CN103396286A - 以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法，以氯化钠、硫酸钠和硫酸为原料生产氯化氢气体；将氯化氢气体从吸收塔底部引入，用从精馏塔分离出的低浓度乙醇和盐酸废液吸收，至盐酸质量分数为31%时将混合液输送至氯乙烷反应釜，反应结束后进入精馏塔分离得氯乙烷；从精馏塔分离出的未反应乙醇和盐酸稀溶液输送至吸收塔进行下一个周期的吸收。本发明由氯化氢和氯乙烷生产工艺耦合实现，充分利用了廉价的氯化钠资源，又降低了传统氯乙烷生产工艺对乙醇高浓度的要求以及后期氯乙烷产品水分干燥的设备投入与能耗，不再产生低浓度的乙醇和盐酸废液以及黑色带有恶臭的硫酸废水，无三废排出，生产成本低，环境友好，便于工业实施和操作。

Description

以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法
技术领域
    本发明涉及氯乙烷的生产方法，具体涉及以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法。
背景技术
氯乙烷是应用广泛的有机溶剂，12.4℃以下为无色液体。医药上用作外科手术的麻醉剂；农业上可用做杀虫剂；工业上用于制造四乙基铅、乙基纤维素、染料中间体（羟基二乙基苯胺）和染料，并用作磷、硫、油脂、树脂与蜡等的溶剂；氯乙烷还可作为环氧乙烷反应的抑制剂，其具有毒性小、对设备腐蚀低与操作稳定等优点；此外，由于氯乙烷挥发时会引起急剧冷却，所以可用作冷冻剂。目前，氯乙烷有四种生产工艺：乙烯氢卤化、乙烷卤化、三氯乙醛副产和乙醇氢卤化。其中乙醇氢卤化工艺具有产品纯度高和质量稳定的优点，是目前主要采用的氯乙烷生产工艺。该工艺是浓度约为95%（体积分数）的乙醇与30%（质量分数）的盐酸在氯化锌催化条件下的液相反应。虽然采用价格高的高浓度乙醇和盐酸，但是由于此反应是可逆反应，氯乙烷收率仅为 75％-80％（质量分数），而且反应过程产生大量的水。因此，为使反应进行到底，须将氯乙烷不断蒸出, 蒸出物含有氯乙烷、水、乙醇与氯化氢等，大部分均被冷凝成液体废水。每生产1吨氯乙烷约产生2.8吨的冷凝废液，冷凝废液中约含有10％乙醇（体积分数）和8％氯化氢（质量分数）。目前采用的对废液进行精馏后中和的处理方法不但能耗高，而且还会造成资源浪费和二次污染，又增加了生产成本。因此，不符合节能减排的要求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法，该生产方法由氯化氢生产工艺和氯乙烷生产工艺耦合实现，既充分利用廉价的氯化钠资源，又降低传统氯乙烷生产工艺对乙醇高浓度的要求以及后期氯乙烷产品水分干燥系统的设备投入与能耗，不再产生低浓度的乙醇和盐酸废液以及黑色带有恶臭的硫酸废水，无三废排出，使生产成本大大降低，而且环境友好，便于工业实施和操作，满足可持续发展要求。
本发明的技术解决方案是：首先以氯化钠、硫酸钠和硫酸为原料生产氯化氢气体；其次，将氯化氢气体从吸收塔底部引入，用从精馏塔分离出的低浓度乙醇和盐酸废液吸收，至盐酸质量分数为31%时将混合液输送至氯乙烷反应釜，反应结束后进入精馏塔分离得到氯乙烷产品；从精馏塔分离出的未反应乙醇和盐酸稀溶液输送至吸收塔进行下一个周期的吸收，吸收完成后进入氯乙烷反应釜。
其中，以氯化钠和硫酸为原料，通过加入反应速度控制剂硫酸钠生产纯度大于99.9%的氯化氢气体；其中，以氯化钠为基准计，硫酸钠与氯化钠的质量比为0.001-0.5；氯化钠与硫酸的摩尔比为1.0:1.0-3.0。
其中，所述乙醇的体积分数浓度为5%-99.5%。
其中，所述乙醇的体积分数浓度为60%-85%。
其中，乙醇与氯化氢的摩尔比为1.0:1.0-4.0。
本发明具有以下优点：
    1、该方法以氯化钠为原料，硫酸钠为反应控制剂，既充分利用了廉价的岩盐资源，又提高了岩盐的附加值，投资较低且易操作，满足可持续发展要求。
2、该方法降低了传统氯乙烷生产工艺对乙醇高浓度的要求以及后期氯乙烷产品水分干燥的设备投入与能耗。
3、生产过程中不再产生低浓度的乙醇和盐酸废液以及黑色带有恶臭的硫酸废水，一方面，大大节约了乙醇和盐酸资源，使生产成本大大降低；另一方面，整个系统无三废排出，保护了环境，具有显著的环境效益。
4、生产方法由氯化氢生产工艺和氯乙烷生产工艺耦合实现，工艺简单，容易耦合，便于工业实施和操作。
5、与氯化钠衍生产品生产结合起来，把低附加值的制盐生产转向高附加值相关盐化工产品的开发，充分实现“盐经济”。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1：首先，在带有搅拌釜、温度计和压力表的50 L搪玻璃反应釜中加入氯化钠、硫酸钠和硫酸，氯化钠和硫酸的摩尔比为1:1，硫酸钠质量百分含量为0.1%的氯化钠混合物，反应结束后，液固混合物进入结晶塔搅拌结晶分离；分离后的低浓度硫酸经勾兑后重新进入反应釜；其次，反应釜生产的氯化氢进入吸收塔，至盐酸质量分数为31%时进入氯乙烷反应釜，加入氯乙烷反应釜中乙醇体积分数为5%，乙醇与氯化氢的摩尔比为1:1；在氯化锌催化剂下搅拌反应，氯乙烷反应釜生产的混合物经精馏塔分离后得到氯乙烷产品，未反应的废液进入吸收塔吸收氯化氢后重新进入氯乙烷反应釜反应。
实施例2：首先，在带有搅拌釜、温度计和压力表的50 L搪玻璃反应釜1中加入氯化钠、硫酸钠和硫酸，氯化钠和硫酸的摩尔比为1:1.3，硫酸钠质量百分含量为1%的氯化钠混合物，反应结束后，液固混合物进入结晶塔搅拌结晶分离；分离后的低浓度硫酸经勾兑后重新进入反应釜；其次，反应釜生产的氯化氢进入吸收塔，至盐酸质量分数为31%时进入氯乙烷反应釜，加入氯乙烷反应釜中乙醇体积分数为20%，乙醇与氯化氢的摩尔比为1:1.2；在氯化锌催化剂下搅拌反应，氯乙烷反应釜生产的混合物经精馏塔分离后得到氯乙烷产品，未反应的废液进入吸收塔吸收氯化氢后重新进入氯乙烷反应釜2反应。
实施例3：首先，在带有搅拌釜、温度计和压力表的50 L搪玻璃反应釜中加入氯化钠、硫酸钠和硫酸，氯化钠和硫酸的摩尔比为1:1.6，硫酸钠质量百分含量为10%的氯化钠混合物，反应结束后，液固混合物进入结晶塔搅拌结晶分离；分离后的低浓度硫酸经勾兑后重新进入反应釜；其次，反应釜生产的氯化氢进入吸收塔，至盐酸质量分数为31%时进入氯乙烷反应釜，加入氯乙烷反应釜中乙醇体积分数为35%，乙醇与氯化氢的摩尔比为1:1.5；在氯化锌催化剂下搅拌反应，氯乙烷反应釜生产的混合物经精馏塔分离后得到氯乙烷产品，未反应的废液进入吸收塔吸收氯化氢后重新进入氯乙烷反应釜反应。
实施例4：首先，在带有搅拌釜、温度计和压力表的50 L搪玻璃反应釜中加入氯化钠、硫酸钠和硫酸，氯化钠和硫酸的摩尔比为1:1.9，硫酸钠质量百分含量为20%的氯化钠混合物，反应结束后，液固混合物进入结晶塔搅拌结晶分离；分离后的低浓度硫酸经勾兑后重新进入反应釜；其次，反应釜生产的氯化氢进入吸收塔，至盐酸质量分数为31%时进入氯乙烷反应釜，加入氯乙烷反应釜中乙醇体积分数为50%，乙醇与氯化氢的摩尔比为1:2；在氯化锌催化剂下搅拌反应，氯乙烷反应釜生产的混合物经精馏塔分离后得到氯乙烷产品，未反应的废液进入吸收塔吸收氯化氢后重新进入氯乙烷反应釜反应。
实施例5：首先，在带有搅拌釜、温度计和压力表的50 L搪玻璃反应釜中先加入氯化钠、硫酸钠和硫酸，氯化钠和硫酸的摩尔比为1:2.2，硫酸钠质量百分含量为30%的氯化钠混合物，反应结束后，液固混合物进入结晶塔搅拌结晶分离；分离后的低浓度硫酸经勾兑后重新进入反应釜；其次，反应釜生产的氯化氢进入吸收塔，至盐酸质量分数为31%时进入氯乙烷反应釜，加入氯乙烷反应釜中乙醇体积分数为60%，乙醇与氯化氢的摩尔比为1:2.5；在氯化锌催化剂下搅拌反应，氯乙烷反应釜生产的混合物经精馏塔分离后得到氯乙烷产品，未反应的废液进入吸收塔吸收氯化氢后重新进入氯乙烷反应釜反应。
实施例6：首先，在带有搅拌釜、温度计和压力表的50 L搪玻璃反应釜中加入氯化钠、硫酸钠和硫酸，氯化钠和硫酸的摩尔比为1:2.5，硫酸钠质量百分含量为40%的氯化钠混合物，反应结束后，液固混合物进入结晶塔搅拌结晶分离；分离后的低浓度硫酸经勾兑后重新进入反应釜；其次，反应釜生产的氯化氢进入吸收塔，至盐酸质量分数为31%时进入氯乙烷反应釜，加入氯乙烷反应釜中乙醇体积分数为70%，乙醇与氯化氢的摩尔比为1:3；在氯化锌催化剂下搅拌反应，氯乙烷反应釜生产的混合物经精馏塔分离后得到氯乙烷产品，未反应的废液进入吸收塔吸收氯化氢后重新进入氯乙烷反应釜反应。
实施例7：首先，在带有搅拌釜、温度计和压力表的50 L搪玻璃反应釜中加入氯化钠、硫酸钠和硫酸，氯化钠和硫酸的摩尔比为1:2.8，硫酸钠质量百分含量为50%的氯化钠混合物，反应结束后，液固混合物进入结晶塔搅拌结晶分离；分离后的低浓度硫酸经勾兑后重新进入反应釜；其次，反应釜生产的氯化氢进入吸收塔，至盐酸质量分数为31%时进入氯乙烷反应釜，加入氯乙烷反应釜中乙醇体积分数为85%，乙醇与氯化氢的摩尔比为1:3.5；在氯化锌催化剂下搅拌反应，氯乙烷反应釜生产的混合物经精馏塔分离后得到氯乙烷产品，未反应的废液进入吸收塔吸收氯化氢后重新进入氯乙烷反应釜反应。
实施例8：首先，在带有搅拌釜、温度计和压力表的50 L搪玻璃反应釜中加入氯化钠、硫酸钠和硫酸，其中氯化钠和硫酸的摩尔比为1:3，硫酸钠质量百分含量为30%的氯化钠混合物，反应结束后，液固混合物进入结晶塔搅拌结晶分离；分离后的低浓度硫酸经勾兑后重新进入反应釜；其次，反应釜生产的氯化氢进入吸收塔，至盐酸质量分数为31%时进入氯乙烷反应釜，加入氯乙烷反应釜中乙醇体积分数为99.5%，乙醇与氯化氢的摩尔比为1:4；在氯化锌催化剂下搅拌反应，氯乙烷反应釜生产的混合物经精馏塔分离后得到氯乙烷产品，未反应的废液进入吸收塔吸收氯化氢后重新进入氯乙烷反应釜反应。

Claims (5)

1.以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法，其特征在于：首先以氯化钠、硫酸钠和硫酸为原料生产氯化氢气体；其次，将氯化氢气体从吸收塔底部引入，用从精馏塔分离出的低浓度乙醇和盐酸废液吸收，至盐酸质量分数为31%时将混合液输送至氯乙烷反应釜，反应结束后进入精馏塔分离得到氯乙烷产品；从精馏塔分离出的未反应乙醇和盐酸稀溶液输送至吸收塔进行下一个周期的吸收，吸收完成后进入氯乙烷反应釜。
2.根据权利要求1所述的以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法，其特征在于：以氯化钠和硫酸为原料，通过加入反应速度控制剂硫酸钠生产纯度大于99.9%的氯化氢气体；其中，以氯化钠为基准计，硫酸钠与氯化钠的质量比为0.001-0.5；氯化钠与硫酸的摩尔比为1.0:1.0-3.0。
3.根据权利要求1所述的以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法，其特征在于：所述乙醇的体积分数浓度为5%-99.5%。
4.根据权利要求3所述的以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法，其特征在于：所述乙醇的体积分数浓度为60%-85%。
5.根据权利要求1所述的以氯化钠与低浓度乙醇为原料生产氯乙烷的方法，其特征在于：乙醇与氯化氢的摩尔比为1.0:1.0-4.0。
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