一种芳烃氯化生产过程中副产物氯化氢循环利用方法和系统的制作方法_2

文档序号:9803052阅读:来源:国知局
接,所述的氯化氢净化塔上部的吸收液进口与吸收液储罐连接,氯化氢净化塔底部的出液口与所述的吸收液中间槽连接,所述的吸收液中间槽与吸收液再生塔的进口连接,吸收液再生塔底部的再生液出口与吸收液储罐连接,吸收液再生塔顶部的出口经再生塔冷凝器与氯化反应釜连接;所述的氯化氢净化塔顶部的出气口与氯化氢氧化反应器顶部的进口连接,氯化氢氧化反应器底部的出口与冷冻换热器的进口连接,所述的冷冻换热器顶部的出气口与所述的氯化反应釜的氯气进口连接,冷冻换热器下部的液体出口与废酸罐连接,所述的废酸罐的出口与碱液吸收系统连接。
[0022]在所述的吸收液储罐与氯化氢净化塔的连接管路上设有吸收液栗。
[0023]所述的氯化氢氧化反应器为流化床反应器或者固定床反应器。
[0024]本发明所述的一种芳烃氯化生产过程中副产物氯化氢循环利用方法的具体步骤为:
[0025](I)、氯化氢废气吸收净化:副产物氯化氢废气(其中氧气与氯化氢的摩尔流量之比为约为0.005?0.012:1)自氯化氢净化塔下部通入塔内,在吸收温度10?30 V下,与氯化氢吸收塔上部进入的吸收液逆流接触,通过吸收液吸附除去氯化氢气体中的芳烃杂质,净化塔的吸收率达到95%以上,吸收净化后的氯化氢废气自净化塔顶排出,其中芳烃杂质的含量不高于5g/m3;吸收了芳烃杂质的吸收液自净化塔底部排出进入吸收液中间槽,吸收液中的芳烃杂质含量约为10?20wt%,进入吸收液再生塔进行精馏,得到的轻组分为芳烃,自再生塔顶排出经再生塔冷凝器循环至氯化反应器中参与氯化反应,得到的重组份为吸收液,自再生塔塔底排出返回至吸收液储罐,再次回到氯化氢净化塔中重复利用。
[0026](2)、催化氧化:经过吸收净化后的氯化氢废气自氯化氢净化塔顶部排出,进入氯化氢氧化反应器,废气中氯化氢以0.07?0.151Γ1的质量空速通过催化剂床层,与氧气在反应温度420?430°C、铜铈复合氧化物催化剂作用下将氯化氢催化氧化为氯气,氯化氢催化氧化转化为氯气,进行催化氧化反应的氧气的摩尔流量为氯化氢废气中的氯化氢摩尔流量的1/8?1/6,氯化氢转化率为48 %?62 %,氧化后的混合气体中含有未反应的氯化氢和氧气,还包括氧化反应生成的氯气和水蒸汽。
[0027](3)、冷冻除水:氯化氢氧化反应后的混合气体通过-25?_15°C的冷冻盐水间接换热,使混合气中的水蒸汽冷凝成液态水、部分未反应的氯化氢溶解于液态水中形成25?30 %浓盐酸,浓盐酸进入废酸罐中,送至碱液吸收系统进行处理;冷冻除水后的混合气体含有未反应的氯化氢、少量氧气、氯气、以及含量降低至500ppm以下的水蒸汽,无需进一步分离,直接与新鲜氯气、新鲜芳烃连续通入氯化反应釜中,进行连续催化氯化生产氯代芳烃,副产物含芳烃杂质的氯化氢废气自氯化氢净化塔下部进入氯化氢净化塔再次进行吸收净化。
[0028]本发明的有益效果:
[0029]本发明建立的氯化氢催化氧化与芳烃催化氯化集成工艺系统,革除了氯化氢氧化后需要分离氧气的繁琐工序,简化了工艺路线,可极大地降低设备投资成本。通过本发明的实施,在实现废弃氯化氢气体中氯资源直接循环利用的同时,也实现了芳烃的高效连续催化氯化生产氯代芳烃。
【附图说明】
[0030]图1为本发明一种芳烃氯化生产过程中副产物氯化氢循环利用方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031 ]下面通过【具体实施方式】对本发明的技术方案做进一步说明。
[0032]如图1所示,一种芳烃氯化生产过程中副产物氯化氢循环利用系统,包括:氯化反应釜1、冷凝器2、氯化氢净化塔3、氯化氢氧化反应器4、冷冻除水换热器5、吸收液储罐6、吸收液中间槽7、吸收液再生塔8、再生塔冷凝器9、废酸罐11;所述的氯化氢反应釜I的出气口与所述的冷凝器2的进气口连接,冷凝器2的冷凝液出口与氯化氢反应釜I连接将氯化氢废气挟带的大部分物料冷凝回流至氯化反应釜I,冷凝器2的出气口与氯化氢净化塔3下部的进气口连接,所述的氯化氢净化塔3上部的吸收液进口与吸收液储罐6连接,在所述的吸收液储罐6与氯化氢净化塔3的连接管路上设有吸收液栗10;氯化氢净化塔3底部的出液口与所述的吸收液中间槽7连接,所述的吸收液中间槽7与吸收液再生塔8的进口连接,吸收液再生塔8底部的再生液出口与吸收液储罐6连接,吸收液再生塔8顶部的出口经再生塔冷凝器9与氯化反应釜I连接;所述的氯化氢净化塔3顶部的出气口与氯化氢氧化反应器4顶部的进口连接,氯化氢氧化反应器4底部的出口与冷冻换热器5的进口连接,所述的冷冻换热器5顶部的出气口与所述的氯化反应釜I的氯气进口连接,冷冻换热器下5部的液体出口与废酸罐11连接,所述的废酸罐11的出口与碱液吸收系统连接。
[0033]实施例1
[0034]在1m3的氯化反应Il中加入6400kg新鲜苯,同时加入氧化铺负载量为2(^1:%的钛娃分子筛TS-1催化剂6.4kg,在80°C下,连续通入160kg/h新鲜氯气,进行预氯化反应,当预氯化至反应釜内苯的转化率达到约48%,此时反应液中一氯化苯的质量分数约为55wt%,二氯苯的质量分数约为1.9wt%,未反应的苯质量分数约为43.lwt%,开始进行连续氯化反应。以606.6kg/h的质量流量将新鲜苯连续通入氯化反应爸中,以784.3kg/h的质量流量从氯化反应釜中连续溢流出氯化反应液。对苯氯化生产一氯化苯过程中的副产物氯化氢废气循环利用,包括:
[0035]苯氯化反应生成的副产物氯化氢废气(含有:氯化氢质量流量为219kg/h,氧气质量流量为2.2kg/h,芳烃杂质:苯蒸汽的含量240g/m3,一氯化苯的含量为28.6g/m3)自氯化氢净化塔下部进入塔内,吸收液三氯甲苯以质量流量355.lkg/h自净化吸收塔上部进入,氯化氢废气在氯化氢净化塔(氯化氢净化塔为塔径500mm的筛板塔,塔高为5m)中与吸收液逆三氯甲苯流接触通过吸收剂吸收其中的苯与一氯化苯,吸收净化后的氯化氢废气(含有:氯化氢质量流量为219kg/h,氧气质量流量为2.2kg/h,总芳烃杂质含量降低至5g/m3,包括:苯蒸汽4.5g/m3、一氯化苯蒸汽0.5g/m3)自氯化氢净化塔顶排出,吸收了芳经杂质的吸收液三氯甲苯(苯及一氯化苯在三氯甲苯中的总质量分数为1 % )以流量394.6kg/h自塔底流出输送至吸收液中间槽,进入吸收液再生塔精馏,精馏得到的轻组分(质量流量为35.2kg/h苯和
4.2kg/h—氯化苯的混合物)自再生塔顶返回至氯化反应釜进行连续氯化反应,再生后的吸收液三氯甲苯自再生塔底以质量流量355.2kg/h返回至吸收液储罐,再次回到氯化氢净化塔中重复利用。
[0036]吸收净化后的氯化氢废气(含有的氯化氢质量流量为219kg/h)与氧气(进料质量流量为29.8kg/h)混合进入氧化反应器(氧化反应器为流化床反应器,反应器中装填的催化剂为粒径为30?120μπι的CeCuK/Y分子筛,分子筛催化剂中氧化铜的负载量为10 %,氧化铈的负载量为5%,氯化钾的负载量为3%,装填量为3000kg),在反应温度为430°C下将部分氯化氢氧化转化变氯气,氯化氢转化率可达62%,同时将微量的芳烃杂质转变为微量的多氯化苯。
[0037]氧化后的混合气体(含有:氯气质量流量为132.lkg/h,氯化氢质量流量为83.2kg/h,氧气质量流量为2.2kg/h,水蒸汽33.5kg/h,多氯化苯微量)经过-15 °C冷冻盐水冷冻除水,混合气体中的水蒸汽冷凝后,吸收部分氯化氢形成30%的浓盐酸,以质量流量47.8kg/h排至废酸罐,送至碱液吸收系统处理;冷冻除水后的混合气体(含有:氯气质量流量为132.lkg/h,氯化氢质量流量为68.9kg/h,氧气质量流量为2.2kg/h,水蒸汽含量降低至450ppm)直接返回用于氯化反应,与160kg/h新鲜氯气、606.6kg/h新鲜苯连续通入氯化反应釜中,进行连续氯化反应,副产物含芳烃杂质的氯化氢废气自氯化氢净化塔下部进入氯化氢净化塔再次进行吸收净化。
[0038]实施例2
[0039]在1m3的氯化反应爸中加入6400kg新鲜甲苯,同时加入氧化铺负载量为分子筛催化剂32kg,在300C下,连续通入162.3kg/h新鲜氯气,进行预氯化反应,当预氯化至反应釜内甲苯的转化率达到约92%,此时反应液中氯代甲苯的质量分数约为94.3wt%,其中邻氯代甲苯46 Awt% ,对氯代甲苯48.2wt%,二氯代甲苯量可
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