權(quán)利要求書(shū): 1.一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,包括以下工藝單元:乙醇制備單元:將純度大于等于99.85%的甲醇采用二甲醚路線、乙酸加氫路線或草酸二甲酯加氫路線中的一種,經(jīng)羰化反應(yīng)、加氫反應(yīng)制得粗乙醇,粗乙醇引入精餾塔精餾分離提純,得到乙醇,乙醇純度為92?99.5%;
乙醇制乙烯單元:將步驟(1)制得的乙醇預(yù)熱氣化至200?370℃后,一部分引入一級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,另一部分引入二級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,一級(jí)脫水反應(yīng)器和二級(jí)脫水反應(yīng)器內(nèi)填裝
氧化鋁催化劑和分子篩催化劑中至少一種,兩部分的粗乙烯混合后,先進(jìn)入洗滌塔去除CO2且使乙烯中的CO2降至10ppm以下,再引入精餾塔出去輕組分及重組分;
乙烯制氯乙烯Ⅰ單元:將步驟(2)制得的乙烯干燥后引入乙烯氯化反應(yīng)器,乙烯氯化反應(yīng)器內(nèi)乙烯與來(lái)自電解單元的Cl2在FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,二氯乙烷經(jīng)裂解得到氯乙烯Ⅰ和氯化氫;
乙炔和氯化氫加成制氯乙烯Ⅱ單元:將步驟(3)二氯乙烷裂解產(chǎn)生的氯化氫與乙炔引入氯乙烯合成反應(yīng)器內(nèi),在催化劑作用下加成反應(yīng)得到氯乙烯Ⅱ;
電解單元:飽和氯化鈉鹽水通過(guò)管道引入電解槽,經(jīng)電解產(chǎn)生H2、Cl2和堿溶液,H2被引入H2總管和MAC加氫反應(yīng)器加氫生成乙醇,Cl2引入乙烯氯化反應(yīng)器與乙烯反應(yīng)制得二氯乙烷,所述的堿溶液經(jīng)配制后引入洗滌塔、堿洗塔作為洗滌水,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)資源的綜合利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,所述乙炔由電石經(jīng)乙炔發(fā)生器反應(yīng)獲得,電石反應(yīng)產(chǎn)生的工業(yè)廢氣電石爐尾氣經(jīng)除塵洗滌用于合成反應(yīng)獲得甲醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,步驟(1)所述的二甲醚路線包括:純度大于等于99.85%的甲醇引入二甲醚反應(yīng)器,在催化劑作用下,在270?
370℃、1.2?1.3MPa條件下發(fā)生脫水反應(yīng)生成二甲醚,二甲醚在精餾設(shè)備中精餾分離后與CO發(fā)生羰化反應(yīng)制得乙酸甲酯,乙酸甲酯采用貴金屬Rh基催化劑通過(guò)加氫后制得粗乙醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,甲醇脫水反應(yīng)生成二甲醚產(chǎn)生的燃料氣引入裂解爐作為燃料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,步驟(1)所述的乙酸加氫路線包括:純度大于等于99.85%的甲醇引入乙酸合成反應(yīng)器內(nèi),通入CO且在Rh催化劑和碘化物組成的催化體系作用下反應(yīng)制得粗乙酸,粗乙酸精制分離后引入乙醇加氫反應(yīng)器,通入H2且在Pt催化劑反應(yīng)下,在210?290℃、2?5MPa條件下,發(fā)生加氫反應(yīng)制得粗乙醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,步驟(1)所述的草酸二甲酯加氫路線包括:純度大于等于99.85%的甲醇與CO以Pd/氧化鋁催化劑催化反應(yīng)生成草酸二甲酯,草酸二甲酯以Cu/Si催化劑,190?210℃條件下催化加氫制得乙二醇,乙二醇繼續(xù)深度加氫生成乙醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,包括以下單元:
煤制甲醇單元:煤粉和水配制成水煤漿,加壓后與9.4MPa、30℃的氧氣一同噴入氣化爐得到水煤氣,水煤氣經(jīng)洗滌除塵后制得合成氣,一部分合成氣采用變換工藝,控制水氣比在
0.9?1.1,H2:CO為2.0?2.05引入甲醇合成反應(yīng)器制得粗甲醇,粗甲醇經(jīng)精餾制得甲醇,所述甲醇純度大于等于99.85%;另一部分合成氣分離出H2引入甲醇制乙醇的加氫反應(yīng)用于生成乙醇,分離出的CO引入甲醇制乙醇單元用于羰化反應(yīng);
乙醇制備單元:將純度大于等于99.85%的甲醇采用二甲醚路線、乙酸加氫路線或草酸二甲酯加氫路線中的一種,經(jīng)羰化反應(yīng)、加氫反應(yīng)制得粗乙醇,粗乙醇引入精餾塔精餾分離提純,得到乙醇,乙醇純度為92?99.5%;
乙醇制乙烯單元:純度為92?99.5%的乙醇預(yù)熱氣化至200?370℃后,一部分引入一級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,另一部分引入二級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,一級(jí)脫水反應(yīng)器和二級(jí)脫水反應(yīng)器內(nèi)填裝氧化鋁催化劑和分子篩催化劑中至少一種,兩部分的粗乙烯混合后,引入洗滌塔去除CO2得到乙烯,且使乙烯中的CO2降至10ppm以下,再引入精餾塔出去輕組分及重組分;
乙烯制氯乙烯Ⅰ單元:制得的乙烯干燥后引入乙烯氯化反應(yīng)器,乙烯氯化反應(yīng)器內(nèi)乙烯與來(lái)自電解單元的Cl2在FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,二氯乙烷經(jīng)裂解得到氯乙烯Ⅰ和氯化氫;
乙炔和氯化氫加成制氯乙烯Ⅱ單元:二氯乙烷裂解產(chǎn)生的氯化氫與乙炔引入氯乙烯合成反應(yīng)器內(nèi),在催化劑作用下加成反應(yīng)得到氯乙烯Ⅱ。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,包括以下單元:
工業(yè)廢氣電石爐尾氣制甲醇單元:工業(yè)廢氣電石爐尾氣經(jīng)兩級(jí)深度除塵和洗滌凈化獲得,所述電石爐尾氣含CO70?80%,CO21.5?6%,H21?7%,所述兩級(jí)除塵包括電石爐尾氣先進(jìn)入兩級(jí)旋風(fēng)分離器高溫除去粒徑≥0.7微米顆粒,然后進(jìn)入高溫布袋過(guò)濾器冷卻除塵獲得凈氣,所述凈氣引入噴淋塔、洗滌塔,與噴入的Ca(OH)2水溶液并流反應(yīng)脫除CO2和剩余粉塵、焦油制得合成氣,一部分合成氣采用控溫變換工藝,控制水氣比在0.9?1.1,H2:CO為2.1?
3.0引入甲醇合成反應(yīng)器制得粗甲醇,粗甲醇經(jīng)精餾制得甲醇,所述甲醇純度大于等于
99.85%;另一部分合成氣分離出H2引入甲醇制乙醇的加氫反應(yīng)用于生成乙醇,分離出的CO引入甲醇制乙醇單元用于羰化反應(yīng);
乙醇制備單元:將純度大于等于99.85%的甲醇采用二甲醚路線、乙酸加氫路線或草酸二甲酯加氫路線中的一種,經(jīng)羰化反應(yīng)、加氫反應(yīng)制得粗乙醇,粗乙醇引入精餾塔精餾分離提純,得到乙醇,乙醇純度為92?99.5%;
乙醇制乙烯單元:純度為92?99.5%的乙醇預(yù)熱氣化至200?370℃后,一部分引入一級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,另一部分引入二級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,一級(jí)脫水反應(yīng)器和二級(jí)脫水反應(yīng)器內(nèi)填裝氧化鋁催化劑和分子篩催化劑中至少一種,兩部分的粗乙烯混合后,引入洗滌塔去除CO2得到乙烯,且使乙烯中的CO2降至10ppm以下,再引入精餾塔出去輕組分及重組分;
乙烯制氯乙烯Ⅰ單元:制得的乙烯干燥后引入乙烯氯化反應(yīng)器,乙烯氯化反應(yīng)器內(nèi)乙烯與來(lái)自電解單元的Cl2在FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,二氯乙烷經(jīng)裂解得到氯乙烯Ⅰ和氯化氫;
乙炔和氯化氫加成制氯乙烯Ⅱ單元:二氯乙烷裂解產(chǎn)生的氯化氫與乙炔引入氯乙烯合成反應(yīng)器內(nèi),在催化劑作用下加成反應(yīng)得到氯乙烯Ⅱ。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,包括以下單元:
甲醇制備單元:煤粉和水配制成水煤漿,加壓后與9.4MPa、30℃的氧氣一同噴入氣化爐得到水煤氣,水煤氣經(jīng)洗滌除塵后制得煤制合成氣,一部分煤制合成氣采用變換工藝控制合格的H2:CO比例后引入甲醇合成反應(yīng)器制得粗甲醇,粗甲醇經(jīng)精餾制得甲醇,所述甲醇純度大于等于99.85%;另一部分煤制合成氣分離提純H2引入甲醇制乙醇的加氫反應(yīng)用于生成乙醇;工業(yè)廢氣電石爐尾氣經(jīng)凈化處理后引入噴淋塔、洗滌塔,與噴入的Ca(OH)2水溶液并流反應(yīng)脫除CO2和剩余粉塵、焦油制得尾氣合成氣,分離提純CO引入甲醇制乙醇單元用于羰化反應(yīng);
乙醇制備單元:將純度大于等于99.85%的甲醇采用二甲醚路線、乙酸加氫路線或草酸二甲酯加氫路線中的一種,經(jīng)羰化反應(yīng)、加氫反應(yīng)制得粗乙醇,粗乙醇引入精餾塔精餾分離提純,得到乙醇,乙醇純度為92?99.5%;
乙醇制乙烯單元:純度為92?99.5%的乙醇預(yù)熱氣化至200?370℃后,一部分引入一級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,另一部分引入二級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,一級(jí)脫水反應(yīng)器和二級(jí)脫水反應(yīng)器內(nèi)填裝氧化鋁催化劑和分子篩催化劑中至少一種,兩部分的粗乙烯混合后,引入洗滌塔去除CO2得到乙烯,且使乙烯中的CO2降至10ppm以下,再引入精餾塔出去輕組分及重組分;
乙烯制氯乙烯Ⅰ單元:制得的乙烯干燥后引入乙烯氯化反應(yīng)器,乙烯氯化反應(yīng)器內(nèi)乙烯與來(lái)自電解單元的Cl2在FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,二氯乙烷經(jīng)裂解得到氯乙烯Ⅰ和氯化氫;
乙炔和氯化氫加成制氯乙烯Ⅱ單元:二氯乙烷裂解產(chǎn)生的氯化氫與乙炔引入氯乙烯合成反應(yīng)器內(nèi),在催化劑作用下加成反應(yīng)得到氯乙烯Ⅱ。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其特征在于,所述氯乙烯Ⅰ和氯乙烯Ⅱ分別引入聚合反應(yīng)裝置,經(jīng)聚合反應(yīng)制備獲得不同品質(zhì)的聚氯乙烯產(chǎn)品。
說(shuō)明書(shū): 一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝。背景技術(shù)[0002] 聚氯乙烯(PC)與聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和ABS統(tǒng)稱(chēng)為五大通用樹(shù)脂,它是氯乙烯單體在過(guò)氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑;或在光、熱作用下按自由基聚合
反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。PC具有難燃性、耐磨性、抗化學(xué)腐蝕性、電絕緣性及容易加工
等特點(diǎn),是應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛的塑料品種之一,在工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、日常生活、包裝、電力、
公用事業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。根據(jù)氯乙烯單體的獲得方法來(lái)區(qū)分,可分為電石法和乙烯
法。
[0003] 電石法生產(chǎn)氯乙烯以石灰石、鹽、煤為原料生產(chǎn)氯乙烯,石灰石和炭素原料在電阻電弧產(chǎn)生的高溫下轉(zhuǎn)變成電石,電石與水反應(yīng)生成乙炔,在氯化汞催化劑存在下,乙炔和氯
化氫直接加成合成氯乙烯,氯乙烯聚合后得到聚氯乙烯,電石法生產(chǎn)存在著廢渣難處理等
問(wèn)題。由于電石法生產(chǎn)氯乙烯單體中含有水、金屬離子、甲烷、乙炔、乙醛等多種雜質(zhì),這些
雜質(zhì)直接影響聚氯乙烯樹(shù)脂的質(zhì)量。
[0004] 乙烯是重要的基本化工原料,隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,特別是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展對(duì)低碳烯烴的需求日漸攀升,供需矛盾也將日益突出。乙烯法是石油加工得到乙烯再
生產(chǎn)氯乙烯。隨著世界石油資源的日漸短缺,開(kāi)辟新的工藝路線已成為當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)能源
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為富煤貧油,以煤或天然氣合成的甲醇為原料,生產(chǎn)低碳烯烴,是發(fā)展非石油資源
生產(chǎn)乙烯、丙烯等產(chǎn)品的核心技術(shù)。
[0005] 目前甲醇生產(chǎn)乙烯多采用甲醇直接合成乙烯的MTO工藝,MTO工藝生成的產(chǎn)物包括主要包括乙烯、丙烯等,但是,乙烯的選擇性較低,乙烯和丙烯的選擇性分別約為43%~
61.1%和27.4%~41.8%,而且乙烯和丙烯所占比例的可調(diào)控幅度小。因此,采用甲醇直接合
成乙烯生產(chǎn)氯乙烯的工藝,其投資大,中間產(chǎn)物乙烯的收率低,生產(chǎn)成本高。
發(fā)明內(nèi)容[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種有利于氯乙烯生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí),且投資相對(duì)小,資源利用率高,環(huán)境更友好的甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其包括以下工藝單元:
(1)乙醇制備單元:將純度大于等于99.85%的甲醇采用二甲醚路線、乙酸加氫路線
或草酸二甲酯加氫路線中的一種,經(jīng)羰化反應(yīng)、加氫反應(yīng)制得粗乙醇,粗乙醇引入精餾塔精
餾分離提純,得到乙醇,乙醇純度為92?99.5%;
(2)乙醇制乙烯單元:將步驟(1)制得的乙醇預(yù)熱氣化至200?370℃后,一部分引入
一級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,另一部
分引入二級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,
一級(jí)脫水反應(yīng)器和二級(jí)脫水反應(yīng)器內(nèi)填裝氧化鋁催化劑和分子篩催化劑中至少一種,兩部
分的粗乙烯混合后,引入洗滌塔去除CO2得到乙烯,且使乙烯中的CO2降至10ppm以下,再引入
精餾塔出去輕組分及重組分;
(3)乙烯制氯乙烯Ⅰ單元:將步驟(2)制得的乙烯干燥后引入乙烯氯化反應(yīng)器,乙烯
氯化反應(yīng)器內(nèi)乙烯與來(lái)自電解單元的Cl2在FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,二氯乙烷經(jīng)裂
解得到氯乙烯Ⅰ和氯化氫;
(4)乙炔和氯化氫加成制氯乙烯Ⅱ單元:將步驟(3)二氯乙烷裂解產(chǎn)生的氯化氫與
乙炔引入氯乙烯合成反應(yīng)器內(nèi),在催化劑作用下加成反應(yīng)得到氯乙烯Ⅱ;
(5)電解單元:飽和氯化鈉鹽水通過(guò)管道引入電解槽,經(jīng)電解產(chǎn)生H2、Cl2和堿溶
液,H2被引入H2總管和MAC加氫反應(yīng)器加氫生成乙醇,Cl2引入乙烯氯化反應(yīng)器與乙烯反應(yīng)
制得二氯乙烷,所述的堿溶液經(jīng)配制后引入洗滌塔、堿洗塔作為洗滌水,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)資源的
綜合利用。
[0008] 上述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其所述乙炔由界區(qū)電石經(jīng)乙炔發(fā)生器反應(yīng)獲得,電石反應(yīng)產(chǎn)生的工業(yè)廢氣電石爐尾氣經(jīng)除塵洗滌用于合成反應(yīng)獲得甲醇。
[0009] 上述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其步驟(1)所述的二甲醚路線包括:純度大于等于99.85%的甲醇引入二甲醚反應(yīng)器,在催化劑作用下,在270?370℃、1.2?1.3MPa條件下
發(fā)生脫水反應(yīng)生成二甲醚,二甲醚在精餾設(shè)備中精餾分離后與CO發(fā)生羰化反應(yīng)制得乙酸甲
酯,乙酸甲酯采用貴金屬Rh基催化劑通過(guò)加氫后制得粗乙醇。
[0010] 上述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其甲醇脫水反應(yīng)生成二甲醚產(chǎn)生的燃料氣引入裂解爐作為燃料。
[0011] 上述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其步驟(1)所述的乙酸加氫路線包括:純度大于等于99.85%的甲醇引入乙酸合成反應(yīng)器內(nèi),通入CO且在Rh催化劑和碘化物組成的催化體
系作用下反應(yīng)制得粗乙酸,粗乙酸精制分離后引入乙醇加氫反應(yīng)器,通入H2且在Pt催化劑
反應(yīng)下,在210?290℃、2?5MPa條件下,發(fā)生加氫反應(yīng)制得粗乙醇。
[0012] 上述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其步驟(1)所述的草酸二甲酯加氫路線包括:純度大于等于99.85%的甲醇與CO以Pd/氧化鋁催化劑催化反應(yīng)生成草酸二甲酯,草酸二甲
酯以Cu/Si催化劑,190?210℃條件下催化加氫制得乙二醇,乙二醇繼續(xù)深度加氫生成乙
醇。
[0013] 一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其包括以下單元:煤制甲醇單元:煤粉和水配制成水煤漿,加壓后與9.4MPa、30℃的氧氣一同噴入氣
化爐得到水煤氣,水煤氣經(jīng)洗滌除塵后制得合成氣,一部分合成氣采用控溫變換工藝,控制
水氣比在0.9?1.1,H2:CO為2.0?2.05引入甲醇合成反應(yīng)器制得粗甲醇,粗甲醇經(jīng)精餾制得
甲醇,所述甲醇純度大于等于99.85%;另一部分合成氣分離出H2引入甲醇制乙醇的加氫反
應(yīng)用于生成乙醇,分離出的CO引入甲醇制乙醇單元用于羰化反應(yīng);
乙醇制備單元:將純度大于等于99.85%的甲醇采用二甲醚路線、乙酸加氫路線或
草酸二甲酯加氫路線中的一種,經(jīng)羰化反應(yīng)、加氫反應(yīng)制得粗乙醇,粗乙醇引入精餾塔精餾
分離提純,得到乙醇,乙醇純度為92?99.5%;
乙醇制乙烯單元:純度為92?99.5%的乙醇預(yù)熱氣化至200?370℃后,一部分引入一
級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,另一部分
引入二級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,一
級(jí)脫水反應(yīng)器和二級(jí)脫水反應(yīng)器內(nèi)填裝氧化鋁催化劑和分子篩催化劑中至少一種,兩部分
的粗乙烯混合后,引入洗滌塔去除CO2得到乙烯,且使乙烯中的CO2降至10ppm以下,再引入精
餾塔出去輕組分及重組分;
乙烯制氯乙烯Ⅰ單元:制得的乙烯干燥后引入乙烯氯化反應(yīng)器,乙烯氯化反應(yīng)器內(nèi)
乙烯與來(lái)自電解單元的Cl2在FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,二氯乙烷經(jīng)裂解得到氯乙烯
Ⅰ和氯化氫;
乙炔和氯化氫加成制氯乙烯Ⅱ單元:二氯乙烷裂解產(chǎn)生的氯化氫與乙炔引入氯乙
烯合成反應(yīng)器內(nèi),在催化劑作用下加成反應(yīng)得到氯乙烯Ⅱ。
[0014] 一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其包括以下單元:工業(yè)廢氣電石爐尾氣制甲醇單元:工業(yè)廢氣電石爐尾氣經(jīng)兩級(jí)深度除塵和洗滌凈
化獲得,所述電石爐尾氣含CO70?80%,CO21.5?6%,H21?7%,所述兩級(jí)除塵包括電石爐尾氣
先進(jìn)入兩級(jí)旋風(fēng)分離器高溫除去粒徑≥0.7微米顆粒,然后進(jìn)入高溫布袋過(guò)濾器冷卻除塵
獲得凈氣,所述凈氣引入噴淋塔、洗滌塔,與噴入的Ca(OH)2水溶液并流反應(yīng)脫除CO2和剩余
粉塵、焦油制得合成氣,一部分合成氣采用控溫變換工藝,控制水氣比在0.9?1.1,H2:CO為
2.1?3.0引入甲醇合成反應(yīng)器制得粗甲醇,粗甲醇經(jīng)精餾制得甲醇,所述甲醇純度大于等于
99.85%;另一部分合成氣分離出H2引入甲醇制乙醇的加氫反應(yīng)用于生成乙醇,分離出的CO
引入甲醇制乙醇單元用于羰化反應(yīng);
乙醇制備單元:將純度大于等于99.85%的甲醇采用二甲醚路線、乙酸加氫路線或
草酸二甲酯加氫路線中的一種,經(jīng)羰化反應(yīng)、加氫反應(yīng)制得粗乙醇,粗乙醇引入精餾塔精餾
分離提純,得到乙醇,乙醇純度為92?99.5%;
乙醇制乙烯單元:純度為92?99.5%的乙醇預(yù)熱氣化至200?370℃后,一部分引入一
級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,另一部分
引入二級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,一
級(jí)脫水反應(yīng)器和二級(jí)脫水反應(yīng)器內(nèi)填裝氧化鋁催化劑和分子篩催化劑中至少一種,兩部分
的粗乙烯混合后,引入洗滌塔去除CO2得到乙烯,且使乙烯中的CO2降至10ppm以下,再引入精
餾塔出去輕組分及重組分;
乙烯制氯乙烯Ⅰ單元:制得的乙烯干燥后引入乙烯氯化反應(yīng)器,乙烯氯化反應(yīng)器內(nèi)
乙烯與來(lái)自電解單元的Cl2在FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,二氯乙烷經(jīng)裂解得到氯乙烯
Ⅰ和氯化氫;
乙炔和氯化氫加成制氯乙烯Ⅱ單元:二氯乙烷裂解產(chǎn)生的氯化氫與乙炔引入氯乙
烯合成反應(yīng)器內(nèi),在催化劑作用下加成反應(yīng)得到氯乙烯Ⅱ。
[0015] 上述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其包括以下單元:甲醇制備單元:煤粉和水配制成水煤漿,加壓后與9.4MPa、30℃的氧氣一同噴入氣
化爐得到水煤氣,水煤氣經(jīng)洗滌除塵后制得煤制合成氣,一部分煤制合成氣采用變換工藝
控制合格的H2:CO比例后引入甲醇合成反應(yīng)器制得粗甲醇,粗甲醇經(jīng)精餾制得甲醇,所述甲
醇純度大于等于99.85%;另一部分煤制合成氣分離提純H2引入步驟(1)所述甲醇制乙醇的
加氫反應(yīng)用于生成乙醇;工業(yè)廢氣電石爐尾氣經(jīng)凈化處理后引入噴淋塔、洗滌塔,與噴入的
Ca(OH)2水溶液并流反應(yīng)脫除CO2和剩余粉塵、焦油制得尾氣合成氣,尾氣合成氣分離提純CO
引入甲醇制乙醇單元用于羰化反應(yīng);
乙醇制備單元:將純度大于等于99.85%的甲醇采用二甲醚路線、乙酸加氫路線或
草酸二甲酯加氫路線中的一種,經(jīng)羰化反應(yīng)、加氫反應(yīng)制得粗乙醇,粗乙醇引入精餾塔精餾
分離提純,得到乙醇,乙醇純度為92?99.5%;
乙醇制乙烯單元:純度為92?99.5%的乙醇預(yù)熱氣化至200?370℃后,一部分引入一
級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,另一部分
引入二級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,一
級(jí)脫水反應(yīng)器和二級(jí)脫水反應(yīng)器內(nèi)填裝氧化鋁催化劑和分子篩催化劑中至少一種,兩部分
的粗乙烯混合后,引入洗滌塔去除CO2得到乙烯,且使乙烯中的CO2降至10ppm以下,再引入精
餾塔出去輕組分及重組分;
乙烯制氯乙烯Ⅰ單元:制得的乙烯干燥后引入乙烯氯化反應(yīng)器,乙烯氯化反應(yīng)器內(nèi)
乙烯與來(lái)自電解單元的Cl2在FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,二氯乙烷經(jīng)裂解得到氯乙烯Ⅰ
和氯化氫;
乙炔和氯化氫加成制氯乙烯Ⅱ單元:二氯乙烷裂解產(chǎn)生的氯化氫與乙炔引入氯乙
烯合成反應(yīng)器內(nèi),在催化劑作用下加成反應(yīng)得到氯乙烯Ⅱ。
[0016] 上述的一種甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝,其所述氯乙烯Ⅰ和氯乙烯Ⅱ分別引入聚合反應(yīng)裝置,經(jīng)聚合反應(yīng)制備獲得不同品質(zhì)的聚氯乙烯產(chǎn)品。
[0017] 有益效果:1.投資少。本發(fā)明以甲醇?乙醇?乙烯?氯乙烯為主線生產(chǎn)氯乙烯,發(fā)展甲醇乙醇生
產(chǎn)乙烯的投資遠(yuǎn)低于煤基甲醇直接合成乙烯的投資,因此采用本發(fā)明的技術(shù)路線,可以大
幅減少投資,降低固定投入,投資回報(bào)率高。
[0018] 2.能耗低。基于已有的乙炔生產(chǎn)氯乙烯裝置,研究將乙烯法氯乙烯與乙炔法氯乙烯工藝相耦合,降低電石法生產(chǎn)能耗,提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
[0019] 3.產(chǎn)業(yè)鏈柔性可調(diào)。工藝鏈中的乙醇、乙烯均可作為中間產(chǎn)品銷(xiāo)售,過(guò)程靈活,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的柔性調(diào)控范圍大,增加了產(chǎn)品多樣性,經(jīng)濟(jì)性高。
4.產(chǎn)品品質(zhì)得到有效提升。本發(fā)明耦合乙烯生產(chǎn)氯乙烯和乙炔生產(chǎn)氯乙烯兩個(gè)工
藝,可以分別用于生產(chǎn)不同品質(zhì)的聚氯乙烯樹(shù)脂,提高了產(chǎn)品附加值。
[0020] 5.環(huán)境更友好。本發(fā)明以聚乙烯法生產(chǎn)氯乙烯耦合電石法生產(chǎn)氯乙烯,減少了固體廢渣的產(chǎn)量。與現(xiàn)代煤化工相結(jié)合,采用綠色工藝生產(chǎn)氯乙烯,既符合環(huán)保政策要求,又
符合我國(guó)“富煤貧油少氣”的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可減少對(duì)石油資源的依賴(lài),為我國(guó)能源安全貢
獻(xiàn)力量。
附圖說(shuō)明[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程示意圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程示意圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的工藝流程示意圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的工藝流程示意圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的工藝流程示意圖;
圖6為本發(fā)明實(shí)施例6的工藝流程示意圖;
圖7為本發(fā)明實(shí)施例7的工藝流程示意圖;
圖8為本發(fā)明實(shí)施例8的工藝流程示意圖;
圖9為本發(fā)明實(shí)施例9的工藝流程示意圖;
圖10為本發(fā)明實(shí)施例10的工藝流程示意圖。
[0022] 其中:1汽化反應(yīng)器,2二甲醚合成反應(yīng)器,3二甲醚填料式精餾塔,4羰化反應(yīng)器,5加氫反應(yīng)器,6精餾塔,7蒸發(fā)器,8脫水反應(yīng)器,8?1一級(jí)脫水反應(yīng)器,8?2二級(jí)脫水反應(yīng)器,9
堿洗塔,10干燥器,11乙烯氯化反應(yīng)器,12裂解爐,13氯乙烯合成反應(yīng)器,14乙酸合成反應(yīng)
器,15乙酸精餾塔,16原料氣混合器,17乙酸加氫反應(yīng)器,18亞硝酸甲酯合成反應(yīng)器,19草酸
二甲酯合成反應(yīng)器,20草酸二甲酯精餾塔,21DMO加氫反應(yīng)器,22乙二醇加氫反應(yīng)器,23氣化
爐,24洗滌塔,25變換爐,26分離塔,27甲醇合成塔,28甲醇精餾塔,29旋風(fēng)分離器,30冷卻除
塵器,31乙炔發(fā)生器,32電解槽,33聚合釜。
具體實(shí)施方式[0023] 為便于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員詳細(xì)了解本發(fā)明的技術(shù)方案,現(xiàn)以實(shí)施例的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案。
[0024] 實(shí)施例1參照?qǐng)D1,本實(shí)施例以甲醇為主要原料,采用甲醇?二甲醚?乙醇?乙烯?氯乙烯的工
藝路線制得氯乙烯產(chǎn)品,具體工藝包括以下步驟:
純度大于等于99.85%的甲醇經(jīng)預(yù)加熱、汽化反應(yīng)器1汽化后作為原料引入二甲醚
合成反應(yīng)器2,在270?370℃、1.2?1.3MPa、Al2O3或分子篩催化劑作用下,制得二甲醚和水,反
應(yīng)產(chǎn)生的燃料氣引入裂解爐作為燃料。二甲醚引入二甲醚填料式精餾塔3精餾分離,分離出
來(lái)的二甲醚引入羰化反應(yīng)器4,與CO發(fā)生羰化反應(yīng)制得乙酸甲酯,乙酸甲酯和氫氣引入加氫
反應(yīng)器5的頂部,采用非貴金屬Rh基催化劑加氫反應(yīng)制得粗乙醇和甲醇,粗乙醇和甲醇分離
后甲醇通過(guò)管路循環(huán)返回汽化反應(yīng)器1,以提高反應(yīng)物的利用率。粗乙醇從加氫反應(yīng)器5底
部引出,經(jīng)冷凝分離引入精餾塔6分離提純,得到純度為92?99.5%的乙醇;
乙醇經(jīng)預(yù)熱器、蒸發(fā)器7加熱至200?370℃后,一部分引入一級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至
360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器8發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,另一部分引入二級(jí)加熱爐
內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯,一級(jí)脫水反應(yīng)器和
二級(jí)脫水反應(yīng)器內(nèi)填裝氧化鋁催化劑和分子篩催化劑中至少一種,兩部分的粗乙烯混合
后,引入堿洗塔9去除CO2,使乙烯中的CO2降至10ppm以下,再引入精餾塔出去輕組分及重組
分,再經(jīng)干燥器10干燥后引入乙烯精餾塔精餾得到乙烯;
乙烯引入乙烯氯化反應(yīng)器11,乙烯氯化反應(yīng)器11內(nèi)乙烯與來(lái)自電解單元的Cl2在
FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,F(xiàn)eCl3催化劑可以在乙烯氯化反應(yīng)器11內(nèi)設(shè)置鐵棒,來(lái)自電
解單元的Cl2與鐵棒反應(yīng)生成FeCl3,同時(shí)乙烯與Cl2在FeCl3催化作用下生成二氯乙烷,二氯
乙烷引入裂解爐12經(jīng)裂解生成氯乙烯Ⅰ和氯化氫;氯化氫與來(lái)自乙炔發(fā)生器31的合格乙炔
按1.05?1.1:1的比例引入氯乙烯合成反應(yīng)器13內(nèi),在催化劑作用下加成反應(yīng)得到氯乙烯
Ⅱ;
飽和氯化鈉鹽水通過(guò)管道引入電解槽32,經(jīng)電解產(chǎn)生H2、Cl2和堿溶液,H2被引入H2
總管和MAC加氫反應(yīng)器加氫生成乙醇,Cl2引入乙烯氯化反應(yīng)器與乙烯反應(yīng)制得二氯乙烷,
所述的堿溶液經(jīng)配制后引入堿洗塔9作為洗滌水,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)資源的綜合利用。
[0025] 制得的氯乙烯Ⅰ和氯乙烯Ⅱ可以分別引入聚合工藝聚合制得聚氯乙烯,也可以罐裝后作為成品出售。整個(gè)工藝過(guò)程中,制得的乙醇、乙烯經(jīng)過(guò)冷凝分離裝置、精餾塔提純后,
均可以從冷凝分離裝置、精餾塔出口引出,作為成品出售。
[0026] 本發(fā)明將乙烯法聚氯乙烯與乙炔法氯乙烯工藝相耦合,減少了固體廢渣的產(chǎn)量,降低電石法生產(chǎn)能耗,提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。工藝鏈中的乙醇、乙烯均可作為中間產(chǎn)品銷(xiāo)售,過(guò)
程靈活,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的柔性調(diào)控范圍大,可以根據(jù)市場(chǎng)需求方便調(diào)整產(chǎn)品生產(chǎn)種類(lèi),經(jīng)濟(jì)性
高,抵抗市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的能力提高。耦合乙烯生產(chǎn)氯乙烯和乙炔生產(chǎn)氯乙烯兩個(gè)工藝,可以分別
用于生產(chǎn)不同品質(zhì)的聚氯乙烯樹(shù)脂,提高了產(chǎn)品附加值。
[0027] 實(shí)施例2參照?qǐng)D2,本實(shí)施例以甲醇為主要原料,采用甲醇?乙酸?乙醇?乙烯?氯乙烯的工藝
路線制得氯乙烯產(chǎn)品。
[0028] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于乙醇的獲取方法。[0029] 本實(shí)施例將純度大于等于99.85%的甲醇引入乙酸合成反應(yīng)器14內(nèi),通入CO且在Rh催化劑和碘化物組成的催化體系作用下反應(yīng)制得粗乙酸,粗乙酸在乙酸精餾塔15內(nèi)精制分
離后引入原料氣混合器16,另一個(gè)管路將界區(qū)的H2引入原料氣混合器16制得混合氣,混合
氣經(jīng)除塵系統(tǒng)除去粉塵和水后,引入乙酸加氫反應(yīng)器17,通入H2且在Pt催化劑反應(yīng)下,在
210?290℃、2?5MPa條件下,發(fā)生加氫反應(yīng)制得粗乙醇。粗乙酸從加氫反應(yīng)器17底部引出,引
入冷凝分離裝置,經(jīng)乙醇精餾塔6分離提純,得到純度為92?99.5%的乙醇。乙醇經(jīng)反應(yīng)生成
乙烯、氯乙烯,氯乙烯可作為產(chǎn)品出售,也可用于聚氯乙烯的延續(xù)生產(chǎn)。
整個(gè)工藝過(guò)程中,制得的乙醇、乙烯經(jīng)過(guò)冷凝分離裝置、精餾塔提純后,均可以從
冷凝分離裝置、精餾塔出口引出,作為成品出售。
[0030] 實(shí)施例3參照?qǐng)D3,本實(shí)施例以甲醇為主要原料,采用甲醇?草酸二甲酯?乙醇?乙烯?氯乙烯
的工藝路線制得氯乙烯產(chǎn)品。
[0031] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于乙醇的獲取方法不同。[0032] 本實(shí)施例將純度大于等于99.9%的甲醇、O2、NO通過(guò)管路分別引入亞硝酸甲酯合成反應(yīng)器18,催化劑作用下制得亞硝酸甲酯,亞硝酸甲酯引入草酸二甲酯合成反應(yīng)器19,另一
管路將CO引入草酸二甲酯合成反應(yīng)器19,在Pd/氧化鋁催化劑催化反應(yīng)生成草酸二甲酯,草
酸二甲酯經(jīng)草酸二甲酯精餾塔20精餾后引入DMO加氫反應(yīng)器21,同時(shí)向DMO加氫反應(yīng)器21引
入H2,在Cu/Si催化劑,190?210℃條件下催化加氫制得乙二醇,乙二醇引入乙二醇加氫反應(yīng)
器22內(nèi)繼續(xù)深度加氫生成粗乙醇。粗乙酸從加氫反應(yīng)器22底部引出,經(jīng)冷凝分離后引入精
餾塔6分離提純,得到純度為92?99.5%的乙醇。乙醇經(jīng)反應(yīng)生成乙烯、氯乙烯,氯乙烯可作為
產(chǎn)品出售,也可用于聚氯乙烯的延續(xù)生產(chǎn)。
實(shí)施例4
參照?qǐng)D4,本實(shí)施例以煤粉為原料,采用水煤漿氣化?合成氣?甲醇?二甲醚?乙酸甲
酯?乙醇?乙烯?氯乙烯路線生產(chǎn)氯乙烯,具體工藝過(guò)程如下:
煤粉經(jīng)細(xì)磨處理后,和水配制成可泵送的水煤漿加壓,與兩股來(lái)自空分裝置的
9.4MPa、30℃的氧氣一同經(jīng)過(guò)燒嘴噴入氣化爐23,兩股氧氣噴在水煤漿的兩側(cè)包裹在水煤
漿的外部,水煤漿被高效霧化并蒸干水分后和氧氣在1000℃的反應(yīng)溫度下發(fā)生復(fù)雜的氧化
還原反應(yīng)生成水煤氣,水煤氣中含CO38?40%,H238?40%,CO218?20%,以及少量硫化氫、氮
氣等氣體。熔渣進(jìn)入氣化爐23下面的激冷室,熔渣被冷卻固化后經(jīng)鎖灰斗收集排出。氣化爐
23的燃燒室外壁內(nèi)通入冷卻水產(chǎn)生3.8MPa水蒸汽被引出,送入后續(xù)精餾塔作為換熱介質(zhì)。
氣化爐23的廢鍋爐產(chǎn)生9.8MPa水蒸汽經(jīng)焚燒過(guò)熱引出用于發(fā)電,推動(dòng)空分裝置汽輪機(jī)做
功,或驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)做功。水煤氣經(jīng)過(guò)水分離器去除蒸汽后從分離器上部進(jìn)入洗滌塔24,水煤
氣在PH=9的條件下水洗去除雜質(zhì)獲得含CO和H2的合成氣。
[0033] 合成氣經(jīng)過(guò)氣水分離后分兩路,一路合成氣引入凈化塔分離除塵后進(jìn)入變換爐25,CO與H2O在變換催化劑作用下發(fā)生可逆反應(yīng)得到H2,反應(yīng)方程式:CO+H2O ?H2+CO2。根據(jù)
生產(chǎn)實(shí)際需要,調(diào)整溫度和蒸汽量的大小,控制水氣比0.9?1.1,H2:CO的摩爾比為2.0?
2.05,通過(guò)壓縮機(jī)引入甲醇合成塔生成甲醇;另一路的合成氣引入洗滌塔脫除硫化氫、二氧
化碳等雜質(zhì)后,經(jīng)分離塔26提純H2引入后續(xù)甲醇制乙醇單元用作加氫反應(yīng)的H2原料,CO引入
甲醇制乙醇單元用作羰化反應(yīng)的CO原料。甲醇合成塔27采用兩塔串聯(lián)反應(yīng),在5?10MPa、
170?220℃、Cu基催化劑作用下,得到粗甲醇,粗甲醇進(jìn)入甲醇精餾塔28精餾后得到甲醇,精
餾包括預(yù)精餾、加壓精餾和常壓精餾三段。
[0034] 甲醇預(yù)加熱預(yù)熱、經(jīng)汽化反應(yīng)器1汽化蒸發(fā)后,引入三層填料塔結(jié)構(gòu)的二甲醚反應(yīng)器2中發(fā)生脫水反應(yīng)生成二甲醚和水,未反應(yīng)的甲醇與產(chǎn)物分離后返回二甲醚合成反應(yīng)系
統(tǒng),分離后的二甲醚產(chǎn)物經(jīng)二甲醚精餾塔3精制干燥至純度大于99.5%后送至二甲醚羰化反
應(yīng)器4,與合成氣分離的CO在羰化反應(yīng)器4中發(fā)生反應(yīng)生成乙酸甲酯和水,水送至界區(qū)外處
理,反應(yīng)產(chǎn)生的燃料氣引入裂解爐作為燃料。乙酸甲酯送至加氫反應(yīng)器5,與合成氣分離的
H2在乙酸甲酯加氫反應(yīng)器5中發(fā)生加氫反應(yīng)生成甲醇和乙醇,未反應(yīng)的氫氣回收后返回加
氫反應(yīng)系統(tǒng),冷凝液為粗乙醇送至產(chǎn)品乙醇精餾塔6。粗醇經(jīng)多塔精餾分離甲醇、乙醇及重
組分,甲醇返回二甲醚合成系統(tǒng)作為原料;乙醇引入乙醇預(yù)熱蒸發(fā)裝置作為生產(chǎn)乙烯的原
料,重組分作為副產(chǎn)品送至界區(qū)。
[0035] 乙醇經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入到乙醇蒸發(fā)罐7,在蒸發(fā)罐7中繼續(xù)換熱,預(yù)熱氣化至200?370℃后,一部分引入一級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至360?430℃后,引入一級(jí)脫水反應(yīng)器8?1發(fā)生脫水反應(yīng)
生成粗乙烯和水,另一部分引入二級(jí)加熱爐內(nèi)過(guò)熱至330?430℃后,引入二級(jí)脫水反應(yīng)器8?
2發(fā)生脫水反應(yīng)生成粗乙烯和水,一級(jí)脫水反應(yīng)器8?1和二級(jí)脫水反應(yīng)器8?2內(nèi)填裝氧化鋁
催化劑和分子篩催化劑,兩部分的粗乙烯進(jìn)入冷凝器中進(jìn)行冷凝分離提純工序,氣相粗乙
烯進(jìn)入乙烯壓縮機(jī),送入堿洗塔9,以除去粗乙烯中的CO2,使乙烯中的CO2降至10ppm以下,
再引入精餾塔出去輕組分及重組分。除去CO2的乙烯進(jìn)入分子篩干燥器10進(jìn)行干燥,脫除乙
烯中的水分。分子篩干燥器10可以設(shè)置兩臺(tái),一臺(tái)工作一臺(tái)采用蒸汽或電加熱再生。干燥后
的乙烯經(jīng)深冷器冷凝為液相乙烯,經(jīng)過(guò)精制分離得到液相乙烯。
催化劑類(lèi)型 反應(yīng)溫度(℃) 單程轉(zhuǎn)化率 乙烯選擇性
分子篩催化劑 250?300 99.5?99.8 99.0?99.6
氧化鋁催化劑 360?430 92?97 95?97
[0036] 乙烯與來(lái)自電解單元的CL2分別引入乙烯氯化反應(yīng)器11,在反應(yīng)溫度40?110℃、反應(yīng)壓力0.15?0.3MPa、FeCL3催化劑的作用下反應(yīng)生成二氯乙烷。乙烯轉(zhuǎn)化率大于99%,單程
轉(zhuǎn)化率為50?70%。二氯乙烷在裂解爐12內(nèi)發(fā)生裂解反應(yīng),裂解溫度500?550℃、壓力
0.15MPa,裂解得到氯乙烯和氯化氫,二氯乙烷裂解產(chǎn)物冷卻后進(jìn)入分離塔分離出氯化氫,
塔底為氯乙烯和二氯乙烷的混合物,塔頂為氯化氫。氯乙烯和二氯乙烷的混合物經(jīng)過(guò)精餾
塔精餾后,塔頂產(chǎn)物為氯乙烯Ⅰ,塔底產(chǎn)物為粗二氯乙烷,粗二氯乙烷精餾后返回作為裂解
原料。氯化氫和精制的乙炔干燥后進(jìn)入氯乙烯合成反應(yīng)器13,反應(yīng)器的床層溫度為180?200
℃,加成生成氯乙烯Ⅱ。
[0037] 乙炔來(lái)自于乙炔發(fā)生器31,電石與水反應(yīng)生成乙炔混合氣,乙炔混合氣經(jīng)過(guò)凈化后脫除雜質(zhì)氣體生成精制乙炔,精制乙炔引入氯乙烯合成反應(yīng)器13與來(lái)自電解單元的氯化
氫反應(yīng)生成氯乙烯Ⅱ。
[0038] 進(jìn)一步的,還包括電解裝置,電解槽32引入飽和鹽水,飽和鹽水經(jīng)電解產(chǎn)生CL2和H2。CL2通過(guò)管道引入乙烯氯化反應(yīng)器11,在反應(yīng)溫度40?110℃、反應(yīng)壓力0.15?0.3MPa、
FeCL3催化劑的作用下與乙烯反應(yīng)生成二氯乙烷。H2通過(guò)管道送至乙酸甲酯加氫反應(yīng)器5,在
乙酸甲酯加氫反應(yīng)器5中發(fā)生加氫反應(yīng)生成粗乙醇。電解產(chǎn)生的堿液則通過(guò)處理后分別送
到洗滌塔24、堿洗塔9用于清洗液作為洗滌水,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)資源的綜合利用。
[0039] 進(jìn)一步的,本發(fā)明生產(chǎn)的氯乙烯Ⅰ、Ⅱ可分別送至不同的聚合釜發(fā)生聚合反應(yīng)得到不同品質(zhì)的聚氯乙烯產(chǎn)品,以差異化、高端化品質(zhì)提高產(chǎn)品附加值。
[0040] 整個(gè)工藝中,氣化熱也可以綜合利用。水煤漿氣化反應(yīng)熱通過(guò)熱交換裝置得到9.8MPa的高壓蒸汽,高壓蒸汽發(fā)電后引入空分裝置用于分離得到O2,同時(shí)也引入乙醇、乙烯
制備單元用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),次一級(jí)0.5?1.5MPa的蒸汽分別引入乙醇、氯乙烯單元精餾
裝置中,降低外購(gòu)蒸汽的用量,降低生產(chǎn)成本。
[0041] 實(shí)施例5參照?qǐng)D5,本實(shí)施例采用水煤漿氣化?合成氣?甲醇?草酸二甲酯?乙醇?乙烯?氯乙
烯路線生產(chǎn)氯乙烯。
[0042] 本實(shí)施例與實(shí)施例4的區(qū)別之處在于,甲醇采用草酸二甲酯路線生成乙醇。[0043] 經(jīng)細(xì)磨處理后的煤粉和水配制成可泵送的水煤漿,水煤漿氣化獲得水煤氣。水煤氣經(jīng)過(guò)水分離器洗滌除雜獲得含CO和H2的合成氣。合成氣經(jīng)過(guò)氣水分離后分兩路,一路合
成氣變換后通過(guò)壓縮機(jī)引入甲醇合成塔27生成甲醇;另一路的合成氣深度分離提純后H2引
入后續(xù)甲醇制乙醇單元用作加氫反應(yīng)的H2原料,CO引入甲醇制乙醇單元用作羰化反應(yīng)的CO
原料。
[0044] 甲醇與NO在氧氣作用下在亞硝酸甲酯合成反應(yīng)器18內(nèi)酯化反應(yīng)生成亞硝酸甲酯,亞硝酸甲酯在120?160℃、非均相Pd基催化劑的條件下與來(lái)自于合成氣的CO在草酸二甲酯
合成反應(yīng)器19經(jīng)氧化還原反應(yīng)生成草酸二甲酯,未參與反應(yīng)的CO和亞硝酸酯作為循環(huán)物繼
續(xù)投入到反應(yīng)系統(tǒng)中。草酸二甲酯精餾后引入DMO加氫反應(yīng)器21加氫生成乙二醇,提高反應(yīng)
溫度,乙二醇繼續(xù)深度加氫生成乙醇。乙醇經(jīng)反應(yīng)生成乙烯、氯乙烯,氯乙烯可作為產(chǎn)品出
售,也可用于聚氯乙烯的延續(xù)生產(chǎn)。
實(shí)施例6
參照?qǐng)D6,本實(shí)施例采用水煤漿氣化?合成氣?甲醇?乙酸?乙醇?乙烯?氯乙烯路線
生產(chǎn)氯乙烯。
[0045] 本實(shí)施例與實(shí)施例4的區(qū)別之處在于,甲醇采用乙酸路線生成乙醇。[0046] 經(jīng)細(xì)磨處理后的煤粉和水配制成可泵送的水煤漿,水煤漿氣化獲得水煤氣。水煤氣經(jīng)過(guò)水分離器洗滌除雜獲得含CO和H2的合成氣。合成氣經(jīng)過(guò)氣水分離后分兩路,一路合
成氣變換后通過(guò)壓縮機(jī)引入甲醇合成塔27生成甲醇;另一路的合成氣深度分離提純后H2引
入后續(xù)甲醇制乙醇單元用作加氫反應(yīng)的H2原料,CO引入甲醇制乙醇單元用作羰化反應(yīng)的CO
原料。
甲醇和CO引入乙酸合成反應(yīng)器14,在水?乙酸的介質(zhì)中、175℃、3MPa、Rh的羰基化
合物和碘化物組成的催化劑體系條件下反應(yīng)得到粗乙酸,粗乙酸精制后得到乙酸。乙酸與
H2混合并汽化得到原料混合氣,通過(guò)除塵系統(tǒng)除去粉塵和液滴后進(jìn)入乙酸加氫反應(yīng)器17,
在210?290℃、2?5MPa、Pt基催化劑條件下進(jìn)行加氫反應(yīng),氫氣為主的氣相返回反應(yīng)器循環(huán)
使用,液相為含有未反應(yīng)的醋酸、乙酸乙酯及其他副產(chǎn)物的乙醇粗產(chǎn)品,冷卻分離后得到粗
乙醇,粗乙醇先脫氫再中和,然后提純和脫水,得到精制乙醇。乙醇經(jīng)反應(yīng)生成乙烯、氯乙
烯,氯乙烯可作為產(chǎn)品出售,也可用于聚氯乙烯的延續(xù)生產(chǎn)。
實(shí)施例7
參照?qǐng)D7,本發(fā)明采用工業(yè)廢氣電石爐尾氣?合成氣?甲醇?草酸二甲酯?乙醇?乙
烯?氯乙烯路線生產(chǎn)氯乙烯。
[0047] 本實(shí)施例與實(shí)施例4的區(qū)別之處在于,本實(shí)施例通過(guò)工業(yè)廢氣電石爐尾氣獲取合成氣用于生產(chǎn)甲醇。
[0048] 工業(yè)廢氣電石爐尾氣中,含CO70?80%、CO21.5%、H27%、N27%、焦油1.5%~2%等,從密閉電石爐出來(lái)電石爐尾氣溫度為500~800℃,電石爐尾氣先進(jìn)入兩級(jí)旋風(fēng)分離器29高
溫除去粒徑≥0.7微米顆粒,然后進(jìn)入高溫布袋過(guò)濾器,高溫布袋過(guò)濾器設(shè)置有聚四氟乙烯
材料和玻璃纖維絲編制的耐溫過(guò)濾袋,溫度下降到500℃左右再經(jīng)一級(jí)和二級(jí)冷卻
除塵器
30,經(jīng)除塵濾下的粉塵,集中送出做電石爐的抵擋熔塊或水泥原料。除塵器30出口尾氣溫度
3
為250~260℃,粉塵含量為50mg/Nm以下,稱(chēng)為凈氣,凈氣被凈氣風(fēng)機(jī)送往濕法凈化裝置。
凈氣進(jìn)入噴淋塔、洗滌塔24,與噴入的Na(OH)2水溶液并流反應(yīng)脫除CO2和剩余粉塵、焦油,脫
除CO2后的凈氣主要為CO和少量H2的混合物,作為合成氣。
[0049] 合成氣經(jīng)過(guò)氣水分離后分兩路,一路合成氣變換后通過(guò)壓縮機(jī)引入甲醇合成塔27生成甲醇;另一路的合成氣深度分離提純后H2引入后續(xù)甲醇制乙醇單元用作加氫反應(yīng)的H2
原料,CO引入甲醇制乙醇單元用作羰化反應(yīng)的CO原料。
在氧氣的作用下,甲醇與NO在常壓、30?50℃、無(wú)催化劑的條件下在亞硝酸甲酯合
成反應(yīng)器18內(nèi)酯化反應(yīng)生成亞硝酸甲酯,亞硝酸甲酯在120?160℃、非均相Pd基催化劑的條
件下與來(lái)自于合成氣的CO在草酸二甲酯合成反應(yīng)器19經(jīng)氧化還原反應(yīng)生成草酸二甲酯,未
參與反應(yīng)的CO和亞硝酸酯作為循環(huán)物繼續(xù)投入到反應(yīng)系統(tǒng)中。草酸二甲酯精餾后引入DMO
加氫反應(yīng)器21加氫生成乙二醇,提高反應(yīng)溫度,乙二醇繼續(xù)深度加氫生成乙醇。乙醇經(jīng)反應(yīng)
生成乙烯、氯乙烯,氯乙烯可作為產(chǎn)品出售。
[0050] 更一步,本發(fā)明生產(chǎn)的氯乙烯Ⅰ、Ⅱ可分別送至不同的聚合釜33發(fā)生聚合反應(yīng)得到不同品質(zhì)的聚氯乙烯Ⅰ和聚氯乙烯Ⅱ產(chǎn)品,以差異化、高端化品質(zhì)提高產(chǎn)品附加值。
[0051] 實(shí)施例8參照?qǐng)D8,本實(shí)施例采用工業(yè)廢氣電石爐尾氣?合成氣?甲醇?二甲醚?乙醇?乙烯?
氯乙烯路線生產(chǎn)氯乙烯。
[0052] 本實(shí)施例與實(shí)施例7的區(qū)別之處在于,甲醇采用二甲醚路線生成乙醇。[0053] 從密閉電石爐出來(lái)電石爐尾氣經(jīng)分離除塵除焦油后得到合格的合成氣,合成氣分兩路,一路合成氣變換后引入甲醇合成塔27生成甲醇;另一路的合成氣用于提純H2引入后
續(xù)甲醇制乙醇單元用作加氫反應(yīng)的H2原料,CO引入甲醇制乙醇單元用作羰化反應(yīng)的CO原
料。
[0054] 甲醇預(yù)加熱、經(jīng)汽化反應(yīng)器1汽化后,引入三層填料塔結(jié)構(gòu)的二甲醚反應(yīng)器2中發(fā)生脫水反應(yīng)生成二甲醚和水,未反應(yīng)的甲醇與產(chǎn)物分離后返回二甲醚合成反應(yīng)系統(tǒng),分離
后的二甲醚產(chǎn)物經(jīng)精餾塔3精制干燥至純度大于99.5%后送至二甲醚羰化反應(yīng)器4,與合成
氣分離的CO在羰化反應(yīng)器4中發(fā)生反應(yīng)生成乙酸甲酯和水,水送至界區(qū)外處理。乙酸甲酯送
至加氫反應(yīng)器5,與合成氣分離的H2在乙酸甲酯加氫反應(yīng)器5中發(fā)生加氫反應(yīng)生成甲醇和乙
醇,未反應(yīng)的氫氣回收后返回加氫反應(yīng)系統(tǒng),冷凝液為粗醇送至產(chǎn)品乙醇精餾塔6。粗醇經(jīng)
多塔精餾分離甲醇、乙醇及重組分,甲醇返回二甲醚合成系統(tǒng)作為原料;乙醇引入乙醇預(yù)熱
蒸發(fā)裝置作為生產(chǎn)乙烯的原料,重組分作為副產(chǎn)品送至界區(qū)。乙醇經(jīng)反應(yīng)生成乙烯、氯乙
烯,氯乙烯可作為產(chǎn)品出售。
[0055] 實(shí)施例9參照?qǐng)D9,本實(shí)施例采用工業(yè)廢氣電石爐尾氣?合成氣?甲醇?乙酸?乙醇?乙烯?氯
乙烯路線生產(chǎn)氯乙烯。
[0056] 本實(shí)施例與實(shí)施例8的區(qū)別之處在于,甲醇采用乙酸路線生成乙醇。[0057] 從密閉電石爐出來(lái)電石爐尾氣經(jīng)分離除塵除焦油后得到合格的合成氣,合成氣分兩路,一路合成氣變換后引入甲醇合成塔27生成甲醇;另一路的合成氣用于提純H2引入后
續(xù)甲醇制乙醇單元用作加氫反應(yīng)的H2原料,CO引入甲醇制乙醇單元用作羰化反應(yīng)的CO原
料。
[0058] 甲醇和CO在水?乙酸的介質(zhì)中、175℃、3MPa、Rh的羰基化合物和碘化物組成的催化劑體系條件下反應(yīng),得到粗乙酸,粗乙酸經(jīng)乙酸精餾塔15精制后得到乙酸。乙酸與H2混合并
汽化得到原料混合氣,通過(guò)除塵系統(tǒng)除去粉塵和液滴后進(jìn)入乙酸加氫反應(yīng)器17,在210?290
℃、2?5MPa、Pt基催化劑條件下進(jìn)行加氫反應(yīng),氫氣為主的氣相返回反應(yīng)器循環(huán)使用,液相
為含有未反應(yīng)的醋酸、乙酸乙酯及其他副產(chǎn)物的乙醇粗產(chǎn)品,冷卻分離后得到粗乙醇,粗乙
醇先脫氫再中和,然后提純和脫水,得到精制乙醇。乙醇經(jīng)反應(yīng)生成乙烯、氯乙烯,氯乙烯可
作為產(chǎn)品出售。
[0059] 本發(fā)明以煤、工業(yè)廢氣電石爐氣制得合成氣作為甲醇原料,經(jīng)過(guò)乙醇、乙烯最終制得氯乙烯的新工藝,優(yōu)化了產(chǎn)業(yè)鏈的資源綜合利用,不僅投資遠(yuǎn)低于MTO工藝路線,而且甲
醇經(jīng)乙醇生產(chǎn)乙烯,甲醇、乙醇的純度均可達(dá)到90%以上,與MTO工藝相比,乙烯的產(chǎn)率大大
提高,有利于提高氯乙烯的收率。中間產(chǎn)物乙醇、乙烯都可作為中間產(chǎn)品銷(xiāo)售,提高了產(chǎn)業(yè)
鏈的彈性調(diào)控空間,更有利于根據(jù)市場(chǎng)需求調(diào)節(jié)產(chǎn)品種類(lèi)和產(chǎn)量,降低了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn),
增強(qiáng)了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0060] 實(shí)施例10參照?qǐng)D10,本實(shí)施例以煤和工業(yè)廢氣電石爐尾氣作為原料生產(chǎn)氯乙烯。
[0061] 本實(shí)施例與實(shí)施例8的區(qū)別之處在于甲醇的制備,具體如下:甲醇制備單元,煤粉和水配制成水煤漿,加壓后與9.4MPa、30℃的氧氣一同噴入氣
化爐得到水煤氣,水煤氣經(jīng)洗滌除塵后制得煤制合成氣,一部分煤制合成氣采用變換工藝
控制合格的H2:CO比例后引入甲醇合成反應(yīng)器制得粗甲醇,粗甲醇經(jīng)精餾制得甲醇,所述甲
醇純度大于等于99.85%;另一部分煤制合成氣分離提純H2引入甲醇制乙醇的加氫反應(yīng)用于
生成乙醇;工業(yè)廢氣電石爐尾氣經(jīng)凈化處理后引入噴淋塔、洗滌塔,與噴入的Ca(OH)2水溶
液并流反應(yīng)脫除CO2和剩余粉塵、焦油制得尾氣合成氣,尾氣合成氣分離提純CO引入甲醇制
乙醇單元用于羰化反應(yīng)。
[0062] 本實(shí)施例以工業(yè)廢氣電石爐尾氣提純CO用于甲醇制乙醇單元的羰化反應(yīng),與現(xiàn)有技術(shù)相比,減少了工業(yè)廢氣電石爐尾氣的變換,節(jié)約了能耗,降低了成本,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0063] 進(jìn)一步地,上述的甲醇制備單元也可用于甲醇?乙酸?乙醇?乙烯?氯乙烯路線生產(chǎn)氯乙烯。
[0064] 進(jìn)一步地,上述的甲醇制備單元也可用于甲醇?草酸二甲酯?乙醇?乙烯?氯乙烯路線生產(chǎn)氯乙烯。
[0065] 以上具體實(shí)施方式所述,僅為本發(fā)明的內(nèi)容的實(shí)施例,任何熟悉本發(fā)明者對(duì)本創(chuàng)作的修改和變化,均屬于本發(fā)明的專(zhuān)利范圍內(nèi),而不僅限于實(shí)施例所述。
聲明:
“甲醇生產(chǎn)氯乙烯新工藝” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)