三碳以下有机物高温氯化制备四氯乙烯

2020-07-09朱建勇钟磊荆松

氯碱工业 2020年3期

朱建勇,钟磊,荆松

(滨化集团股份有限公司，山东滨州 256600)

滨化集团股份有限公司化工分公司(以下简称“滨化化工分公司”)有一装置副产三碳以下有机物。随着国家对环保要求的提高，三碳以下有机物作为溶剂的使用会受到限制或杜绝，建设以三碳以下有机物为原料生产四氯乙烯的装置在循环经济产业链中具有重要的作用。

1 生产原理

2013年，滨化化工分公司引进8万t/a四氯乙烯项目，该项目利用三碳以下有机物高温氯化生产，反应物经过提纯得到精制四氯乙烯产品，副产物HCl经过净化处理得到纯净的HCl气体，同时副产高沸物(主要包括六氯乙烷、六氯苯和六氯丁二烯)。该装置于2016年8月开车，至目前已经正常运行了两年多，在此期间通过不断地调整反应条件来降低副产高沸物产量，提高四氯乙烯的收率。四氯乙烯生产工艺流程如图1所示。

图1 四氯乙烯生产工艺流程图

该装置的反应分为两步。

(1)氯化反应(为放热反应)：

(2)氯解反应(为吸热反应)：

氯化反应过程产生大量热量，须采取措施控制反应温度。该装置主要通过循环稀释剂来控制反应温度，循环的稀释剂越多，反应器的温度越低。稀释剂分为气相稀释剂和液相稀释剂，稀释剂的量影响着反应物的组成。根据反应原理，微过量的氯有利于反应的进行，但过量氯的合适量须在生产过程中不断试验确定。当反应负荷到达一定值时，全开稀释剂的量也不能满足生产需求，此时须进液相三碳以下有机物来控制反应器温度(正常生产时用气相三碳以下有机物)，液相三碳以下有机物的量同样影响着反应物的组成。同时反应器的温度、反应负荷都影响反应产物的组成。

2 影响反应产物组成的因素

2.1 稀释剂的影响

当反应负荷一定时，所需要的稀释剂的量也基本是一定的，主要通过调节气、液相稀释剂的比例来影响反应。根据生产中调节气、液相稀释剂进反应器的比值，分析产物中的成分，通过对比，得出不同气、液相稀释剂比值对反应产物的影响。在生产中，滨化化工分公司在反应负荷一定、过氯量一定、反应器温度不变的情况下，通过调节进反应器气、液相稀释剂的量研究其对反应产物的影响，结果如表1所示。

表1 气、液相稀释剂不同比值对反应产物的影响

注：数据为试验期间平均数值。

由表1可见：在反应器同一负荷、同一温度，不同气、液相稀释剂比值的条件下，高沸物每小时的产量并不会有明显的变化，但是四氯乙烯的收率会随着气、液相稀释剂比值的减小而减小，说明气相稀释剂更有利于反应生成四氯乙烯。

2.2 三碳以下有机物添加量的影响

三碳以下有机物的影响主要体现在反应高负荷情况下，液相三碳以下有机物添加量的影响。高沸物的产量是随着反应负荷的提高而增加的，而液相三碳以下有机物又是须在高负荷下添加的，负荷越高所需液相三碳以下有机物越多，同时所产的高沸物就越多，根据定量分析无法确定液相三碳以下有机物的添加量对高沸物的生成有影响。在同一反应温度，同一气、液相稀释剂比值的条件下，液相三碳以下有机物的添加量对四氯乙烯收率的影响结果如图2所示。