用乙烷和1,2-二氯乙烷制备氯乙烯的方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种制备氯乙烯的方法和用于制备氯乙烯的设备，所述方法包括：向设置在其中存在固体粒子的热解反应器下部的乙烷氯化反应区内加入氯气和乙烷；通过使氯气和乙烷与固体粒子接触而进行乙烷氯化反应，以使乙烷氯化反应的产物与固体粒子同时升向热解反应器的上部，并且使在乙烷氯化反应过程中产生的焦炭沉积在固体粒子上；将１，２－二氯乙烷加到设置在热解反应器上部的热解反应区内；通过使乙烷氯化反应的产物和１，２－二氯乙烷与固体粒子接触而在热解反应区内进行热解反应，以使乙烷氯化反应的产物、１，２－二氯乙烷和固体粒子同时上升，并且使在热解反应过程中产生的焦炭沉积在固体粒子上；在再生反应器内通过燃烧沉积在固体粒子上的焦炭使固体粒子再生；以及将收集由燃烧焦炭产生的热的固体粒子再加到热解反应器中。当采用上述方法制备氯乙烯单体时，提高了产率，并抑制了焦炭的产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,2-二氯乙烷制备氯乙烯的方法和设备的制作方法
本专利技术涉及一种利用乙烷的氯化反应和].,2-二氯乙烷的热解反应 制备氯乙烯的方法和设备，其中，能够完成两步法反应和再生。当 采用根据本专利技术所述的方法制备氯乙烯单体时，提高了反应产率并且 能够解决在反应过程中产生的焦炭引起的问题。
技术介绍
在美国专利号5,097,083 、 5,705,728等中公开了关于利用氯气作为 催化剂通过将乙烷和氯气注入高温管状反应器中制备乙烯和氯乙烯的方法。但是，制备氯乙烯的常规方法需要另外的步骤从而通过乙烷的热 解反应将与氯乙烯一起制备的乙烯分离出来，将分离出的乙烯转化成 1,2-二氯乙烷，然后再次发生1,2-二氯乙烷的热解反应。因此，制备氯 乙烯的常规方法复杂，并且制备氯乙烯的成本随乙烯的产率增加。该 方法广泛用于由乙烯制备氯乙烯的工业中，并且该方法是有文献 (Ulmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,第5版,1986,第6巻, 287-289)记载的。利用氯气作为催化剂的乙烷的热解反应在管状反应器中进行，并 且涉及向管中注入乙烷和氯气，从而使乙烷和氯气在600 l,OO(TC的 温度下流动。此时，在发生剧烈的放热反应的同时进行初始的乙烷氯 化反应，并产生大量的焦炭。因此，焦炭粘附在管的内侧，需要定期停止管状反应器的运转来去除焦炭。此外，为获得高产率，必须通过 有效去除产生的热量来控制管状反应器的内部温度。美国专利号5,705,728公开了 一种通过紊流混合如乙烯和氯气的两 种原材料气体并调整两种气体在反应器入口的摩尔比来提高转化率并 抑制反应器内焦炭产生的方法。当采用该方法时，能够减少焦炭产生 的量，但是在反应器运转过程中不能去除产生的焦炭。此外，仅能通 过反应器的外壁去除产生的热量。PCT公开号WO 95/26811公开了 一种在通过乙烷氯化反应制备乙 烯中有效地进行连续放热反应和吸热反应的方法和设备，其中，为放 热反应的乙烷和氯气的反应形成了氯乙烷，并且制备的氯乙烷通过其 中发生热解的吸热反应产生乙烯。在该方法中，进行吸热反应从而将 内部管装配在外部管的内侧，》文热反应发生在内部管内，产生的热被 传导到外部管，然后利用了该热。当采用该方法时，可以相对减少焦 炭的产生，并且可以收集生成的热。但是，不可避免地要停止反应器 的运转来去除产生的焦炭，由于管状反应器的特点，即，内部温度分 布不规则，造成管内的温度局部升高，且副产物增加。因此，需要改 进。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供了 一种用于制备氯乙烯的方法和设备，其提高了反应 的产率并能够解决由在反应过程中产生的焦炭引起的问题。技术方案本专利技术提供了一种制备氯乙烯的方法，该方法包括向设置在其中存在固体粒子的热解反应器下部的乙烷氯化反应区内加入氯气和乙烷；通过使氯气和乙烷与固体粒子接触而进行乙烷氯化反应，以使乙 烷氯化反应的产物与固体粒子同时升向热解反应器的上部，并且使在 乙烷氯化反应过程中产生的焦炭沉积在所述固体粒子上；通过使乙烷 氯化反应的产物与固体粒子接触而在设置在热解反应器上部的热解反 应区内进行热解反应，以使乙烷氯化反应的产物与固体粒子同时上升， 并且使在热解反应的过程中产生的焦炭沉积在所述固体粒子上；在分 离器中分离由热解反应制得的固体粒子和热解反应的产物；将分离出 的固体粒子移至再生反应器，然后燃烧沉积在固体粒子上的焦炭以使 该固体粒子再生；以及将再生的固体粒子再加入到热解反应器中。根据本专利技术的另 一个实施方案，提供了 一种制备氯乙烯的设备， 该设备包括包括在其下部的乙烷氯化反应区和在其上部的热解反应 区的热解反应器；分离热解反应产物和固体粒子的分离器；以及通过 燃烧使分离的固体粒子再生的再生反应器。当采用根据本专利技术所述的方法和设备制备氯乙烯时，提高了反应 产率，并且能够抑制焦炭的产生和随后在反应器中焦炭的积聚。在下文中，将参考所附附图通过说明本专利技术的实施方案更详细地 描述本专利技术。为制备氯乙烯，进行用氯气作为催化剂氯化乙烷的乙烷氯化反应 和1,2-二氯乙烷的热解反应。所述反应在反应器(热解反应器)的两个不 同的反应区内连续进行。所述乙烷氯化反应和热解反应分开进行，并 因此使两种反应能够在不同的条件下进行。在本文中，使用作反应物的乙烷和,2-二氯乙烷(如果需要)汽化， 然后将其加入热解反应器。除该反应物外，加入固体粒子。该固体粒子促成了反应物在热解反应器和再生反应器中循环时被混合、传递反 应热并去除作为副产物的焦炭。首先，进行乙烷氯化反应，以使在加入热解反应器的下部的氯气 和乙烷与由再生反应器提供的固体粒子接触后，反应物立即升至热解 反应器的上部。同时，通过固体粒子吸收由放热反应，即乙烷氯化反 应产生的热。在热解反应器的下部发生的乙烷氯化反应中，氯气和乙烷在400 ~ 800°C ,并优选在500 ~ 70(TC下，以及在1 ~ 50atm，并优选在1 ~ 25atm 的压力下反应。当在上述温度和压力的范围内进行乙烷氯化反应时， 可以使氯乙烯单体的产率最大化，并使焦炭的产生最小化。同时，为使分离未反应产物和产生的焦炭的成本最小化，乙烷和 氯气的摩尔比为0.2~ 1.0,并优选为0.5~5。此外，在热解反应器的发 生乙烷氯化反应的区内，所述反应物的停留时间保持在0.5 30秒，并 优选为1 15秒。因此，可以使由乙烷氯化反应生成的副产物最小化。进行在热解反应器的较高部分发生的热解反应，从而使从热解反 应器下部的升起的乙烷氯化反应的产物和从乙烷氯化反应区的较高部 分注入的1,2-二氯乙烷接触固体粒子，并同时上升。此时，热解反应为 吸热反应，并且由从先前进行的乙烷氯化反应吸收热的固体粒子提供 所需的反应热。在300 ~ 800 。C ,并优选在400 ~ 700。C的温度下，以及在1 ~ 50atm, 并优选在1 ~25atm的压力下进行热解反应。当在该温度和压力的范围内进行热解反应时，能够使氯乙烯单体的产率最大化，并能够使焦炭 的产生最小化。此外，在其中发生热解反应的热解反应器的区内，包含从乙烷氯化反应区生成的产物的反应物的停留时间保持在0.05 ~ 20秒，并优选 为0.5 ~ 15秒。通过进行这样的步骤，能够使副产物的产生最小化。(在 使用载热体的流化床反应器中进行热解反应时，通过使用氧气的再生 步骤再使用沉积在载热体表面的焦炭。)当在使用载热体的固体循环流 化床反应器中进行乙烷氯化和热解反应时，通过用氧气进行焦炭燃烧 的再生步骤，沉积在载热体表面的焦炭作为能源被再利用。根据本专利技术的一个实施方案，在热解反应器的下部的进行乙烷氯 化反应，并在热解反应器的较高部分进行热解反应。因此，在其中发 生乙烷氯化反应的热解反应器区内产生的气体同高温固体粒子一起从 解热反应器的下部上升。在本文中，当注入1,2-二氯乙烷时，通过固体 粒子混合了产生的气体和1，2-二氯乙烷，并因此发生了热解反应。即，使用为放热反应的乙烷和氯气的乙烷氯化反应产生的热进行 为吸热反应的1,2-二氯乙烷的热解反应。此外，是在单一的反应器中进 行所述的两种反应，并因此能够提高反应的产率和反应器的产率。在热解反应器中的气体可以是为反应物的乙烷和氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备氯乙烯的方法，该方法包括：　向设置在其中存在固体粒子的热解反应器下部的乙烷氯化反应区内加入氯气和乙烷；　通过使氯气和乙烷与固体粒子接触而进行乙烷氯化反应，以使乙烷氯化反应的产物与固体粒子同时升向所述热解反应器的上部，并且使在乙烷氯化反应过程中产生的焦炭沉积在所述固体粒子上；　通过使乙烷氯化反应的产物与固体粒子接触而在设置在所述热解反应器上部的热解反应区内进行热解反应，以使乙烷氯化反应的产物与固体粒子同时上升，并且使在热解反应过程中产生的焦炭沉积在所述固体粒子上；　在分离器中分离由热解反应制得的固体粒子和热解反应的产物；　将分离出的固体粒子移至再生反应器，然后燃烧沉积在固体粒子上的焦炭以使该固体粒子再生；以及　将再生的固体粒子再加入到所述热解反应器中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金圣原，曹东铉，金睿训，金柱烈，李顺烈，吴秉哲，河丞柏，南基文，尹珠永，吴相丞，裴钟昱，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]