CN102643156A - 一种氯乙烷的提纯工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氯乙烷的提纯工艺，通过蒸发-脱酸-吸附-干燥-液化步骤除去工业粗氯乙烷中的有机杂质、酸性杂质和重金属离子，使氯乙烷纯度达到99.99wt％，达到环氧乙烷氧化抑制剂的使用标准，作为氧化抑制剂用于制备环氧乙烷，能够显著延长银催化剂的使用寿命。

Description

一种氯乙烷的提纯工艺

技术领域

本发明涉及一种氯乙烷的深加工工艺，特别是一种高纯度氯乙烷的提纯工艺。

背景技术

在乙烯环氧化合成生产环氧乙烷的过程中，为了抑制乙烯的深度氧化，提高反应的选择性，需要在反应系统中加入氧化抑制剂，以抑制深度氧化反应。20世纪80年代的生产工艺普遍使用二氯乙烷做氧化抑制剂，但是由于其剧毒性以及对环境的危害，限制了它的使用。新一代的氧化抑制剂是采用低毒环保的氯乙烷，已在20世纪90年代建设的环氧乙烷装置上广泛使用。环氧乙烷工艺由于采用了昂贵的银催化剂，所以对用作氧化抑制剂的氯乙烷产品纯度要求很高，特别是酸性杂质的存在使得银催化剂的使用寿命显著降低，因此需要氯乙烷满足纯度高于99.8wt％，含水量小于50ppm，多氧化物小于50ppm，不挥发物质小于10ppm，酸值低于15ppm。

在中国专利申请03130548.2中，使用改性的天然沸石作为吸附剂，由于天然沸石来源所限可能使吸附剂性能受到一定的影响，且不能有效脱除氯乙烷中酸性杂质。而传统的脱除酸性杂质的方法是使用氢氧化钠溶液洗涤，在生产过程中产生了大量难以处理的废碱液。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是以工业粗氯乙烷为原料，采用气化分离，碱吸收，吸附分离相结合的方法，有效脱除酸性杂质，提高收率并降低环境污染，提纯生产用于制备环氧乙烷氧化抑制剂的高纯度氯乙烷。

本发明提供了一种氯乙烷的提纯工艺，使用工业粗氯乙烷作为原料，包括以下步骤：

a.工业粗氯乙烷在蒸发器中被汽化，汽化温度为15-25℃；

b.氯乙烷气体进入装有固体碱的碱吸收塔在常温常压条件下除去酸性杂质；

c.脱酸后的氯乙烷气体在常温常压条件下进入装有活性氧化铝的第一吸附塔脱水后在常温常压条件下进入装有分子筛的第二吸附塔继续进行脱水；

d.脱酸和两级脱水的氯乙烷气体常温常压条件下进入装有吸附剂的第三吸附塔，脱除有机杂质；

e.离开第三吸附塔的氯乙烷气体进入冷却液化器中冷却液化后送入成品罐。

进一步优选所述碱吸收塔中的固体碱为硬脂酸钙；

进一步优选所述第二吸附塔内装填的分子筛为孔径≤0.5μm的3A、4A或5A分子筛；

进一步优选，所述第三吸附塔内的吸附剂为改性沸石分子筛；

进一步优选，所述冷却液化器的冷却温度为-5-5℃，特别优选冷却温度为-5-0℃；

进一步优选，所述蒸发器的汽化温度为15-20℃；

进一步优选，所述碱吸收塔的吸收时间为3-5分钟；所述第一吸附塔中吸附时间为2-4分钟，所述第二吸附塔中吸附时间为2-4分钟，所述第三吸附塔的吸附时间为3-5分钟。

进一步优选，所述工业级粗氯乙烷的纯度为95wt％以上，含水量高于150ppm。

使用本发明的工艺，生产工艺简单，提纯效果好，产品收率高，酸值低，环境污染小，所得产品的各项指标均优于进口同类产品的技术指标，作为氧化抑制剂用于制备环氧乙烷，能够显著延长银催化剂的使用寿命，提高银催化剂的催化活性。

附图说明

图1是本发明一组优选实施例的设备流程图；图2是本发明一组优选实施例的工艺流程图。

其中，1、蒸发器，2、碱吸收塔，3、第一吸附塔，4、第二吸附塔，5、第三吸附塔，6、冷却液化器，7、成品罐。

具体实施方式

根据图1和图2所述的氯乙烷的提纯方法，所用工业级粗氯乙烷中氯乙烷的含量为95wt％以上，含水量高于150ppm，含有乙醇，乙醚，乙醛，三氯化物等杂质，长时间贮存呈微黄色。

通过氯乙烷与杂质的沸点差异，首先将氯乙烷与杂质初步分离，在常压下杂质乙醇的沸点为78.3℃，乙醚的沸点为34.6℃，三氯化物中三氯乙烯的沸点为86.7℃，1，1，1-三氯乙烷的沸点为74℃。1，1，2-三氯乙烷的沸点为114℃，而氯乙烷的沸点为12.5℃。由于其沸点与有机杂质相差较大，因此可通过蒸发器1进行初步分离。通过控制氯乙烷的汽化温度和汽化速度，将氯乙烷与大部分有机杂质及不挥发成分分离。

通过装有固体碱的碱吸收塔2，可脱除氯乙烷中的酸性杂质，固体碱为硬脂酸钙。再通过三个吸附塔，将氯乙烷汽化的微量水分和有机杂质通过吸附除去。其中，第一吸附塔3装填活性氧化铝，第二吸附塔4装填分子筛，这两个塔用来除去产品中的微量水份；第三吸附塔5装填改性沸石分子筛，用来吸附随氯乙烷一起汽化的微量有机杂质。三个吸附塔所装填的吸附剂只吸附杂质，不吸附氯乙烷，因此通过本工艺产品有较高的收率，且没有三废排放。用该工艺生产的产品指标优于进口同类产品的各项指标，能满足环氧乙烷工业生产的要求。

实施例1：

在带有夹套的200L蒸发器1中注入100千克的工业级粗氯乙烷，纯度95.5wt％，夹套中以热水加热，控制热水流量，使蒸发器1内温度保持在20℃。蒸发的氯乙烷气体常温常压下依次通过碱吸收塔2、第一吸附塔3、第二吸附塔4和第三吸附塔5，第一吸附塔3装填活性氧化铝，第二吸附塔4装填孔径0.4μm的3A分子筛，第三吸附塔5装填改性沸石分子筛，碱吸收塔2的吸收时间为3分钟，第一吸附塔3中吸附时间为2分钟，第二吸附塔4中吸附时间为2分钟，第三吸附塔5的吸附时间为3分钟；然后在冷却液化器6中使用0℃的冰盐水将氯乙烷冷却液化并收集于成品罐7中，得成品98.5千克，收率98.5％。所得产品用气相色谱检测：纯度在99.93wt％，含水量30ppm，酸值小于10ppm，多氯化物未检出，不挥发成份小于10ppm。所有指标达到或超过环氧乙烷氧化抑制剂工业生产要求，作为氧化抑制剂用于制备环氧乙烷，能够显著延长银催化剂的使用寿命，提高催化剂活性。

实施例2：

在带有夹套的1000L蒸发器1注入500千克的工业级粗氯乙烷，纯度97wt％，夹套中以0.1MPa蒸汽加热，控制蒸汽压力，使蒸发器1内温度保持在20℃。蒸发的氯乙烷气体常温常压下依次通过碱吸收塔2、第一吸附塔3、第二吸附塔4和第三吸附塔5，第一吸附塔3装填活性氧化铝，第二吸附塔4装填孔径0.3μm的5A分子筛，第三吸附塔5装填改性沸石分子筛，碱吸收塔2的吸收时间为5分钟，第一吸附塔3中吸附时间为4分钟，第二吸附塔4中吸附时间为4分钟，第三吸附塔5的吸附时间为5分钟；然后在冷却液化器6中使用-5℃的冰盐水将氯乙烷冷却液化并收集于成品罐7中，得成品485千克，收率97％。所得产品用气相色谱检测：纯度在99.95wt％，水份25ppm，酸值小于7ppm，多氯化物1ppm，不挥发成份小于10ppm。所有指标达到或超过环氧乙烷氧化抑制剂工业生产的要求，作为氧化抑制剂用于制备环氧乙烷，能够显著延长银催化剂的使用寿命，提高催化剂活性。

Claims (10)

1.一种氯乙烷的提纯工艺，使用工业粗氯乙烷作为原料，其特征在于包括以下步骤：

a.工业粗氯乙烷在蒸发器(1)中被汽化，汽化温度为15-25℃；

b.氯乙烷气体进入装有固体碱的碱吸收塔(2)在常温常压条件下除去酸性杂质；

c.脱酸后的氯乙烷气体在常温常压条件下进入装有活性氧化铝的第一吸附塔(3)脱水后在常温常压条件下进入装有分子筛的第二吸附塔(4)继续进行脱水；

d.脱酸和两级脱水的氯乙烷气体常温常压条件下进入装有吸附剂的第三吸附塔(5)，脱除有机杂质；

e.离开第三吸附塔(5)的氯乙烷气体进入冷却液化器(6)中冷却液化后送入成品罐(7)。

2.根据权利要求1所述的氯乙烷的提纯工艺，其特征在于所述碱吸收塔(2)中的固体碱为硬脂酸钙。

3.根据权利要求1或2所述的氯乙烷的提纯工艺，其特征在于所述第二吸附塔(4)内装填的分子筛为孔径≤0.5μm的3A、4A或5A分子筛。

4.根据权利要求3所述的氯乙烷的提纯工艺，其特征在于所述第三吸附塔(5)内的吸附剂为改性沸石分子筛。

5.根据权利要求4所述的氯乙烷的提纯工艺，其特征在于所述冷却液化器(6)的冷却温度为-5-5℃。

6.根据权利要求5所述的氯乙烷的提纯工艺，其特征在于所述冷却液化器(6)的冷却温度为-5-0℃。

7.根据权利要求6所述的氯乙烷的提纯工艺，其特征在于蒸发器(1)的汽化温度为15-20℃。

8.根据权利要求7所述的氯乙烷的提纯工艺，其特征在于所述碱吸收塔(2)的吸收时间为3-5分钟。

9.根据权利要求8所述的氯乙烷的提纯工艺，其特征在于所述第一吸附塔(3)中吸附时间为2-4分钟，所述第二吸附塔(4)中吸附时间为2-4分钟，所述第三吸附塔(5)的吸附时间为3-5分钟。

10.根据权利要求9所述的氯乙烷的提纯工艺，其特征在于所述工业级粗氯乙烷的纯度为95wt％以上，含水量高于150ppm。

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