CN107490315A

CN107490315A - 一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器及生产方法

Info

Publication number: CN107490315A
Application number: CN201710842174.6A
Authority: CN
Inventors: 仇建国; 叶亚平; 方敏; 向科江; 胡晓伟; 欧阳旭晖; 季新忠
Original assignee: NANTONG HUANAITE GRAPHITE EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: NANTONG HUANAITE GRAPHITE EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2017-12-19

Abstract

本发明公开了一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器，包括底座、底座上方的筒体、筒体上方的多个连通管、与多个连通管上方相连的汽化筒体，筒体的一端设有进料端盖板，进料端盖内侧的筒体内设有进料端封头，进料端盖板、进料端封头上设有进料口，筒体的另一端设有出料端盖，出料端盖板内侧的筒体内设有出料端封头，出料端封头、出料端盖板上设有出料口，出料端盖板通过压紧弹簧螺栓与筒体相连，进料端封头、出料端封头之间的筒体内设有石墨换热块，石墨换热块上设有多组横向孔、多组纵向孔，筒体底部设有甲醇进口，汽化筒体上方设有汽化甲醇出口，连通管、汽化筒体上均设有液位测量口。本发明结构简单，能够充分利用自身的反应热能进行加热、利用原料的温度对反应物进行冷却，实现了节能生产。

Description

一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器及生产方法

技术领域

本发明涉及一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器及生产方法。

背景技术

目前工业生产一氯甲烷大量采用氢氯化法，即使用甲醇与氯化氢在催化剂作用下反应生成一氯甲烷和水制得，反应原理如下：

CH₃OH+HCl催化剂 CH₃Cl+ H₂O+热29.9kJ/mol。

为了得到理想的产品，通常需要将甲醇加热汽化，与加热后的氯化氢气体在一定温度条件下进行反应，反应后的产物又需要冷却进行分离提取。这种生产过程中，反应前需要加热物料，反应后需要冷却物料，反应中放出的热量没有回收利用。

为了使反应进行充分并减少生成甲醚等副反应，需要在供给物料配比中保持氯化氢过量，经过反应后得到的是一氯甲烷、水、过量的氯化氢、盐酸的混合物，反应后产物具有强腐蚀性，后续冷却处理还需要使用特殊的耐腐蚀设备。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种减少使用其它热源加热汽化甲醇，又减少了循环冷却水的使用，达到节能生产的一种新型、结构简单的节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器及生产方法。

技术方案：本发明的一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器，包括底座、底座上方的筒体、筒体上方的多个连通管、与多个连通管上方相连的汽化筒体，筒体的一端设有进料端盖板，进料端盖内侧的筒体内设有进料端封头，进料端盖板、进料端封头上设有进料口，筒体的另一端设有出料端盖，出料端盖板内侧的筒体内设有出料端封头，出料端封头、出料端盖板上设有出料口，出料端盖板通过压紧弹簧螺栓与筒体相连，进料端封头、出料端封头之间的筒体内设有石墨换热块，石墨换热块上设有多组横向孔、多组纵向孔，筒体底部设有甲醇进口，汽化筒体上方设有汽化甲醇出口，连通管、汽化筒体上均设有液位测量口。

本发明的进一步改进在于：汽化筒体上方设有测压口。

本发明的进一步改进在于：多组横向孔、多组纵向孔交错设置在石墨换热块上。

本发明的进一步改进在于：压紧弹簧螺栓至少为一对。

本发明的生产方法，具体步骤如下：

步骤1），节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器在运行起始阶段，将原料液相甲醇分二支，一支热能利用甲醇汽化器液相甲醇进入一氯甲烷合成热能的石墨换热器的石墨换热块的纵向孔并装至一定液位高度，另一支原有甲醇汽化器液相甲醇进入原有甲醇汽化器；

步骤2），通过热源加热热媒将原有甲醇汽化器液相甲醇加热汽化，气体甲醇与气体氯化氢按比例进入一氯甲烷合成反应器，在催化剂作用下，使气体甲醇与氯化氢反应生成一氯甲烷和水并放出反应热，即高温的反应气；

步骤3），步骤2）产生的高温的反应气进入节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器的石墨换热块的横向孔，通过石墨换热块换热，节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器内的热能利用甲醇汽化器液相甲醇加热汽化后，输送到一氯甲烷合成反应器；

步骤4），节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器的石墨换热块的汽化甲醇送入一氯甲烷合成反应器，此时逐步减少原有甲醇汽化器的液相甲醇供给直至停止，同时减少加热热媒供给直至停止。

工作原理：工作时，由一氯甲烷合成反应器出来的热的反应气从进料口进入石墨换热块的横向孔，通过石墨换热块纵向孔中的液体甲醇冷却，经过换热初步冷却的反应气从出料口输出，输送到后系统进一步处理；原料液体甲醇从液相甲醇进口进入石墨换热块内，经石墨换热块的纵向孔，并充满筒体下部，液体甲醇吸收反应气的热量后汽化，在筒体上部汽化筒体内进行气液分离，气体甲醇从汽化甲醇出口输出。

有益效果：本发明是在现有氢氯化法生产一氯甲烷的技术基础上，将用蒸汽或导热油等其它热源加热汽化甲醇，改为使用热的反应生成物加热汽化甲醇；将用循环冷却水冷却反应生成物，改为用供给原料液相甲醇来冷却反应物。通过这样的工艺路线安排，既减少了使用蒸汽或导热油等其它热源加热、汽化甲醇，又减少了循环冷却水的使用。

筒体上部通过多个连通管与汽化筒体相连，连通管、汽化筒体上均设有液位测量口，通过液位控制，保证在工作中石墨换热块始终处于液相甲醇中；汽化后的甲醇经过汽化甲醇出口送出，实现气液分离，结构简单；使用热的反应生成物加热甲醇，使甲醇汽化，用供给原料液相甲醇来冷却反应物，合理的利用了化学反应中的热量和原料的温度。

与现有的技术相比，使用本发明石墨换热器的生产过程能大量减少使用蒸汽或其它热源，同时也能减少循环冷却水用量，达到节能生产。

附图说明

图1为本发明生产工艺流程图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的轴向结构示意；

附图说明：1-底座；2-筒体；3-进料端盖；4-进料端封头；5-进料口；6-连通管；7-汽化筒体；8-测压口；9-汽化甲醇出口；10-液位测量口；11-压紧弹簧螺栓；12-出料端封头；13-出料端盖板；14-出料口；15-甲醇进口；16-石墨换热块；17-横向孔；18-纵向孔；101-一氯甲烷合成反应器；102-节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器；103-原有甲醇汽化器；104-氯化氢气；105-加热热媒；106-液相甲醇；601-原有甲醇汽化器液相甲醇；602-热能利用甲醇汽化器液相甲醇；107-反应气；108-热能利用汽化甲醇；109-汽化甲醇；100-冷却后反应气。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

如图1-3，本发明一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器，包括底座1、底座1上方的筒体2、筒体2上方的多个连通管6、与多个连通管6上方相连的汽化筒体7，筒体2的一端设有进料端盖板3，进料端盖3内侧的筒体2内设有进料端封头4，进料端盖板3、进料端封头4上设有进料口5，筒体2的另一端设有出料端盖13，出料端盖板13内侧的筒体2内设有出料端封头12，出料端封头12、出料端盖板13上设有出料口14，出料端盖板13通过压紧弹簧螺栓11与筒体2相连，进料端封头4、出料端封头12之间的筒体2内设有石墨换热块16，石墨换热块16上设有多组横向孔17、多组纵向孔18，筒体2底部设有甲醇进口15，汽化筒体7上方设有汽化甲醇出口9，连通管6、汽化筒体7上均设有液位测量口10。

进一步的，汽化筒体7上方设有测压口8。

进一步的，多组横向孔17、多组纵向孔18交错设置在石墨换热块16上。

进一步的，压紧弹簧螺栓11至少为一对。

本发明的生产方法具体步骤如下：

步骤1），节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器在运行起始阶段，将原料液相甲醇106分二支，一支热能利用甲醇汽化器液相甲醇602进入一氯甲烷合成热能的石墨换热器102的石墨换热块16的纵向孔18并装至一定液位高度，另一支原有甲醇汽化器液相甲醇601进入原有甲醇汽化器103；

步骤2），通过热源加热热媒105将原有甲醇汽化器液相甲醇601加热汽化，气体甲醇109与气体氯化氢104按比例进入一氯甲烷合成反应器101，在催化剂作用下，使气体甲醇109与氯化氢反应生成一氯甲烷和水并放出反应热，即高温的反应气107；

步骤3），步骤2）产生的高温的反应气107进入节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器102的石墨换热块16的横向孔17，通过石墨换热块16换热，节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器102内的热能利用甲醇汽化器液相甲醇602加热汽化后，输送到一氯甲烷合成反应器101；

步骤4），反应建立起来后，节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器102的石墨换热块16内有足够量的汽化甲醇送入一氯甲烷合成反应器101，此时逐步减少原有甲醇汽化器103的液相甲醇106供给直至停止，同时减少加热热媒105供给直至停止。

原理：工作时，由一氯甲烷合成反应器101出来的热的反应气107从进料口5进入石墨换热块16的横向孔17，通过石墨换热块16纵向孔18中的液相甲醇106冷却，经过换热初步冷却的反应气100从出料口14输出，输送到后系统进一步处理；原料液相甲醇106从液相甲醇进口15进入石墨换热块16内，经石墨换热块16的纵向孔18，并充满筒体下部，液体甲醇吸收反应气107的热量后汽化，在筒体2上部汽化筒体内进行气液分离，气化甲醇109从汽化甲醇出口9口输出。

实施例1：

在使用固体氧化铝为催化剂的气相法一氯甲烷生产中，从一氯甲烷合成反应器101出来的200℃以上温度的反应气进入本发明石墨换热块16的横向孔17，可以将石墨换热块16纵向孔18中的甲醇加热汽化并达到0.2MPa以上压力后，供给一氯甲烷合成反应器。

实施例2：

在使用氯化锌为催化剂的液相法一氯甲烷生产中，从一氯甲烷合成反应器101出来的110℃以上温度的反应气进入本发明石墨换热块16的横向孔17，可以将石墨换热块16纵向孔18中的甲醇加热汽化并达到0.05Mpa以上压力后，供给一氯甲烷合成反应器。

上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器，其特征在于：包括底座（1）、底座（1）上方的筒体（2）、筒体（2）上方的多个连通管（6）、与多个连通管（6）上方相连的汽化筒体（7），所述筒体（2）的一端设有进料端盖板（3），所述进料端盖（3）内侧的筒体（2）内设有进料端封头（4），所述进料端盖板（3）、进料端封头（4）上设有进料口（5），所述筒体（2）的另一端设有出料端盖（13），所述出料端盖板（13）内侧的筒体（2）内设有出料端封头（12），所述出料端封头（12）、出料端盖板（13）上设有出料口（14），所述出料端盖板（13）通过压紧弹簧螺栓（11）与筒体（2）相连，所述进料端封头（4）、出料端封头（12）之间的筒体（2）内设有石墨换热块（16），所述石墨换热块（16）上设有多组横向孔（17）、多组纵向孔（18），所述筒体（2）底部设有甲醇进口（15），所述汽化筒体（7）上方设有汽化甲醇出口（9），所述连通管（6）、汽化筒体（7）上均设有液位测量口（10）。

2.根据权利要求1所述的一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器，其特征在于：所述汽化筒体（7）上方设有测压口（8）。

3.根据权利要求1所述的一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器，其特征在于：多组所述横向孔（17）、多组纵向孔（18）交错设置在石墨换热块（16）上。

4.根据权利要求1所述的一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器，其特征在于：所述压紧弹簧螺栓（11）至少为一对。

5.根据权利要求1所述的一种节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器的生产方法，其特征在于：具体步骤如下，

步骤1），节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器在运行起始阶段，将原料液相甲醇（106）分二支，一支热能利用甲醇汽化器液相甲醇（602）进入一氯甲烷合成热能的石墨换热器（102）的石墨换热块（16）的纵向孔（18）并装至一定液位高度，另一支原有甲醇汽化器液相甲醇（601）进入原有甲醇汽化器（103）；

步骤2），通过热源加热热媒（105）将原有甲醇汽化器液相甲醇（601）加热汽化，气体甲醇（109）与气体氯化氢（104）按比例进入一氯甲烷合成反应器（101），在催化剂作用下，使气体甲醇（109）与氯化氢反应生成一氯甲烷和水并放出反应热，即高温的反应气（107）；

步骤3），步骤2产生的高温的反应气（107）进入节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器（102）的石墨换热块（16）的横向孔（17），通过石墨换热块（16）换热，节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器（102）内的热能利用甲醇汽化器液相甲醇（602）加热汽化后，输送到一氯甲烷合成反应器（101）；

步骤4），节能型利用一氯甲烷合成热能的石墨换热器（102）的石墨换热块（16）的汽化甲醇送入一氯甲烷合成反应器（101），此时逐步减少原有甲醇汽化器（103）的液相甲醇（106）供给直至停止，同时减少加热热媒（105）供给直至停止。