高温氯化反应器底部排出物的解毒方法技术

本发明专利技术叙述了一种破乳方法，其中的乳液是用盐酸水溶液酸化含大量１，２－二氯乙烷物流时形成的，该物流中至少还含有１５％（重量）的高沸点氯代烃并已被铁盐所污染。将高温氯化反应器底物中铁盐氯化催化剂的浓度保持在含２０００ｐｐｍ～４０００ｐｐｍＦｅ的浓度，在该反应器温度为９０℃～１２０℃，压力为９～１２磅／平方英寸（表压）时，则得到酸化时不形成乳液的不可滤反应器底部排出物。将至少５０体积盐酸水溶液与一体积底部排出物混合也可避免乳液生成。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用盐酸水溶液酸化优势成分为1，2-二氯乙烷(二氯乙烷，“EDC”)的物流时形成的乳液的破乳方法，该物流至少还含有15%(重量)(Wt)的高沸点氯代烃(也称为高沸物，或简称“CHC”)并且已被铁盐所污染。如果不进行乳液破乳，水相和有机相混合物就不能靠重力得到分离，使这种相的混合物澄清。由于对这种混合物进行相分离的其它方法并不经济，因此破乳和分离能力在工业化上可行的方法中就十分关键。本专利技术涉及对来自高温氯化(HTC)反应器中酸化的底部排出物进行破乳，然后使水相和有机相分离的方法，反应器的排出物中优势成分为二氯乙烷((EDC)，其中约含2000ppm至4000ppm以盐形式存在的铁及至少15%(Wt)的高沸物。该有机相含不足10ppmFe，在有机废物流中浓缩后通过与一种不被其毒化的流化床催化剂接触而被焚烧。这种催化剂置于每年生产6亿多磅氯乙烯工业设备内的催化氧化(“Catoxid”，即“催氧”)反应器中。乙烯的直接氯化是工业上广泛用于生产EDC的催化法基础。该反应受传质控制，因为作为限制性因素的乙烯的吸收情况，取决于该反应是在送入反应器中稍过量乙烯的条件下进行，还是反之在向其中送入稍过量氯的情况下进行。反应热的移出既可以通过典型低温氯化(“LTC”)反应器的常规水冷却方式达到，这种反应器在约50℃～65℃范围内操作，因而也称作“非沸腾反应器;反应热的移出也可以通过使反应器在或接近EDC沸点温度及从高于大气压至约25磅/平方英寸(表压)(Psig)之间压力下，最好约在5～25磅/平方英寸(表压)之间压力下操作的方式达到，这种反应器叫作高温氯化(HTC)反应器，当反应器在EDC沸点下操作时也称作“沸腾反应器”。直接氯化反应可表达如下从理论上讲，水或HCl都不是作为本反应产物而形成的。实际上，在氧存在下，某些付反应可能生成部分水，而可由下式表达的另一种付反应生成部分HCl生成HCl的具体数量取决于高温氯化反应器中使用的催化剂类型、反应在其中进行的液体介质(一般为氯代烃，如EDC)以及反应条件。直接氯化反应使用多种含铁催化剂，如氯化铁，四氯高铁酸的钠或钾盐，以及四氯高铁酸铵，这些催化剂在反应物中必需保持一定浓度，反应期间生成多种必须加以除去的氯代付产物，以免影响高效生成所需的EDC。当然，最好在不除去催化剂的情况下就能除去付产物。然而这是不可能的，随着付产物从反应器中排出，催化剂也被耗尽。排出物的优势成分是EDC，在高温氯化反应器中约占液态反应介质重量的50～98%，一般占60～95%，其余为“重组分”。“重组分”一词是指沸点高于EDC的多氯代高沸点氯代烃。这些重组分包括聚合物，其中部分是固体或半固体。从经济上看，应该在适于重组分用蒸馏塔(重组分塔)中回收排出物中的EDC。问题是在重组分塔底存在的FeCl3导致形成附聚物，而附聚物结块后粘附到塔内部、塔再沸器的管道表面以及节门等物上，因此需要频繁停工，清洗设备。此外，如果要在催化氧化反应器中使用某种催化剂，通过燃烧处理重组分塔底部排出物(“重组分”排出物)，而这种催化剂因存在金属(特别是铁、钠、钾等)而逐浙失活，那么必须将氧化反应器的进料中金属含量降低到氧化催化剂的失活处于可接受的水平。本专利技术具体涉及使用四氯高铁酸盐和FeCl3等这样一些盐，即要浓缩高温氯化反应器的底部排出物并且在特定的催化氧化反应器(即“Catoxid”反应器)中氧化其浓缩物时，这类盐和FeCl3必须从底部排出物中加以除去。该催化氧化反应器使用一种r氧化铝催化剂，这种催化剂通过与铁、钠、钾等金属接触(即便其浓度极低)而失活。一般在将重组分排出物送至催化氧化反应器前用氢氧化铵或氨水中和。当中和而且浓缩过的排出物中以FeCl3或高铁酸盐形式存在的铁大于50ppm时，催化剂则在不可接受的短时间内失活。因此，被送入催化氧化反应器的废物流中含Fe大于50ppm时，则称之为对氧化催化剂有毒性，称该催化剂对存在的金属是反向敏感的，因为再补充失活的催化剂并不经济。底部排出物中的铁浓度(以Fe的ppm计算)取决于该排出物酸化后的FeCl3浓度。因为已经发现，在经过仔细调整的条件下同时操作重组分塔和/或焦油蒸馏釜，高温氯化反应器以及催化氧化反应器时，高温氯化底部排出物中浓度为2000ppm～4000ppm的Fe(可能以FeCl3或四氯高铁酸盐的形式存在)在下述条件下基本上消除其乳化作用。这些条件是(1)使排出物与浓度为2～4%(重量)的盐酸水溶液接触;(2)使排出物与至少大于高温氯化底部排出物量50倍的盐酸水溶液混和;(3)只可能在酸化的高温氯化底物加入低温氯化反应器(如果在装置内运行时)的排出物，而不可能加入其它含铁污物的含氯烃物流，然后将其破乳并分成水相和有机相。显然必须将高温氯化反应器中催化剂浓度再补充到使该反应器底部排出物流中Fe浓度达到2000至约4000ppm，然后用盐酸水溶液将其酸化。同样明显的是，因为本解毒方法的目的是提供一种Fe含量小于50ppm的重组分塔排出物和/或焦油蒸馏釜排出物，而且从高温氯化反应器排出的重组分废物最终要送到重组分塔，所以看起来需要尽可能减少高温氯化底物中的Fe浓度，而不是有意地使Fe保持在2000～4000ppm的范围内。高温氯化反应器底部排出物的抽出速度要使在该反应器中重的高沸点氯化付产物积累(浓度)得以控制。高温氯化反应器底部排出物中的EDC必须回收在重组分塔的塔顶馏出物中。并且从其余的底部残留物中除去EDC和所需的高沸点物，然后在流化床氧化反应器中通过焚烧加以处理。在底部排出物中专门针对高沸物固体和聚合物等乳液形成剂的具体补充量取决于高温氯化反应器中使用的氯化催化剂浓度及其过程的操作条件。在这里感兴趣的一个具体工业化方法中，底部排出物含有高于60%，优选约80%(重量)的EDC以及约15%(重量)的较高沸点(与EDC相比)液体高沸点氯化烃付产物(“高沸物”)。此付产物中含有多氯化的高沸点氯代烃半固体和其它未经鉴明，一般统称为“焦油”的相当高分子量化合物(因为它是不可过滤的粘稠物)。“不可过滤”一词是指不能通过筛孔大于约0.0625英寸(1.59mm)(例如约12目美国标准筛)粗筛筛目的篮式滤器。然而以工业规模用筛目小于177微米(80目)的筛过滤是不实际的，既便这样过滤除去物流中的乳化剂也不行。从理论上讲，一旦形成乳液，就不能过滤。既使在加入助滤剂后，高温氯化底部物流的过滤也是不实际的，因为过滤器会在不到1小时内被堵塞。通过105微米过滤器(140目)过滤时，就是用10倍体积稀盐酸稀释此有机物流也几乎会立即堵塞筛网。就是这种用HCl稀释的含有EDC的焦油状两相乳液(重组分及含水氯化铁)要通过简单的滗析步骤将其分离为水相和有机相。乳液的形成不再能通过滗析法分离为水相和有机相，因为上层含水层并不形成。当乳液形成时，若要进行这种分离则必须破乳，否则各相不能在一个相分离桶中得到分离。水相被送到废水处理处。分出的有机相(以后称为“分出的废有机物流”，因为它是分离的相)用碱，通常用苛性钠、氨或氢氧化铵中和，使氯化铁转变为氢氧化铁。把中和过的分出的废物流送入轻组分塔。把轻组分塔的底物送入重组分塔，然后最好送入焦油釜回收EDC。如果高温氯化反应器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使含氯烃废物流解毒的连续方法，所说的方法是将所说的物流与对存在铁反向敏感的氧化催化剂接触，其中包括（ａ）在氯化反应器中，在９０℃～１２０℃温度范围内和低于２５Ｐｓｉｇ的提高压力下以及在足以提供２０００～４０００ｐｐｍ铁（元素Ｆｅ）的含铁氯化催化剂存在下，使乙烯在富含１，２－二氯乙烷的液体中与氯接触，（ｂ）从所说的氯化反应器中排出底部排出物，所说的排出物包含所述浓度的Ｆｅ，而且主要由至少６０％（重量）１，２－二氯乙烷和至少１５％（重量）的液体含氯烃高沸物（其中包括平固态的焦油）所组成，所说的高沸物沸点高于１，２－二氯乙烷，（ｃ）使每体积的上述底部排出物与至少５０体积的浓度为２％～４％（重量）的稀盐酸水溶液混合，以便形成不可滤的混合的二相物流，其中一相是含氯化铁的含酸水相，另一相是含上述高沸物的有机相，（ｄ）使上述不可滤的两相物流在不分离出其中任何固体情况下流入一个提供小于０．５小时停留时间的静止区，在此时间内，含酸水相和有机相在所说的静止区的上部和下部得到分离，（ｅ）从所说静止区的下部排出分离出的废有机物流，此物流中含小于５ｐｐｍ的Ｆｅ，（ｆ）使上述分离出的废有机物流与足量碱接触，以提供出其中所说的氯化铁转变为氢氧化铁的碱性分离出的废有机物流，（ｇ）使分离出的碱性废有机物流在不分离出其中任何固体的情况下直接流入浓缩区，回收上述的１，２－二氯乙烷，（ｈ）从上述浓缩区的顶部排出基本上纯的１，２－二氯乙烷，从其底部排出重组分浓缩物，（ｉ）使上述重组分浓缩物在不分离出其中任何固体的情况下流到带有ｒ氧化铝之流化床的氧化区，所说的氧化区保持在足以使上述分离出的碱性废有机物流氧化并基本上转化为盐酸，二氧化碳，一氧化碳和水的温度和压力下，（ｊ）在基本上不失去催化活性的条件下连续操作上述氧化区。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈沃尔特施尼德，威廉姆阿兰瓦格纳，
申请(专利权)人：BF谷德里奇公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]