[实用新型]直接氯化生产1,2-二氯乙烷的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用纯乙烯或者炼化干气稀乙烯直接氯化生产1,2-二氯乙烷的装置。

技术背景

1,2-二氯乙烷(简称EDC)，是一种重要的化工原料，用途广泛，主要用于生产氯乙烯（VCM），进一步聚合生产聚氯乙烯（PVC）。同时可以作为有机溶剂以及生产乙撑胺等化学品的原料。

工业上生产1,2-二氯乙烷常用的方法是乙烯直接氯化法或氧氯化法，是在催化剂作用下用氯气直接氯化乙烯或用无水氯化氢氧氯化乙烯制得。工业化中氯气直接氯化乙烯生产1,2-二氯乙烷是在含有固体催化剂的1,2-二氯乙烷母液中完成的，典型工艺及反应设备主要有以下几种：中温氯化立式鼓泡塔反应器，该反应器设有气体分布器和拉西环填料，但是反应能力小，混合效果一般；高温氯化一体化的反应器和精馏塔，但是混合效果不理想；高温氯化立式鼓泡塔反应器，反应器中设置了氯气混合器，一定程度上提高了混合效果，但操作弹性小，反应热移除不及时。以上工业化反应设备相对应用成熟，生产稳定，但都存在一定缺陷，并且使用原料也仅限于纯乙烯，未考虑稀乙烯氯化对混合、散热要求更高的反应特性。 

炼化干气(以下简称干气)是石油炼制过程中产生的尾气，包括C₂H₄、C₂H₆、CH₄、H₂、C₃H₆、CO、CO₂、H₂O和H₂S等组分，其中乙烯（C₂H₄）的含量一般小于20%，故称稀乙烯，由于干气的成分比纯乙烯更复杂，所以利用干气直接氯化生产1,2-二氯乙烷对反应装置的要求更高。

中国专利CN102531827A公开了一种干气直接氯化制备二氯乙烷的方法，采用了管道反应器+鼓泡塔的反应器型式，利用管道反应器良好的混合效果，在一定程度上提高了反应效率，可用于干气的直接氯化；但是氯气溶解效果差，与乙烯接触不均，干气中乙烯转化率不高，反应效率低，而且设备庞大，操作弹性小。

中国专利CN1984858A公开了一种环管型反应器，由垂直布置的两个立柱管和上方的脱气容器组成，在一个立柱管包括串联交替布置的加料区段、反应区段和沸腾区段，交替加入乙烯和氯气反应，当原料采用纯乙烯时，使用该专利的反应装置可以达到较好的反应效果。但当使用干气为原料时，由于干气和氯气反应体系复杂，要求的停留时间较纯乙烯长并且对反应热移除要求高，不适合使用该反应装置。由于该反应装置的加料区段和反应区段为串联设置，不同区段的反应时间不一致，并且工艺要求乙烯尽可能参与反应以提高乙烯转化率，但是其下游加料点加料后剩余反应区段的长度不够，限制了下游加料点的加料量。如果要加长反应段，则只能增加反应器高度，势必会影响装置的效率和运行的经济性，同时增加了副反应发生的几率；干气和氯气反应体系要求尽快移除反应热以减少副反应，而串联布置的反应区段其下游沸腾段不足，反应效率低，副反应增加常导致产品纯度下降，不能满足此工艺要求。

综上所述，现有技术公开的反应装置，在反应散热、控制、操作弹性和运行的经济性上仍需进一步改进，以利于乙烯、特别是稀乙烯直接氯化生产1,2-二氯乙烷。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于乙烯、尤其是干气稀乙烯和氯气直接氯化生产1,2-二氯乙烷的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型包括环形管道反应系统、产品汽化分离收集系统和外循环与进料系统，环形管道反应系统包含管式氯化反应器和母液循环回流管，分别与汽化分离器相互连接形成一种环形结构，反应过程中母液在密度差的作用下在其中形成一种强烈的自循环；管式氯化反应器和母液循环回流管都是垂直布置的立柱管，顶部都与布置在上方的汽化分离器的汽化容器底部连通，其结构特点是管式氯化反应器至少2支并联，底部汇集成1根管后再与母液循环回流管底部连通；外循环与进料系统是从汽化容器底部另外引出一路二氯乙烷母液外循环管线，并再分为两路，一路二氯乙烷母液外循环管线先连接冷却器后依次与氯气进料管线、溶氯混合器连接，然后与各个管式反应器的氯气进料口连通；另一路二氯乙烷母液外循环管线依次与乙烯进料管线、乙烯混合器连接，然后与各个管式反应器的乙烯进料口连通。