CN112409127A - 一种四氯乙烯生产过程中的除水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四氯乙烯生产过程中的除水方法，将四氯乙烯粗品进入精馏塔进行共沸精馏，四氯乙烯和水经加热形成共沸物进入塔顶，从塔釜收集得到除水后的四氯乙烯产品，塔顶的共沸物经冷凝后得到非均相液体，将非均相液体分层，得到有机相和无机相，将有机相回流至精馏塔。本发明具有工艺简单，处理效率高，成本低、绿色环保的优点。
Description
技术领域
本发明涉及四氯乙烯技术领域，尤其涉及一种四氯乙烯生产过程中的除水方法。
背景技术
四氯乙烯用途广泛，主要用作合成三氯乙烯和含氟有机化合物如作为制冷剂HFC-125生产的原材料，也可用作脂肪类萃取剂、灭火剂和烟幕剂，用作金属的脱脂洗涤剂及一般溶剂、有机合成中间体，还可用作色谱分析标准物质。
目前，四氯乙烯的制备方法主要有：
(1)乙烯法
乙烯法可联产三氯乙烯和四氯乙烯，分以下两种：
a.直接氯化。乙烯和氯在含FeCl3催化剂的1，2-二氯乙烷溶液中，于280-450℃进行反应，生成1，2-二氯乙烷，再进一步氯化成三氯乙烯和四氯乙烯，经蒸馏后，分别用NH3中和、洗涤、干燥，即得成品。
b.氧氯化法。以乙烯和氯加成生成1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙烷与氯、氧在以CuCl2和KCl为催化剂以及350-500℃、138-207kPa条件下进行氧氯化反应，产物经冷却、水洗、干燥后蒸馏，得到产品。
(2)烃类氧化法
将含甲烷、乙烷、丙烷、丙烯等的烃类混合物于50-500℃氯化热解，得氯代烃类的混合物，精馏后分离成各种产品。
(3)乙炔法
乙炔和氯加热氯化生成1，1，2，2-四氯乙烷，用碱脱去氯化氢得三氯乙烯，再经氯化生成五氯乙烷，然后再用碱脱去氯化氢得四氯乙烯。因乙炔价格较高，已逐步为乙烯法等代替。
现有技术生产四氯乙烯的净化干燥工艺一般为：产物经冷却、水洗或/和碱洗、干燥、蒸馏等操作后得到产品。
如中国专利公开号CN106831319A公开了一种四氯乙烯净化干燥方法，包括以下步骤：(1)将从精馏塔流出的四氯乙烯粗品与碱液置于碱洗罐中混合反应，获得混合物料；(2)所述混合物料通过碱洗混合泵输送到碱洗相分离器进行一次分离，获得一次分离后的四氯乙烯和碱液；(3)所述一次分离后的四氯乙烯经过高效相分离器进行二次分离，获得二次分离后的四氯乙烯；(4)所述二次分离后的四氯乙烯进入干燥器干燥，获得四氯乙烯成品。
如中国专利公开号CN109265312A公开了一种反应器串联制备四氯乙烯的装置和方法，装置包括第一固定床反应器、第二固定床反应器、冷凝器、气液分离器、第一相分离器、蒸馏塔、精馏塔、干燥器、过滤器、隔热板和第二相分离器，第一固定床反应器设有第一原料入口，第二固定床反应器设有第二原料入口，第二固定床反应器中部设有隔热板，气液分离器气相出口与干燥器、过滤器和第一原料入口连接，气液分离器底部出口与蒸馏塔连接，蒸馏塔底部出口与精馏塔连接，蒸馏塔顶部出口与第二相分离器连接，第二循环物出口与第二原料入口相连接。
四氯乙烯作为制冷剂HFC-125生产的原材料，对水分有着严格要求，水分含量必须为0～50ppm。
目前，四氯乙烯工业生产中采用的干燥方法主要有以下几种：氯化钙干燥法、溶剂吸附法、渗透膜法、精馏法。氯化钙干燥法，需要每个月定期更换氯化钙，不仅更换操作强度大、运行成本高，更换下来的氯化钙做为固废后期处理难度及成本都比较高；溶剂吸附法除水后存在四氯乙烯与溶剂的混溶、分离等问题；渗透膜法中膜不耐酸性条件及部分有机溶剂；普通精馏分离方法是根据物质与物质沸点的差异进行精馏分离，该方法投资较大、运行成本高，对于微量水分分离，经济性不高，且塔釜温度高容易引起四氯乙烯酸解。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种工艺简单、处理效果好、成本低、绿色环保的四氯乙烯生产过程中的除水方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种四氯乙烯生产过程中的除水方法，将四氯乙烯粗品进入精馏塔进行共沸精馏，四氯乙烯和水经加热形成共沸物进入塔顶，从塔釜收集得到除水后的四氯乙烯产品，塔顶的共沸物经冷凝后得到非均相液体，将非均相液体分层，得到有机相和无机相，将有机相回流至精馏塔。
作为本发明的优选实施方式，所述的共沸精馏的温度为60-90℃，压力为-10～20kPa。
作为本发明的优选实施方式，所述四氯乙烯粗品中含水量为200-500ppm。
作为本发明的优选实施方式，所述冷凝温度为25-40℃。
本发明利用四氯乙烯和水不互溶，能形成二元非均相共沸物，四氯乙烯和水具有共沸点的原理，水在四氯乙烯中的溶解度为105ppm，在不引入共沸剂的前提下，运用共沸精馏原理达到在四氯乙烯生产过程中脱水干燥的目的。本发明经除水后的四氯乙烯产品含水量在28ppm以下，满足作为制冷剂HFC-125生产的原材料的要求。
与现有技术相比，本发明的优点为：
1、工艺流程简单，操作方便，本发明采用共沸精馏技术能有效除去四氯乙烯中的水分，达到四氯乙烯作为制冷剂HFC-125生产的原材料的要求，该工艺操作弹性大，可实现连续化生产，显著简化了四氯乙烯生产过程中的干燥工艺；
2、除水效果好，经处理后得到的四氯乙烯产品中水分含量在28ppm以下；
3、绿色环保，本发明通过共沸脱水，利用水和四氯乙烯形成共沸物的特点进行共沸精馏分离，能够有效去除四氯乙烯产品的水分，显著减少了固废产生量和生产成本。
产品纯度高，本发明利用水和四氯乙烯形成共沸物的特点进行共沸精馏分离，不使用共沸剂，避免了引入额外的杂质对产品造成的污染。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
图中，1为精馏塔，2为冷凝器，3为分层罐，4为再沸器，5为回流泵，6为产品泵。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步详细说明，但本发明并不局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
实施例中的四氯乙烯粗品均来自于烃类氧化法生产四氯乙烯过程中的精馏工序。
实施例1
将含水量为350ppm的四氯乙烯粗品进入精馏塔进行共沸精馏，精馏塔塔釜再沸器通过蒸汽提供热源，精馏塔控制塔顶温度为60℃，压力为-10kPa，四氯乙烯和水经加热形成共沸物进入塔顶，经塔顶冷凝器用32℃循环水冷凝后得到非均相液体，将非均相液体进入分层罐，分层后上层得到水相，下层得到主要含四氯乙烯的有机相，将下层有机相通过回流泵回流至精馏塔，上层水相以废水形式收集统一处理，精馏塔塔釜得到的除水后的四氯乙烯产品通过产品泵送入产品槽，从产品槽取样分析，含水量为28ppm。
实施例2
将含水量为281ppm的四氯乙烯粗品进入精馏塔进行共沸精馏，精馏塔塔釜再沸器通过蒸汽提供热源，精馏塔控制塔顶温度为70℃，压力为-2kPa，四氯乙烯和水经加热形成共沸物进入塔顶，经塔顶冷凝器用30℃循环水冷凝后得到非均相液体，将非均相液体进入分层罐，分层后上层得到水相，下层得到主要含四氯乙烯的有机相，将下层有机相通过回流泵回流至精馏塔，上层水相以废水形式收集统一处理，精馏塔塔釜得到的除水后的四氯乙烯产品通过产品泵送入产品槽，从产品槽取样分析，含水量为23ppm。
实施例3
将含水量为310ppm的四氯乙烯粗品进入精馏塔进行共沸精馏，精馏塔塔釜再沸器通过蒸汽提供热源，精馏塔控制塔顶温度为80℃，压力为5kPa，四氯乙烯和水经加热形成共沸物进入塔顶，经塔顶冷凝器用35℃循环水冷凝后得到非均相液体，将非均相液体进入分层罐，分层后上层得到水相，下层得到主要含四氯乙烯的有机相，将下层有机相通过回流泵回流至精馏塔，上层水相以废水形式收集统一处理，精馏塔塔釜得到的除水后的四氯乙烯产品通过产品泵送入产品槽，从产品槽取样分析，含水量为18ppm。
实施例4
将含水量为296ppm的四氯乙烯粗品进入精馏塔进行共沸精馏，精馏塔塔釜再沸器通过蒸汽提供热源，精馏塔控制塔顶温度为85℃，压力为10kPa，四氯乙烯和水经加热形成共沸物进入塔顶，经塔顶冷凝器用28℃循环水冷凝后得到非均相液体，将非均相液体进入分层罐，分层后上层得到水相，下层得到主要含四氯乙烯的有机相，将下层有机相通过回流泵回流至精馏塔，上层水相以废水形式收集统一处理，精馏塔塔釜得到的除水后的四氯乙烯产品通过产品泵送入产品槽，从产品槽取样分析，含水量为21ppm。
实施例5
将含水量为316ppm的四氯乙烯粗品进入精馏塔进行共沸精馏，精馏塔塔釜再沸器通过蒸汽提供热源，精馏塔控制塔顶温度为90℃，压力为20kPa，四氯乙烯和水经加热形成共沸物进入塔顶，经塔顶冷凝器用32℃循环水冷凝后得到非均相液体，将非均相液体进入分层罐，分层后上层得到水相，下层得到主要含四氯乙烯的有机相，将下层有机相通过回流泵回流至精馏塔，上层水相以废水形式收集统一处理，精馏塔塔釜得到的除水后的四氯乙烯产品通过产品泵送入产品槽，从产品槽取样分析，含水量为22ppm。
Claims (4)
1.一种四氯乙烯生产过程中的除水方法，其特征在于，将四氯乙烯粗品进入精馏塔进行共沸精馏，四氯乙烯和水经加热形成共沸物进入塔顶，从塔釜收集得到除水后的四氯乙烯产品，塔顶的共沸物经冷凝后得到非均相液体，将非均相液体分层，得到有机相和无机相，将有机相回流至精馏塔。
2.根据权利要求1所述的四氯乙烯生产过程中的除水方法，其特征在于，所述共沸精馏的温度为60-90℃，压力为-10～20kPa。
3.根据权利要求1所述的四氯乙烯生产过程中的除水方法，其特征在于，所述四氯乙烯粗品中含水量为200-500ppm。
4.根据权利要求1所述的四氯乙烯生产过程中的除水方法，其特征在于，所述冷凝的温度为25-40℃。
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2020
- 2020-11-04 CN CN202011215740.9A patent/CN112409127A/zh active Pending
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