一种串并联式合成氯甲烷的方法与流程

本发明属于化工生产领域，具体涉及一种串并联式合成氯甲烷以及调整氯化氢与甲醇进料比的方法，从而提高氯甲烷合成中原料利用率以及反应速率。

背景技术：

目前国内用甲醇氢氯化法合成氯甲烷一般由催化剂加热、氯甲烷合成、除杂、甲醇回收以及氯甲烷压缩储存五个步骤构成。甲醇液相催化法合成氯甲烷发生的化学反应主要反应包括：

ch3oh+hcl=ch3cl+h2o（主反应,在催化剂加热的条件下）

ch3oh+ch3oh=ch3och3+h2o(副反应)

工业中通常通过调整氯化氢与甲醇的比例，将氯化氢稍微过量抑制副反应的发生，提高甲醇的利用率，氯化氢与甲醇的摩尔比控制在（1.05-1.1）：1。采用传统的方式合成系统过量的氯化氢相当于x*(0.05-0.1)（备注：x为并联合成釜的数量）。x的数量越大，导致过量的氯化氢越多，从而增加了生产及环保成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种串并联方式合成氯甲烷的方法，用于提高氯甲烷合成中原料利用率以及反应速率的方法。通过优化改进工艺及设备结构，将合成系统以串并联的方式连接，并且调整进料比，以达到提高氯甲烷合成中原料利用率以及反应速率从而节约生产及环保成本的目的。

本发明的目的通过如下方案予以实现：

在原有并联的合成系统中加入相应的设备以及管道，将合成系统串联起来，具体工艺流程图见图1。

调整氯化氢以及氯甲烷的进料比，从而提高原料利用率以及反应速率。

本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤：

一种串并联式合成氯甲烷的方法，包括如下步骤：

（1）打开氯甲烷合成釜a与氯甲烷合成釜b串联连接的调节阀一，关闭氯甲烷合成

釜a与氯甲烷合成釜b并联连接的调节阀二；

（2）调节氯甲烷合成釜a中氯化氢与甲醇的进料质量比为1.3-1.9：1，调节氯甲烷合

成釜b中氯化氢与甲醇的进料质量比为0.2-0.8：1；

（3）关闭氯甲烷合成釜a与氯甲烷合成釜b串联连接的调节阀一，打开氯甲烷合成

釜a与氯甲烷合成釜b并联连接的调节阀二；

（4）氯甲烷合成釜a与氯甲烷合成釜b中的原料接触反应，得到的产品经水洗塔水

洗、碱洗、干燥、压缩得到氯甲烷。

进一步优选为，所述的步骤（2）中氯甲烷合成釜a中氯化氢与甲醇的进料质量比为

1.5：1，氯甲烷合成釜b中氯化氢与甲醇的进料质量比为0.6：1。

进一步优选为，所述的步骤（2）中氯甲烷合成釜a中氯化氢与甲醇的进料质量比为

1.7：1，氯甲烷合成釜b中氯化氢与甲醇的进料质量比为0.4：1。

进一步优选为，所述的步骤（2）中氯甲烷合成釜a中氯化氢与甲醇的进料质量比为

1.87：1，氯甲烷合成釜b中氯化氢与甲醇的进料质量比为0.33：1。

本发明的优势是：

1.由于甲醇液相催化法合成氯甲烷的反应速率跟氯化氢的比例有关，在甲醇投料相同时，氯化氢的投料量越大，反应速度越快，产能变大。

2.由于副反应的存在，氯化氢与甲醇的比例越大，副反应越少，甲醇的利用率越高，降低了生产成本。

4.由于副产物二甲醚和氯化氢会反应生成氯甲烷，前面合成釜生成的二甲醚在后续合成系统中会与氯化氢反应会生成氯甲烷，具体工艺为ch3och3+hcl=ch3cl+ch3oh。

5.本发明将过量的氯化氢由x*(0.05-0.01)变为1*(0.05-0.01)，节约了生产以及环保成本。

6.本发明保留了传统并联合成系统的优势，在某套合成釜出现问题的时候，可以切换至并联式合成系统，将不同的合成釜独立运行，不因单一合成系统的问题而导致全部停产。

7、本发明工艺改造成本较低，控制过程简单易行，提高原料利用率以及反应速率，大量的节约了生产成本和降低了环境污染，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为串并联式合成氯甲烷的装置，其中，1.氯甲烷合成釜a，2.氯甲烷合成釜b，3.氯化氢与甲醇进料管一，4.氯化氢与甲醇进料管二，5.调节阀一，6.调节阀二，7.水洗塔，8.甲醇回收装置，9.纯化装置。

具体实施方式

本发明的原理是通过优化改造甲醇氢氯化法合成氯甲烷的工艺与设备，以提高氯甲烷合成中原料利用率以及反应速率，从而节约生产及环保成本的目的。

传统并联式例：氯化氢与甲醇混合进料a与b的氯化氢与甲醇进料比为1.1：1。合成氯甲烷的甲醇利用率为90%，氯化氢利用率为81.8%。

图中调节阀的功能：正常生产时，调节阀一5打开，调节阀二6关闭，将合成系统切换至串联形式。当某合成系统出现问题时调节阀一5关闭，调节阀二6打开，将合成系统切换至并联形式，各合成系统独立运行，不影响其他合成系统的运行。本发明的实施例如下：

实施例1：具备反应条件后，调节阀一5打开，调节阀二6关闭，将合成系统切换至串联形式。氯化氢与甲醇混合进料a的比例为1.3：1，氯化氢与甲醇混合进料b的比例为0.8:1。由于合成釜a过量氯化氢为0.3，反应速度以及原料利用率较好；混合进料b的氯化氢与甲醇比约为1.1：1，属于氯化氢过量，有利于合成反应。通过本发明的串联式，合成氯甲烷的甲醇利用为91%，氯化氢利用率为86.6%。

实施例2：具备反应条件后，调节阀一5打开，调节阀二6关闭，将合成系统切换至串联形式。氯化氢与甲醇混合进料a的比例为1.5：1，氯化氢与甲醇混合进料b的比例为0.6:1。由于合成釜a过量氯化氢为0.5，反应速度以及原料利用率较好；混合进料b的氯化氢与甲醇比约为1.1：1，属于氯化氢过量，有利于合成反应。通过本发明的串联式，合成氯甲烷的甲醇利用为93%，氯化氢利用率为88.6%。

实施例3：具备反应条件后，调节阀一5打开，调节阀二6关闭，将合成系统切换至串联

形式。氯化氢与甲醇混合进料a的比例为1.7：1，氯化氢与甲醇混合进料b的比例为0.4:1。由于合成釜a过量氯化氢为0.5，反应速度以及原料利用率较好；混合进料b的氯化氢与甲醇比约为1.1：1，属于氯化氢过量，有利于合成反应。通过本发明的串联式，合成氯甲烷的甲醇利用为95%，氯化氢利用率为90.4%。

实施例4：具备反应条件后，调节阀一5打开，调节阀二6关闭，将合成系统切换至串联形式。氯化氢与甲醇混合进料a的比例为1.87：1.1，氯化氢与甲醇混合进料b的比例为0.33：1。由于合成釜a过量氯化氢为0.77，反应速度以及原料利用率较好；混合进料b的氯化氢与甲醇比约为1.1：1，属于氯化氢过量，有利于合成反应。通过本发明的串联式，合成氯甲烷的甲醇利用为95%，氯化氢利用率为90.4%。由于a釜的反应速率提高，同样的装置产能提高了5%。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种串并联式合成氯甲烷的方法，打开氯甲烷合成釜A与氯甲烷合成釜B串联连接的调节阀1，关闭氯甲烷合成釜A与氯甲烷合成釜B并联连接的调节阀2；调节氯甲烷合成釜A中氯化氢与甲醇的进料质量比为1.3‑1.9：1，调节氯甲烷合成釜B中氯化氢与甲醇的进料质量比为0.2‑0.8：1；关闭氯甲烷合成釜A与氯甲烷合成釜B串联连接的调节阀1，打开氯甲烷合成釜A与氯甲烷合成釜B并联连接的调节阀2；氯甲烷合成釜A与氯甲烷合成釜B中的原料接触反应，得到的氯甲烷。本发明在满足生产的前提下，通过优化改造工艺以及设备，以串并联式合成氯甲烷，并调整氯化氢与甲醇进料比，从而提高原料利用率反应速率，提高产能并节约生产及环保成本。

技术研发人员：颜昌锐;余宇;裴政;祝世焱;童振坤
受保护的技术使用者：湖北兴瑞硅材料有限公司
技术研发日：2018.10.11
技术公布日：2019.02.12