350℃，合成甲醇的反应式为：CO+2H2→CH3OH，CO2+3H2→CH3OH+H2O；制备乙烯：以上述制得的甲醇为原料制备乙烯，甲醇制备乙烯分为两个阶段，第一阶段：先将甲醇通入至含有金属‑沸石双功能催化剂的第一反应器中以使甲醇高选择性地转化为二甲醚，具体反应式为2CH3OH→CH3OCH3+H2O；第二阶段：将生成的二甲醚通入至含有SAPO‑34分子筛催化剂的第二反应器中以使二甲醚高选择性地转化为含有乙烯、丙烯及其他低碳烯烃的混合产物，反应式为2CH3OCH3→2CH2＝CH2+2H2O，再将混合产物送至烯烃分离单元分离得到乙烯；制备氯乙烯：分为三步，第一步：将上述得到的乙烯通入至第一反应器中，同时向第一反应器中通入氯气，以使乙烯与氯气发生加成反应生成二氯乙烷，乙烯与氯气的加入量摩尔比为1:1～2:1，具体反应式为：CH2＝CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl；第二步：将生成的二氯乙烷导入至第二反应器中，同时对第二反应器升温，使第二反应器的温度在400℃‑700℃，以使二氯乙烷热裂解生成氯乙烯和氯化氢，具体反应式为：ClCH2CH2Cl→CH2＝CHCl+HCl，将HCl分离出，分离出的HCl气体导入至第三反应器中以进行下一反应；第三步：向第三反应器中充入氧气和上述制备出的乙烯，以使乙烯、氧气和氯化氢气体反应生成二氯乙烷，以将氯化氢气体消耗掉，具体反应式为CH2＝CH2+HCl+O2→ClCH2CH2Cl+H2O；制备聚氯乙烯：将氯乙烯通入至第四反应器中，将第四反应器的温度控制在10℃～100℃，同时加入过氧引发剂以引发氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。...

【技术特征摘要】
1.一种制造聚氯乙烯的方法，其特征在于：首先以煤为原料制备甲醇，然后以甲醇为原料制备乙烯，乙烯经过氧氯化平衡法制得氯乙烯，再通过氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯；具体制备过程包括以下步骤：制备甲醇：以干煤粉为制备甲醇的原料，将干煤粉加压气化生成气化煤，再将气化煤与纯氧通入至气化炉进行氧化反应，生成含CO和H2的粗水煤气，具体反应式为：CmHnSr+m/2O2→mCO+[n/(2-r)]H2+rH2S；取部分粗水煤气通过CO变换工序，以调整粗水煤气中CO的比例，具体反应式为：CO+H2O→H2+CO2，使气化炉内CO与H2比例在1:2～1:4之间；然后将粗水煤气通入至脱硫吸收塔内以将粗水煤气中的H2S气体去除，脱硫吸收塔内含有甲醇，能够将粗水煤气中的酸性气体吸附，CO和H2穿过脱硫吸收塔导入至添加有铜基催化剂的甲醇反应器中以合成甲醇，合成压力为3MPa～10MPa，合成温度为150℃～350℃，合成甲醇的反应式为：CO+2H2→CH3OH，CO2+3H2→CH3OH+H2O；制备乙烯：以上述制得的甲醇为原料制备乙烯，甲醇制备乙烯分为两个阶段，第一阶段：先将甲醇通入至含有金属-沸石双功能催化剂的第一反应器中以使甲醇高选择性地转化为二甲醚，具体反应式为2CH3OH→CH3OC...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞雪，赵安平，周晓埜，赵一然，李平，贺华，
申请(专利权)人：李瑞雪，赵安平，
类型：发明
国别省市：宁夏,64