整体集合型高温直接氯化系统及方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别是涉及一种整体集合型高温直接氯化系统及方法。

背景技术

高温直接氯化(HDC)工艺是基于液相二氯乙烷与纯乙烯(C

催化剂床上总反应为；

C

高温直接氯化(HDC)工艺既可以在高过量乙烯，也可在低过量乙烯进料的情况下进行运行操作。含有高过量乙烯进料的净化气送至净化氯化器(R-101)以期回收过量的乙烯(C

在现有技术中，高温直接氯化工艺中的氯化反应器和高温氯化塔是单独分开的，氯化反应器的(制备)补充泵事故频发，维护耗时耗力，另外，还需要耗费大量的热量进行二氯乙烷的精制。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的氯化反应器和高温氯化塔单独分开不易维护的问题，而提供一种整体集合型高温直接氯化系统。

本发明的另一个目的是提供一种高温直接氯化方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种整体集合型高温直接氯化模块，包括高温氯化塔T-101、通过循环管道与所述高温氯化塔的下部相连通的高温氯化塔再沸器E-101以及通过循环管路与所述高温氯化塔的底部相连通的高温氯化反应器R-101，高温氯化塔再沸器E-101位于所述高温氯化反应器R-101的上部，所述循环管道上设有缓冲罐V-101，所述缓冲罐V-101的底部设有重组分出口，所述高温氯化反应器R-101上设有氯气进口和乙烯进口，所述高温氯化塔的顶部设有混合轻端组分出口。

在上述技术方案中，所述高温氯化塔内设有多块塔盘，优选为浮阀塔盘。

在上述技术方案中，所述氯气进口为设置于所述高温氯化反应器R-101内的氯气分布结构，所述乙烯进口为设置于所述高温氯化反应器R-101内的乙烯分布结构。

本发明的另一方面，一种整体集合型高温直接氯化单元，包括所述的整体集合型高温直接氯化模块以及HDC产品塔T-102；

所述高温氯化塔的重组分出口通过管路连接至所述HDC焦油釜系统，所述高温氯化塔的轻端组分出口通过管路与HDC产品塔T-102的下部相连通，所述HDC产品塔T-102的顶部为气相物料出口，底部为二氯乙烷产品出口，所述HDC产品塔T-102内设有塔盘，优选为筛板塔盘。

在上述技术方案中，所述二氯乙烷产品出口通过输出管路与二氯乙烷储罐TK-401相连接，所述输出管路上设有产品泵P-103A/B和产品冷凝器E-103，所述输出管路还通过支路与所述高温氯化塔的顶部相连通用作回流。

在上述技术方案中，所述HDC产品塔T-102的气相物料出口通过管路与回流罐V-101的进口相连通，所述HDC产品塔T-102和所述回流罐V-101之间的管路上设有T-102塔顶冷凝器E-102，所述回流罐V-101的液体出口通过回流管路与所述HDC产品塔T-102相连通、通过输送管路与EDC洗涤系统相连通。

本发明的另一方面，一种整体集合型高温直接氯化系统，包括所述的整体集合型高温直接氯化单元以及HDC尾气回收系统处理和/或与所述重组分出口相连通的HDC焦油釜系统。

在上述技术方案中，所述HDC尾气回收系统包括T-102排气冷凝液罐V-104，所述回流罐V-101的气体出口通过管路与所述T-102排气冷凝液罐V-104的进口相连通，所述回流罐V-101的气体出口和所述T-102排气冷凝液罐V-104之间的管路上设有T-102排气冷凝器E-104，所述T-102排气冷凝液罐V-104的液体出口通过冷凝液排出管路连接EDC洗涤系统，所述冷凝液排出管路上设有V-104冷凝液泵P-104A/B，所述T-102排气冷凝液罐V-104的气体出口通过管路连接HDC排气压缩机C-101A/B，HDC排气压缩机C-101A/B连接至LDC反应釜。

在上述技术方案中，所述HDC焦油釜系统包括带有蒸汽夹套的HDC焦油釜E-140和HDC焦油釜EDC塔T-140；所述缓冲罐V-101底部的重组分出口通过设有重组分泵P101A/B的管路连接至所述HDC焦油釜E-140的进料口；

所述HDC焦油釜E-140的顶部气体出口与所述HDC焦油釜EDC塔T-140相连通，所述HDC焦油釜EDC塔T-140的塔顶出口通过管道连接T-140回流罐V-140，所述HDC焦油釜EDC塔T-140的塔顶出口与所述T-140回流罐V-140之间的管道上设有T-140塔顶冷凝器E-142；

所述HDC焦油釜E-140的底部出口通过釜循环泵P-140A/B回流至所述HDC焦油釜E-140的顶部，所述釜循环泵P-140A/B的出口还通过管路连接至重组份贮储TK-405；

所述HDC焦油釜EDC塔T-140的塔底出口通过设有塔底回流泵P-141A/B的管道连接至重组份贮储TK-405，所述塔底回流泵P-141A/B的出口还通过塔底回流管路连接至所述HDC焦油釜EDC塔T-140的底部，所述塔底回流管路上设有塔底再沸器E-141，所述HDC焦油釜E-140的底部出口也通过管道与所述重组份贮储TK-405相连通；所述T-140回流罐V-140的液体出口分别通过塔顶回流泵P-142A/B的管道连接回流至所述HDC焦油釜EDC塔T-140的顶部和循环EDC塔T-240，所述循环EDC塔T-240还通过管路连接至所述重组份贮储TK-405，所述T-140回流罐V-140的气体出口通过管路连接至HDC焦油釜真空泵C-140A/B，所述HDC焦油釜真空泵C-140A/B通过管路连接至事故洗涤塔T-270。

本发明的另一方面，一种高温直接氯化方法，乙烯与氯气按照摩尔比通入到高温氯化反应器R-101内生成液体二氯乙烷，高温氯化反应器R-101内密度较低的汽/液混合物促进液体二氯乙烷通过循环管路在高温氯化反应器R-101和高温氯化塔之间进行循环，离开高温氯化反应器R-101的蒸汽物料被向上引导通过高温氯化塔并在其中分离以分离出重组份。

在上述技术方案中，所述高温直接氯化方法，还包括以下步骤：

离开高温氯化塔顶部后，气相料被引入到HDC产品塔T-102的下部，从混合轻端组分中精馏出二氯乙烷，HDC产品塔T-102底部的最终产品二氯乙烷用泵打入二氯乙烷储罐。

在上述技术方案中，所述高温直接氯化方法包括尾气处理步骤和/或重组分处理步骤；所述尾气处理步骤：

在离开HDC产品塔T-102顶部时，气相料在T-102塔顶冷凝器E-102冷凝；

从回流罐V-101排出的HDC尾气通过HDC尾气回收系统处理，HDC尾气通过T-102排气冷凝器E-104进行冷凝后，进入到T-102排气冷凝液罐V-104，排气冷凝液罐V-104中排出的冷凝液由V-104冷凝液泵P-104A/B打到EDC洗涤系统，排气冷凝液罐V-104排出的非凝物和惰性气体通过HDC排气压缩机C-101A/B送至净化氯化器R-102以焚烧；

所述重组分处理步骤：

重组分进入到HDC焦油釜E-140，HDC焦油釜E-140汽化后液体被送入HDC焦油釜EDC塔T-140，在HDC焦油釜E-140和HDC焦油釜EDC塔T-140底积累的焦油、铁离子化合物和高沸物需间歇地送至重组份贮储TK-405；来自HDC焦油釜EDC塔T-140顶部的蒸汽物料经冷凝，被收集到T-140回流罐V-140中，部分回收的二氯乙烷用泵打回HDC焦油釜EDC塔T-140用作回流，其余部分用泵打到循环EDC塔T-240；在T-140塔顶冷凝器E-142中未凝物通过HDC焦油釜真空泵C-140A/B打至事故洗涤塔T-270。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的高温直接氯化方法对乙烯和氯气具有较高的选择性，副产物少，直接氯化不需要催化剂，绿色环保。

2.本发明的高温直接氯化方法利用反应热就能对EDC进行精馏，公用工程用量低，蒸汽和冷却水量要求低。简化了二氯乙烷的精制过程，当二氯乙烷从高温氯化反应器过渡到高温氯化塔时，其生成的反应热可直接用于精制EDC。

3.当高温氯化反应器和高温氯化塔一体运行时，其停车的机率很少，HDC产品质量易于控制。该组合体塔釜设计具有维护量低和在线运行时间长的特点。可以实现超过98％的长在线时间的运行(不包括年检时间)。本系统运行过程完全自动化，包括在紧急情况下也具有让系统获得安全停车的特性。

附图说明

图1所示为高温直接氯化工艺流程图。

图2是HDC焦油釜系统的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

1.1

一种整体集合型高温直接氯化模块，包括高温氯化塔T-101、通过循环管道与所述高温氯化塔的下部相连通的高温氯化塔再沸器E-101以及通过循环管路与所述高温氯化塔的底部相连通的高温氯化反应器R-101，高温氯化塔再沸器E-101位于所述高温氯化反应器R-101的上部，所述循环管道上设有缓冲罐V-101，所述缓冲罐V-101的底部设有重组分出口，所述高温氯化反应器R-101上设有氯气进口和乙烯进口，所述高温氯化塔的顶部设有混合轻端组分出口。

缓冲罐V-101可起到缓冲的作用，在停车时将EDC打入至缓冲罐V-101中，所述高温氯化塔内设有多块塔盘，优选为浮阀塔盘。

本套工艺的高温直接氯化系统采用独特的联体结构，将传统的高温氯化反应器与高温氯化塔合二为一。传统结构的中压蒸汽消耗量为22吨/小时，采用联体结构后，能耗降低至0，高温氯化反应器在下部，除了反应器本身的作用，亦能充当高温氯化塔的再沸器，上部的高温氯化塔为精馏塔，更优选为45块塔盘的浮阀塔。这样相比现有的分体设备形式，可以极大的减少反应器、精馏塔的占地面积，同时提高系统的热效率，减少蒸汽的用量。

优选的，高温氯化塔的下部设有与其相连通的高温氯化塔再沸器E-101，高温氯化反应器R-101安装在高温氯化塔的底部。高温氯化塔再沸器E-101位于所述高温氯化反应器R-101的上部，高温氯化反应器R-101为液体二氯乙烷提供了从高温氯化塔底部到靠近高温氯化反应器R-101底部附近的反应区域，然后再返回到高温氯化塔的循环路径，形成循环液体。

传统精馏塔分为精馏段、提馏段和再沸器，再沸器与精馏塔的最底部相连通。而本实施例中的再沸器与高温氯化塔的中部偏下位置相连通。在高温氯化反应器R-101中液体运动依靠密度差实现的，从而使汽/液在高温氯化塔中得到分离。高温氯化塔再沸器E-101只在高温氯化反应器刚开车时才使用。高温氯化反应器运行后，高温氯化塔再沸器E-101不工作，能耗为0。

优选的，所述乙烯分布结构位于所述氯气分布结构的底部，氯气分布结构和乙烯分布结构都可采用分布器或喷嘴，优选为具有许多小直径孔的铬镍铁合金分布器或喷嘴。

在高温氯化反应器R-101中，氯气(Cl

更进一步的，高温氯化反应器R-101和高温氯化塔的底部材质均为蒙乃尔包覆碳钢。所述高温氯化塔内设有多块塔盘，优选为浮阀塔盘，。

1.2

一种高温直接氯化单元，包括如1.1所述的高温直接氯化模块以及HDC产品塔T-102，所述高温氯化塔T-101的混合轻端组分出口通过管路与HDC产品塔T-102的下部相连通，所述HDC产品塔T-102的顶部为气相物料出口，底部为二氯乙烷产品出口。HDC产品塔T-102的塔体采用碳钢材料，内部塔盘为碳钢塔盘，优选为筛板塔盘。

进一步的，所述二氯乙烷产品出口通过输出管路与二氯乙烷储罐TK-401相连接，所述输出管路上设有产品泵P-103A/B和产品冷凝器E-103，所述产品泵P-103A/B的出口还通过支路与所述高温氯化塔的顶部相连通用作回流。

更进一步的，所述HDC产品塔T-102的气相物料出口通过管路与回流罐V-101的进口相连通，所述HDC产品塔T-102和所述回流罐V-101之间的管路上设有T-102塔顶冷凝器E-102，所述回流罐V-101的液体出口通过回流管路与所述HDC产品塔T-102相连通、通过输送管路与EDC洗涤系统相连通。

实施例2

一种高温直接氯化系统，包括如实施例1.2中所述的高温直接氯化单元以及HDC尾气回收系统。

具体的，所述HDC焦油釜系统包括带有蒸汽夹套的HDC焦油釜E-140和HDC焦油釜EDC塔T-140；所述缓冲罐V-101底部的重组分出口通过设有重组分泵P101A/B的管路连接至所述HDC焦油釜E-140的进料口；

所述HDC焦油釜E-140的顶部气体出口与所述HDC焦油釜EDC塔T-140相连通，所述HDC焦油釜EDC塔T-140的塔顶出口通过管道连接T-140回流罐V-140，所述HDC焦油釜EDC塔T-140的塔顶出口与所述T-140回流罐V-140之间的管道上设有T-140塔顶冷凝器E-142；

所述HDC焦油釜E-140的底部出口通过釜循环泵P-140A/B回流至所述HDC焦油釜E-140的顶部，所述釜循环泵P-140A/B的出口还通过管路连接至重组份贮储TK-405；

所述HDC焦油釜EDC塔T-140的塔底出口通过设有塔底回流泵P-141A/B的管道连接至重组份贮储TK-405，所述塔底回流泵P-141A/B的出口还通过塔底回流管路连接至所述HDC焦油釜EDC塔T-140的底部，所述塔底回流管路上设有塔底再沸器E-141，所述HDC焦油釜E-140的底部出口也通过管道与所述重组份贮储TK-405相连通；所述T-140回流罐V-140的液体出口分别通过塔顶回流泵P-142A/B的管道连接回流至所述HDC焦油釜EDC塔T-140的顶部和循环EDC塔T-240，所述循环EDC塔T-240还通过管路连接至所述重组份贮储TK-405，所述T-140回流罐V-140的气体出口通过管路连接至HDC焦油釜真空泵C-140A/B，所述HDC焦油釜真空泵C-140A/B通过管路连接至事故洗涤塔T-270。

实施例3

一种高温直接氯化方法，包括以下步骤：

步骤1，乙烯(C

作为优选的，所述乙烯(C

更进一步的，氯气(Cl

更进一步的，高温氯化塔的液位通过泵送HDC产品塔T-102底部来维持。高温氯化塔底部压力控制在0.10-015MPaG，优选为0.12MPaG。

步骤2，离开高温氯化塔顶部后，气相料被引入到HDC产品塔T-102的下部，从混合轻端组分中精馏出二氯乙烷(EDC:C

在离开HDC产品塔T-102顶部时，气相料在T-102塔顶冷凝器E-102中利用冷却水得到冷凝；

更进一步的，来自T-102塔顶冷凝器E-102的冷凝液，通过控制回流罐V-101液位，作为回流再返回到HDC产品塔T-102。

步骤3，从回流罐V-101排出的HDC尾气通过HDC尾气回收系统处理，HDC尾气通过T-102排气冷凝器E-104进行冷凝后，进入到T-102排气冷凝液罐V-104，排气冷凝液罐V-104中排出的冷凝液(EDC、少量三氯乙烯、氯乙烷、苯)由V-104冷凝液泵P-104A/B打到EDC洗涤系统，排气冷凝液罐V-104排出的非凝物和惰性气体(乙烯、少量氮气、氧气、二氧化碳、HCL)通过HDC排气压缩机C-101送至净化氯化器R-102。

乙烯(C

尾气中主要包含氮气、乙烯、不凝物和少量的有机物，这些气体被送往净化氯化器R-102。来自进料原料物流的非凝物和惰性气体通过净化氯化器R-102送至焚烧。

3.2对3.1中的在HDC焦油釜系统进行详细说明。

通过控制HDC焦油釜E-140夹套蒸汽来维持HDC焦油釜E-140的液面。HDC焦油釜E-140汽化后液体被送入HDC焦油釜EDC塔T-140，在HDC焦油釜E-140和HDC焦油釜EDC塔T-140底积累的焦油、铁离子化合物和高沸物需间歇地送至重组份贮储TK-405。铁离子化合物中包括由氯气和钢制设备反应生成的三氯化铁，这部分量作为催化剂已足够，不用外加。

来自HDC焦油釜EDC塔T-140顶部的蒸汽物料经冷凝，冷凝前60-65℃，优选为62℃，冷凝后52-57℃，优选为55℃，被收集到T-140回流罐V-140中。部分回收的二氯乙烷(EDC:C

在T-140塔顶冷凝器E-142中未凝物(EDC、少量HCL、三氯乙烯、氯乙烷、苯)通过HDC焦油釜真空泵C-140A/B打至事故洗涤塔T-270。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。