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氯乙烯的性质与生产方法
第1章氯乙烯的性质与生产方法
1.1氯乙烯的物理化学性质
1.1.1物理性质
氯乙烯的分子式为C2H3C1,结构式为CH2=CHCl,分子量为62.5,在常温和常压下是一种无色有乙醚香味的气体,其冷凝点为-13.9℃,凝固点为-159.7℃。
它的临界温度为142℃,临界压力为52.2大气压,因而尽管它的冷凝点在-13.9℃,但稍加压力就可以得到液体氯乙烯。
1.1.1.1氯乙烯的蒸气压
氯乙烯蒸气压力和温度的关系见表1.1。
表1.1氯乙烯的蒸气压表
温度℃
压力mmHg
温度℃
压力mmHg
-28.37
395.6
16.21
2258
-23.02
513.0
25.72
3027
-16.61
677.6
33.53
3789
-13.61
767.5
39.72
4492
-8.32
949.0
39.72
4500
-1.57
1224.8
46.80
5434
4.01
1490.6
54.87
6676
5.53
158.2
60.34
7586
氯乙烯的蒸气压亦可按下式计算:
式中P
T
——
——
蒸气压,atm;
绝对温度,K.
1.1.1.2液体氯乙烯的密度
与一般液体一样,温度愈高,氯乙烯密度愈小,液体氯乙烯密度见表1.2。
液体氯乙烯的密度亦可按下式计算:
式中d
t
——
——
液体密度,g/ml;
温度,℃。
表1.1液体氯乙烯的密度
温度℃
密度g/ml
温度℃
密度g/ml
-12.96
0.9692
39.57
0.8733
1.32
0.9443
48.20
0.8555
13.49
0.9223
59.91
0.8310
28.11
0.8955
1.1.1.3氯乙烯的潜热
潜热即蒸发或冷凝1g氯乙烯所需的热量。
表1.1氯乙烯的潜热
温度℃
潜热cal/g
温度℃
潜热cal/g
-20
85.7
20
80.2
-10
84.1
30
78.5
0
83.0
40
76.6
10
81.7
50
74.4
1.1.1.4氯乙烯的溶解度
氯乙烯易溶于丙酮、乙醇和相应烃类中,微溶于水,它在水中的溶解度如下表所示。
表1.1常压下氯乙烯在水中的溶解度
温度℃
0
10
15
20
28
溶解度体积/体积水
0.808
0.572
0.433
0.292
0.10
1.1.1.5氯乙烯的爆炸性
氯乙烯易燃,与空气形成爆炸混合物,其爆炸浓度范围很大,从4~21.7%(体积比),所以使用氯乙烯要特别注意安全。
1.1.1.6氯乙烯的毒性
氯乙烯对人有麻醉作用,可使人中毒,其中毒症状表现为头晕、浑身软弱无力,逐渐神志不清、站立不稳,严重者四肢痉挛,呼吸由急变微,最后失去知觉。
当氯乙烯蒸气浓度在1%时开始有麻醉感觉,5%以上时,即出现上述症状,所以空气中氯乙烯的最大允许浓度为500ppm。
1.1.2化学性质
氯乙烯的两个起反应部分,氯原子和双键,能进行的化学反应很多。
但一般来讲,连接在双键上的氯原子不太活泼,所以有关双键的反应则比有关氯原子的反应多,现各举一两个例子如下:
1.1.2.1有关氯原子的反应
1、与丁二酸氢钾反应生成丁二酸乙烯酯:
2、与苛性钠共热时,脱掉氯化氢生成乙炔:
1.1.2.2有关双键的反应
1、与氯化氢加成生成二氯乙烷:
2、在紫外线照射下能与硫化氢加成生成2—氯乙硫醇:
3、氯乙烯通过聚合反应可生成聚氯乙烯:
1.2氮乙烯的生产方法
氯乙烯的生产方法是多种多样的,按其所用原料可大致分为下列几种:
1.2.1乙烯法
此法系以乙烯为原科,可通过三种不同途径进行,其中两种是先以乙烯氯化制成二氯乙烷:
然后从二氯乙烷出发,通过不同方法脱掉氯化氢来制取氯乙烯。
另一种则直接从乙烯高温氯化来制取氯乙烯。
现分述如下:
1、二氯乙烷在碱的醇溶液中脱氯化氢(也称为皂化法):
此法是生产氯乙烯最古老的方法。
为了加快反应的进行,必须使反应在碱的醇溶液小进行。
这个方法有严重的缺点:
即生产过程间歇,并且要消耗大量的醇和碱,此外在生产二氯乙烷时所用的氯,最后成为氯化钠形式耗费了。
所以只在小型的工业生产中采用。
2.二氯乙烷高温裂解:
这个过程是将二氯乙烷蒸气加热到600℃以上时进行的。
但与此同时,还发生脱掉第二个氯化氢生成乙炔的反应,结果使氯乙烯产率降低。
为了提高产率,必须使用催化剂。
所用的催化剂为活性炭、硅胶、铝胶等,反应在480~520℃下进行,氯乙烯产率可达85%。
3.乙烯直接高温氯化:
这一方法不走二氯乙烷的途径,直接按下式进行:
由上式可以看出这一反应是取代反应。
但实际上乙烯与氯在300℃以下主要是加成反应,生成二氯乙烷。
要想使生成氯乙烯的取代反应成为唯一的反应,则必须使温度在450℃以上,而要避免在低温时的加成过程,可以采用将原科单独加温的方法来解决。
但在高温下反应激烈,反应热难以移出,容易发生爆炸的问题。
目前一般用氯化钾和氯化锌的融熔盐类作裁热体,使反应热很快移出。
此法主要的缺点是副反应多,产品组成复杂,同时生成大量的炭黑,反应热的移出还有很多困难,所以大规模的工业生产还未实现。
1.2.2乙炔法
这一方法是以下列反应为基础的:
技其生产方法又可分为液相法和气相法。
1.液相法:
液相法系以氯化亚铜和氧化铵的酸性溶液为触媒,其反应过程是向装有含12~15%盐酸的触媒溶液的反应器中,同时通入乙炔和氯化氢,反应在60℃左右进行,反应后的合成气再经过净制手续将杂质除去。
液相法最主要的优点是不需要采用高温,但它也有严重的缺点,即乙炔的转化率低,产品的分离比较困难。
2.气相法:
气相法是以活性炭为裁体,吸附氯化汞为触媒,亦即我们在下一节重点讨论的方法。
此法是以乙炔和氯化氢气相加成为基础。
反应是在装满触媒的转化器中进行。
反应温度一般为120~180℃左右。
此法最主要的优点是乙炔转化率很高,所需设备亦不太复杂,生产技术比较成熟,所以已为大规模工业生产所采用。
其缺点是氯化汞触媒有毒,价格昂贵。
另外,从长远的发展上看乙炔法成本要比乙烯法高。
1.2.3乙烯乙炔法
此法是以乙烯和乙快同时为原料进行联合生产,它是以下列反应为基础的:
按其生产方法,此法又可分为:
1.联合法:
联合法即二氯乙烷的脱氯化氢和乙炔的加成结合起来的方法。
二氯乙烷裂解的副产物氯化氢,直接用作乙炔加成的原料,这免去了前者处理副产物的麻烦,又可以省去单独建立一套氯化氢合成系统,在经济上比较有利。
在联合法中,氯乙烯的合成仍是在单独的设备中进行的,所以需要较大的投资。
虽然如此,这种方法仍较以上各种方法合理、经济。
2.共轭法(亦称裂解加成一步法):
如上所述,联合法虽较其它单独生产法合理、经济,但氯乙烯的制备仍在单独的设备中进行,仍需占用很多设备,所以还不够理想。
共轭法就是在联合法的基础上进行改进的。
此法系同时往一个装有触媒的反应器中加入二氯乙烷和乙炔的混合物,催化热裂解是在230℃、压力在4公斤/厘米2以下进行,二氯乙烷裂解时生成的氯化氢立即在20~50秒钟内和乙快反应,反应的生成物再经进一步的净制处理,以将杂质除去。
共轭法最主要的缺点是很难同时达到两个反应的最适宜条件,因而使乙烯与乙炔的消耗量提高。
3.混合气化法:
近几年来,在烯炔法的基础上发展了一种十分经济的氯乙烯生产方法——混合气化法。
这一方法以石脑油和氯气为原料,只得到氯乙烯产品。
故不存在废气的利用和同时生产多种产品的问题,可以小规模并很经济地生产出氯乙烯。
这个方法由下列几个过程所组成:
(1)以石脑油的火焰裂解法制造含有乙炔和乙烯的裂解气;
(2)裂解气中的稀乙烯不经分离,直接同氯化氢反应制造氯乙烯;
(3)裂解气中的稀乙炔不经分离,直接同氯气反应制造二氯乙烷;
(4)将二氯乙烷热裂成氯乙烯和氯化氢,并将氯化氢分离,以便能够在反应
(2)中使用。
(5)将从上述过程所得的氯乙烯进行合理的分离。
这个方法特别适用于不能得到电石乙炔或乙烯的地区,或者是乙炔和乙烯价格较高的地区。
由于乙炔和乙烯不需分离、浓缩和净化,没有副产物。
因此,不需添置分离没备。
原料可综合利用,不需建立大型石油联合企业。
此法的缺点是一次投资费用较大。
1.2.4氧氯化法
从乙烯法的二氯乙烷(EDC)裂解制造氯乙烯(VC)的过程中,生成物除氯乙烯外还有等分子的副产氯化氢生成。
因此氯化氢的合理利用是个重要的问题。
氯化氢的利用,如前所述可以采用联合法加以回收,也可以采用氧氯化法将其作为氯源而重新使用。
氧氯化法是以氧氯化反应为基础的。
所谓氧氯化反应,就是在触媒作用下以氯化氢和氧的混合气作为氯源而使用的一种氯化反应。
氧氯化法就是在触媒存在下将氯化氢的氧化和烃的氯化一步进行的方法。
以乙烯为原料用氧氯化法制取氯乙烯的方法大致有下列三种形式:
1.三步氧氯化法:
三步氧氯化法示意图如图1-1所示。
三步氧氯化法示意图
其反应原理如下:
2.二步氧氯化法:
二步氧氯化法示意如图1-2。
图1-1二步氧氯化法示意图
其原理是以下述反应为基础:
3.一步氧氯化法:
一步氧氯化法亦称乙烯直接氧氯化。
它是直接以下式反应为基础的:
其示意图如图1-3。
图1-2一步氧氯化法示意图
由上述可以看出,三步法实际上系由乙烯氯化制二氯乙烷、乙烯氧氯化制二氯乙烷和二氯乙烷裂解制氯乙烯三种方法所组合而成。
二步法则由乙烯氧氯化法和二氯乙烷裂解法组合而成。
所以严密地讲,这两种方法的氧氯化反应仅是用来制造二氯乙烷,而不是直接制造出氯乙烯。
其过程是将氯化氢氧化和乙烯的氯化同时在一个过程中进行。
它们都是以下式反应为基础的:
这个反应需要在触媒的存在下进行。
一般作为氧氯化反应的触媒,以持有可变原子价的金属氯化物最为有效。
实际使用的触媒,以二价铜盐(氯化铜、硫酸铜)为主体,见碱金属和碱土金属盐类(氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸氢钠、硫酸钠)等作为助触媒,此外还加入稀土金属盐类作为第三成份构成复合触媒。
加入助触媒的目的用以提高氯的吸收能力和二氯乙烷的选择率,抑制乙烯的燃烧反应和触媒的升华或中毒。
加入稀土元素则使之具有低温活性,以改善触媒对温度的依赖性,从而延长设备和载体的寿命。
在触媒作用下的氧氯化反应机理如下:
触媒裁体一般使用多孔性氧化铝、氧化镁、二氧化硅和硅藻土等。
反应器的形式很多,一般有固定床、移动床和流化床。
另外也有流化床与固定床的组合形式或者是以液相法来进行氧氯化反应的,各种形式的反应条件和经济效果也大不相同。
至于一步氧氯化法则是近年来最新的一种氯乙烯生产方法。
其特点是工艺过程特别简单,在资源利用、动力消耗和经济上更为合理。
但技术和设备条件要求很高,需要纯度较高的乙烯和特殊的催化剂。
1.2.5乙烷法
为了获得更充足的原料和更廉价的氯乙烯,当前各国正在积极研究以乙烷为原料制取氯乙烯的方法。
其途径如下:
1.乙烷直接氯化:
将饱和碳氢化合物在不稳定的温度范围内,例如在1000℃下与氯气反应,可生成相当量的氯乙烯。
反应式为:
2.乙烷氧氯化:
反应式为:
目前这些方法仅处于实验阶段,工业化方法尚未完成。
综上所述,氯乙烯的制造方法是多种多样的。
事实上还不仅所列举的那些,以各种不同的原科、不同的基本方法,通过不同途径的组合,仍可以得出各式各样的合成路线。
当前,氯乙烯的生产路线不下十多种,每种方法各有忧缺点。
而生产方法的选择,首先要取决于地区的资源、工艺过程的繁简、设备情况和过程的经济性,同时也取决于各种方法技术条件的成熟程度和现实的可能性。
从目前进展看,乙炔法和乙烯法成本差不多,但从长久来讲,乙炔法是敌不过乙烯法的,尤其是在石油工业日益发展的形势下,可见通过石油热裂获得大量乙烯,这时采用乙烯法就更为有利。
第2章氯乙烯的合成
2.1基本原理
反应方程式:
反应机理:
在氯化汞触媒存在时,乙炔与氯化氢合成氯乙烯的反应机理如下:
乙炔先与氯化汞加成生成中间加成物氯乙烯氯汞:
此中间加成物很不稳定,通氯化氢即分解而生成氯乙烯:
所生成的中间加成物也可能再与氯化汞加戊,加成物再分离出氯化亚汞而生成二氯乙烯,但这种可能性比较小。
当乙炔和氯化氢的分子比小时,所生成的氯乙烯能再与氯化氢加成而生成1,1-二氯乙烷。
反之,当乙炔和氯化氢的分子比大时,则过量的乙炔使氯化汞催化剂还原成氯化亚汞或金属汞,使触媒脱去活性,同时生成副产物二氯乙烯。
或:
2.2原料及单体的技术条件
在工业生产中,所确定的生产方法就决定了所使用原料的技术条件。
只有正确地选用符合规格的原料,才能保证生产顺利地进行和产品的质量,才能保证整个生产的条件最好、消耗定额最低、成本最经济。
并且,对本工段和本岗位所生产的产品或中间产品亦应订出明确的技术指标,以正确进行生产控制,保证下一工段的需要。
所以,各工段必须加强协作,加强联系,为下一工段创造最好的条件,才能保证整个生产任务的顺利完成。
2.2.1原料的技术条件
2.2.1.1乙炔:
纯度>99.5%,不含硫、磷;用硝酸银试纸检查不变色,含水<0.03%,含氧<0.3%。
2.2.1.2氯化氢:
纯度>95%,含氯<0.002%,含水<0.03%,含氧<0.4%。
2.2.1.3触媒:
活性炭含量:
90%左右;含水<0.3%;氯化汞含量:
8%~15%;假比重:
约0.65;颗粒度:
?
3×6~9毫米;外观:
灰或纯黑。
2.2.2单体的技术条件
氯乙烯:
纯度>99.5%,乙醛<10ppm,乙炔含量<0.001%,高沸点物:
微量,铁含量<0.001%,常压下沸点:
-13.9±0.1℃。
2.3生产条件的选择
氯乙烯合成生产条件的选择是比较复杂的,它们必须满足产量高、质量好、消耗定额低、工艺流程和设备构造简单、操作方便、安全可靠等条件。
决定生产条件最重要的因素是:
触媒活性、原料气的纯度、分子比、反应温度、空间速度等,现分述如下:
2.3.1触媒的活性
在氯乙烯合成中,决定乙炔转化率高低最重要的因素是触媒的活性。
影响触媒活性的各种因素前已述及。
触媒的活性越高,则乙炔的转化越好,副反应少,产量高,消耗定额低。
因此在触媒制备时,应尽可能使其具有最高的活性。
在使用中,应正确操作以延长其使用寿命。
2.3.2原料气的纯度
1、惰性气体的影响:
原料气中惰性气体除了不参加反应外,还必须不与触媒起化学反应,不毒害触媒。
但即使如此,由于它会降低反应物的浓度,不利于氯乙烯的转化。
所以,惰性气体的含量应愈低愈好。
此外,惰性气体多,还会增加了后部分离的困难,同时在尾气中也以一定的比例带走氯乙烯,增加了尾气的排空损失。
2、含水的影响:
原料气含水应愈低愈好,一般要求控制在0.03%以下。
含水过高则生成盐酸,腐蚀管道和设备。
而铁设备腐蚀的结果,生成了氯化铁,又会堵塞管道和设备,给生产带来很多麻烦。
原料气含水,还造成触媒粘结,使触媒的活性下降,寿命缩短,触媒结块堵塞设备的结果,还导致了系统阻力增加和气体分配不均匀。
在局部阻力小的列管里,气体大量通过,会使局部反应激烈而过热,使触媒迅速失效,以致于造成整个转化操作的恶化。
此外,在水的存在下,乙炔易与水起化学反应而生成乙醛,从而消耗原料,降低收率,还增加了氯乙烯分离的困难。
乙炔与水合成乙醛的反应方程式如下:
3、含氯的影响:
在原料气氯化氢的合成中,常常由于操作控制不当,会含有一小部分游离的氯气。
这部分游离氯遇到乙炔以后,就会和乙炔激烈反应生成氯乙炔。
这种物质很容易燃烧爆炸,直接影响到生产的安全。
此外,游离氯的存在还造成副产多氯化物含量的增加,导致以后分离的困难,同时也影响氯乙烯的收率。
所以,在氯乙烯的转化反应中,要求原料气不含游离氯,在不得已的情况下,游离氯含量亦应控制在0.002%以下。
4、含氧的影响:
原料气中如果含有氧气,不仅影响生产的安全,而且,当含有少量氧气的原料气通过转化器的触媒层时,与载体活性炭反应生成一氧化碳或二氧化碳,从而增加了合成气中的惰性气体量,也增加了以后分离的困难和氯乙烯的排空损失。
此外,在氯乙烯的常压分馏中,二氧化碳与干燥塔内的固碱作用生成一层碳酸钠硬壳,影响了固碱的脱水作用,从而引起水分在以后低温系统中结冰绪塞设备。
5、催化毒物的影响:
在原料气乙炔中,往往由于清净不好,而含有少量的硫、磷、砷的化合物。
这些物质的存在,能使触媒中毒,从而失去活性,其反应方程式为:
2.3.3分子比
在工业生产中,乙炔和氯化氢的配比控制得很严格,从反应机理中可以看出,如果乙炔过量,触媒中的氯化汞还原成氯化亚汞或金属汞,使触媒脱掉活性并生成副产物,直接增加了乙炔的消耗。
如果氯化氢过量太多,也会使所生成的氯乙烯进一步与过量的氯化氢加成生成二氯乙烷等多氯化物。
所以,在工业生产中乙炔与氯化氢的分子比常控制在1:
1.05~1.1左右,亦即氯化氢过量5%~10%。
控制氯化氢稍过量的原因有三:
1、确保乙炔反应完全,避免乙炔过量造成触媒中毒。
2、氯化氢价格比乙炔低廉,且过量部分可以用水洗、碱洗除掉。
3、氯乙烯中含乙炔对聚合的影响比含氯化氢坏得多。
理论上,氯化氢的过剩量应愈小愈好,这对提高氯乙烯收率、提高单体质量、减少氯化氢消耗、降低成本都有很大好处。
随着操作技术的熟练和仪表质量的提高,氯化氢过剩量正在逐步缩减。
2.3.4空间流速
空间流速是指单位时间内通过单位体积触媒的气体量(气体量习惯以乙炔量来表示),其单位为:
米3C2H2/米3触媒·小时。
乙快的空间流速对氯乙烯的产率有影响。
当空间流速增加时,气体与触媒的接触时间减少,乙炔的转化率随之降低。
反之,当空间流速减小时,乙炔转化率提高,但高沸点副产物量也随之增多,这时生产能力随之而减小。
在实际生产中,比较恰当的乙炔空间流速为30~60米3C2H2/米3触媒·小时。
此时,既能保证乙炔有较高的转化率,又能保证高沸点副产物的含量较少。
2.3.5反应温度
反应温度对转化反应影响很大,温度太低,乙炔反应不完全,转化率低,温度高,乙炔转化率增高,但副产物的含量也随之增高,反而导致氯乙烯产率下降。
关于氯乙烯合成的反应温度,目前还未有一致的看法,国内外各厂的操作控制实际差异也很大。
一般说来,在80~180℃之间,但大多数都控制在130~180℃之间为最适宜。
高温对触媒的活性有很大影响,主要由于下列原因:
1、高温会破坏触媒的结晶表面。
2、温度愈高,氯化汞的蒸气压愈大,造成氯化汞升华而导致触媒活性迅速下降。
3、高温下乙炔生成呈树脂状的高聚物沉积在触媒的表面,掩盖了触媒的活性表面,使触媒失去活性。
2.4转化系统的工艺流程及主要设备
2.4.1转化系统的工艺流程
由乙炔与氯化氢气相加成合成氯乙烯的生产工艺流程如图2-1所示。
来自乙炔站的乙炔经阻火器
(1)和装有三甲酚磷酸酯的液封
(2)与来自氯化氢工段经盐酸分离器(3)的氯化氢以1:
1.05~1:
1.1的比例,在混合器(4)中混合后,进入在列管内装有氯化汞触媒的转化器(5)中进行转化。
在转化过程中所放出的热量,借列管外的循环冷却水带走,冷却水用水泵(7)打至转化器,分三路进入。
从转化器上部出来的冷却水进入水循环槽,水在循环过程中汽化带出了反应热。
反应后的粗氯乙烯气体进入水洗塔等设备进行净制。
图2-1转化系统工艺流程
1-阻火器;2-液封;3-盐酸分离器;4-混合器;5-转化器
6-冷却水循环槽;7-水泵
2.4.2采用混合脱水的转化系流工艺流程
基于乙炔气相法合成氯乙烯的工艺要求,作为原科的乙炔和氯化氢气体,其含水量应控制在0.03%以下。
如前所述,在旧的工艺过程中,乙炔和氯化氢的脱水,须分别采用固碱干燥和浓硫酸干燥来进行。
显然这种工艺过程,是很不经济而又极不合理的。
这不仅使得整个生产流程太长,增加原料的损耗。
而且须采用庞大的吸收装置,占用大量的附属设备和建筑面积。
换碱、换酸和“倒酸”操作十分沉重繁杂,而且极不安全。
此外,吸水后形成的液碱和稀释后的酸液,在常温常压下其饱和蒸汽压较高。
因此脱水程度有一定限制,仍很难满足氯乙烯合成的需要。
由于这些原因,当前这种陈旧的工艺过程已逐渐受到摈弃,而代之以混合脱水的新流程。
混合脱水的新工艺是由我国首先创造出来的,它使我国聚氯乙烯生产具有自己的待点。
混合脱水基于下述原理:
1、利用氯化氢的吸湿性质,预先吸收乙炔气中的部份水分变成浓盐酸,以降低乙炔气中的水蒸汽分压。
2、利用冷冻的方法使混合气中的残余水份冷凝。
使气体中的水蒸汽分压进一步降低,从而达到更高的脱水目的。
由于以作为原料之一的氯化氢气体代替固碱进行乙炔干燥,并使二者在同一设备内进行进一步低温脱水处理。
显然在流程的安排上,或者在经济和操作上都是合理的。
采用混合脱水的转化系统工艺流程如图2-2所示。
来自乙炔站的湿乙炔气经阻火器
(1)、装有三甲酚硝酸酯的安全液封
(2)和分离器(3)与来自氯化氢工序的氯化氢以1:
1.05~1:
1.1的比例,分别由互成90°角的切线方进入脱水混合器(4)中混合。
乙炔气中的部分水分被氯化氢吸收变成浓盐酸雾滴。
借气体迥转运动而产生的离心力甩向器壁,凝聚后顺器壁落下。
混合后的气体沿中央气体排出管上升至顶部扩大室,室内装有活性炭以除去氯化氢所含的游离氯。
然后进入两个串联的石墨冷却器(5)用-35℃冷冻盐水将混合气冷至-10~-15℃。
冷却后的混合气经旋风分离器(6)及酸雾过滤器(7)除去所夹带的酸滴和酸雾。
再经预热器(8)预热后进入转化器(9)进行反应。
由各设备分离下来之浓盐酸,汇集后经一液封管自动流入酸罐(12),然后定期用氮气压至酸贮槽。
活化触媒用的干燥氯化氢气体由一单独系统获得。
其过程是将未经干燥氯化氢气体,通过另一石墨冷却器(10)进行冷冻脱水。
经酸雾过滤器(11)除去酸雾后进入转化器。
图2-1采用混合脱水的转化系统工艺流程
1-阻火器;2-液封;3-分离器;4-脱水混合器;5,10-石墨冷却器;6-旋风分离器;
7,11-酸雾过滤器;8-预热器;9-转化器;12-酸罐;13-冷却水循环槽;14-水泵
2.4.3转化系统的主要设备
转化器:
由于乙炔和氯化氢的加成反应是一种在触媒存在下的放热反应,转化器的主要作用是用以装载触媒与移走反应热,其构造如图2-3所示。
转化器是一圆柱形列管式设备,上下盖为锥形,外壳由钢板焊接而成。
圆柱部分有57×3.5列管613根,用胀管法固定于两端花板上。
管内装触媒,管间有两块花板将整个圆拄部分隔为三层,每层均有冷却水进出口用以通冷却水带走反应热。
上盖有一气体分配盘,使气体均匀分配。
下盖内衬瓷砖,以防盐酸腐蚀,其内自下而上充以瓷环、活性炭作为填料,支撑列管内的触媒,防止触媒粉尘进入管道。
图2
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