CN102503764B - 利用生产pvc的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法，其特征是：以生产PVC的残液为原料，在反应釜内通入氯气，在紫外光线及催化剂的作用下，经不断搅拌生成三氯乙烷混合物，再经除酸后精馏，得到纯度99%以上的三氯乙烷。通过本发明的方法可获得纯度在99.9％以上的1，1，1-三氯乙烷产品。本发明实现了废物利用，减少了环境污染。

Description

利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法
技术领域
本发明涉及有机物合成技术，特别是一种利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法。
背景技术
我国PVC生产厂家所产生的残液主要含有大量的1，1-二氯乙烷及少量的1，2-二氯乙烷和微量的氯乙烯；这些混合物具有腐蚀性、麻醉性，易燃，其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，常温下易挥发，对储存设备要求较高；为此，许多生产厂家将此混合废液排放或按低端溶剂使用，对环境造成极大的污染也造成资源极大的浪费。
三氯乙烷也称甲基氯仿，是一种不易爆、不易燃的无色液体，比重1.4649，沸点86.7℃，不溶于水，与乙醇、乙醚、氯苯互溶，溶于挥发油中，在潮湿空气中遇光分解缓慢即稳定性好；本品可可广泛运用于工业、农业的原料及萃取剂；可用作干洗剂及金属表面的脱油剂、超声波机器清洗；。是一种环保型有机溶剂、萃取剂和清洗剂。
发明内容
本发明的目的解决PVC生产过程中产生的残液问题，提供一种有效可行的利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法。
本发明的目的按照下述方案实现：
利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法，其特征是：以生产PVC的残液为原料，在反应釜内通入氯气，在紫外光线及催化剂的作用下，经不断搅拌生成三氯乙烷混合物，再经除酸后精馏，得到纯度99%以上的三氯乙烷；
所用催化剂为无水三氯化铁，加入的量为残液重量的0.7-0.9%；
紫外光线的来源是紫外灯，功率为150W以上，波长为250NM～330NM；
氯气需缓缓通入，通过流量计的调节阀控制；
控制反应釜温度在40℃～45℃之间；釜内的初始温度不能超过60℃；
反应结束立刻关闭氯气，延缓5分钟再停止搅拌；
除酸在除酸釜中进行，所用除酸剂为重量浓度为10%碳酸钠水溶液；
精馏在精馏塔中进行，塔高度为30米；
最终三氯乙烷产品，按其重量加入0.01％～0.05%的甲酚或0.02％～0.05%的硬脂三乙醇胺盐作为稳定剂；
最终产品包装物中充入一定量的氮气实现与空气隔绝。
典型PVC残液的检测结果如下表所示：
产品名称 PVC残液
颜色 深黄色
PH值 5～6
密度（g/cm3） 1.195
水分 大于150PPM
成 分 重量%
1，1-二氯乙烷 71．68％
1，2-二氯乙烷 9．96％
一氯乙烯 5．67％
二氯乙烯 6．28％
其它 6．41％
二氯乙烷通入氯气生成三氯乙烷的反应为取代反应：
C2H4CL2 + CL2 = C2H3CL3 + HCL  (无水FeCl3催化剂、紫外光线作用下)
通过实验可知，一单位的二氯乙烷能吸收0.4单位的氯气,此反应产生1，1，1-三氯乙烷，1，1，2-三氯乙烷，二氯乙烷的转换率可在85％以上。
典型反应产物的成分如下表所示：
产品名称 三氯乙烷混合液
颜色 深黄色
PH值 1～2
密度（g/cm3） 1.405
水 分 大于200PPM
成  分 结  果
1，1，1-三氯乙烷 87．86％
1，1，2-三氯乙烷 3．89％
二氯乙烷 1．76％
氯化氢 5．13％
其它 1．36％
通过本发明的方法可获得纯度在99.9％以上的1，1，1-三氯乙烷产品。本发明实现了废物利用，减少了环境污染。产品典型检验数据如下表所示：
产品名称 1，1，1-三氯乙烷
色度（铂—钴） 15
酸度（以HCL计） 0．001％
密度（g/cm3） 1．349
水 分％ 0．005
纯 度 99．92％
蒸发残渣％ ≤ 0．002
具体实施方式
本项目是将PVC的残液即含有二氯乙烷的混合液置入带夹层的搪瓷反应釜中，加入残液重量8%左右的无水三氯化铁作为催化剂，不断搅拌，在紫外光线的作用下，缓缓通入氯气；此反应属取代反应，反应过程属放热过程，打开冷却水注入反应釜的夹层中，循环冷却釜中反应的物料，通过调节循环水量来控制釜内的温度，使釜内的反应温度控制在40℃～45℃之间，待反应结束（恒定水量，釜内温度不再上升则视为反应结束或用氯气测试纸测定氯气含量来确定氯气是否全部被吸收完也视为反应结束），此时的产物为大量三氯乙烷和少量四氯乙烷、氯化氢等混合物；移出混合物，经除酸放入精馏塔精馏，可获得纯度在99.9％以上的三氯乙烷产品。此工艺方法为催化光氯化法。
通过本发明的方法可获得纯度在99.9％以上的三氯乙烷产品。本发明实现了废物利用，减少了环境污染。
技术指标
1.    反应釜为带夹层的搪瓷反应釜；
2.    催化剂为无水三氯化铁，3～5毫米片状最佳，加入的量为0.8%左右。使用后可用清水浸泡多次使用；
3.    紫外光线的来源可用紫外灯，要求：功率为150W以上，波长为250NM～330NM之间，用石英管套入置入混合物中；
4.    氯气要缓缓通入，可通过流量计的调节阀来控制，要求是釜内的初始温度不能超过60℃；
5.    通入反应釜夹层的循环水流量要求可调节控制，确保反应釜温度在40℃～45℃之间；
6.    整个反应过程都要在搅拌状态下进行；
7.    反应结束立刻关闭氯气，搅拌延缓5分钟再停止；
8.    除酸是在除酸釜中进行，所用除酸剂为重量浓度10%碳酸钠水溶液；
9.    精馏塔高度为30米；
10.精馏时直接采集除过酸的混合溶液，然后再在精馏塔中精馏提高三氯乙烷的纯度；
11.为保持三氯乙烷稳定性，按其重量加入0.01％～0.05%的甲酚或0.02％～0.05%的硬脂三乙醇胺盐作为稳定剂。
12.  包装产品中充入一定量的氮气实现与空气隔绝。

Claims (5)

1.利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法，其特征是：以生产PVC的残液为原料，在反应釜内通入氯气，在紫外光线及催化剂的作用下，经不断搅拌生成三氯乙烷混合物，再经除酸后精馏，得到纯度99%以上的三氯乙烷；
所用催化剂为无水三氯化铁，加入的量为残液重量的0.7-0.9%；
紫外光线的来源是紫外灯，功率为150W以上，波长为250NM～330NM；
氯气需缓缓通入，通过流量计的调节阀控制；
控制反应釜温度在40℃～45℃之间；釜内的初始温度不能超过60℃；
反应结束立刻关闭氯气，延缓5分钟再停止搅拌。
2.如权利要求1所述的利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法，其特征是：除酸在除酸釜中进行，所用除酸剂为重量浓度为10%碳酸钠水溶液；
3.如权利要求1所述的利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法，其特征是：精馏在精馏塔中进行，塔高度为30米。
4.如权利要求1所述的利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法，其特征是：最终三氯乙烷产品，按其重量加入0.01％～0.05%的甲酚或0.02％～0.05%的硬脂三乙醇胺盐作为稳定剂。
5.如权利要求1所述的利用生产PVC的残液用催化光氯化法生产三氯乙烷的方法，其特征是：最终产品包装物中充入一定量的氮气实现与空气隔绝。
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