一种偏氯乙烯的连续化制备系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种偏氯乙烯的连续化制备系统及方法，本发明专利技术通过两级超重力反应器耦合，采用水蒸气汽提的方式将产物偏氯乙烯与水蒸气以共沸物形式从反应体系蒸出，以该方式得到的产物纯度较高，同时基于汽提和超重力配合，使得三氯乙烷与碱液快速混合传质，将产物偏氯乙烯以共沸物的形式从反应体系中快速蒸出(基于水蒸气的快速扩散)，使反应一直向生成偏氯乙烯的方向进行，转化率得到显著提升，试验装置证明，本发明专利技术可使偏氯乙烯产品纯度稳定在98％(质量分数)以上，使氯化盐废水TOC值降低到100mg/L以下，降低物耗和后续含盐废水处理的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种偏氯乙烯的连续化制备系统及方法
本专利技术涉及偏氯乙烯的制备领域，更具体的，涉及一种偏氯乙烯的连续化制备系统及方法。
技术介绍
偏氯乙烯做为一种重要的聚合单体，是生产聚偏二氯乙烯(PVDC)树脂和PVDC乳胶的主要单体，也是生产氯氟烃替代物的一种重要中间体，在医药、燃料等行业也具有重要的地位，用途相当广泛。其聚合物可用于纤维，改性树脂，涂料，粘合剂，防火涂料，食品和化学品包装材料。目前国内主要采用的是1,1,2-三氯乙烷液相皂化法，但现有的1,1,2-三氯乙烷皂化反应工艺落后，造成设备生产能力低，能耗高，VDC纯度低，易生成副产物氯乙炔。且氯乙炔极不稳定，极易分解、自燃，浓度积聚时甚至发生爆炸，对安全生产造成一定威胁。因此必须改进连续反应制备偏氯乙烯的系统，以提高设备生产能力，保证生产过程的安全。对于1,1,2-三氯乙烷连续反应制备偏氯乙烯，根据所用碱的不同，皂化又可分为氢氧化钠法，氢氧化钙法和氢氧化铵法。其中氢氧化钙法因为成本低，氯乙炔的生成量较低，反应比较安全，因而被广泛应用，其反应方程式如下：2C2H3Cl3+Ca(OH)2→2CH2＝CCl2+CaCl2+2H2O(1)而1,1,2-三氯乙烷与氢氧化钙反应生成偏氯乙烯的同时，还会发生副反应生成氯乙炔、顺式1,2-二氯乙烯和反式1,2-二氯乙烯，反应如下所示：2CH2＝CCl2+Ca(OH)2→2CH≡CCl+CaCl2+2H2O2C2H3Cl3+Ca(OH)2→2CHCl＝CHCl(顺式)+CaCl2+2H2O>2C2H3Cl3+Ca(OH)2→2CHCl＝CHCl(反式)+CaCl2+2H2O当前主要的工业生产工艺为1,1,2-三氯乙烷和氢氧化钙溶液在大型搅拌釜中反应，随后通过多级精馏塔精馏分离轻重组分，得到精制后的偏氯乙烯产品和副产的氯化钙溶液。如中国专利CN200310122646.9报道了一种采用多级搅拌釜串联制备偏氯乙烯的方法以达到高转化率。中国专利CN201780050736.1报道了一种反应釜设备，采用装备多级叶轮的搅拌釜以改善该反应的反应性。但是上述方法均存在例如副产物含量高、转化率低，CaCl2废水中总有机碳(TOC)值高等问题，且业内也没有良好的解决方法。
技术实现思路
为了解决上述问题中的至少一个，本专利技术一方面提供了一种偏氯乙烯的连续化制备系统，包括：第一超重力反应器，其液体入口与三氯乙烷和碱液的进液管路连通，其气体入口与水蒸气管路连通；反应釜，其进口与所述第一超重力反应器的液体出口连通，气体进口与所述第一超重力反应器的气体出口连通，所述反应釜通过第一分支管路与外部的一产品储罐连通；第二超重力反应器，其液体出口与所述反应釜的液体进口连通，气体进口与所述反应釜的气体出口连通；以及冷凝循环管路，与所述第二超重力反应器的气体出口和气体入口形成冷凝回路。在优选的实施例中，所述反应釜通过第二分支管路与所述第一超重力反应器的液体入口连通，所述连续化制备系统还包括：第一阀门，位于所述第一分支管路上；第二阀门，位于所述第二分支管路上。在优选的实施例中，还包括：阀门控制器，与所述第一阀门和/或所述第二阀门耦接，用于控制对应阀门的开合度。在优选的实施例中，还包括：检测器，检测三氯乙烷和碱液的进液管路处的流量；处理器，根据所述流量确定所述对应阀门的开合度。在优选的实施例中，所述第一超重力反应器和所述第二超重力反应器为旋转填充床。在优选的实施例中，所述旋转填充床内设有疏油填料。在优选的实施例中，所述疏油填料上形成有多个贯穿的微孔。在优选的实施例中，所述微孔为微纳尺度。在优选的实施例中，所述第一超重力反应器的气体入口位于所述第一超重力反应器的侧壁上，并且朝向所述填料内部设置。本专利技术进一步提供一种偏氯乙烯的连续化制备方法，所述连续化制备方法包括：利用如上所述的连续化制备系统制备偏氯乙烯。本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种偏氯乙烯的连续化制备系统及方法，本专利技术通过两级超重力反应器耦合，采用水蒸气汽提的方式将产物偏氯乙烯与水蒸气以共沸物形式从反应体系蒸出，以该方式得到的产物纯度较高，水蒸气一方面通过外部的水蒸气源补充，另一方面可以经过反应循环再利用，形成水蒸气循环，进而可以保证水蒸气的用量，不需要大量水蒸气；进一步的，采用共沸物结合多级超重力反应器，针对本专利技术的反应体系中的共沸物特性，大大提高了共沸物的气相传质和液相传质效率，进而使得反应整体转化率更高，同时基于汽提和超重力配合，使得三氯乙烷与碱液快速混合传质，将产物偏氯乙烯以共沸物的形式从反应体系中快速蒸出(基于水蒸气的快速扩散)，使反应一直向生成偏氯乙烯的方向进行，转化率得到显著提升，试验装置证明，本专利技术可使偏氯乙烯产品纯度稳定在98％(质量分数)以上，使氯化盐废水TOC值降低到100mg/L以下，降低物耗和后续含盐废水处理的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出本专利技术实施方式中一种偏氯乙烯的连续化制备系统结构示意图。图1的附图标记，1、三氯乙烷溶液入口；2、氢氧化钙溶液入口；3、一号储罐；4、二号储罐；5、一号泵；6、二号泵；7、水蒸气入口；8、第一超重力反应器；9、搅拌釜反应器；10、第二超重力反应器；11、循环泵；12、冷凝器；13、产品偏氯乙烯出口；14、中和剂盐酸入口；15、调节罐；16、氯化盐废水出口。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术专利技术人研究发现，目前制备偏氯乙烯的主流生产工艺是：三氯乙烷和氢氧化钙溶液在大型搅拌釜中反应，随后通过多级精馏塔精馏分离轻重组分，得到精制后的偏氯乙烯产品和副产的氯化钙溶液，但是目前存在诸多不足，例如产品转化率低、极易发生多个副反应等，业内仍然没有较好的解决方式，同时业内研究者不知晓导致其不足的原因所在，有关方面的研究进展一直停滞不前。经过专利技术人的实验探究，导致上述不足的原因是在搅拌釜中气液混合较差，导致油水两相不能充分接触，且氢氧化钙极易粘附，反应釜内压降较大，无法及时转移产品，导致转换率低，并且容易造成设备堵塞；而且由于油水两相混合效果差，造成局部碱过量，且反应时间长，极易发生多个副反应。具体如下所示：(1)反应效率低，反应时间长。1,1,2-三氯乙烷与氢氧化钙悬液是完全不互溶的，1,1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏氯乙烯的连续化制备系统，其特征在于，包括：/n第一超重力反应器，其液体入口与三氯乙烷和碱液的进液管路连通，其气体入口与水蒸气管路连通；/n反应釜，其进口与所述第一超重力反应器的液体出口连通，气体进口与所述第一超重力反应器的气体出口连通，所述反应釜通过第一分支管路与外部的一产品储罐连通；/n第二超重力反应器，其液体出口与所述反应釜的液体进口连通，气体进口与所述反应釜的气体出口连通；以及/n冷凝循环管路，与所述第二超重力反应器的气体出口和气体入口形成冷凝回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种偏氯乙烯的连续化制备系统，其特征在于，包括：
第一超重力反应器，其液体入口与三氯乙烷和碱液的进液管路连通，其气体入口与水蒸气管路连通；
反应釜，其进口与所述第一超重力反应器的液体出口连通，气体进口与所述第一超重力反应器的气体出口连通，所述反应釜通过第一分支管路与外部的一产品储罐连通；
第二超重力反应器，其液体出口与所述反应釜的液体进口连通，气体进口与所述反应釜的气体出口连通；以及
冷凝循环管路，与所述第二超重力反应器的气体出口和气体入口形成冷凝回路。


2.根据权利要求1所述的连续化制备系统，其特征在于，所述反应釜通过第二分支管路与所述第一超重力反应器的液体入口连通，所述连续化制备系统还包括：
第一阀门，位于所述第一分支管路上；
第二阀门，位于所述第二分支管路上。


3.根据权利要求2所述的连续化制备系统，其特征在于，还包括：
阀门控制器，与所述第一阀门和/或所述第二阀门耦接，用于控制对应阀门的开合度。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮亮，周黎旸，初广文，林金元，孙宝昌，陈建峰，张一栋，邹海魁，吴志刚，余云飞，罗勇，李天娇，
申请(专利权)人：北京化工大学，浙江衢州巨塑化工有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11