專利名稱：甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的系統(tǒng)的制作方法
甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)氧氯丙烷的工業(yè)制造工藝，尤其涉及一種采用改進(jìn)生產(chǎn)HCl工藝的方法。背景技術(shù)：
環(huán)氧氯丙烷是一種重要的有機化工原料和精細(xì)化工產(chǎn)品，用途十分廣泛，以環(huán)氧氯丙烷為原料制得的環(huán)氧樹脂具有粘結(jié)性強，耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕、收縮率低、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗沖擊輕度高以及節(jié)電性能優(yōu)異等特點。在涂料、膠粘劑、增強材料、澆鑄材料和電子層壓制品等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。此外，環(huán)氧氯丙烷還可用于合成硝化甘油炸藥、玻璃鋼、電絕緣品、 表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、膠料、離子交換樹脂、增塑劑、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品，用作纖維素酯、樹脂、纖維素醚的溶劑，用于生產(chǎn)化學(xué)穩(wěn)定劑、化工染料和水處理劑等。目前，環(huán)氧氯丙烷(ECH)及其前體二氯丙醇主要有兩種生產(chǎn)工藝，丙烯高溫氯化法、烯丙醇法和甘油氯化法。丙烯高溫氯化法至今是世界上環(huán)氧氯丙烷及其前體二氯丙醇的主要生產(chǎn)方法，而丙烯是石油反應(yīng)產(chǎn)物，其工藝過程為氯氣現(xiàn)在500度的高溫下氯化丙烯，再水解后生成低濃度的二氯丙醇，該生產(chǎn)過程靈活、工藝成熟、操作穩(wěn)定，但是該方法存在著轉(zhuǎn)化率低、副產(chǎn)物多、能耗高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、廢水處理量巨大的缺陷，另外由于丙烯來源于石油產(chǎn)品，在石油儲量日益減少的現(xiàn)在，丙烯法的局限性就越來越明顯。采用甘油法生產(chǎn)ECH，擺脫了以石油資源為原料的依附，又節(jié)約了大量的石油資源，減少環(huán)境污染，相對于石油法生產(chǎn)ECH工藝來說，設(shè)備投入又大大減少，又便于資源的循環(huán)利用與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。本申請人之前提出的專利申請一種甘油法制二氯丙醇的方法，詳細(xì)提出甘油法制造二氯丙醇的反應(yīng)條件和過程，在將此方法投入到工業(yè)化生產(chǎn)的過程中，進(jìn)行了一系列工藝改進(jìn)以最小的設(shè)備投入取得最好的生產(chǎn)效果。傳統(tǒng)的甘油法生產(chǎn)工藝是采用鹽酸制取 HC1，在新的工藝過程中提出新的方法生產(chǎn)HC1，是將PC13水解產(chǎn)生HCl和副產(chǎn)物亞磷酸， 將HCl用作下一步反應(yīng)的反應(yīng)物。在最初的工業(yè)反應(yīng)系統(tǒng)中，反應(yīng)設(shè)備如圖2所示將PC13 罐通入到水解釜然后產(chǎn)生的氣體通過用濃硫酸作為干燥劑的干燥釜，經(jīng)過干燥之后的氣體進(jìn)入到反應(yīng)釜，反應(yīng)釜之后有收集未反應(yīng)完全氣體并將之回收利用的壓縮機，壓縮緊的回收氣體口直接連接到水解釜，如此構(gòu)成整個反應(yīng)體系。該反應(yīng)系統(tǒng)存在的問題是1、水解釜壓力太高，水解反應(yīng)本身產(chǎn)生氣體，壓力會升高，而且壓縮機出口通1#釜，使1#釜的壓力更高，而太高的壓力，不利于HCI氣體的揮發(fā)。所以在改造前的流程中，1#釜承受2個壓力，即水解產(chǎn)生氣體的壓力和壓縮機的壓力，造成壓力太高，而系統(tǒng)本身設(shè)計能承受的壓力有限， 尤其是1#釜達(dá)不到工藝要求的壓力能力，會發(fā)生泄漏事情；2、使用濃硫酸作為干燥劑對管線的腐蝕作用明顯，干燥罐使用濃硫酸為干燥劑，從濃硫酸罐中出來的氣體多少帶有腐蝕性，對管線的要求就相當(dāng)之高，易造成泄漏。3、通氣量太小，導(dǎo)致反應(yīng)時間長，直接到反應(yīng)釜的氣體并沒有加壓，動力來源僅僅是PC13水解產(chǎn)生的氣體壓力促使的氣體自主流動，導(dǎo)致反應(yīng)釜的壓力不夠。
發(fā)明內(nèi)容
3本發(fā)明為解決上述問題而提供了一種改進(jìn)了整體系統(tǒng)中壓力分布情況、避免系統(tǒng)因為壓力過大而發(fā)生泄漏問題、不會產(chǎn)生容易腐蝕管線問題的環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)系統(tǒng)，明顯降低了水解管中的壓力，而對需要適當(dāng)壓力的反應(yīng)釜提高反應(yīng)壓力，氣體干燥效果更好，減少了對環(huán)境的污染，其整體系統(tǒng)更加節(jié)能而利用工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是一種環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)系統(tǒng)，包括 一反應(yīng)釜用來盛裝有添加催化劑的甘油溶液和通入了過量HCl氣體，同時一端排出未反應(yīng)完全的HCl氣體；
一水解釜用來水解PC13并將水解產(chǎn)生的氣體通入到反應(yīng)釜，在通入到反應(yīng)釜之前要先進(jìn)行干燥；
一干燥釜將水解產(chǎn)生的HCl氣體進(jìn)行干燥并將干燥之后的氣體通入到反應(yīng)釜中，作為進(jìn)行反應(yīng)反應(yīng)物之一；
一壓縮機用來將反應(yīng)釜中未反應(yīng)完全的氣體壓縮并定向輸送至水解釜； 一 PC13罐盛裝待水解反應(yīng)的PC13液體，與之后的水解釜相連接； 其特征在于
所述水解釜排出氣體端連接到所述PC13罐，所述PC13罐氣體出口端連接到反應(yīng)釜，輸送干燥之后的氣體至反應(yīng)釜，在PC13罐和反應(yīng)釜之間加入一個對PC13罐抽取氣體，對反應(yīng)釜加壓的壓縮機，在所述反應(yīng)釜之后，未反應(yīng)完全的過量HCl氣體出氣口連接到一個采集器，所述采集器又連接到PC13罐的氣體入口，構(gòu)成一個氣體循環(huán)的系統(tǒng)。所述采集器是一個除霧器，對氣體進(jìn)行除霧和緩沖。其中PC13罐可以對水解產(chǎn)生的氣體進(jìn)行干燥。經(jīng)過PC13干燥之后的HCl氣體被壓縮機壓縮到反應(yīng)釜，而不是經(jīng)過濃硫酸干燥后的氣體進(jìn)入到壓縮機，有利于延長壓縮機的使用時間和壽命。本發(fā)明的有益效果是當(dāng)壓縮機起動后，對反應(yīng)釜加壓有利于反應(yīng)速率加快，而水解釜壓力減小，對系統(tǒng)要求降低，利用反應(yīng)原材料之一的PC13進(jìn)行干燥不會對管線造成腐蝕，干燥效果更好可以完全取代濃硝酸的干燥過程，用壓縮機對PC13罐抽吸，使之呈負(fù)壓有利于HCl蒸發(fā)，水解速度加快，同時不再需要對PC13進(jìn)行加溫，抑制了副反應(yīng)亞磷酸轉(zhuǎn)化為正磷酸，提高了亞磷酸轉(zhuǎn)化率，用壓縮機對反應(yīng)釜加壓同時加大輸入反應(yīng)釜的通氣量， 反應(yīng)速率提高。

圖1是本發(fā)明一實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是作為本發(fā)明參考背景原有技術(shù)反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、水解釜；2、PC13罐子；3、濃硫酸干燥罐；4、反應(yīng)釜；5、壓縮機；6、采集
ο具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明涉及對環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)系統(tǒng)的改進(jìn)，一種環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)系統(tǒng)，包括
一反應(yīng)釜4 用來盛裝有添加催化劑的甘油溶液和通入了過量HCl氣體，同時一端排出未反應(yīng)完全的HCl氣體；
一水解釜1 用來水解PC13并將水解產(chǎn)生的氣體通入到反應(yīng)釜，在通入到反應(yīng)釜之前要先進(jìn)行干燥；
一干燥釜將水解產(chǎn)生的HCl氣體進(jìn)行干燥并將干燥之后的氣體通入到反應(yīng)釜中，作為進(jìn)行反應(yīng)反應(yīng)物之一；
一壓縮機5 用來將反應(yīng)釜中未反應(yīng)完全的氣體壓縮并定向輸送至水解釜； 一 PC13罐2 盛裝待水解反應(yīng)的PC13液體，與之后的水解釜相連接； 其特征在于
所述水解釜排出氣體端連接到所述PC13罐2，所述PC13罐2氣體出口端連接到反應(yīng)釜 4，輸送干燥之后的氣體至反應(yīng)釜4，在PC13罐2和反應(yīng)釜4之間加入一個對PC13罐2抽取氣體，對反應(yīng)釜4加壓的壓縮機5，在所述反應(yīng)釜4之后，未反應(yīng)完全的過量HCl氣體通入到一個采集器6，所述采集器6又連接到PC13罐2的氣體入口，構(gòu)成一個氣體循環(huán)的系統(tǒng)。所述采集器是一個除霧器，對氣體進(jìn)行除霧和緩沖。其中PC13罐可以對水解產(chǎn)生的氣體進(jìn)行干燥。經(jīng)過PC13干燥之后的HCl氣體被壓縮機壓縮到反應(yīng)釜，而不是經(jīng)過濃硫酸干燥后的氣體進(jìn)入到壓縮機，有利于延長壓縮機的使用時間和壽命。在改進(jìn)之前，整體系統(tǒng)的壓力設(shè)計較低，不能承受過于大的壓力，特別是水解釜水解本身產(chǎn)生氣體，壓力會升高，而壓縮機出口通水解釜，使水解釜的壓力更高。太高的壓力， 不利于HCI氣體的揮發(fā)。所以在改造前的系統(tǒng)中，水解釜承受2個壓力，即水解產(chǎn)生氣體的壓力和壓縮機的壓力，造成壓力太高，而且管道在這種大壓力之下容易發(fā)生泄漏。參照圖2，可見到原有系統(tǒng)中水解釜的作用是水解PC13，產(chǎn)生HCI氣體和副產(chǎn)亞磷酸。然后經(jīng)過濃硫酸干燥罐3進(jìn)行干燥，干燥之后進(jìn)入到反應(yīng)釜4，改造前壓縮機處于反應(yīng)釜出口處，將反應(yīng)之后過量的未反應(yīng)完全的氣體回收利用，重新輸入到水解釜，進(jìn)一步加劇了水解釜的壓力。改造后，水解釜產(chǎn)生的HCI氣體，首先是通入到以PC13為干燥劑的干燥罐，經(jīng)過干燥之后的HC1，被壓縮機抽走，送到反應(yīng)釜。反應(yīng)釜中出來的未反應(yīng)完全的氣體重新被采集器回收利用，重新輸入到干燥罐中，所以被壓縮機抽走的不僅有水解產(chǎn)生然后被干燥的HCl還有被送回到干燥罐的多余HC1，實現(xiàn)重復(fù)循環(huán)利用。當(dāng)減小了水解釜的壓力之后，有助于HCI水解揮發(fā)，水解反應(yīng)速度相應(yīng)加快，三氯化磷水解無需加溫就可以滿足水解要求。節(jié)約了原來加溫的電源。稍微增加了反應(yīng)釜的壓力，加速反映進(jìn)行。使原本高壓的水解釜變稍微的負(fù)壓，將壓縮機產(chǎn)生的高壓分散到反應(yīng)釜和采集器內(nèi)，整個系統(tǒng)壓力就降低了。而由于三氯化磷不需要加溫反應(yīng)，在常溫下水解，副反應(yīng)亞磷酸轉(zhuǎn)化為正磷酸的反應(yīng)變緩或消失。提高了亞磷酸的轉(zhuǎn)化率，為后面回收高品質(zhì)的亞磷酸打下了基礎(chǔ)。改造完畢之后，壓縮機啟動，改變了之前反應(yīng)釜的通氣量，之前通氣只是水解產(chǎn)生的HCl氣體，由水解產(chǎn)生氣體帶來的壓力作為動力驅(qū)動氣體通入到反應(yīng)釜，導(dǎo)致反應(yīng)釜壓力小，通氣量不足，而壓縮機改變了這一狀況，抽取干燥之后的氣體，壓縮到反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜HCI充氣量達(dá)到最大，在系統(tǒng)其它部分的壓力明顯降低，除PC13罐有輕微負(fù)壓外，其他壓力表幾乎看不到壓力，滴加速度也可隨之加快。在釜溫95°C -110°C之間，反應(yīng)冷凝水明顯增多，110°C之后，反應(yīng)釜頂部凝結(jié)水幾乎沒有，冷凝水相對減少。反應(yīng)液顏色逐步加深。
同等條件下，整個氯化系統(tǒng)反應(yīng)壓力明顯降低，提高了氯化反應(yīng)的安全系數(shù)，也為三氯化磷水解擴(kuò)大了操作空間。直接使用作為PC13干燥劑，使HCI干燥效果大為改善，完全可以代替或取消濃硫酸干燥工藝，從而可節(jié)省大量的濃硫酸消耗。減少污染。由于HCI 含水量小，氯化反應(yīng)加快，轉(zhuǎn)化率提高。本發(fā)明的有益效果是當(dāng)壓縮機起動后，對反應(yīng)釜加壓有利于反應(yīng)速率加快，而水解釜壓力減小，對系統(tǒng)要求降低，利用反應(yīng)原材料之一的PC13進(jìn)行干燥不會對管線造成腐蝕，干燥效果更好可以完全取代濃硝酸是干燥過程，用壓縮機對PC13罐抽吸，使之呈負(fù)壓有利于HCl蒸發(fā)，水解速度加快，同時不再需要對PC13進(jìn)行加溫，抑制了副反應(yīng)亞磷酸轉(zhuǎn)化為正磷酸，提高了亞磷酸轉(zhuǎn)化率，用壓縮機對反應(yīng)釜加壓同時加大輸入反應(yīng)釜的通氣量， 反應(yīng)速率提高。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的系統(tǒng)，包括一反應(yīng)釜用來盛裝有添加催化劑的甘油溶液和通入了過量HCl氣體，同時一端排出未反應(yīng)完全的HCl氣體；一水解釜用來水解PC13并將水解產(chǎn)生的氣體通入到反應(yīng)釜，在通入到反應(yīng)釜之前要先進(jìn)行干燥；一干燥釜將水解產(chǎn)生的HCl氣體進(jìn)行干燥并將干燥之后的氣體通入到反應(yīng)釜中，作為進(jìn)行反應(yīng)反應(yīng)物之一；一壓縮機用來將反應(yīng)釜中未反應(yīng)完全的氣體壓縮并定向輸送至水解釜；一 PC13罐盛裝待水解反應(yīng)的PC13液體，與之后的水解釜相連接；其特征在于所述水解釜排出氣體端連接到所述PC13罐，所述PC13罐氣體出口端連接到反應(yīng)釜，輸送干燥之后的氣體至反應(yīng)釜，在PC13罐和反應(yīng)釜之間加入一個對PC13罐抽取氣體，對反應(yīng)釜加壓的壓縮機，在所述反應(yīng)釜之后，未反應(yīng)完全的過量HCl氣體出氣口連接到一個采集器，所述采集器又連接到PC13罐的氣體入口，構(gòu)成一個氣體循環(huán)的系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集器是一個除霧器，對氣體進(jìn)行除霧和緩沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的系統(tǒng)，其特征在于，其中PC13罐可以對水解產(chǎn)生的氣體進(jìn)行干燥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的系統(tǒng)，包括一反應(yīng)釜、一水解釜、一干燥釜、一壓縮機和一PCl3罐，其特征在于所述水解釜排出氣體端連接到所述PCl3罐，所述PCl3罐氣體出口端連接到反應(yīng)釜，輸送干燥之后的氣體至反應(yīng)釜，在PCl3罐和反應(yīng)釜之間加入一個對PCl3罐抽取氣體，對反應(yīng)釜加壓的壓縮機，在所述反應(yīng)釜之后，未反應(yīng)完全的過量HCl氣體通入到一個采集器，所述采集器又連接到PCl3罐的氣體入口，構(gòu)成一個氣體循環(huán)的系統(tǒng)。當(dāng)壓縮機起動后，水解釜壓力減小，利用反應(yīng)原材料之一的PCl3進(jìn)行干燥不會對管線造成腐蝕，干燥效果可以完全取代濃硫酸，對反應(yīng)釜加壓并加大輸入反應(yīng)釜的通氣量，反應(yīng)速率提高。
文檔編號C07D301/27GK102250046SQ201110156028
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月12日
發(fā)明者楊偉明 申請人:珠海長先化學(xué)科技有限公司