[其他]直接氯化反應器出口尾氣中乙烯、氯和氯化氫的回收

無效

• 申請號: 87106432
• 申請日: 1987-09-18
• 公開（公告）號: CN87106432A
• 公開（公告）日: 1988-07-06
• 發明（設計）人: 約瑟夫·阿蘭·考夫
• 申請（專利權）人: B·F古德里奇公司
• 主分類號: C07C17/02
• 分類號: C07C17/02;C07C19/045
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯

“乙烯直接氯化”是二氯乙烯（“EDC”即1，2-二氯乙烷）生產中廣泛采用的工業催化流程的基礎。此反應無輪是在進入反應器的乙烯過量還是另一種方案（涉及這方面的考慮將在以后論述）即在氯氣過量的條件下進行，都是傳質控制，乙烯的吸收是限制因素。反應熱或是用普通水冷卻50℃到60℃范圍內操作的典型低溫直接氯化反應器而散出，或是使反應器在EDC的沸點附近和200磅/英寸²的壓力下操作（因而被稱為“高溫直接氯化（HTDC）反應器”）而散出。HTDC是一種特定類型的直接氯化反應器。在一種稱為“沸騰反應器”的設備中，HTDC在EDC的沸點操作，產物EDC以蒸汽排出，在另一種稱為“非沸騰反應器”的設備中，HTDC在接近EDC的沸點下操作，產物EDC以液體側流排出。直接氯化反應可寫為：

理論上既無水也無HCl生成，實際上，當氧存在時某些副反應會生成一些水，在另一個副反應中生成HCl，此反應可寫為：

生成HCl的數量取決于HTDC反應器中采用的催化劑類型、反應進行的液體介質（常用的是氯化烴如EDC）和反應條件。

直接氯化過程最好通過氧氯化（“OXY”）法來完成，該方法是乙烯在反應器中與HCl和氧起反應生成EDC。這種直接氯化和氧氯化法的聯合稱為“補償流程”（詳見Cowfer，J.A.和Magistro，A.J，Encyl水100ppm），腐蝕問題會更加嚴重。這個問題也出現在循環線路中，即包括出口氣壓縮和產品EDC回收后的出口氣循環回到OXY反應器的有關設備的循環線路中。顯然，如果進料中沒有水而且在直接氯化反應中也沒有水生成，那末反應器流出物中就沒有水，因而也就沒有腐蝕問題法。

HTDC反應器流出物的強腐蝕性早已為人所知，最近發現腐蝕的主要原因是存在游離氯和微量水（100ppm以下）。一種從EDC物流中清除游離氯以減少氯引起腐蝕的方法已在美國專利No4547599中透露。當進入沸騰反應器的氯氣是潮濕的（如從電解槽來的氯氣至少含水100ppm），腐蝕問題會更加嚴重。這個問題也出現在循環線路中，即包括出口氣壓縮和產品EDC回收后的出口氣循環回到OXY反應器的有關設備的循環線路中。顯然，如果進料中沒有水而且在直接氯化反應中也沒有水生成，那末反應器流出物中就沒有水，因而也就沒有腐蝕問題。

經提純后的EDC，隨后在EDC裂解爐中裂解，經脫氯化氧反應生成氯乙烯單體（“VCM”）（其詳情是眾所周知的）和HCl，HCl循環回到氧氯氧化反應器。

眾所周知，生產EDC的化工單元操作最經濟的情況是乙烯和氯氣轉變成EDC而沒有不希望的副產品生成，尤其在流出物中不殘留任何游離氯，在文獻（Schillmoller，C.M.，“Alloy????Selection????for????VCM????Plants”，Hydrocarbon????Processing????Pg????89-93，March????1979，）中討論了腐蝕問題。

實際上，從經濟的觀點要求直接氯化反應應控制在可以采用碳鋼設備的條件下，問題在于碳鋼設備和管道中的游離氯加上水比任何單獨一種物質具有更強的腐蝕作用。在EDC反應器的上升氣流中只要有20ppm到60ppm的氯和10ppm到50ppm的水分，管道就會被腐蝕。正如以后文將要闡述的原因，把氧導入直接氯化反應器將使腐蝕加重。

由于上述原因，實際上唯一的選擇是不使進入反應器的氯氣過量，這樣就可使離開反應器的未反應的氯（“游離”氯或“漏過的”氯氣）量減至最少而代之以向反應器供應過量的乙烯。“過量”乙烯指比生成EDC按化學計量所需的量大1到5%，最好過量2%以上。但是，乙烯即使過量2%以上，未反應氯減到最低時，流出物中游離氯仍有100ppm到3000ppm，在EDC轉化為VC單體前要把它們基本上都除去。乙烯過量超過2%大多在經濟上有困難，但即使這樣做試圖通過往流出物中注入乙烯來清除未反應的氯的辦法也不能使氯消除，在產品EDC回收時從出口得到的過量乙烯作為“出口物流”隨同可能出現的水分、氯和HCl被再循環回到氧氯化反應器。