CN211190115U - 气液相氯乙烯生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气液相氯乙烯生产装置，属于氯乙烯生产技术领域，包括反应器以及外置冷凝器，反应器设有内置换热器、外壁上设有液体催化剂进口、混合气体进口、反应气体出口，内置换热器开有冷却介质的进口以及出口，其管程的上端和下端均敞开；液体催化剂进口设于反应器上部，用于加入液体催化剂且液体催化剂流经内置换热器管程进入反应器底部；混合气体进口位于反应器顶部，用于加入混合气体，混合气体通过导向管流至所述反应器底部；反应气体出口设于反应器上部，外置冷凝器用于冷却所述氯乙烯气体。本实用新型旨在解决现有生产工艺中气固相反应中汞的污染问题，局部“飞温”现象，副产物多，乙炔转化率低的技术问题。

Description

气液相氯乙烯生产装置

技术领域

本实用新型属于氯乙烯生产技术领域，更具体地说，是涉及一种气液相氯乙烯生产装置。

背景技术

氯乙烯(VC)是制备聚氯乙稀的单体，目前全球99％的VC都用来生产聚氯乙稀(简称PVC)。

聚氯乙烯是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料，与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和ABS统称为五大通用树脂。聚氯乙烯树脂由于其具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性等特点，在国防、工业制品、建筑材料、人们的日常用品、地板革、人造革、地板砖、管材、电线电维、包装膜、塑料瓶、密封材料、发泡材料、纤维等方面均有非常广泛的应用。

截止2018年，国内聚氯乙烯产能约2500万吨/年。2016年全球消费的PVC超过4200万吨，相当于塑料总需求的16％以上，预计全球PVC需求将以每年2.3％的速度增长，直至2024年。

目前氯乙烯单体的工业合成法主要有乙炔氢氯化法和乙烯氧氯化法，2017年中国PVC的生产能力达到了约2300万吨，约80％的PVC生产来自乙炔路线，占全球PVC产能的约40％。

乙炔氢氯化法生产氯乙烯是以氯化汞为催化剂的气固相反应，采用固定床反应器，存在着严重的汞流失，严重污染环境；乙炔氢氯化反应是一个强放热反应，固定床反应器存在着严重的“飞温”现象，副产物较多，对后续的产品精制造成负担，且反应物表面容易积碳，造成催化剂失活，降低乙炔的转化率。因此对氯乙烯现有的生产装置的改进是生产企业亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气液相氯乙烯生产装置，旨在解决现有技术中气固相反应中汞催化剂污染环境，有着严重“飞温”现象，副产物多，且催化剂易失活使乙炔转化率降低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种气液相氯乙烯生产装置，包括反应器以及外置冷凝器，所述反应器设有：

内置换热器，所述内置换热器在反应器外壁上开有连通壳程的冷却介质的进口以及出口，所述内置换热器的管程的上端和下端均敞开；

液体催化剂进口，设于反应器上部，用于加入液体催化剂且所述液体催化剂流经内置换热器管程进入反应器底部，所述液体催化剂液面低于内置换热器顶部；

混合气体进口，位于反应器顶部，用于加入混合气体，所述混合气体经气体分布器分布后通过导向管流至所述反应器内部的管程下部，并高于管程底部，所述导向管穿设于所述管程内且与管程内部之间设有间隙，所述该间隙为反应区，所述混合气体进口连接有混合气体管路，所述混合气体管路上设有阀门；以及

反应气体出口，设于反应器上部用于排出反应得到的氯乙烯气体，所述外置冷凝器用于冷却所述氯乙烯气体，并将其夹带的液体催化剂雾滴冷凝后回流至反应器内。

作为本申请另一实施例，所述混合气体进口与气体分布器相连接。

作为本申请另一实施例，所述导向管设有多个，所述导向管的顶部连接气管花盘，所述气管花盘上设有花盘孔，所述导向管顶端连接所述花盘孔，所述导向管的底端设有多个透气孔，所述气管花盘的边缘与反应器之间密封设置。

作为本申请另一实施例，所述液体催化剂进口和反应气体出口位于气管花盘下侧。

作为本申请另一实施例，所述反应器的底部设有液体催化剂出口，用于排出低效的液体催化剂。

作为本申请另一实施例，所述壳程的外壁与反应器的内壁之间密封设置。

作为本申请另一实施例，所述导向管顶端与花盘孔的连接处设有密封垫。

作为本申请另一实施例，所述导向管数量与花盘孔数量、管程数量一致；

作为本申请另一实施例，所述导向管底部为敞口，底侧部四周开设有通气孔；

作为本申请另一实施例，所述导向管底部为封闭，在底部和底侧部四周开设有通气孔。

与固定床反应器技术相比，本实用新型提供的气液相氯乙烯生产装置的有益效果在于：

1.本装置采用气体导向管控制混合气体的加入量，来控制反应速率，控制反应热的产生速率，使反应热及时移除，避免“飞温”现象的产生，降低副反应的发生，降低反应物表面积碳现象，提高液体催化剂的活性，提高乙炔的转化率；同时提高反应过程的安全性；

2.本装置采用液液传质传热，传热效率高；

3.本装置可实现液体催化剂与混合气体直接接触，反应路径短，反应效率高；

4.本装置可做到小型化，减少占地面积，提高产能；

5.采用本装置生产氯乙烯无三废的产生，可实现清洁生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的气液相氯乙烯生产装置的结构示意图；

图2为图1中气管花盘的结构示意图；

图3为图1的局部结构示意图。

图中：1、反应器，2、内置换热器，3、导向管，4、液体催化剂进口，5、混合气体进口，6、气体分布器，7、气管花盘，8、反应气体出口，9、液体催化剂出口，10、外置冷凝器，11、管程，12、花盘孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1-图3，现对本实用新型提供的一种气液相氯乙烯生产装置，包括反应器1以及外置冷凝器10，所述反应器1设有：

内置换热器2，所述内置换热器2在反应器1外壁上开有连通壳程的冷却介质的进口以及出口，所述内置换热器2的管程11的上端和下端均敞开；

液体催化剂进口4，设于反应器1上部，用于加入液体催化剂且所述液体催化剂流经内置换热器2管程11进入反应器1底部，所述液体催化剂液面低于内置换热器2顶部；

混合气体进口5，位于反应器1顶部，用于加入混合气体，所述混合气体经气体分布器6分布后通过导向管3流至所述反应器1内部的管程下部，并高于管程底部，所述导向管3穿设于所述管程11内且与管程11内部之间设有间隙，所述该间隙为反应区，所述混合气体进口连接有混合气体管路，所述混合气体管路上设有阀门；以及

反应气体出口8，设于反应器1上部用于排出反应得到的氯乙烯气体，所述外置冷凝器10用于冷却所述氯乙烯气体，并将其夹带的液体催化剂雾滴冷凝后回流至反应器1内。

在本实施方式中，内置换热器2不断地流入和流出冷却介质，用于降温，液体催化剂进入之后，向下流动经过管程11与导向管3之间的间隙，流到反应器1的底部，然后液面上升，充满所述间隙，但是液面不高于内置换热器2的顶端，而混合气体进入后，通过导向管3向下流动，将导向管3内的液体催化剂下压，随着气体不断进入，直至完全压出导向管3，当气体进入到导向管3的底端通过底端流出，经过间隙，进入到液体内，发生反应，气体在液体内上升至液面反应完全，所以间隙处为气液反应区，此处产生反应热，而此处又有内置换热器2进行不断的降温，保证反应的温度为130-160℃。

反应气体，也就是反应后得到的氯乙烯气体夹带少量液体催化剂雾滴会从反应气体出口8排出，排出后进入外置冷凝器10，被冷凝后回流至反应器1内继续参与反应，而氯乙烯气体则从外置冷凝器10排出，进行后续加工。

通过混合气体管路上设置的阀门，能够很好的控制气体进入量，进而控制反应速率，控制反应热产生量，并通过及时移除反应热，更好的控制反应温度，提高反应过程的安全性。

作为本实用新型提供的气液相氯乙烯生产装置的一种具体实施方式，请参阅图1，所述混合气体进口5与气体分布器6相连接。

在本实施方式中，气体分布器6能够将混合气体进行均布，使每个导向管3都有混合气体流动，混合气体为氯化氢气体和乙炔气体的混合气体，通过液体催化剂能够发生反应生成氯乙烯。液体催化剂为咪唑类盐酸盐、氮甲基吡咯烷酮盐酸盐、氯化胆碱或季鏻盐中的一种；液体催化剂的活性组分为氯化铜、氯化亚铜、氯化锡和三氯化钌中的一种。

作为本实用新型提供的气液相氯乙烯生产装置的一种具体实施方式，请参阅图1和图2，所述导向管3设有多个，所述导向管3的顶部连接气管花盘7，所述气管花盘7上设有花盘孔12，所述导向管3顶端连接所述花盘孔12，所述导向管3的底端设有多个透气孔，所述气管花盘7的边缘与反应器1之间密封设置。

在本实施例中，所述液体催化剂进口4和反应气体出口8位于气体花盘7下侧。

在本实施例中，混合气体经气体分布器6均布后通过气管花盘7上的花盘孔12进入导向管3，然后到导向管3底部从透气孔漏出，气管花盘7与反应器1之间密封，能够较好的将混合气体和液体催化剂进行预先隔绝。

作为本实用新型提供的气液相氯乙烯生产装置的一种具体实施方式，所述反应器1的底部设有液体催化剂出口9，用于排出低效的液体催化剂。

本实施方式中，当液体催化剂效率降低时，通过液体催化剂出口9排出，可以进行液体催化剂的更换。

作为本实用新型提供的气液相氯乙烯生产装置的一种具体实施方式，所述壳程的外壁与反应器1的内壁之间密封设置。

本实施方式中，可以使管程11为液体流动的唯一通道。

作为本实用新型提供的气液相氯乙烯生产装置的一种具体实施方式，所述导向管3顶端与花盘孔12的连接处设有密封垫。

作为本实用新型提供的气液相氯乙烯生产装置的一种具体实施方式，所述外置冷凝器10设置位置高于所述反应器1。

作为本实用新型提供的气液相氯乙烯生产装置的一种具体实施方式，所述花盘孔12在所述气管花盘7上均匀布设。

作为本实用新型提供的气液相氯乙烯生产装置的一种具体实施方式，所述导向管3数量与反应器1内管程11数量、花盘孔12数量一致。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，包括反应器以及外置冷凝器，所述反应器设有：

内置换热器，所述内置换热器在反应器外壁上开有连通壳程的冷却介质的进口以及出口，所述内置换热器的管程的上端和下端均敞开；

液体催化剂进口，设于反应器上部，用于加入液体催化剂且所述液体催化剂流经内置换热器管程进入反应器底部，所述液体催化剂液面低于内置换热器顶部；

混合气体进口，位于反应器顶部，用于加入混合气体，所述混合气体经气体分布器分布后通过导向管流至所述反应器内部的管程下部，并高于管程底部，所述导向管穿设于所述管程内且与管程内部之间设有间隙，所述该间隙为反应区，所述混合气体进口连接有混合气体管路，所述混合气体管路上设有阀门；以及

反应气体出口，设于反应器上部用于排出反应得到的氯乙烯气体，所述外置冷凝器用于冷却所述氯乙烯气体，并将其夹带的液体催化剂雾滴冷凝后回流至反应器内。

2.如权利要求1所述的气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，所述混合气体进口与气体分布器相连接。

3.如权利要求1所述的气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，所述导向管设有多个，所述导向管的顶部连接气管花盘，所述气管花盘上设有花盘孔，所述导向管顶端连接所述花盘孔，所述导向管的底端设有多个透气孔，所述气管花盘的边缘与反应器之间密封设置。

4.如权利要求1所述的气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，所述液体催化剂进口和反应气体出口位于气管花盘下侧。

5.如权利要求1所述的气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，所述反应器的底部设有液体催化剂出口，用于排出低效的液体催化剂。

6.如权利要求1所述的气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，所述壳程的外壁与反应器的内壁之间密封设置。

7.如权利要求3所述的气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，所述导向管顶端与花盘孔的连接处设有密封垫。

8.如权利要求3所述的气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，所述导向管数量与花盘孔数量、管程数量一致。

9.如权利要求3所述的气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，所述导向管底部为敞口，底侧部四周开设有通气孔。

10.如权利要求3所述的气液相氯乙烯生产装置，其特征在于，所述导向管底部为封闭，在底部和底侧部四周开设有通气孔。

Images