專(zhuān)利名稱(chēng):大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝及其反應(yīng)用的氯化釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種氯乙酸的生產(chǎn)工藝及其反應(yīng)裝置,特別是一種用大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝及其反應(yīng)使用的氯化釜。
背景技術(shù):
目前,國(guó)內(nèi)氯乙酸生產(chǎn)裝置規(guī)模偏小,大量存在作坊式生產(chǎn),工藝落后,年平均生產(chǎn)能力幾千噸,萬(wàn)噸級(jí)裝置少。同國(guó)外大裝置相比,國(guó)內(nèi)由于生產(chǎn)裝置小,致使產(chǎn)品規(guī)格穩(wěn)定性差,單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本高,我國(guó)氯乙酸產(chǎn)品缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)內(nèi)氯乙酸生產(chǎn)雖然普遍,但氯化釜大小均為2 5m3,業(yè)內(nèi)未見(jiàn)有20 25m3氯化釜規(guī)?;I(yè)生產(chǎn)的報(bào)道。當(dāng)前國(guó)內(nèi)在釜式氯乙酸裝置大型化上裹足不前,主要原因在 于化工生產(chǎn)的放大效應(yīng)必須解決工藝條件配合、收率降低等種種問(wèn)題。現(xiàn)有的氯乙酸氯化反應(yīng)使用的氯化釜中,氯氣分布器為通氯管上加支管,支管上開(kāi)若干3 5_小孔,采用鼓泡形式進(jìn)行通氯,分散無(wú)規(guī)則,氯化反應(yīng)既不充分又不經(jīng)濟(jì)。采用現(xiàn)有氯氣分布器的氯化釜在氯化反應(yīng)時(shí),氯氣不能均勻充分的與料液反應(yīng),不能完全滿(mǎn)足氯化反應(yīng),既影響通氯時(shí)間又影響氯化質(zhì)量。因此現(xiàn)有的氯氣分布器只能用于小型2 5m3氯化釜,不能用于大型20 25m3氯化釜。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)上述問(wèn)題,本發(fā)明的目的一是提供一種通過(guò)大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝,克服反應(yīng)不勻、產(chǎn)品質(zhì)量差、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn);本發(fā)明的另一目的是提供一種該工藝氯化反應(yīng)使用的大型氯化釜,使氯氣與料液能夠充分反應(yīng)。技術(shù)方案一種大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝,采用三只氯化釜為一組,其中兩只氯化釜為主釜,一只氯化釜為副釜,所述主釜氯化反應(yīng)后的尾氣通入所述副釜進(jìn)行氯化反應(yīng),氯化反應(yīng)后得到的氯化液經(jīng)結(jié)晶、分離即得氯乙酸;所述主釜中將醋酸與催化劑醋酐加入后,夾套升溫到85°C,氯氣分三個(gè)階段通入連續(xù)進(jìn)行氯化反應(yīng),反應(yīng)溫度85 110°C,第一階段通氯量為100 150m3/h,通氯3小時(shí),第二階段通氯量為200 350m3/h,當(dāng)氯化液比重達(dá)到I. 32/80°C時(shí),第三階段通氯量逐漸減小,直至反應(yīng)體系中醋酸質(zhì)量含量< 1.6%時(shí)即達(dá)反應(yīng)終點(diǎn),停止通氯;所述副爸反應(yīng)溫度80 100°C。所述催化劑醋酐的加入量為所述醋酸加入量的5% 10%。所述氯化液結(jié)晶時(shí),在結(jié)晶器內(nèi)加入母液,循環(huán)水溫度54 55°C對(duì)物料進(jìn)行降溫,當(dāng)物料溫度接近結(jié)晶點(diǎn)時(shí),緩慢降低循環(huán)水溫度對(duì)物料緩慢降溫,使物料溫度一時(shí)間的曲線(xiàn)呈減速下降趨勢(shì),當(dāng)物料溫度低于結(jié)晶點(diǎn)后,加快對(duì)物料的降溫速度,直至物料變稠,使物料溫度一時(shí)間的曲線(xiàn)整體呈椅形,當(dāng)物料溫度降至25°C時(shí),結(jié)晶結(jié)束。所述氯化釜為帶攪拌的搪玻璃氯化釜。所述結(jié)晶用的結(jié)晶器為帶變頻減速攪拌器的搪玻璃結(jié)晶器,采用變頻減速攪拌器電流顯示控制物料固液比。
本發(fā)明工藝中氯化釜采用“二主一副”,充分利用主釜尾氣中的氯氣、酰氯、醋酸等有效成分,提高反應(yīng)速率,降低氯氣及醋酸消耗,減輕對(duì)后續(xù)尾氣吸收的影響。上述工藝中氯化反應(yīng)用的氯化釜,包括氯氣分布器,所述氯氣分布器上有通氯支管與主體連接相通,所述通氯支管上開(kāi)設(shè)噴孔,所述噴孔在所述通氯支管上沿管長(zhǎng)方向由管內(nèi)端向管外端呈三段分布,管內(nèi)端的所述噴孔沿 管周向以60°夾角兩排分布,管中間的所述噴孔沿管周向四排分布,中間兩排之間的夾角為20°,另兩排分別在中間兩排的兩側(cè)并且與跟其相鄰的中間排的夾角為40°,管外端的所述噴孔沿管周向八排均布,相鄰兩排之間的夾角為20°,該三段所述噴孔以同一直線(xiàn)呈軸對(duì)稱(chēng)。所述通氯支管在所述主體的周向交錯(cuò)均布。該結(jié)構(gòu)的氯氣分布器用于20 25m3的大型氯化釜通氯進(jìn)行氯化反應(yīng),能使氯氣與物料在不同層面進(jìn)行充分反應(yīng),在氯化釜內(nèi)使物料形成一定方向的運(yùn)動(dòng),致使氯氣與物料均勻反應(yīng),極大提高氯氣利用率,氯化反應(yīng)時(shí)間降至33小時(shí),提高了氯化液質(zhì)量,氯化液中氯乙酸質(zhì)量含量可達(dá)94%以上、二氯乙酸質(zhì)量含量可達(dá)4%及以下,相比5m3小型氯化釜的氯化反應(yīng)31小時(shí)和氯化液中氯乙酸質(zhì)量含量93%、二氯乙酸質(zhì)量含量5%,均有有明顯提高。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸提供了合理的生產(chǎn)工藝,并對(duì)氯化釜結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),保證氯化反應(yīng)充分、均勻進(jìn)行,縮短反應(yīng)時(shí)間,滿(mǎn)足大型化生產(chǎn)要求,提高了產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量,避免了化工生產(chǎn)的放大效應(yīng),產(chǎn)品純度可達(dá)98%以上,收率以醋酸計(jì)達(dá)91%,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到出口產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
圖I為本發(fā)明氯化釜中氯氣分布器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為圖I中通氯支管的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為圖2中的A-A向視圖;圖4為圖2中的B-B向視圖;圖5為圖2中的C-C向視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡明本發(fā)明,應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍,在閱讀了本發(fā)明之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。一種大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝,采用三只氯化釜為一組,其中兩只氯化釜為主釜,一只氯化釜為副釜,主釜氯化反應(yīng)后的尾氣通入副釜進(jìn)行氯化反應(yīng),氯化反應(yīng)后得到的氯化液經(jīng)結(jié)晶、分離即得氯乙酸。具體工藝步驟為在25m3主釜中投入醋酸17噸、催化劑醋酐I. 3 I. 4噸,將主釜夾套升溫到85°C,通入氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng),反應(yīng)溫度85 110°C。通氯分三個(gè)階段,初始3小時(shí)通氯量為100 150m3/h,之后逐步加大通氯量至200 350m3/h,當(dāng)氯化液比重達(dá)到I. 32/80°C時(shí),逐漸減小通氯量,直至反應(yīng)體系中醋酸質(zhì)量含量< I. 6%時(shí)即達(dá)反應(yīng)終點(diǎn),停止通氯;副釜中醋酸投入量與主釜中相同,反應(yīng)溫度80 100°C ;將三只氯化釜氯化反應(yīng)后得到的氯化液壓入16m3的搪玻璃結(jié)晶器中,在結(jié)晶器內(nèi)加入適量母液,將循環(huán)水溫度調(diào)整在54 55°C對(duì)物料進(jìn)行降溫,當(dāng)物料溫度接近結(jié)晶點(diǎn)時(shí),緩慢降低循環(huán)水溫度對(duì)物料緩慢降溫,使物料溫度一時(shí)間的曲線(xiàn)呈減速下降趨勢(shì),當(dāng)物料溫度低于結(jié)晶點(diǎn)后,加快對(duì)物料的降溫速度,直至物料變稠,使物料溫度一時(shí)間的曲線(xiàn)整體呈椅形,當(dāng)物料溫度降至25°C時(shí),結(jié)晶結(jié)束;結(jié)晶得到的固液混合物,用離心機(jī)進(jìn)行固液分離,得到氯乙酸產(chǎn)品24. 28噸,外觀
呈無(wú)色結(jié)晶,氯乙酸質(zhì)量含量98. 0%。如附圖I所示,上述大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝中氯化反應(yīng)用的氯化釜,包括氯氣分布器,其材質(zhì)為四氟,耐酸、耐腐蝕、耐高溫。氯氣分布器主要由通氯支管I、主體2、底座4、固定管5、定位管6、銷(xiāo)釘7、滑動(dòng)杠桿8、固定法蘭9構(gòu)成,主體2由滑動(dòng)杠桿8與定位管6連接,通過(guò)銷(xiāo)釘7固定,主體2通過(guò)滑動(dòng)杠桿8可以調(diào)節(jié)整個(gè)氯氣分布器的長(zhǎng)度,底 座4與氯化釜底部固定,固定法蘭9與氯化釜外的通氯管連通,通氯支管I與主體2連接相通,通氯支管I上開(kāi)設(shè)噴孔3,通氯支管I在主體2的周向交錯(cuò)均布十根。如附圖2-5所示,通氯支管I上開(kāi)設(shè)的噴孔3沿管長(zhǎng)方向由靠近主體2的管內(nèi)端向管外端呈三段分布管內(nèi)端的噴孔3沿管周向分布兩排,a、b兩排之間的夾角為60° ;管中間的噴孔3沿管周向分布四排,c、d兩排之間的夾角為40°,d、e兩排之間的夾角為20°,e、f兩排之間的夾角為40° ;管外端的噴孔3沿管周向分布八排,g、h、i、j、k、l、m、n相鄰兩排之間的夾角為20°。這三段的噴孔3以同一直線(xiàn)R呈軸對(duì)稱(chēng)。氯氣進(jìn)入主體2再由通氯支管I上的噴孔3向外流出定向均勻流出,氯氣與氯化釜中物料均勻、定向、充分反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝,其特征在于采用三只氯化釜為一組,其中兩只氯化釜為主釜,一只氯化釜為副釜,所述主釜氯化反應(yīng)后的尾氣通入所述副釜進(jìn)行氯化反應(yīng),氯化反應(yīng)后得到的氯化液經(jīng)結(jié)晶、分離即得氯乙酸;所述主釜中將醋酸與催化劑醋酐加入后,夾套升溫到85°C,氯氣分三個(gè)階段通入連續(xù)進(jìn)行氯化反應(yīng),反應(yīng)溫度85 110°C,第一階段通氯量為100 150m3/h,通氯3小時(shí),第二階段通氯量為200 350m3/h,當(dāng)氯化液比重達(dá)到I. 32/80°C時(shí),第三階段通氯量逐漸減小,直至反應(yīng)體系中醋酸質(zhì)量含量< 1.6%時(shí)即達(dá)反應(yīng)終點(diǎn),停止通氯;所述副爸反應(yīng)溫度80 100°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝,其特征在于所述催化劑醋酐的加入量為所述醋酸加入量的5% 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝,其特征在于所述氯化液結(jié)晶時(shí),在結(jié)晶器內(nèi)加入母液,循環(huán)水溫度54 55°C對(duì)物料進(jìn)行降溫,當(dāng)物料溫度接近結(jié)晶點(diǎn)時(shí),緩慢降低循環(huán)水溫度對(duì)物料緩慢降溫,使物料溫度一時(shí)間的曲線(xiàn)呈減速下降趨勢(shì),當(dāng)物料溫度低于結(jié)晶點(diǎn)后,加快對(duì)物料的降溫速度,直至物料變稠,使物料溫度一時(shí)間的曲線(xiàn)整體呈椅形,當(dāng)物料溫度降至25°C時(shí),結(jié)晶結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝,其特征在于所述氯化釜為帶攪拌的搪玻璃氯化釜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝,其特征在于所述結(jié)晶用的結(jié)晶器為帶變頻減速攪拌器的搪玻璃結(jié)晶器。
6.一種用于權(quán)利要求I所述的工藝的氯化釜,包括氯氣分布器,所述氯氣分布器上有通氯支管(I)與主體(2)連接相通,所述通氯支管(I)上開(kāi)設(shè)噴孔(3),其特征在于所述噴孔(3)在所述通氯支管(I)上沿管長(zhǎng)方向由管內(nèi)端向管外端呈三段分布,管內(nèi)端的所述噴孔(3)沿管周向以60°夾角兩排分布,管中間的所述噴孔(3)沿管周向四排分布,中間兩排之間的夾角為20°,另兩排分別在中間兩排的兩側(cè)并且與跟其相鄰的中間排的夾角為40°,管外端的所述噴孔(3)沿管周向八排均布,相鄰兩排之間的夾角為20°,該三段所述噴孔(3)以同一直線(xiàn)呈軸對(duì)稱(chēng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氯化釜,其特征在于所述通氯支管(I)在所述主體(2)的周向交錯(cuò)均布。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝,采用三只氯化釜“二主一副”,主釜氯化反應(yīng)后的尾氣通入副釜進(jìn)行氯化反應(yīng),氯化反應(yīng)后得到的氯化液經(jīng)結(jié)晶、分離即得氯乙酸;主釜中將醋酸與催化劑醋酐加入后,夾套升溫到85℃,氯氣分三個(gè)階段通入連續(xù)進(jìn)行氯化反應(yīng)。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了一種用于該工藝的氯化釜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸提供了合理的生產(chǎn)工藝,并對(duì)氯化釜結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),保證氯化反應(yīng)充分、均勻進(jìn)行,縮短反應(yīng)時(shí)間,滿(mǎn)足大型化生產(chǎn)要求,提高了產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量,避免了化工生產(chǎn)的放大效應(yīng),產(chǎn)品純度可達(dá)98%以上,收率以醋酸計(jì)達(dá)91%,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到出口產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)B01J19/18GK102875357SQ201210384808
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者陳菁華, 唐桂東, 秦夢(mèng)庚, 朱民浴, 周世劍, 胡建偉 申請(qǐng)人:江蘇省格林艾普化工股份有限公司