一种金基催化降低乙炔氢氯化副产物的制备氯乙烯的方法技术

本发明专利技术提供了一种金基催化降低乙炔氢氯化副产物的制备氯乙烯的方法，涉及氯乙烯合成技术领域，包括步骤：(1)将氯化氢和乙炔气体混匀，得到混合气1；(2)将部分混合气1通入装有催化剂的前台转化器，得到混合气2；(3)将剩余混合气1和混合气2混合，通入装有催化剂的后台转化器，得到粗氯乙烯；经后处理得到精氯乙烯单体。本发明专利技术使用金基催化剂进行催化，将进入前台的混合气一分为二，5

【技术实现步骤摘要】
一种金基催化降低乙炔氢氯化副产物的制备氯乙烯的方法


[0001]本专利技术属于氯乙烯合成
，具体涉及一种金基催化降低乙炔氢氯化副产物的制备氯乙烯的方法。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯(PVC)是五大通用型树脂之一，具有难燃、抗化学腐蚀、耐磨、电绝缘性优良和机械强度较高等优点是最常见的基础原材料和高分子材料，广泛应用于农业、石油化工、轻工、化学建材、电力、冶金、国防军工、建材、食品加工等主要领域，在经济发展和人们的日常生活中占有非常重要的地位。
[0003]聚氯乙烯是由氯乙烯(VCM)在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。目前，VCM生产路线根据其原料来源不同，主要分为乙烯法和电石法。由于原料条件等原因，我国绝大多数采用乙炔法制备氯乙烯，即通过乙炔气体与氯化氢气体在载体和氯化汞催化剂的作用下发生合成反应。
[0004]汞触媒在使用过程中由于生化及中毒等原因会造成活性下降并产生汞的损耗与流失。目前，我国聚氯乙烯行业汞消耗量大、汞排放造成的汞污染问题使行业企业面临来自环保方面的严峻考验。PVC行业汞污染治理是我国汞污染防治的重点领域，“减量化、无汞化”将是电石法聚氯乙烯行业汞污染防治工作需长期坚持的工作路线，既是行业加快转型升级的必然要求，也是提高行业安全环保水平的紧迫要求。
[0005]采用低汞工艺制备氯乙烯的传统方法，一般是采用前后台转化器串联使用的方式。传统工艺下，是将新鲜的低汞催化剂先装填在后台转化器，运行一段时间无法满足后台乙炔出口含量要求时，转移至前台转化器，此有利于提高低汞催化剂全生命周期的寿命，降低生产成本。
[0006]中国专利技术专利CN108373400A公布了一种乙炔法氯乙烯合成工艺，分前转换器和后转换器两部分，20
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90％的混合气体先在前转换器反应后，在与剩余混合气体预热后，在后转换器混合反应生成粗氯乙烯。采用低汞催化剂或无汞催化剂进行反应。该工艺催化剂前后转换器的催化剂不需要抽翻，提高了设备运转率。其所制备的氯乙烯纯度不小于85.3％，乙炔含量不大于2.0％，氧含量不大于2.3％，氯含量不大于5.7％，二氯乙烷含量不大于0.001％。
[0007]为了进一步降低汞对环境造成的污染，本领域学者对无汞催化制备氯乙烯做了大量的研究。中国专利技术专利CN105330512A公布了一种乙炔氯化氢无汞化制备氯乙烯的方法，将乙炔和氯化氢混合预热后通入装有碳载非汞贱金属催化剂的一级反应器中，得到气相产物冷凝得到产物氯乙烯；未冷凝的混合气体通入装有碳载非汞贱金属催化剂的二级反应器中，冷冻后得到另一部分产物。经过两级分离后，乙炔的转化率大于97.7％，氯乙烯的选择性大于98％。但制备氯乙烯需要进行间断的两级反应器，且中间需要冷凝收集粗氯乙烯，操作较复杂。
[0008]而金基催化剂是目前最有可能替代低汞催化剂的产品，但是在现有的低汞装置上
面临着一些列的技术难题。金基催化剂在全面替换低汞催化剂时，无法从后台开始替换，当前台装填低汞催化剂运行时，汞蒸汽会随着原料气进入后台造成金基催化剂失活，且增加了废金基催化剂的处理难度。所以，必须先从前台开始替换。当新鲜的金基催化剂直接装填在前台转化器时，由于其超高的活性，造成前台床层温度难以控制，热点温度超过200℃，从而导致产物大幅增加，不仅影响着氯乙烯单体的生产成本，也直接影响氯乙烯单体品质的提升。
[0009]因此，从可持续发展和产物质量的角度来看，亟需找到一种可工业化生产的、无汞催化乙炔氢氯化，可显著降低副产物、提高氯乙烯产物质量的制备方法。

技术实现思路

[0010]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种金基催化降低乙炔氢氯化副产物的制备氯乙烯的方法，将氯化氢和乙炔混合气的一部分配气通入后台，可以有效地稳定前后台转化器床层温度以及热点温度，在保证金基催化剂寿命的前提下，大幅度降低副产物的产生量。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0012]首先，本专利技术提供一种金基催化降低乙炔氢氯化副产物的制备氯乙烯的方法，包括以下步骤：
[0013](1)将氯化氢和乙炔气体混匀，得到混合气1；
[0014](2)将占混合气1 80
‑
95％的混合气通入装有催化剂的前台转化器，得到混合气2；
[0015](3)将剩余混合气1和混合气2混合，通入装有催化剂的后台转化器，得到粗氯乙烯；
[0016](4)将粗氯乙烯经水洗、碱洗、精馏得到精氯乙烯单体。
[0017]优选地，步骤(1)中，所述氯化氢与乙炔的体积比为1
‑
1.1:1。
[0018]进一步优选地，所述氯化氢与乙炔的体积比为1.05:1。
[0019]优选地，步骤(1)中，所述氯化氢的纯度≥95％，乙炔的纯度≥99.5％，混合气的含水量≦100ppm。
[0020]优选地，步骤(1)中，所述乙炔的空速为40
‑
60h
‑1。
[0021]进一步优选地，所述乙炔的空速为50h
‑1。
[0022]优选地，步骤(2)中，所述得到混合气2的具体步骤为：将占混合气1 85
‑
90％的混合气通入装有催化剂的前台转化器，前台床层温度控制在140
‑
180℃，热点温度控制在160
‑
180℃，得到混合气2。
[0023]进一步优选地，所述得到混合气2的具体步骤为：将占混合气1 90％的混合气通入装有催化剂的前台转化器，前台床层温度控制在150
‑
170℃，热点温度控制在170℃，得到混合气2。
[0024]优选地，步骤(2)中，所述得到混合气2，混合气1在转换器中的停留时间为72s。
[0025]优选地，步骤(3)中，所述得到粗氯乙烯的具体步骤为：将剩余混合气1和混合气2混合，通入装有催化剂的后台转化器，后台床层温度控制在140
‑
180℃，热点温度控制在160
‑
180℃，得到粗氯乙烯。
[0026]进一步优选地，所述得到粗氯乙烯的具体步骤为：将剩余混合气1和混合气2混合，
通入装有催化剂的后台转化器，后台床层温度控制在140
‑
160℃，热点温度控制在160℃，得到粗氯乙烯。
[0027]优选地，步骤(3)中，所述得到粗氯乙烯，剩余混合气1和混合气2混合后，在转换器中的停留时间为90s。
[0028]优选地，步骤(2)
‑
(3)中，所述催化剂为无汞化催化剂。
[0029]进一步优选地，所述催化剂为金基催化剂，选自氯化金、三氯化金、四氯金酸、八氯化四金中的至少一种。
[0030]更进一步优选地，所述催化剂为三氯化金，三氯化金的负载量为0.5
‑2‰
，催化剂为片状或柱状，粒径为3
‑
6mm，堆积密度为0.46
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金基催化降低乙炔氢氯化副产物的制备氯乙烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氯化氢和乙炔气体混匀，得到混合气1；(2)将占混合气80
‑
95％的混合气通入装有催化剂的前台转化器，得到混合气2；(3)将剩余混合气1和混合气2混合，通入装有催化剂的后台转化器，得到粗氯乙烯；(4)将粗氯乙烯经水洗、碱洗、精馏得到精氯乙烯单体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氯化氢与乙炔的体积比为1
‑
1.1:1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述乙炔的空速为40
‑
60h
‑1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述得到混合气2的具体步骤为：将占混合气1 85
‑
90％的混合气通入装有催化剂的前台转化器，前台床层温度控制在140
‑
180℃，热点温度控制在160
‑
180℃，得到混合气2。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述得到混合气2的具体步骤为：将占混合气1 90％的混合气通入装有催化剂的前台转化器，前台床层温度控制在150
‑
170℃，热点温度控制在170℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长森，牛强，童刚，边伟康，
申请(专利权)人：内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司鄂尔多斯市西金矿冶有限责任公司，
类型：发明
国别省市：