本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品廢棄物的資源綜合利用領(lǐng)域，特別是涉及一種電石法生產(chǎn)氯乙烯中精餾高沸殘液的處理系統(tǒng)及處理方法。

背景技術(shù)：

氯乙烯(vcm)的制備是聚氯乙烯(pvc)生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，在電石法生產(chǎn)氯乙烯的過程中，來自氯化氫裝置的干燥氯化氫和來自乙炔裝置的乙炔氣體反應(yīng)生成粗氯乙烯，該粗氯乙烯經(jīng)過脫水、凈化、精餾工序后，得到聚合級氯乙烯。然而，在精餾工序中的精餾高沸殘液污染環(huán)境并且難以處理。

因此，需要一種能夠有效處理電石法生產(chǎn)氯乙烯中精餾高沸殘液的處理系統(tǒng)及處理方法，以實(shí)現(xiàn)資源再利用，并達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明提出了一種可以解決上述問題的電石法生產(chǎn)氯乙烯中精餾高沸殘液的處理系統(tǒng)及處理方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電石法生產(chǎn)氯乙烯中精餾高沸殘液的處理系統(tǒng)，其中，該處理系統(tǒng)包括：第一工段，該第一工段包括依次連接的乙炔發(fā)生器11、乙炔清凈塔12、混合器13、氯乙烯轉(zhuǎn)化器14、氯乙烯低沸塔15和氯乙烯高沸塔16；第二工段，該第二工段包括乙烯低溫氯化生產(chǎn)二氯乙烷工段和乙烯高溫氯化生產(chǎn)二氯乙烷工段，乙烯低溫氯化生產(chǎn)二氯乙烷工段包括依次連接的低溫氯化反應(yīng)器21、濕粗二氯乙烷儲(chǔ)罐22和干燥塔23，所述乙烯高溫氯化生產(chǎn)二氯乙烷工段包括依次連接的高溫氯化反應(yīng)器24、二氯乙烷高沸塔25、真空塔26、二氯乙烷儲(chǔ)罐27和二氯乙烷汽化器28；第三工段，該第三工段包括依次連接的裂解爐31、副產(chǎn)蒸汽換熱器32、急冷塔33、氯化氫塔34和氯乙烯塔35，氯乙烯高沸塔16與濕粗二氯乙烷儲(chǔ)罐22相連接，混合器13與所述氯化氫塔34相連接，低溫氯化反應(yīng)器21與高溫氯化反應(yīng)器24連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，干燥塔23與二氯乙烷高沸塔25相連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，二氯乙烷汽化器28與副產(chǎn)蒸汽換熱器32相連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，氯乙烯塔35與二氯乙烷高沸塔25相連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電石法生產(chǎn)氯乙烯中精餾高沸殘液的處理方法，其中，該處理方法包括以下步驟：s110，電石與水進(jìn)行反應(yīng)得到粗乙炔氣，粗乙炔氣經(jīng)過精制之后得到精乙炔氣；s120，精乙炔氣與步驟s210中的氯化氫氣體在混合器中反應(yīng)得到粗氯乙烯；s130，粗氯乙烯經(jīng)過vcm低沸塔vcm高沸塔的精餾得到聚合級氯乙烯和副產(chǎn)物精餾高沸殘液的混合物；s140，聚合級氯乙烯作為產(chǎn)品輸出，副產(chǎn)物精餾高沸殘液輸送至濕粗edc儲(chǔ)罐；s150，乙烯與氯氣進(jìn)行反應(yīng)得到粗二氯乙烷；s160，步驟s150中的粗二氯乙烷與步驟s140中的精餾高沸殘液混合，得到第一混合物；s170，步驟s160中的第一混合物在干燥塔中干燥并在edc高沸塔中精制，得到精二氯乙烷，將該精二氯乙烷汽化得到精二氯乙烷氣體；s180，步驟s170中的精二氯乙烷氣體輸送至裂解爐中進(jìn)行裂解，得到氯乙烯、副產(chǎn)物氯化氫氣體、少量二氯乙烷和其他輕組分的混合物；s190，步驟s180中的混合物輸送至副產(chǎn)蒸汽熱換器中，回收混合物中的熱量，得到低溫混合物；s200，步驟s190中的低溫混合物輸送至急冷塔，除去低溫混合物中的其他輕組分，得到氯乙烯、副產(chǎn)物氯化氫氣體和少量二氯乙烷的混合物；s210，步驟s200中的氯化氫氣體輸送至步驟s120中的混合器中；s220，步驟s200中的氯乙烯與少量二氯乙烷的混合物輸送至vcm塔中，得到聚合級氯乙烯和副產(chǎn)物少量二氯乙烷；并且副產(chǎn)物少量二氯乙烷輸送至edc高沸塔中進(jìn)行循環(huán)利用。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟s130中的精餾高沸殘液包括氯乙烯、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、反式1,2-二氯乙烷、順式1,2-二氯乙烷、偏二氯乙烷、三氯乙烯、1,1,2-三氯乙烷和水，并且該精餾高沸殘液中的二氯乙烷中的重量百分比為28％～35％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟s150中乙烯與氯氣的反應(yīng)包括高溫反應(yīng)和低溫反應(yīng)，并且步驟s160中的粗二氯乙烷與精餾高沸殘液的混合比例為1:24-27。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟s170中的精二氯乙烷氣體的純度為99.94％-99.99％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，步驟s180中的裂解溫度為460℃-550℃。

由權(quán)利要求1可知，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)vcm高沸塔與濕粗edc儲(chǔ)罐相連接，在不增加任何設(shè)備、成本的情況下處理了精餾高沸殘液并回收了精餾高沸殘液中的二氯乙烷作為生產(chǎn)氯乙烯的原料，不僅解決了精餾高沸殘液污染環(huán)境和難以處理的問題，而且實(shí)現(xiàn)了資源再利用。

(2)由二氯乙烷裂解生產(chǎn)氯乙烯的第三工段副產(chǎn)的氯化氫氣體用于與第一工段的乙炔反應(yīng)生產(chǎn)氯乙烯工段，由于與乙炔反應(yīng)的氯化氫中不允許有游離氯以防止爆炸，第三工段生產(chǎn)的氯化氫氣體不含游離氯，因此，省去了用于去除氯化氫氣體中游離氯的防爆裝置，并且由于第三工段生產(chǎn)的氯化氫氣體不含水分，大大減少了對氯乙烯轉(zhuǎn)化器的腐蝕性和氯化汞觸媒結(jié)塊的可能性，增加了相關(guān)設(shè)備和氯化汞觸媒的使用壽命，同時(shí)，減少了傳統(tǒng)乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的氧氯化單元部分，減少了相應(yīng)的投資、原料和催化劑的使用以及操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

(3)低溫氯化反應(yīng)器與高溫氯化反應(yīng)器連接，低溫氯化反應(yīng)器產(chǎn)生的濕粗edc直接進(jìn)入高溫氯化反應(yīng)器，利用高溫氯化反應(yīng)器中的反應(yīng)熱使來自低溫氯化反應(yīng)器的濕粗edc汽化，省去酸洗、堿洗工序，節(jié)約了處理廢水所需的蒸汽、以及干燥塔運(yùn)行時(shí)的蒸汽，降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。

附圖說明

圖1為氯乙烯生產(chǎn)系統(tǒng)圖。

圖2為圖1的氯乙烯生產(chǎn)流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，該創(chuàng)造性概念可大量的體現(xiàn)于具體的上下文中。在下述本發(fā)明的實(shí)施方式中描述的具體的實(shí)施例僅作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式的示例性說明，而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。

圖1為氯乙烯生產(chǎn)系統(tǒng)，該生產(chǎn)系統(tǒng)包括電石法生產(chǎn)氯乙烯的第一工段、乙烯氯化生產(chǎn)二氯乙烷的第二工段和第二工段的二氯乙烷裂解生產(chǎn)氯乙烯的第三工段，第一工段生產(chǎn)的副產(chǎn)高沸殘液經(jīng)過第二工段和第三工段進(jìn)行處理，其中，第一工段(電石法生產(chǎn)氯乙烯)，其包括依次連接的乙炔發(fā)生器11、乙炔清凈塔12、混合器13、vcm轉(zhuǎn)化器14、vcm低沸塔15和vcm高沸塔16；第二工段(乙烯氯化生產(chǎn)二氯乙烷)，其包括乙烯低溫氯化生產(chǎn)二氯乙烷工段和乙烯高溫氯化生產(chǎn)二氯乙烷工段，乙烯低溫氯化生產(chǎn)二氯乙烷工段包括依次連接的低溫氯化反應(yīng)器21、濕粗edc儲(chǔ)罐22和干燥塔23，乙烯高溫氯化生產(chǎn)二氯乙烷工段包括依次連接的高溫氯化反應(yīng)器24、edc高沸塔25、真空塔26、edc儲(chǔ)罐27和edc汽化器28；第三工段(二氯乙烷裂解生產(chǎn)氯乙烯)，其包括依次連接的裂解爐31、副產(chǎn)蒸汽換熱器32、急冷塔33、hcl塔34和vcm塔35。

在圖1中，從第一工段的vcm高沸塔16中得到氯乙烯和副產(chǎn)精餾高沸殘液，該副產(chǎn)精餾高沸殘液輸送至第二工段的濕粗edc儲(chǔ)罐22中，使得精餾高沸殘液與濕粗二氯乙烷混合，由于精餾高沸殘液中的二氯乙烷的重量百分比為28％～35％，并且該二氯乙烷可以用于裂解反應(yīng)以生產(chǎn)氯乙烯，因此，能夠回收精餾高沸殘液中的二氯乙烷以生產(chǎn)氯乙烯，因此，在本發(fā)明的電石法生產(chǎn)氯乙烯中精餾高沸殘液的處理系統(tǒng)中，在不增加任何設(shè)備、成本的情況下處理了精餾高沸殘液并回收了精餾高沸殘液中的二氯乙烷作為生產(chǎn)氯乙烯的原料，不僅解決了精餾高沸殘液污染環(huán)境和難以處理的問題，而且實(shí)現(xiàn)了資源再利用。

急冷塔33的塔底設(shè)置有汽提塔，其對氯化氫氣體和氯乙烯進(jìn)行回收和脫焦。

混合器13與hcl塔34相連接，使得第三工段生產(chǎn)的氯化氫氣體用于與第一工段的乙炔反應(yīng)生產(chǎn)氯乙烯工段，由于與乙炔反應(yīng)的氯化氫中不允許有游離氯以防止爆炸，第三工段生產(chǎn)的氯化氫氣體不含游離氯，因此，省去了用于去除氯化氫氣體中游離氯的防爆裝置，并且由于第三工段生產(chǎn)的氯化氫氣體不含水分，大大減少了對氯乙烯轉(zhuǎn)化器的腐蝕性和氯化汞觸媒結(jié)塊的可能性，增加了相關(guān)設(shè)備和氯化汞觸媒的使用壽命，同時(shí)，減少了傳統(tǒng)乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的氧氯化單元部分，減少了相應(yīng)的投資、原料和催化劑的使用以及操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

低溫氯化反應(yīng)器21與高溫氯化反應(yīng)器24連接。高溫氯化反應(yīng)是乙烯與氯氣在128℃附近的溫度反應(yīng)，在該反應(yīng)中由于高溫氯化反應(yīng)器的溫度控制在128℃附近(edc的沸點(diǎn)是83.5℃，因此在edc沸點(diǎn)之上)，反應(yīng)生成的氣態(tài)edc進(jìn)入edc高沸塔進(jìn)行精制。低溫氯化反應(yīng)是氯氣與乙烯在溫度控制在48℃的低溫氯化反應(yīng)器中反應(yīng)生成液態(tài)的edc，而液態(tài)的edc需要酸洗、堿洗后送入干燥塔進(jìn)行干燥后才能到高沸塔進(jìn)行精制。將低溫氯化反應(yīng)器與高溫氯化反應(yīng)器連接，使得低溫氯化反應(yīng)器產(chǎn)生的液態(tài)edc直接送入高溫氯化反應(yīng)器中進(jìn)行汽化，可以不經(jīng)酸洗、堿洗的過程，直接進(jìn)行精制。另外，低溫氯化反應(yīng)器與高溫氯化反應(yīng)器連接，低溫氯化反應(yīng)器與高溫氯化反應(yīng)器連接，低溫氯化反應(yīng)器中產(chǎn)生的濕粗edc在正常生產(chǎn)情況下全部進(jìn)入高溫氯化反應(yīng)器，低溫氯化反應(yīng)器產(chǎn)生的濕粗edc直接進(jìn)入高溫氯化反應(yīng)器，利用高溫氯化反應(yīng)器中的反應(yīng)熱使來自低溫氯化反應(yīng)器的濕粗edc汽化，進(jìn)而低溫氯化產(chǎn)生的濕粗edc不用進(jìn)行酸洗、堿洗，這樣將不會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，減少對廢水的處理工作，同時(shí)也減少了濕粗edc的產(chǎn)量，進(jìn)而減少了濕粗edc進(jìn)行干燥的工作，節(jié)約了處理廢水所需的蒸汽、以及干燥塔運(yùn)行時(shí)的蒸汽，降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果；當(dāng)精餾殘液的產(chǎn)量達(dá)到精餾殘液儲(chǔ)罐的80％時(shí)，低溫氯化反應(yīng)器中產(chǎn)生的濕粗edc輸送至濕粗edc儲(chǔ)罐，同時(shí)確保低溫氯化反應(yīng)器中的粗edc經(jīng)過酸洗、堿洗后進(jìn)入濕粗edc儲(chǔ)罐，以控制高沸殘液和濕粗edc在濕粗edc儲(chǔ)罐中進(jìn)入的比例為1：24～27。從干燥塔23得到低水分的濕粗二氯乙烷與精餾高沸殘液的混合物，該混合物傳輸至edc高沸塔25并與來自高溫氯化反應(yīng)器24中的氣態(tài)edc混合，使得該混合物汽化，不僅去除了混合物中的高沸物，而且有效利用氣態(tài)edc的余熱。其中，低溫氯化反應(yīng)器中產(chǎn)生的濕粗edc輸送至高溫氯化反應(yīng)器中的量以確保高溫氯化反應(yīng)器中產(chǎn)生的氣態(tài)edc保持在128℃附近為前提。當(dāng)然，高溫氯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度不限于128℃附近，可以根據(jù)實(shí)際工藝調(diào)整。

edc汽化器28與副產(chǎn)蒸汽換熱器32相連接。在副產(chǎn)蒸汽換熱器中，通過從裂解爐31的產(chǎn)出物進(jìn)行有效的熱回收而生產(chǎn)蒸汽，每噸氯乙烯回收200000千卡熱量用作副產(chǎn)2.8mpa高壓蒸汽，因此，將edc汽化器28與副產(chǎn)蒸汽換熱器32連接，使得將2.8mpa高壓蒸汽送至edc汽化器28中，用于將液態(tài)二氯乙烷氣化為氣態(tài)二氯乙烷。

vcm塔35與edc高沸塔25相連接，以將vcm塔35中的二氯乙烷輸送至edc高沸塔25中。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的電石法生產(chǎn)氯乙烯中精餾高沸殘液的處理方法的流程圖。如圖2所示，本發(fā)明的電石法生產(chǎn)氯乙烯中精餾高沸殘液的處理方法，其中，該處理方法包括以下步驟：s110，電石與水進(jìn)行反應(yīng)得到粗乙炔氣，粗乙炔氣經(jīng)過精制之后得到精乙炔氣；s120，精乙炔氣與步驟s210中的氯化氫氣體在混合器中反應(yīng)得到粗氯乙烯；s130，粗氯乙烯經(jīng)過vcm低沸塔vcm高沸塔的精餾得到聚合級氯乙烯和副產(chǎn)物精餾高沸殘液的混合物；s140，聚合級氯乙烯作為產(chǎn)品輸出，副產(chǎn)物精餾高沸殘液輸送至濕粗edc儲(chǔ)罐；s150，乙烯與氯氣進(jìn)行反應(yīng)得到粗二氯乙烷；s160，步驟s150中的粗二氯乙烷與步驟s140中的精餾高沸殘液混合，得到第一混合物；s170，步驟s160中的第一混合物在干燥塔中干燥并在edc高沸塔中精制，得到精二氯乙烷，將該精二氯乙烷汽化得到精二氯乙烷氣體；s180，步驟s170中的精二氯乙烷氣體輸送至裂解爐中進(jìn)行裂解，得到氯乙烯、副產(chǎn)物氯化氫氣體、少量二氯乙烷和其他輕組分的混合物；s190，步驟s180中的混合物輸送至副產(chǎn)蒸汽熱換器中，回收混合物中的熱量，得到低溫混合物；s200，步驟s190中的低溫混合物輸送至急冷塔，除去低溫混合物中的其他輕組分，得到氯乙烯、副產(chǎn)物氯化氫氣體和少量二氯乙烷的混合物；s210，步驟s200中的氯化氫氣體輸送至步驟s120中的混合器中；s220，步驟s200中的氯乙烯與少量二氯乙烷的混合物輸送至vcm塔中，得到聚合級氯乙烯和副產(chǎn)物少量二氯乙烷；并且副產(chǎn)物少量二氯乙烷輸送至edc高沸塔中進(jìn)行循環(huán)利用。

步驟s130中的精餾高沸殘液包括氯乙烯、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、反式1,2-二氯乙烷、順式1,2-二氯乙烷、偏二氯乙烷、三氯乙烯、1,1,2-三氯乙烷和水，并且該精餾高沸殘液中的二氯乙烷中的重量百分比為28％～35％。因此，可以回收精餾高沸殘液中的二氯乙烷用于生產(chǎn)氯乙烯，不僅處理了精餾高沸殘液，而且增加了氯乙烯的產(chǎn)量。步驟s170中的精二氯乙烷氣體的純度為99.94％-99.99％。步驟s180中的裂解溫度為460℃-550℃。

步驟s150中乙烯與氯氣的反應(yīng)包括高溫反應(yīng)和低溫反應(yīng)，并且步驟s160中的粗二氯乙烷與精餾高沸殘液的混合比例為1:24-27，這是因?yàn)椋阂环矫?，?dāng)混合比例大于1:24時(shí)，第一混合物中的精餾高沸殘液過多，導(dǎo)致從edc高沸塔得到的edc中雜質(zhì)多，影響后續(xù)edc的裂解，第一混合物在edc高沸塔中的精餾時(shí)間長，從edc高沸塔得到的edc產(chǎn)量低；另一方面，當(dāng)混合比例小于1:27時(shí)，第一混合物中的精餾高沸殘液過少，導(dǎo)致本發(fā)明的處理系統(tǒng)對精餾高沸殘液的處理量太小，使得該系統(tǒng)的效率太低。

具體地，電石法生產(chǎn)氯乙烯中精餾高沸殘液的處理方法如下：將電石與水輸送至乙炔發(fā)生器11中進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生粗乙炔氣，該粗乙炔氣被輸送至乙炔清凈塔12中得到精乙炔氣，精乙炔氣與氯化氫氣體在混合器13中混合并在vcm轉(zhuǎn)化器14中反應(yīng)，得到粗氯乙烯，將粗氯乙烯依次輸送至vcm低沸塔15和vcm高沸塔16以對粗氯乙烯進(jìn)行精制，得到聚合級氯乙烯和精餾高沸殘液。將乙烯與氯氣輸送至高溫氯化反應(yīng)器24中進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生第一粗二氯乙烷。將乙烯與氯氣輸送至低溫氯化反應(yīng)器21中進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生濕粗二氯乙烷，該濕粗二氯乙烷被輸送至濕粗edc儲(chǔ)罐22中與來自vcm高沸塔16的精餾高沸殘液按照質(zhì)量比24-27:1混合得到第一混合物，將第一混合物輸送至干燥塔23進(jìn)行干燥后得到第二混合物，該第二混合物被輸送至edc高沸塔25中與來自高溫氯化反應(yīng)器24的第一粗二氯乙烷混合得到第三混合物，并在edc高沸塔25中將高沸物去除得到第二粗二氯乙烷，將第二粗二氯乙烷輸送至真空塔(-65kpa左右)26進(jìn)一步對第二粗二氯乙烷進(jìn)行回收得到精二氯乙烷，該精二氯乙烷被輸送至edc儲(chǔ)罐27中進(jìn)行儲(chǔ)存(也可以將從edc高沸塔25側(cè)線提餾出來的edc直接輸送至edc儲(chǔ)罐27中)，將edc儲(chǔ)罐27中的精二氯乙烷輸送至edc汽化器28中進(jìn)行汽化得到精二氯乙烷氣體。將精二氯乙烷氣體輸送至裂解爐31中進(jìn)行裂解得到第四混合物，該第四混合物包括氯化氫氣體、氯乙烯、少量二氯乙烷和其他輕組分氣體，將第四混合物輸送至副產(chǎn)蒸汽換熱器32中對第四混合物中的熱量進(jìn)行回收，得到2.8mpa蒸汽和冷卻后的第四混合物，其中，2.8mpa蒸汽被輸送至edc汽化器28中用于二氯乙烷的汽化，并將冷卻后的第四混合物輸送至急冷塔33進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻和精制得到第五混合物，該第五混合物包括氯化氫氣體、氯乙烯和少量二氯乙烷，將第五混合物輸送至hcl塔34中對氯化氫氣體進(jìn)行回收得到氯化氫氣體和第六混合物，該第六混合物包括氯乙烯和少量二氯乙烷，其中，將氯化氫氣體輸送至混合器13中與乙炔進(jìn)行反應(yīng)，并將第六混合物輸送至vcm塔35中對氯乙烯進(jìn)行回收并將少量二氯乙烷輸送至edc高沸塔25中。

由本發(fā)明的第一工段的電石法生產(chǎn)氯乙烯、第二工段的乙烯氯化生產(chǎn)二氯乙烷和第三工段的二氯乙烷裂解生產(chǎn)氯乙烯形成的循環(huán)產(chǎn)業(yè)，不僅處理了精餾高沸殘液，而且將電石法生產(chǎn)氯乙烯和乙烯氯化生產(chǎn)氯乙烯進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈的綜合循環(huán)利用，降低成本，提高效益。

應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。