邻氯甲苯和对氯甲苯的生产工艺系统的制作方法

本实用新型属于化工技术领域，具体涉及邻氯甲苯和对氯甲苯的生产工艺系统。

背景技术：

氯甲苯是一种重要的精细化工原料和用途十分广泛的有机化工中间体。近年来多种新型医药、农药、染料等中间体的生产是以氯甲苯为起始原料，这些中间体展现出非常光明的发展前景，国内外市场一致看好，许多已成为热点发展产品。

目前国内外工业上主要采用甲苯液相氯化反应来生产对氯甲苯、邻氯甲苯。甲苯液相氯化反应一共产生3种一氯甲苯异构体，即对氯甲苯、邻氯甲苯、间氯甲苯，其中间氯甲苯比例很小，该反应同时副产少量二氯甲苯。因此，反应完毕后，要对混合产物进行分离，才能得到纯度较高的对氯甲苯和邻氯甲苯。因此，对氯甲苯和邻氯甲苯的生产分为两个阶段，第一个阶段是甲苯液相氯化反应，第二个阶段是同分异构体的分离。

传统的邻氯甲苯和对氯甲苯的生产工艺系统较为落后，生产设备也未改进，导致邻氯甲苯和对氯甲苯的生产成本较高、合成率较低、产能和纯度不高，进而影响经济效益以及限制下游精细化学品的应用与开发。

例如，生产工艺系统中的浮阀式氯化塔是采用浮阀式塔板进行氯化加工的氯化塔，其特点是每个筛孔处安装一个可上下移动的阀片。当筛孔内气速高时，阀片被顶起上升，气速低时，阀片因自重而下降，阀片升降位置随气流量大小自动调节，从而使进入液层的气速基本稳定。

目前的浮气阀结构主要包括阀帽和支脚，工作时，阀帽带动支脚在筛孔中上下移动。当流过筛孔的气流不稳或不均匀时，浮阀会发生转动现象，造成支脚与筛孔之间的磨损严重，一旦三个支脚都被磨断，阀帽将会脱落，导致浮气阀的功能失效，从而严重影响甲苯的氯化反应。而且，气流的不稳定还会导致浮阀发生偏移现象，甚至导致浮阀卡死在筛孔内。此外，塔板上方的降液管通常为简单的下液管道设计，导致液相甲苯对塔板造成的冲击力较大，严重影响塔板的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供邻氯甲苯和对氯甲苯的生产工艺系统，有效解决传统的邻氯甲苯和对氯甲苯的生产工艺系统较为落后，生产设备也未改进，例如氯化塔的浮气阀结构稳定性差、工作可靠性低以及塔板的使用寿命低，导致邻氯甲苯和对氯甲苯的生产成本较高、合成率较低、产能和纯度不高，进而影响经济效益以及限制下游精细化学品的应用与开发等问题中的至少一个。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

邻氯甲苯和对氯甲苯的生产工艺系统，包括尾气吸收装置、邻氯甲苯塔，以及依次连接的干燥器、氯化塔、蒸馏塔、脱甲苯塔、脱二氯甲苯塔、初分塔、结晶塔和对氯甲苯精制塔；所述氯化塔、蒸馏塔与尾气吸收装置连接；所述初分塔的顶部出口与邻氯甲苯塔的中部进口连接，初分塔的下部进口与邻氯甲苯塔的塔底出口连接；所述初分塔的底部出口与结晶塔的进口连接，初分塔的上部进口与结晶塔的母液出口连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述生产工艺系统设计合理，设备利用率高，能耗相对较低，反应环境封闭、可调控，绿色环保无污染，能够有效提高邻氯甲苯和对氯甲苯的合成率、产能以及纯度，降低生产成本，进而提高经济效益以及便于下游精细化学品的应用与开发。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述尾气吸收装置包括依次连接的一段冷凝器、二段冷凝器、三段冷凝器以及降膜吸收器。

进一步，所述氯化塔包括塔体；所述塔体内部固定安装有多个均匀分布的塔板；所述塔板上设置有溢流板、下液组件以及多个均匀分布的浮气阀。

进一步，所述浮气阀包括开设于塔板上的通孔；所述通孔的周围固定连接有阀座；所述阀座的顶部固定连接有阀帽；所述阀帽内部滑动连接有阀盖；所述阀帽包括底板和多个支脚；所述阀盖包括盖板和多个与支脚滑动配合的连接杆；所述浮气阀还包括用于防止阀盖偏移的限位组件，以及用于减少阀盖开合时冲击力的缓冲组件。

进一步，所述连接杆上设置有与支脚滑动配合的滑槽。

进一步，所述限位组件包括多个限位杆以及与限位杆相配合的限位孔；所述限位杆与盖板固定连接；所述限位孔开设于底板上。

进一步，所述缓冲组件包括用于减少阀盖开时冲击力的第一弹性元件，以及用于减少阀盖闭合时冲击力的第二弹性元件。

进一步，所述下液组件包括布置在塔板与塔体之间的下液管道、安装架以及布置在下液管道下方的缓冲板；所述下液管道和缓冲板均通过安装架与塔体固定连接。

进一步，所述缓冲板上设置有多个均匀分布的下液孔。

进一步，所述缓冲板远离塔体的一端设置有向上倾斜的挡流板。

采用上述进一步方案的有益效果是：

(1)本实用新型通过尾气吸收装置将hcl气体制成副产盐酸，从而对hcl气体进行再利用以及无害化处理，提高资源利用率和经济效益的同时，避免对环境造成损害。

(2)本实用新型所设计的浮气阀结构简单、稳定性好，工作可靠性高；通过限位组件显著提高阀盖移动时的精度以及浮气阀工作的稳定性，有效防止所述阀盖在移动过程中发生偏移现象或卡在阀帽内；通过缓冲组件减少阀盖开合时的冲击力，进而提高浮气阀的工作稳定性和使用寿命。

(3)本实用新型所设计的下液组件结构合理，有效减少液相甲苯对塔板造成的冲击力，从而提高塔板的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型所述生产工艺系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述氯化塔的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述氯化塔中浮气阀的剖视图；

图4为本实用新型另一种实施例所述氯化塔中浮气阀的剖视图；

图5为本实用新型所述氯化塔中下液组件的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、干燥器，2、氯化塔，21、塔体，22、塔板，23、浮气阀，231、通孔，232、阀座，233、阀帽，2331、底板，2332、支脚，234、阀盖，2341、盖板，2342、连接杆，2343、滑槽，235、限位组件，2351、限位杆，2352、限位孔，236、缓冲组件，2361、第一弹性元件，2362、第二弹性元件，24、溢流板，25、下液组件，251、下液管道，252、安装架，253、缓冲板，254、下液孔，255、挡流板，3、蒸馏塔，4、尾气吸收装置，5、脱甲苯塔，6、脱二氯甲苯塔，7、初分塔，8、邻氯甲苯塔，9、结晶塔，10、对氯甲苯精制塔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语中“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型结构。对于本领域的普通技术人员，可以根据具体情况理解该类术语在本专利中的具体含义。

如图1－图4所示，本实用新型所设计的邻氯甲苯和对氯甲苯的生产工艺系统，包括尾气吸收装置4、邻氯甲苯塔8，以及依次连接的干燥器1、氯化塔2、蒸馏塔3、脱甲苯塔5、脱二氯甲苯塔6、初分塔7、结晶塔9和对氯甲苯精制塔10；所述氯化塔2、蒸馏塔3与尾气吸收装置4连接；所述初分塔7的顶部出口与邻氯甲苯塔8的中部进口连接，初分塔7的下部进口与邻氯甲苯塔8的塔底出口连接；所述初分塔7的底部出口与结晶塔9的进口连接，初分塔7的上部进口与结晶塔9的母液出口连接。

进一步，所述尾气吸收装置4包括依次连接的一段冷凝器、二段冷凝器、三段冷凝器以及降膜吸收器。通过尾气吸收装置4将hcl气体制成副产盐酸，从而对hcl气体进行再利用以及无害化处理，提高资源利用率和经济效益的同时，避免对环境造成损害。

由于氯化反应是在高温沸腾条件下进行，氯化塔2顶部出来的hcl气体中带有大量的甲苯蒸汽，为了回收这部分物料，在气相系统中采用一段冷凝器(60㎡)，工业水冷却；二段冷凝器(40㎡)，冷冻水冷却；三段冷凝器(10㎡)，冷冻盐水冷却，相分离器气、液分离，降膜和波纹塔喷淋措施，喷淋吸收处理后的hcl气体经尾气输送管去副产吸收塔，hcl气体从吸收塔底部进入，塔顶加水，制成副产盐酸。

如图2所示，所述氯化塔2包括塔体21；所述塔体21内部固定安装有多个均匀分布的塔板22；所述塔板22上设置有溢流板24、下液组件25以及多个均匀分布的浮气阀23。即气相氯气通过塔板22上的多个浮气阀23向上运动；液相甲苯通过塔板22和溢流板24形成具有一定高度的液体流层从而与氯气充分反应，并通过下液组件25向下运动。

如图3和图4所示，所述浮气阀23包括开设于塔板22上的通孔231；所述通孔231的周围固定连接有阀座232；所述阀座232的顶部固定连接有阀帽233；所述阀帽233内部滑动连接有阀盖234；所述阀帽233包括底板2331和多个支脚2332；所述阀盖234包括盖板2341和多个与支脚2332滑动配合的连接杆2342；所述浮气阀23还包括用于防止阀盖234偏移的限位组件235，以及用于减少阀盖234开合时冲击力的缓冲组件236。

如图3和图4所示，所述连接杆2342上设置有与支脚2332滑动配合的滑槽2343，实现所述连接杆2342与支脚2332滑动配合。

所述浮气阀23的工作过程为：当气速高时(阀座232内侧的压力大于外部的压力)，阀盖234被顶开上升，氯气通过通孔231向上运动，从而与液体流层中的甲苯充分反应；当气速低时(阀座232内侧的压力小于外部的压力)，阀盖234因自重而下降至阀座232中将通孔231关闭；阀盖234的升降位置随氯气的气流量大小自动调节，从而使进入液体流层的气速基本稳定，有效避免导致多氯取代副反应的发生，进而提高一氯甲苯的收率即反应转化率以及产物中对氯甲苯的含量。

如图3和图4所示，所述限位组件235包括多个限位杆2351以及与限位杆2351相配合的限位孔2352；所述限位杆2351与盖板2341固定连接；所述限位孔2352开设于底板2331上，用于显著提高所述阀盖234移动时的精度以及浮气阀23工作的稳定性，有效防止所述阀盖234在移动过程中发生偏移现象或卡在阀帽233内。

如图3和图4所示，所述缓冲组件236包括用于减少阀盖234开时冲击力的第一弹性元件2361，以及用于减少阀盖234闭合时冲击力的第二弹性元件2362。

所述第一弹性元件2361可以安装在底板2331的底部(图3)，也可以安装在盖板2341的顶部(图4)。所述第二弹性元件2362可以安装在连接杆2342的底部(图4)，也可以安装在通孔231上(图3)。所述第一弹性元件2361优选为橡胶环(图3和图4)，所述第二弹性元件2362优选为橡胶环(图3)或橡胶块(图4)，其设置的目的是起到缓冲冲击力的作用，从而减少阀盖234开合时的冲击力，提高所述浮气阀23的工作稳定性和使用寿命。

如图5所示，所述下液组件25包括布置在塔板22与塔体21之间的下液管道251、安装架252以及布置在下液管道251下方的缓冲板253；所述下液管道251和缓冲板253均通过安装架252与塔体21固定连接；所述缓冲板253上设置有多个均匀分布的下液孔254，有效减少液相甲苯对塔板22造成的冲击力，从而提高塔板22的使用寿命。

如图5所示，所述缓冲板253远离塔体21的一端设置有向上倾斜的挡流板255，挡流板255与缓冲板253具有协同作用，进一步减少液相甲苯的冲击力，从而提高所述塔板22的使用寿命。

所述下液组件25的工作过程为：液相甲苯通过下液管道251向下运动，安装架252和缓冲板253对液相甲苯的冲击力起到缓冲作用，下液孔254将缓冲板253上的液相甲苯导向向下。

本实用新型中未对具体结构做出描述的机构、组件和部件均为现有技术中已经存在的现有结构，例如干燥器。可以从市面上直接购买得到。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。