[发明专利]一种利用氯化氢和氯化铵与甲醇反应生产氯甲烷的装置及其方法

说明书

本发明提供了一种利用氯化氢和氯化铵与甲醇反应生产氯甲烷的装置及其方法，本发明装置包括流化床反应器、喷淋塔、袋式过滤器、冷却器、脱水塔、压缩机、脱氨塔、氯甲烷精制塔、洗涤塔、氯甲烷压缩机、氯甲烷储罐等，利用本发明装置在氯化铵与甲醇反应合成氯甲烷的基础上引入氯化氢与甲醇的反应，以补充氯化铵分解所需要的热量，减小其对外加给热的需求。本发明回收了氯化铵中的氯元素和氨，同时处理了氯化工过程中副产的氯化氢，既有利于氯化铵、氯化氢的综合利用，又有利于降低能耗，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种利用氯化氢和氯化铵与甲醇反应生产 氯甲烷的装置及其方法，具体为使用氯化氢、氯化铵和甲醇气固相法制备氯甲 烷和氨的方法。

背景技术

联碱工业和其他化工生产过程副产氯化铵，由于氯化铵中含有氯元素，用 于化肥时会造成农产品质量下降、土壤板结等，使用受到较多的限制，而氯化 铵在工业、医药等行业的用量极为有限，过剩的氯化铵处理限制了纯碱工业的 发展，氯化铵的综合利用新途径的开发十分重要。通过甲醇与氯化铵的反应， 既可得到氯甲烷，又可回收其中的氨。氯甲烷是合成甲基氯硅烷、甲基纤维素、 季铵盐等的重要原料，在农药、合成树脂、助剂等方面应用广泛。氨是重要的 化工原料，既可在联碱行业循环利用，也可以用于其他行业。因此，氯化铵与 甲醇合成氯甲烷工艺，既可以解决氯化铵的大量剩余问题，又合成具有高附加 值的氯甲烷，实现氯的回收与氨的回收利用。

二十世纪50年代初，美国Olin Mathieson化学公司提出了以氯化铵和甲 醇反应制备氯甲烷和氨的方法(US2755311，US2755316，US3315441)，并提出 了两类反应工艺：一、将气态氯化铵和甲醇蒸汽通入装有催化剂的固定床中反 应，催化剂为氧化铝颗粒，除氯甲烷外还有少量的甲胺和二甲醚副产物，将副 产物循环可以再反应转化为氯甲烷；二、将固体氯化铵与熔融态催化剂混合， 然后，然后与甲醇反应，反应完成后分出催化剂在循环，催化剂为氯化亚铜。 但固体氯化铵的气化需要比较多的能量，350℃下将一摩尔的氯化铵气化需要 166kJ热量，而氯化铵自身导热性不好，受热后表面收缩，并且容易结块，直接 气化有一定难度。

中国专利CN201010153240.7公开了一种以氯化铵制备氯甲烷的方法。先将 氯化铵气化分解后与甲醇蒸汽进入多管式固定床反应器，反应完成后经除酸塔 加水除去混合气中的杂质，塔顶得到氯甲烷气体，但在氯甲烷气体中尚还有部 分氨、甲醇和二甲醚。中国专利CN201110388852.9公开了一种将氯化铵的分解 和甲醇与氯化铵的反应耦合在一个反应器中的方法。将甲醇汽化后从底部进入 流化床反应器，氯化铵粉体经机械传送进入流化床下部，反应后的气体经过分 离提纯，得到氯甲烷和氨。由于氯化铵分解所需的热量是氯甲烷合成反应放出 热量的四倍，在350℃以上给反应器提供热量较为困难，另外分离过程无法去除 二甲醚，导致产品纯度的下降。中国专利CN201410008694.3公开了一种以氯化铵制备氯甲烷的方法。将氯化铵和浓磷酸混合后泵入管式反应器，反应得到磷 酸氢二铵和氯化氢气体，其中得到的氯化氢气体用于合成氯甲烷，磷酸氢二铵 加热分解后得到氨气及磷酸与偏磷酸的混合物；磷酸与偏磷酸循环使用，氨气 压索冷凝后得到液氨。从氯甲烷合成反应器出来的气体经酸洗、碱洗、干燥后 得到纯净的氯甲烷。但在持续接触酸性或碱性溶液的条件下，氯甲烷会部分水 解，降低产率。

发明内容

本发明为解决现有技术中的问题，提供一种利用氯化氢和氯化铵与甲醇反 应生产氯甲烷的装置及其方法，以解决反应器内给热问题和产品纯度温度问题。

本发明采用的技术方案如下：