一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于化工工艺及设备领域，具体涉及一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺及装置，所述工艺通过装置的优化配置耦合至氯碱化工生产装置，生产氯化高聚物树脂及聚氯乙烯树脂。解决氯化高聚物耦合氯碱化工生产的工艺,该流程简单、氯气利用率高，可做到耦合现有氯碱化工生产体系，实现了气固相法生产氯化高聚物无废水、废气、废渣和副产物清洁生产的同时确保氯碱化工生产体系稳定生产。

Process and device for producing chlorinated polymer used for coupling chlor alkali chemical industry

The invention belongs to the field of chemical process and equipment, in particular to chlorinated polymer production process and a device for coupling the process of chlor alkali chemical industry, to optimize the configuration of coupled to the chlor alkali chemical production device, resin and PVC resin production of chlorinated polymers. To solve the process of chlor alkali chemical production of polymer coupling chloride, the process is simple, high utilization rate of chlorine, can be coupled to existing chlor alkali production system, the gas solid production of chlorinated polymers without waste water, waste gas and waste residue and by-products of cleaner production and to ensure stable production of chlor alkali chemical production system.

【技术实现步骤摘要】
一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺及装置
本专利技术属于化工工艺及设备领域，具体涉及一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺及装置。
技术介绍
氯化聚氯乙烯树脂（CPVC）由聚氯乙烯树脂（PVC）氯化改性制得，是一种新型工程塑料。该产品为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松颗粒或粉末。聚氯乙烯树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加，极性增加，使树脂的溶解性增大，化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性、耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀。PVC氯化改性为CPVC，氯含量由56.7%提高到63-69%，维卡软化温度由72-82℃提高到90-125℃，最高使用温度可达110℃，长期使用温度为95℃。由于CPVC具有优异的各项性能，得到国内外广泛的关注，其合成技术的研究与开发也受到了人们的高度重视。1936年，德国A．G．Farben公司最早采用溶液法展开了对氯化聚氯乙烯的研究，并在1942年投入生产。20世纪40年代，英国ICI公司首先研究氯化聚氯乙烯水相悬浮工艺；50年代，德国BASF公司开发出气相合成技术，随后日本、前苏联也进行了大量研究，取得了一些突破性进展。1958年，美国Goodrich公司(现诺誉化工公司)成功开发了用水相悬浮法制备氯化聚氯乙烯树脂工艺，1962年实现工业化生产。近些年，世界上氯化聚氯乙烯的开发和应用得到迅猛发展，世界发达国家已经建立了完整的氯化聚氯乙烯应用体系，其应用领域及市场达到了成熟化、产品格局系列化、专用化和精细化。我国研制和生产氯化聚氯乙烯起步较晚，目前主导的是水相法生产，但水相法存在污染大、能耗高、对水资源依赖性强等缺点，气固相法是新型生产技术，虽然还没有大规模应用，但其清洁、环保、高效的生产方式是氯化聚氯乙烯生产与发展的大方向。气固相法生产氯化高聚物树脂以高聚物和氯气为原料，反应结束的副产物除氯化氢外无其它介质产生。我国作为氯碱化工生产大国，氯碱化工生产体系中拥有高浓度的氯气和氯化氢气体，氯碱化工生产过程中通常将电解槽电解产生的氯气通过氯化氢合成反应器将氯气转化为氯化氢气体用于生产树脂。生产氯化聚氯乙烯的过程与氯化氢合成反应器具有很大相似之处，气固相法合成氯化聚氯乙烯过程中，以聚氯乙烯树脂和氯气为原料，或者原料气中包括惰性气体，通过氯化反应合成的产品为氯化聚氯乙烯树脂，同时产生副产物氯化氢气体。现有氯化高聚物生产装置及工艺的不足之处就在于氯化反应结束后的尾气往往用于生产盐酸和次氯酸钠，该过程不仅造成氯气的利用率低、附加值低外，尾气排放生产盐酸和次氯酸钠的过程很容易造成环境污染。通过研究，完全可以将氯化高聚物生产装置和现有氯碱化工生产体系耦合起来，实现氯资源高效利用。因此，如果能够实现直接将电解槽产生的氯气和氯化氢合成反应器合成的氯化氢气体组成原料气用于生产氯化高聚物树脂，利用氯化高聚物生产过程中产生的副产物只有氯化氢的特点，可以将气固相法生产氯化高聚物过程中产生的由氯气和氯化氢组成的尾气经过除尘处理后再进入氯化氢合成反应器将其中的氯气完全转化为氯化氢气体，继续用于生产树脂意义重大。换句话说，如果能够实现气固相法生产氯化高聚物的装置耦合现有氯碱化工生产体系，对于氯碱化工体系来说实现了氯资源高效、高值利用，对于气固相法生产氯化高聚物过程来说，将实现气固相法生产氯化高聚物的过程不再有废水、废气、废渣和副产物产生，氯资源利用率达100%。通过检索、分析发现，现有气固相法生产氯化高聚物的工艺往往为间歇性生产，如直接耦合氯碱化工生产体系无法满足氯碱化工生产体系稳定运行的要求；同时气固相法生产氯化高聚物即使原料气成分较为稳定，但因氯化过程中氯化速率不是恒定的，因此产生的尾气成分并不稳定，如果直接耦合氯碱化工生产体系会造成氯碱化工生产体系频繁波动。专利CN201010165999.7介绍了一种气固相法制备氯化聚氯乙烯的装置及其方法，所述装置包括提升管反应器、湍动流化床反应器、上联接管、下联接管，湍动流化床反应器和提升管反应器中进行氯化聚氯乙烯的合成。所述装置及方法采用循环流化床工艺实现了CPVC生产，但无法做到连续化生产，若按照其方法以氯气和氮气的混合气体来生产CPVC不仅无法保证尾气成分的稳定，且如果耦合现有氯碱化工体系，其尾气中的氮气还会造成氯碱化工体系气体利用的负荷增加。专利CN102786610A介绍了一种气固相法合成氯化聚氯乙烯树脂的方法，所述方法通过在流化床反应器中设置紫外灯引发实现了氯化聚氯乙烯树脂的生产，但所述方法仍然未实现连续化生产，同样无法做到尾气中各成分保持稳定，不能直接耦合现有氯碱化工生产体系。因此，亟需一种氯化高聚物生产装置及工艺，其能做到耦合现有氯碱化工体系，实现以现有氯碱化工体系的氯气和氯化氢气体为原料气生产氯化高聚物树脂，反应结束后的尾气经过除尘后作为现有氯碱化工体系的原料气返回氯碱化工体系，同时在氯化高聚物运行间歇性的情况下始终保持各成分组成稳定的供给氯碱化工体系，确保氯碱化工体系稳定生产。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的不足，做到气固相法生产氯化高聚物耦合现有氯碱化工生产体系，本专利技术提供一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺及装置，所述装置可以实现将来自于氯碱化工生产系统中的氯气，氯化氢气体按照一定的比例增压后作为原料气生产氯化高聚物，反应完毕后的尾气经过除尘处理后作为氯碱化工生产体系的原料气循环回氯碱化工生产体系继续利用，通过特殊设置及调节实现循环回氯碱化工体系的气体成分、浓度恒定。所述工艺及装置的特点在于工艺流程简单、氯气利用率高，可做到耦合现有氯碱化工生产体系，实现了气固相法生产氯化高聚物无废水、废气、废渣和副产物清洁生产的同时确保氯碱化工生产体系稳定生产。具体方案如下：一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺，包括如下过程：（1）包括氯气、氯化氢经过流量调控单元调控后和高聚物树脂发生氯化反应；（2）氯化反应过程中产生包括氯气、氯化氢和电解产生的氢气进入氯化氢合成反应器合成氯化氢气体；（3）步骤（2）合成的氯化氢气体一部分用于和氯气组成原料气生产氯化高聚物树脂，另一部分用于生产PVC树脂；（4）流量调控单元调节氯化反应过程后进入氯化氢合成反应器的氯气、氢气、氯化氢浓度配比保持恒定；进入氯化氢合成反应器的氯气、氢气、氯化氢浓度异常时，氯气、氯化氢气体直接进入氯化氢合成反应器，调节进入氯化氢合成反应器的氯气、氢气、氯化氢浓度配比保持恒定；（5）氯化反应结束时，生成的氯化高聚物树脂排出氯化反应器，此时氯气、氯化氢气体直接进入氯化氢合成反应器；（6）步骤（1）至（5）顺序循环，生产氯化高聚物树脂及聚氯乙烯树脂。如上所述的一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺，所述氯气、氯化氢气体参与氯化反应后进入氯化氢合成反应器14，或者所述氯气、氯化氢气体不参与氯化反应直接进入氯化氢合成反应器14，进入氯化氢合成反应器14中的氯气、氢气、氯化氢气体浓度配比始终保持恒定。如上所述的一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺，通过C流量调控单元18、D流量调控单元19、E流量调控单元17的调控作用，氯化反应器9正常运行与停止运行时相比，所述尾气缓冲罐13内的氯气、氢气、氯化氢气体的浓度配比始终保持恒定，进而确保进入氯化氢合成反应器14的氯气、氢气、氯化氢气体的浓度配比始终保持恒定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺，其特征在于包括如下过程：（1）包括氯气、氯化氢经过流量调控单元调控后和高聚物树脂发生氯化反应；（2）氯化反应过程中产生包括氯气、氯化氢和电解产生的氢气进入氯化氢合成反应器合成氯化氢气体；（3）步骤（2）合成的氯化氢气体一部分用于和氯气组成原料气生产氯化高聚物树脂，另一部分用于生产PVC树脂；（4）流量调控单元调节氯化反应过程后进入氯化氢合成反应器的氯气、氢气、氯化氢浓度配比保持恒定；进入氯化氢合成反应器的氯气、氢气、氯化氢浓度异常时，氯气、氯化氢气体直接进入氯化氢合成反应器，调节进入氯化氢合成反应器的氯气、氢气、氯化氢浓度配比保持恒定；（5）氯化反应结束时，生成的氯化高聚物树脂排出氯化反应器，此时氯气、氯化氢气体直接进入氯化氢合成反应器；（6）步骤（1）至（5）顺序循环，生产氯化高聚物树脂及聚氯乙烯树脂。

【技术特征摘要】
1.一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺，其特征在于包括如下过程：（1）包括氯气、氯化氢经过流量调控单元调控后和高聚物树脂发生氯化反应；（2）氯化反应过程中产生包括氯气、氯化氢和电解产生的氢气进入氯化氢合成反应器合成氯化氢气体；（3）步骤（2）合成的氯化氢气体一部分用于和氯气组成原料气生产氯化高聚物树脂，另一部分用于生产PVC树脂；（4）流量调控单元调节氯化反应过程后进入氯化氢合成反应器的氯气、氢气、氯化氢浓度配比保持恒定；进入氯化氢合成反应器的氯气、氢气、氯化氢浓度异常时，氯气、氯化氢气体直接进入氯化氢合成反应器，调节进入氯化氢合成反应器的氯气、氢气、氯化氢浓度配比保持恒定；（5）氯化反应结束时，生成的氯化高聚物树脂排出氯化反应器，此时氯气、氯化氢气体直接进入氯化氢合成反应器；（6）步骤（1）至（5）顺序循环，生产氯化高聚物树脂及聚氯乙烯树脂。2.如权利要求1所述的一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺，其特征在于所述氯气、氯化氢气体参与氯化反应后进入氯化氢合成反应器，或者所述氯气、氯化氢气体不参与氯化反应直接进入氯化氢合成反应器，进入氯化氢合成反应器中的氯气、氢气、氯化氢气体浓度配比始终保持恒定。3.如权利要求1所述的一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺，其特征在于所述高聚物树脂和氯气自反应生成氯化高聚物树脂。4.如权利要求1所述的一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺，其特征在于所述原料高聚物树脂中加入一定比例的引发剂，高聚物树脂和氯气自反应并在引发剂的引发作用下发生反应生成氯化高聚物树脂。5.如权利要求1所述的一种耦合氯碱化工的氯化高聚物生产工艺，其特征在于所述氯化反应器中设置等离子引发装置或紫外光引发装置中的任意一个或两个，高聚物树脂和氯气自反应并在等离子引发装置和或紫外光引发装置的引发作用下发生反应生成氯化高聚物树脂。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭靖，刘军，熊新阳，靖志国，王银亮，臧缪洋，刘东阳，苏钵，陈占江，王丽，田方方，
申请(专利权)人：新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心有限公司，新疆天业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65