本发明专利技术两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺是利用一级反应器合成二甲醚排出多余的水，用气提甲醇使排出水的ＨＣｌ损失降低，为二级反应器创造条件，能够提高ＨＣｌ配比，ＨＣｌ／（甲醇＋二甲醚）使二级反应器出口二甲醚为０．１～０．３％（ｗｔ），液体氯甲烷致冷形成＜－２３℃低温，水变成冰，气相中的甲醇和二甲醚与ＨＣｌ反应生成氯甲烷和水，脱醚后的二甲醚＜５０ｐｐｍ，用２２．５～２３．５％ＨＣｌ的稀盐酸吸收过剩ＨＣｌ，使ＨＣｌ＜１０ｐｐｍ（ｗｔ），得到精制氯甲烷成品，具有工艺先进，化学原料消耗低，氯甲烷收率高，成本低，污染少，利于环护等优点。本发明专利技术的塔式反应器作为本发明专利技术工艺中的一级和／或二级反应器，冷冻脱醚塔用于二甲醚脱除，均具有结构合理，抗腐蚀能力强，使用寿命长等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学领域，是一种两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺和塔式反应器及冷冻脱醚塔。
技术介绍
参照图1，现有合成氯甲烷工艺都是采用过量HCl与甲醇气相在ZnCl2催化剂作用下，一步合成粗CH3Cl，经碱洗塔102脱HCl，在脱醚塔104内用80～89％的浓硫酸干燥脱水、脱二甲醚。其不足之处是，付产大量22％的恒沸酸成为企业的负担，消耗大量的NaOH吸收气相中的HCl，产生大量的稀硫酸和有剧毒的硫酸甲脂，化学原料消耗高，又污染环境。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，对现有技术进行实质性改进，提供一种工艺先进，化学原料消耗低，氯甲烷收率高，成本低，污染少，利于环护的两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺；且提供结构合理，抗腐蚀能力强，使用寿命长，运行成本低的塔式反应器及冷冻脱醚塔。解决其技术问题所采用的技术方案是一种两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺，其特点是包括(a)两步法合成氯甲烷；(b)冷冻脱水、二甲醚；(C)冷稀盐酸洗脱氯化氢。其原理涉及下述5个化学反应方程式。成醚反应 醚转化反应CH3Cl合成反应M2合成反应M2水解反应…(5)式中CH3OH为甲醇；CH3OCH3为二甲醚；(CH3)2SiCl2简称M2；(CH3)2SiO简称硅氧烷；CH3Cl为氯甲烷；HCl为氯化氢。(a)两步法合成氯甲烷由化学反应方程式(3)、(4)和(5)中可知HCl能够循环利用，M2水解只消耗1个分子水，因此整个系统必须排出多余的另1个分子水，首先由解吸塔109向一级反应器105中通入99.5％HCl，99.5％HCl与在一级反应器105中的甲醇蒸汽和二甲醚蒸汽相遇，在饱和ZnCl2水溶液的作用下，有60～90％的甲醇生成二甲醚，仅有10～40％的甲醇生成氯甲烷，放出一个分子水，反应温度100～150℃，一级反应器105下部填料用气态甲醇汽提ZnCl2溶液中的HCl，使含二甲醚稀酸水中只有1～3％HCl，将60～70℃含1～3％HCl的二甲醚酸水与NaOH溶液用泵送入静态混合器110混合后进入醚、醇回收塔111，在醚、醇回收塔111排出(甲醇+二甲醚)＜0.1％的碱性废水送生化处理场处理，醚、醇回收塔111回收的含二甲醚甲醇与一级反应器105分凝后的气相含二甲醚氯甲烷汇合，按HCl/(甲醇+二甲醚)＝1.10～1.35配入氯化氢气，进入二级反应器114，二级反应器114为鼓泡式反应器101、或塔式反应器112，二级反应器出口22的粗氯甲烷经分凝器115b得到含30～35％HCl的酸性冷凝液，在氯化氢解吸塔109中甲醇与HCl反应生成的氯甲烷随氯化氢气送一级反应器105、二级反应器114，在二级反应器114中合成氯甲烷生成的H2O用于M2水解的补充水，水冷后的粗氯甲烷含有0.1～0.3％(wt)的二甲醚；(b)冷冻脱水、脱二甲醚水冷后的粗氯甲烷含有0.1～0.3％(wt)的二甲醚送入脱醚塔106中，往脱醚塔106入口管道中喷入液体氯甲烷，获得＜-23℃低温，气相中的甲醇和二甲醚与HCl反应生成氯甲烷和水，水变成冰，冰与HCl气体生成60～70％HCl超浓盐酸，将二甲醚脱到＜50ppm(wt)，60～70％HCl超浓盐酸送入氯化氢解吸塔109；(c)冷稀盐酸洗脱氯化氢脱醚塔106脱二甲醚后的氯甲烷气体中含有HCl，将含有HCl的氯甲烷气体送入冷浓盐酸吸收塔107中，被吸收塔107中经过冷冻盐水冷却的29％HCl的盐酸在0～-5℃低温下吸收，形成30～31％HCl的浓盐酸，HCl＜300ppm(wt)的氯甲烷气进入冷稀盐酸吸收塔108中，被吸收塔108中22.5～23.5％HCl的稀盐酸在＜-23℃低温下吸收，HCl分压＜0.016mmHg，在吸收塔108中喷入液体氯甲烷，液体氯甲烷致冷形成＜-23℃低温，22.5～23.5％HCl的稀盐酸吸收过剩的HCl，使HCl＜10ppm(wt)，得到精制氯甲烷成品。一种两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺所用的塔式反应器，它包括反应器本体28，气体出口25，液体出口44，至少一个气体入口24，在反应器壳体28内上部设置液体分布器26，其特殊之处是在反应器壳体28内至少设置一段在填料支撑格栅27上放置的填料38，在填料支撑格栅27下面设有穿装于反应器本体28上、支撑填料支撑格栅27的中空支撑钢梁31，中空支撑钢梁31的空间为散热通道29。所述反应器本体28的结构是，从外壳30外向内依次是，外壳30、橡胶层32、水玻璃胶泥层33和陶瓷层34相连接。所述液体分布器26的结构是，液体主管39穿装在加强块41上，若干根液体支管40装在加强块41上、且与液体主管39连通，在液体支管40上均设有若干个孔，液体支管40的两头端均设有堵头43，液体主管39的两端穿装于反应器本体28上、且通过压盖法兰45和密封填料46与反应器本体法兰47连接。所述填料支撑格栅27的结构是，若干条横向栅条36与若干条带槽口的纵向栅条37均布插接。所述中空支撑钢梁31的结构是，在散热通道29的周壁上从内到外依次包裹有橡胶层32、水玻璃胶泥层33和陶瓷层。一种两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺所用的冷冻脱醚塔，其特殊之处是它包括塔体50，在塔体50顶部设有气体出口64，在塔体50底部设有液体出口63，在塔体上设有气体入口74，在塔体50内上部固定的过滤器支撑板70上设置若干个具有骨架73支撑的扁袋式玻璃纤维过滤器61，在塔体50内设置具有升气管59的淋降孔板58，在淋降孔板58上方横置有进液管71a、72b，在进液管72b的头端设有离心喷头60，在塔体50内设置的填料支撑格栅75上放置的填料57，在填料支撑格栅75下面设有穿装于塔体50上、支撑填料支撑格栅75的中空支撑钢梁67，中空支撑钢梁67的空间为通气道69。所述塔体50的结构是，从外壳51外向内依次是，外壳51、橡胶层52、水玻璃胶泥层53、陶瓷层54和泡沫玻璃层55相连接。所述填料支撑格栅75的结构是，若干条横向栅条66与若干条带槽口的纵向栅条65均布插接。所述中空支撑钢梁67的结构是，在通气道69的周壁上从内到外依次包裹有橡胶层52、水玻璃胶泥层53和陶瓷层。本专利技术的两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺是利用一级反应器合成二甲醚排出多余的水，用气提甲醇使排出水的HCl损失降低，为二级反应器创造条件，能够提高HCl配比，HCl/(甲醇+二甲醚)使二级反应器出口二甲醚为0.1～0.3％(wt)，液体氯甲烷致冷形成＜-23℃低温，22.5～23.5％HCl的稀盐酸吸收过剩的HCl，使HCl＜10ppm(wt)，得到精制氯甲烷成品，具有工艺先进，化学原料消耗低，氯甲烷收率高，成本低，污染少，利于环护等优点。本专利技术的塔式反应器作为两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺中的一级和/或二级反应器；冷冻脱醚塔用于合成氯甲烷生产过程中的二甲醚脱除，均具有结构合理，抗腐蚀能力强，使用寿命长，运行成本低等优点。附图说明图1为现有合成氯甲烷工艺流程示意图。图2为本专利技术两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺流程示意图。图3为本专利技术塔式反应器结构剖视示意图。图4为图1的左视示意图。图5为图3中A-A剖本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺，其特征是包括：（ａ）两步法合成氯甲烷：首先由解吸塔（１０９）向一级反应器（１０５）中通入９９．５％ＨＣｌ，９９．５％ＨＣｌ与在一级反应器（１０５）中的甲醇蒸汽和二甲醚蒸汽相遇，在饱和ＺｎＣｌ↓［２］水溶液的作用下，有６０～９０％的甲醇生成二甲醚，仅有１０～４０％的甲醇生成氯甲烷，放出一个分子水，反应温度１００～１５０℃，一级反应器（１０５）下部填料用气态甲醇汽提ＺｎＣｌ↓［２］溶液中的ＨＣｌ，经贫ＨＣｌ的ＺｎＣｌ↓［２］溶液洗涤后，使含二甲醚稀酸水中只有１～３％ＨＣｌ，将６０～７０℃含１～３％ＨＣｌ的二甲醚酸水与ＮａＯＨ溶液用泵送入静态混合器（１１０）混合后，进入醚、醇回收塔（１１１），在醚、醇回收塔（１１１）排出（甲醇十二甲醚）＜０．１％的碱性废水送生化处理场处理，醚、醇回收塔（１１１）回收的含二甲醚甲醇与一级反应器（１０５）分凝后的气相含二甲醚氯甲烷汇合，按ＨＣｌ／（甲醇十二甲醚）＝１．１０～１．３５配入氯化氢气，进入二级反应器（１１４），二级反应器（１１４）为鼓泡式反应器（１０１）、或塔式反应器（１１２），二级反应器出口（２２）的粗氯甲烷经分凝器（１１５ｂ）得到含３０～３５％ＨＣｌ的酸性冷凝液，在氯化氢解吸塔（１０９）中甲醇与ＨＣｌ反应生成的氯甲烷随氯化氢气送一级反应器（１０５）、二级反应器（１１４），在二级反应器（１１４）中合成氯甲烷生成的Ｈ↓［２］Ｏ用于Ｍ↓［２］水解的补充水，水冷后的粗氯甲烷含有０．１～０．３％（ｗｔ）的二甲醚；（ｂ）冷冻脱水、脱二甲醚：水冷后的粗氯甲烷含有０．１～０．３％（ｗｔ）的二甲醚送入脱醚塔（１０６）中，往脱醚塔（１０６）入口管道中喷入液体氯甲烷，获得＜－２３℃低温，气相中的甲醇和二甲醚与ＨＣｌ反应生成氯甲烷和水，水变成冰，冰与ＨＣｌ气体生成６０～７０％ＨＣｌ超浓盐酸，将二甲醚脱到＜５０ｐｐｍ（ｗｔ），６０～７０％ＨＣｌ超浓盐酸送入氯化氢解吸塔（１０９）；（ｃ）冷稀盐酸洗脱氯化氢：脱醚塔（１０６）脱二甲醚后的氯甲烷气体中含有ＨＣｌ，将含有ＨＣｌ的氯甲烷气体送入冷浓盐酸吸收塔（１０７）中，被吸收塔（１０７）中经过冷冻盐水冷却的２９％ＨＣｌ的盐酸在０～－５℃低温下吸收，形成３０～３１％ＨＣｌ的浓盐酸，ＨＣｌ＜３００ｐｐｍ（ｗｔ）的氯甲烷气进入冷稀盐酸吸收塔（１０８）中，被吸收塔（１０８）中２２．５～２３．５％ＨＣｌ的稀盐酸在＜－２...
【技术特征摘要】
1.一种两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺，其特征是包括(a)两步法合成氯甲烷首先由解吸塔(109)向一级反应器(105)中通入99.5％HCl，99.5％HCl与在一级反应器(105)中的甲醇蒸汽和二甲醚蒸汽相遇，在饱和ZnCl2水溶液的作用下，有60～90％的甲醇生成二甲醚，仅有10～40％的甲醇生成氯甲烷，放出一个分子水，反应温度100～150℃，一级反应器(105)下部填料用气态甲醇汽提ZnCl2溶液中的HCl，经贫HCl的ZnCl2溶液洗涤后，使含二甲醚稀酸水中只有1～3％HCl，将60～70C含1～3％HCl的二甲醚酸水与NaOH溶液用泵送入静态混合器(110)混合后，进入醚、醇回收塔(111)，在醚、醇回收塔(111)排出(甲醇+二甲醚)＜0.1％的碱性废水送生化处理场处理，醚、醇回收塔.(111)回收的含二甲醚甲醇与一级反应器(105)分凝后的气相含二甲醚氯甲烷汇合，按HCl/(甲醇+二甲醚)＝1.10～1.35配入氯化氢气，进入二级反应器(114)，二级反应器(114)为鼓泡式反应器(101)、或塔式反应器(112)，二级反应器出口(22)的粗氯甲烷经分凝器(115b)得到含30～35％HCl的酸性冷凝液，在氯化氢解吸塔(109)中甲醇与HCl反应生成的氯甲烷随氯化氢气送一级反应器(105)、二级反应器(114)，在二级反应器(114)中合成氯甲烷生成的H2O用于M2水解的补充水，水冷后的粗氯甲烷含有0.1～0.3％(wt)的二甲醚；(b)冷冻脱水、脱二甲醚水冷后的粗氯甲烷含有0.1～0.3％(wt)的二甲醚送入脱醚塔(106)中，往脱醚塔(106)入口管道中喷入液体氯甲烷，获得＜-23℃低温，气相中的甲醇和二甲醚与HCl反应生成氯甲烷和水，水变成冰，冰与HCl气体生成60～70％HCl超浓盐酸，将二甲醚脱到＜50ppm(wt)，60～70％HCl超浓盐酸送入氯化氢解吸塔(109)；(c)冷稀盐酸洗脱氯化氢脱醚塔(106)脱二甲醚后的氯甲烷气体中含有HCl，将含有HCl的氯甲烷气体送入冷浓盐酸吸收塔(107)中，被吸收塔(107)中经过冷冻盐水冷却的29％HCl的盐酸在0～-5℃低温下吸收，形成30～31％HCl的浓盐酸，HCl＜300ppm(wt)的氯甲烷气进入冷稀盐酸吸收塔(108)中，被吸收塔(108)中22.5～23.5％HCl的稀盐酸在＜-23℃低温下吸收，HCl分压＜0.016mmHg，在吸收塔(108)中喷入液体氯甲烷，液体氯甲烷致冷形成＜-23℃低温，22.5～23.5％HCl的稀盐酸吸收过剩的HCl，使HCl＜10ppm(wt)，得到精制氯甲烷成品。2.一种两步法合成氯甲烷、冷法脱二甲醚、脱氯化氢工艺所用的塔式反应器，它包括反应器本体(28)，气体出口(25)，液体出口(44)，至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：余家骧，
申请(专利权)人：余家骧，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]
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