專利名稱：大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝及其反應(yīng)用的氯化釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氯乙酸的生產(chǎn)工藝及其反應(yīng)裝置，特別是一種用大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝及其反應(yīng)使用的氯化釜。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)氯乙酸生產(chǎn)裝置規(guī)模偏小，大量存在作坊式生產(chǎn)，工藝落后，年平均生產(chǎn)能力幾千噸，萬噸級裝置少。同國外大裝置相比，國內(nèi)由于生產(chǎn)裝置小，致使產(chǎn)品規(guī)格穩(wěn)定性差，單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本高，我國氯乙酸產(chǎn)品缺乏國際競爭力。國內(nèi)氯乙酸生產(chǎn)雖然普遍，但氯化釜大小均為2 5m3，業(yè)內(nèi)未見有20 25m3氯化釜規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的報(bào)道。當(dāng)前國內(nèi)在釜式氯乙酸裝置大型化上裹足不前，主要原因在 于化工生產(chǎn)的放大效應(yīng)必須解決工藝條件配合、收率降低等種種問題?，F(xiàn)有的氯乙酸氯化反應(yīng)使用的氯化釜中，氯氣分布器為通氯管上加支管，支管上開若干3 5_小孔，采用鼓泡形式進(jìn)行通氯，分散無規(guī)則，氯化反應(yīng)既不充分又不經(jīng)濟(jì)。采用現(xiàn)有氯氣分布器的氯化釜在氯化反應(yīng)時(shí)，氯氣不能均勻充分的與料液反應(yīng)，不能完全滿足氯化反應(yīng)，既影響通氯時(shí)間又影響氯化質(zhì)量。因此現(xiàn)有的氯氣分布器只能用于小型2 5m3氯化釜，不能用于大型20 25m3氯化釜。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對上述問題，本發(fā)明的目的一是提供一種通過大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝，克服反應(yīng)不勻、產(chǎn)品質(zhì)量差、反應(yīng)時(shí)間長的缺點(diǎn)；本發(fā)明的另一目的是提供一種該工藝氯化反應(yīng)使用的大型氯化釜，使氯氣與料液能夠充分反應(yīng)。技術(shù)方案一種大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝，采用三只氯化釜為一組，其中兩只氯化釜為主釜，一只氯化釜為副釜，所述主釜氯化反應(yīng)后的尾氣通入所述副釜進(jìn)行氯化反應(yīng)，氯化反應(yīng)后得到的氯化液經(jīng)結(jié)晶、分離即得氯乙酸；所述主釜中將醋酸與催化劑醋酐加入后，夾套升溫到85°C，氯氣分三個(gè)階段通入連續(xù)進(jìn)行氯化反應(yīng)，反應(yīng)溫度85 110°C，第一階段通氯量為100 150m3/h，通氯3小時(shí)，第二階段通氯量為200 350m3/h，當(dāng)氯化液比重達(dá)到I. 32/80°C時(shí)，第三階段通氯量逐漸減小，直至反應(yīng)體系中醋酸質(zhì)量含量< 1.6%時(shí)即達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)，停止通氯；所述副爸反應(yīng)溫度80 100°C。所述催化劑醋酐的加入量為所述醋酸加入量的5% 10%。所述氯化液結(jié)晶時(shí)，在結(jié)晶器內(nèi)加入母液，循環(huán)水溫度54 55°C對物料進(jìn)行降溫，當(dāng)物料溫度接近結(jié)晶點(diǎn)時(shí)，緩慢降低循環(huán)水溫度對物料緩慢降溫，使物料溫度一時(shí)間的曲線呈減速下降趨勢，當(dāng)物料溫度低于結(jié)晶點(diǎn)后，加快對物料的降溫速度，直至物料變稠，使物料溫度一時(shí)間的曲線整體呈椅形，當(dāng)物料溫度降至25°C時(shí)，結(jié)晶結(jié)束。所述氯化釜為帶攪拌的搪玻璃氯化釜。所述結(jié)晶用的結(jié)晶器為帶變頻減速攪拌器的搪玻璃結(jié)晶器，采用變頻減速攪拌器電流顯示控制物料固液比。
本發(fā)明工藝中氯化釜采用“二主一副”，充分利用主釜尾氣中的氯氣、酰氯、醋酸等有效成分，提高反應(yīng)速率，降低氯氣及醋酸消耗，減輕對后續(xù)尾氣吸收的影響。上述工藝中氯化反應(yīng)用的氯化釜,包括氯氣分布器,所述氯氣分布器上有通氯支管與主體連接相通，所述通氯支管上開設(shè)噴孔，所述噴孔在所述通氯支管上沿管長方向由管內(nèi)端向管外端呈三段分布，管內(nèi)端的所述噴孔沿 管周向以60°夾角兩排分布，管中間的所述噴孔沿管周向四排分布，中間兩排之間的夾角為20°，另兩排分別在中間兩排的兩側(cè)并且與跟其相鄰的中間排的夾角為40°，管外端的所述噴孔沿管周向八排均布，相鄰兩排之間的夾角為20°，該三段所述噴孔以同一直線呈軸對稱。所述通氯支管在所述主體的周向交錯(cuò)均布。該結(jié)構(gòu)的氯氣分布器用于20 25m3的大型氯化釜通氯進(jìn)行氯化反應(yīng)，能使氯氣與物料在不同層面進(jìn)行充分反應(yīng)，在氯化釜內(nèi)使物料形成一定方向的運(yùn)動(dòng)，致使氯氣與物料均勻反應(yīng)，極大提高氯氣利用率，氯化反應(yīng)時(shí)間降至33小時(shí)，提高了氯化液質(zhì)量，氯化液中氯乙酸質(zhì)量含量可達(dá)94%以上、二氯乙酸質(zhì)量含量可達(dá)4%及以下，相比5m3小型氯化釜的氯化反應(yīng)31小時(shí)和氯化液中氯乙酸質(zhì)量含量93%、二氯乙酸質(zhì)量含量5%，均有有明顯提高。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸提供了合理的生產(chǎn)工藝，并對氯化釜結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，保證氯化反應(yīng)充分、均勻進(jìn)行，縮短反應(yīng)時(shí)間，滿足大型化生產(chǎn)要求，提高了產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量，避免了化工生產(chǎn)的放大效應(yīng)，產(chǎn)品純度可達(dá)98%以上，收率以醋酸計(jì)達(dá)91%，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到出口產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。


圖I為本發(fā)明氯化釜中氯氣分布器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中通氯支管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中的A-A向視圖；圖4為圖2中的B-B向視圖；圖5為圖2中的C-C向視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。一種大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝，采用三只氯化釜為一組，其中兩只氯化釜為主釜，一只氯化釜為副釜，主釜氯化反應(yīng)后的尾氣通入副釜進(jìn)行氯化反應(yīng)，氯化反應(yīng)后得到的氯化液經(jīng)結(jié)晶、分離即得氯乙酸。具體工藝步驟為在25m3主釜中投入醋酸17噸、催化劑醋酐I. 3 I. 4噸，將主釜夾套升溫到85°C，通入氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)，反應(yīng)溫度85 110°C。通氯分三個(gè)階段，初始3小時(shí)通氯量為100 150m3/h，之后逐步加大通氯量至200 350m3/h，當(dāng)氯化液比重達(dá)到I. 32/80°C時(shí)，逐漸減小通氯量，直至反應(yīng)體系中醋酸質(zhì)量含量< I. 6%時(shí)即達(dá)反應(yīng)終點(diǎn),停止通氯；副釜中醋酸投入量與主釜中相同，反應(yīng)溫度80 100°C ；將三只氯化釜氯化反應(yīng)后得到的氯化液壓入16m3的搪玻璃結(jié)晶器中，在結(jié)晶器內(nèi)加入適量母液，將循環(huán)水溫度調(diào)整在54 55°C對物料進(jìn)行降溫，當(dāng)物料溫度接近結(jié)晶點(diǎn)時(shí)，緩慢降低循環(huán)水溫度對物料緩慢降溫，使物料溫度一時(shí)間的曲線呈減速下降趨勢，當(dāng)物料溫度低于結(jié)晶點(diǎn)后，加快對物料的降溫速度，直至物料變稠，使物料溫度一時(shí)間的曲線整體呈椅形，當(dāng)物料溫度降至25°C時(shí)，結(jié)晶結(jié)束；結(jié)晶得到的固液混合物，用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到氯乙酸產(chǎn)品24. 28噸，外觀
呈無色結(jié)晶，氯乙酸質(zhì)量含量98. 0%。如附圖I所示，上述大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝中氯化反應(yīng)用的氯化釜，包括氯氣分布器，其材質(zhì)為四氟，耐酸、耐腐蝕、耐高溫。氯氣分布器主要由通氯支管I、主體2、底座4、固定管5、定位管6、銷釘7、滑動(dòng)杠桿8、固定法蘭9構(gòu)成，主體2由滑動(dòng)杠桿8與定位管6連接，通過銷釘7固定，主體2通過滑動(dòng)杠桿8可以調(diào)節(jié)整個(gè)氯氣分布器的長度，底 座4與氯化釜底部固定，固定法蘭9與氯化釜外的通氯管連通，通氯支管I與主體2連接相通，通氯支管I上開設(shè)噴孔3，通氯支管I在主體2的周向交錯(cuò)均布十根。如附圖2-5所示，通氯支管I上開設(shè)的噴孔3沿管長方向由靠近主體2的管內(nèi)端向管外端呈三段分布管內(nèi)端的噴孔3沿管周向分布兩排，a、b兩排之間的夾角為60° ;管中間的噴孔3沿管周向分布四排，c、d兩排之間的夾角為40°，d、e兩排之間的夾角為20°，e、f兩排之間的夾角為40° ;管外端的噴孔3沿管周向分布八排，g、h、i、j、k、l、m、n相鄰兩排之間的夾角為20°。這三段的噴孔3以同一直線R呈軸對稱。氯氣進(jìn)入主體2再由通氯支管I上的噴孔3向外流出定向均勻流出，氯氣與氯化釜中物料均勻、定向、充分反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝，其特征在于采用三只氯化釜為一組，其中兩只氯化釜為主釜，一只氯化釜為副釜，所述主釜氯化反應(yīng)后的尾氣通入所述副釜進(jìn)行氯化反應(yīng)，氯化反應(yīng)后得到的氯化液經(jīng)結(jié)晶、分離即得氯乙酸；所述主釜中將醋酸與催化劑醋酐加入后，夾套升溫到85°C，氯氣分三個(gè)階段通入連續(xù)進(jìn)行氯化反應(yīng)，反應(yīng)溫度85 110°C，第一階段通氯量為100 150m3/h，通氯3小時(shí)，第二階段通氯量為200 350m3/h，當(dāng)氯化液比重達(dá)到I. 32/80°C時(shí)，第三階段通氯量逐漸減小，直至反應(yīng)體系中醋酸質(zhì)量含量< 1.6%時(shí)即達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)，停止通氯；所述副爸反應(yīng)溫度80 100°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝，其特征在于所述催化劑醋酐的加入量為所述醋酸加入量的5% 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝，其特征在于所述氯化液結(jié)晶時(shí)，在結(jié)晶器內(nèi)加入母液，循環(huán)水溫度54 55°C對物料進(jìn)行降溫，當(dāng)物料溫度接近結(jié)晶點(diǎn)時(shí)，緩慢降低循環(huán)水溫度對物料緩慢降溫，使物料溫度一時(shí)間的曲線呈減速下降趨勢，當(dāng)物料溫度低于結(jié)晶點(diǎn)后，加快對物料的降溫速度，直至物料變稠，使物料溫度一時(shí)間的曲線整體呈椅形，當(dāng)物料溫度降至25°C時(shí)，結(jié)晶結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝，其特征在于所述氯化釜為帶攪拌的搪玻璃氯化釜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝，其特征在于所述結(jié)晶用的結(jié)晶器為帶變頻減速攪拌器的搪玻璃結(jié)晶器。
6.一種用于權(quán)利要求I所述的工藝的氯化釜，包括氯氣分布器，所述氯氣分布器上有通氯支管(I)與主體(2)連接相通，所述通氯支管(I)上開設(shè)噴孔(3)，其特征在于所述噴孔(3)在所述通氯支管(I)上沿管長方向由管內(nèi)端向管外端呈三段分布，管內(nèi)端的所述噴孔(3)沿管周向以60°夾角兩排分布，管中間的所述噴孔(3)沿管周向四排分布，中間兩排之間的夾角為20°，另兩排分別在中間兩排的兩側(cè)并且與跟其相鄰的中間排的夾角為40°，管外端的所述噴孔(3)沿管周向八排均布，相鄰兩排之間的夾角為20°，該三段所述噴孔(3)以同一直線呈軸對稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氯化釜，其特征在于所述通氯支管(I)在所述主體(2)的周向交錯(cuò)均布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸的工藝，采用三只氯化釜“二主一副”，主釜氯化反應(yīng)后的尾氣通入副釜進(jìn)行氯化反應(yīng)，氯化反應(yīng)后得到的氯化液經(jīng)結(jié)晶、分離即得氯乙酸；主釜中將醋酸與催化劑醋酐加入后，夾套升溫到85℃，氯氣分三個(gè)階段通入連續(xù)進(jìn)行氯化反應(yīng)。本發(fā)明同時(shí)公開了一種用于該工藝的氯化釜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對大型氯化釜生產(chǎn)氯乙酸提供了合理的生產(chǎn)工藝，并對氯化釜結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，保證氯化反應(yīng)充分、均勻進(jìn)行，縮短反應(yīng)時(shí)間，滿足大型化生產(chǎn)要求，提高了產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量，避免了化工生產(chǎn)的放大效應(yīng)，產(chǎn)品純度可達(dá)98%以上，收率以醋酸計(jì)達(dá)91%，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到出口產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號B01J19/18GK102875357SQ201210384808
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者陳菁華, 唐桂東, 秦夢庚, 朱民浴, 周世劍, 胡建偉 申請人:江蘇省格林艾普化工股份有限公司