一种高效氯甲烷的制备方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种氯甲烷合成方法，包括甲醇与氯化氢气体混合在催化剂作用下进行一级反应的步骤，以及在引入盐酸情况下，进行的二段反应步骤，对二段反应后得到的混合气体进行洗涤的步骤，以及对洗涤后的气体进行气液分离的步骤。通过引入盐酸，降低了循环泵介质的温度，为循环泵长时间运转创造了良好的工况；设置二段反应有效提高氯化氢的利用效率，并减少了二甲醚的含量；洗涤步骤中进行的反向洗涤降低了二段反应后得到的氯甲烷中氯化氢的含量，提高了系统氯的利用效率；分离步骤得到的含醇酸一部分送回洗涤步骤，一部分送回分离步骤，被循环使用，进一步降低了氯离子的损失。进一步降低了氯离子的损失。进一步降低了氯离子的损失。

【技术实现步骤摘要】
一种高效氯甲烷的制备方法及系统


[0001]本专利技术涉及氯甲烷制备方法，尤其是有机硅行业配套氯甲烷高效制备方法。

技术介绍

[0002]氯甲烷又名甲基氯，为无色易液化的气体，是一种重要的化工原料，多用于生产甲基氯硅烷、四甲基铅、甲基纤维素等，也可用于生产季铵化合物、农药等，在异丁橡胶生产中用作溶剂。
[0003]现有生产氯甲烷的方法一般有甲烷氯化法、甲醇氯化法、光氯化法、氧氯化法等；其中甲醇氯化法是目前使用较为广泛的一种方法，该法是将甲醇利用蒸汽加热汽化后，通入到反应釜中和氯化氢在氯化锌为触媒的条件下一同反应，生成氯甲烷。
[0004]甲醇液相催化法合成氯甲烷发生的化学反应主要反应包括：
[0005]CH3OH+HCl＝CH3Cl+H2O(主反应，在催化剂加热的条件下)
[0006]CH3OH+CH3OH＝CH3OCH3+H2O(副反应)
[0007]这种方法的优点是工艺流程简单，但是存在如下问题：
[0008]1)在反应过程中，因氯化氢的单程转化率在86％左右，对这一部分未完全转化的甲醇和氯化氢，大多数在水洗塔中被吸收，形成含醇的酸(以下简称“含醇酸”)。含醇酸目前通行的做法是采用蒸馏的方法回收酸中的醇，然后再把醇循环使用。处理能耗较大，较为困难。
[0009]2)反应釜出口二甲醚含量在6000～7000ppm，造成干燥塔的处理二甲醚的硫酸使用量大及原料甲醇损失过大。
[0010]CN 109320395 A提供了一种串并联式氯甲烷合成的方法，其虽然通过两级或多级串联反应釜并通过调整甲醇与氯化氢的配比，提高原料的利用率；但是二级反应中由于有一级反应釜的氯甲烷的混合，导致二级反应效率不高；且二级采用甲醇过量，期望将氯化氢气体尽可能利用，这样会导致二甲醚产生量大，后续氯甲烷净化装置物耗高。
[0011]CN209010413U描述一种串联加压的氯甲烷合成工艺，即两级氯甲烷反应，在一级与二级之间通过压缩粗氯甲烷，以达到二级反应温度与压力，但是在现实的生产情况中，因一级反应温度为140℃～160℃，且粗氯甲烷中夹带大量的水蒸汽和氯化氢气体，其压缩机使用工况极其恶劣，压缩机的选型非常困难。
[0012]CN214361086U描述一种利用文丘里系统提高甲醇与氯化氢混合效率，以提高氯化氢单程转化率的装置；但是由于氯甲烷的合成会导致气、液两相流的存在，导致其管路振动、气蚀等问题，系统的稳定性及产能受一定的影响。

技术实现思路

[0013]本专利技术涉及一种氯甲烷合成方法及其合成系统，可以有效提高氯化氢及甲醇转化率，降低副产物二甲醚的产生量。
[0014]本专利技术涉及一种氯甲烷合成方法，包括：甲醇与氯化氢气体混合，在催化剂作用
下，进行氯甲烷合成反应，在所述反应中加入盐酸，生成的混合气体进行后续降温冷凝处理。
[0015]根据本专利技术，所述催化剂是甲醇和氯化氢气体反应合成氯甲烷中所用的常规催化剂，包括但不限于氯化锌、氯化铵和有机胺等。在本专利技术的一些实施方式中，所述催化剂是氯化锌溶液，例如浓度为45％
‑
75％的氯化锌溶液。在本专利技术的一个实施方式中，所述催化剂是65％氯化锌溶液。
[0016]根据本专利技术，所述甲醇相比氯化氢气体可以是过量的，或者氯化氢气体相比甲醇是过量的。在本专利技术的一些实施方式中，优选甲醇与氯化氢的摩尔比为2:1～0.5:1。
[0017]根据本专利技术，所述盐酸可以是新鲜的盐酸，也可以是有机硅单体水解工艺产生的低浓度盐酸。从经济性角度出发，优选为有机硅单体水解产生的低浓度盐酸，不仅可以解决有机硅单体水解产生的低浓度盐酸的处理问题，还可以提高甲醇与氯化氢气体生产的有效率。
[0018]根据本专利技术，所述盐酸的浓度为0.1％～31％(例如1％、5％、10％、15％、20％、25％、26％、27％、28％、29％、30％等)，温度为0℃～60℃(例如1℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、55℃、60℃等)，优选，盐酸的浓度为5％～15％，温度为10℃～40℃。
[0019]在本专利技术的一个实施方案中，所述盐酸在甲醇与氯化氢气体进行反应时就加入。
[0020]在本专利技术的另一个实施方案中，在甲醇与氯化氢气体反应后形成的液体中加入所述盐酸，并将盐酸和该液体的混合液与甲醇和氯化氢气体反应生成的混合气体再进行反应，在本专利技术中将前一步的甲醇与氯化氢气体反应称为一级反应，将后一步的混合液与混合气体的反应称为二段反应。优选，该液体与盐酸的体积比为10:1至1:10；例如9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9等，更优选为3:1至1:1。
[0021]通过在甲醇与氯化氢气体混合，在催化剂作用下，进行氯甲烷合成反应中加入盐酸，可以充分利用甲醇和氯化氢气体的反应热，并通过加入的盐酸调控整个反应的温度平衡和水平衡，提高甲醇利用率以及氯化氢转化率，降低二甲醚的产生。
[0022]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述氯甲烷合成方法，包括：
[0023]S1、氯甲烷一级反应步骤：甲醇与氯化氢气体混合，在催化剂作用下，进行一级反应，反应后形成的混合气体进入二段反应步骤中；
[0024]S2、氯甲烷二段反应步骤：S1步骤反应后形成的液体与盐酸混合，得到的混合液进入二段反应步骤中，对S1步骤反应后形成的混合气体进行洗涤，同时进行二级反应，二段反应所得混合气体进入后续降温冷凝处理。
[0025]根据本专利技术，S1步骤中的甲醇相对于氯化氢是过量的。
[0026]根据本专利技术，S1步骤中，一级反应的温度为130℃～170℃，压力为0.5barg～2barg，优选，温度为140℃～160℃，压力为1.0barg～1.5barg。
[0027]根据本专利技术，S2步骤中，盐酸的浓度为0.1％～31％，温度为0℃～60℃，优选，盐酸的浓度为5％～15％，温度为10℃～40℃。
[0028]根据本专利技术，S2步骤中，S1反应后形成的液体与盐酸的体积比为10:1至1:10；优选为3:1至1:1。
[0029]根据本专利技术，S2步骤中，二段反应的温度为100℃～160℃，压力为0.5barg～
2barg，优选温度为130℃～145℃，压力为1.0barg～1.5barg。
[0030]优选，S1步骤反应后形成的液体与盐酸混合后得到的混合液被加热后，优选被加热至140℃～170℃，优选145℃～155℃后，再进入S2二段反应步骤。在本专利技术的一个实施方式中，所述加热使用预热器。在本专利技术的一个实施方式中，使用预热器加热所述混合液，预热器出口温度为140℃～170℃，优选为145℃～155℃。
[0031]在本专利技术更优选的实施方式中，所述氯甲烷合成方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯甲烷合成方法，其特征在于：甲醇与氯化氢气体混合，在催化剂作用下，进行氯甲烷合成反应，在所述反应中加入盐酸，生成的混合气体进行后续降温冷凝处理；优选，所述甲醇相比氯化氢气体是过量的；优选，所述盐酸的浓度为0.1％～31％，温度为0℃～60℃，优选，盐酸的浓度为5％～15％，温度为10℃～40℃。2.如权利要求1所述的氯甲烷合成方法，其特征在于：所述盐酸在甲醇与氯化氢气体进行反应时就加入；或者，在甲醇与氯化氢气体反应后形成的液体中加入所述盐酸，并将盐酸和该液体的混合液与甲醇和氯化氢气体反应生成的混合气体进行反应；优选，该液体与盐酸的体积比为10:1至1:10；优选为3:1至1:1。3.如权利要求1或2所述的氯甲烷合成方法，其特征在于包括：S1、氯甲烷一级反应步骤：甲醇与氯化氢气体混合，在催化剂作用下，进行一级反应，反应后形成的混合气体进入二段反应步骤中；S2、氯甲烷二段反应步骤：S1步骤反应后形成的液体与盐酸混合，得到的混合液进入二段反应步骤中，对S1步骤反应后形成的混合气体进行洗涤，同时进行二级反应，二段反应所得混合气体进行后续降温冷凝处理；优选，S1步骤中的甲醇相对于氯化氢是过量的；优选，S1步骤中，一级反应的温度为130℃～170℃，压力为0.5barg～2barg，优选，温度为140℃～160℃，压力为1.0barg～1.5barg；优选，S2步骤中，盐酸的浓度为0.1％～31％，温度为0℃～60℃，优选，盐酸的浓度为5％～15％，温度为10℃～40℃；优选，S2步骤中，S1反应后形成的液体与盐酸的流量比为10:1至1:10；优选为3:1至1:1；优选，S2步骤中，二段反应的温度为100℃～160℃，压力为0.5barg～2barg，优选温度为130℃～145℃，压力为1.0barg～1.5barg；优选，S1步骤反应后形成的液体与盐酸混合后得到的混合液被加热后，优选被加热至140℃～170℃，优选145℃～155℃后，再进入S2二段反应步骤；优选，使用预热器加热所述混合液，预热器出口温度为140℃～170℃，优选为145℃～155℃。4.如权利要求3所述的氯甲烷合成方法，其特征在于，在S2步骤后，对二段反应所得混合气体进行洗涤的步骤S3，洗涤后的气体进入降温冷凝处理；优选，步骤S3在洗涤装置中进行，洗涤温度为80℃～130℃，压力为0.5barg～2barg，优选温度为105℃～120℃，压力为0.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：王升旗，严卫军，钟瑶，程琨，杜毛毛，郭禤，周伟，
申请(专利权)人：江西蓝星星火有机硅有限公司，
类型：发明
国别省市：