低汞触媒高效应用的方法及装置

摘要

本发明涉及低汞触媒技术领域，是一种低汞触媒高效应用的方法及装置，前者按照下述方法进行：氯化氢气体与乙炔气体混合后的混合气加热后在活性炭和触媒的作用下进行反应得到粗氯乙烯气体；后者包括第一清净塔、第二清净塔、碱洗塔、乙炔冷却器、分子筛干燥装置、氯化氢冷却器、冷热换热器、硫酸干燥塔、硫酸除雾器、混合器、热水预热器、蒸汽预热器、至少一台前段转化器、至少一台后段转化器和控制器。本发明可以提高现有低汞触媒的使用时间和使用效果，将低汞触媒消耗降至1.0kg/t氯乙烯单体，且本发明也能利用系统自身的冷量和热量进行换热，实现工艺液体密闭循环。

说明书

技术领域

本发明涉及低汞触媒技术领域，是一种低汞触媒高效应用的方法及装置。

背景技术

现有电石法生产PVC技术中，氯乙烯合成时，转化器内低汞触媒的使用大多还在摸索阶段，使用过程中出现低汞触媒转化催化效果差、使用时间短，因此生产成本较高，部分触媒消耗达到1.4 kg/t氯乙烯单体。

发明内容

本发明提供了一种低汞触媒高效应用的方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决氯乙烯合成现有存在低汞触媒转化催化效果差、使用时间短、生产成本高的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种低汞触媒高效应用的方法，按照下述方法进行：第一步，氯化氢气体在氯化氢冷却器内经低温盐水冷却后，与来自硫酸干燥塔的气体在冷热换热器内进行气气换热，换热后的氯化氢气体进入硫酸干燥塔内干燥后进入硫酸除雾器，在硫酸除雾器内捕集到的硫酸直接自流进入硫酸干燥塔循环使用，氯化氢气体进入混合器内；第二步，乙炔气体经第一清净塔清净后进入第二清净塔内经清净除杂后进入碱洗塔内，除去酸性气体后的乙炔气体进入乙炔冷却器冷却后，进入分子筛干燥装置脱水，脱水后的乙炔气体进入混合器与氯化氢气体混合，脱除水通过脱除水收集泵送至碱洗塔中循环使用；第三步，氯化氢气体和乙炔气体在混合器内混合，得到的混合气依次进入热水预热器和蒸汽预热器内加热至温度为108℃至115℃后进入前段转化器内在活性炭和触媒的作用下进行反应后，再进入后段转化器内完全反应后得到粗氯乙烯气体。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述氯化氢气体流量与乙炔气体流量的比值为1.05至1.10。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种实施低汞触媒高效应用的方法的装置，包括第一清净塔、第二清净塔、碱洗塔、乙炔冷却器、分子筛干燥装置、氯化氢冷却器、冷热换热器、硫酸干燥塔、硫酸除雾器、混合器、热水预热器、蒸汽预热器、至少一台前段转化器、至少一台后段转化器和控制器，氯化氢冷却器顶部进口固定连通有氯化氢进气管线，氯化氢冷却器底部封头出口与冷热换热器上部进口之间固定连通有第一管线，冷热换热器顶部出口与硫酸干燥塔顶部进口之间固定连通有第二管线，冷热换热器底部封头出口与硫酸除雾器下部进口之间固定连通有第三管线，冷热换热器下部出口与硫酸干燥塔下部进口之间固定连通有第四管线，硫酸干燥塔下部进口与硫酸除雾器底部出口之间固定连通有第六管线，硫酸除雾器顶部出口与混合器上部进口之间固定连通有第五管线，第五管线上固定安装有第一流量计，混合器顶部出口与热水预热器顶部进口固定连通有第七管线，热水预热器底部封头出口与蒸汽预热器上部进口之间固定连通有第八管线，蒸汽预热器底部封头出口与前段转化器顶部进口之间固定连通有第九管线，前段转化器底部出口与后段转化器顶部进口之间固定连通有第十管线，后段转化器底部出口固定连通有粗氯乙烯管线，第一清净塔下部进口固定连通有乙炔进气管线，第一清净塔顶部出口与第二清净塔下部进口之间固定连通有第十一管线，第二清净塔顶部出口与碱洗塔下部第一进口之间固定连通有第十二管线，碱洗塔顶部出口与乙炔冷却器顶部进口之间固定连通有第十三管线，乙炔冷却器底部封头出口与分子筛干燥装置下部进口之间固定连通有第十四管线，分子筛干燥装置顶部出口与混合器上部进口之间固定连通有第十五管线，第十五管线上依次固定安装有第二流量计和第一自动调节阀，乙炔冷却器底部出口与碱洗塔下部第二进口之间固定连通有第十六管线，分子筛干燥装置底部出口与碱洗塔下部第三进口之间固定连通有第十七管线，控制器第一信号输入端与第一流量计信号输出端电连接，控制器第二信号输入端与第二流量计信号输出端电连接，控制器信号输出端与第一自动调节阀信号输入端电连接。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述硫酸干燥塔下部出口与硫酸干燥塔上部出口之间固定连通有第一循环管线，第一清净塔下部出口与第一清净塔上部第一进口之间固定连通有第二循环管线，第二清净塔下部出口与第二清净塔上部进口之间固定连通有第三循环管线，碱洗塔下部出口与碱洗塔上部进口之间固定连通有第四循环管线。

上述第一循环管线上固定安装有第一循环泵，第二循环管线上固定安装有第二循环泵，第三循环管线上固定安装有第三循环泵，第四循环管线上固定安装有第四循环泵。

上述第十七管线上固定安装有收集泵。

上述第一清净塔上部出口与第三循环管线之间固定连通有第十八管线。

上述第九管线、第十管线上均固定安装有阀门。

上述氯化氢冷却器上部壳程出水口固定连通有第一冷冻水回水管线，氯化氢冷却器下部壳程进水口固定连通有第一冷冻水进水管线；热水预热器上部壳程出水口固定连通有第一热水回水管线；热水预热器下部壳程进水口固定连通有第一热水进水管线；蒸汽预热器上部壳程进汽口固定连通有蒸汽管线，蒸汽预热器下部壳程出水口固定连通有冷凝液管线；乙炔冷却器上部壳程出水口固定连通有第二冷冻水回水管线，乙炔冷却器下部壳程进水口固定连通有第二冷冻水进水管线。

上述前段转化器上部出水口固定连通有第二热水回水管线，前段转化器下部出水口固定连通有第二热水进水管线；后段转化器上部出水口固定连通有第三热水回水管线，后段转化器下部进水口固定连通有第三热水进水管线。

本发明可以提高现有低汞触媒的使用时间和使用效果，将低汞触媒消耗降至1.0kg/t氯乙烯单体，且本发明也能利用系统自身的冷量和热量进行换热，实现工艺液体密闭循环。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例3的工艺流程示意图。

附图中的编码分别为：1为氯化氢冷却器，2为冷热换热器，3为硫酸干燥塔，4为硫酸除雾器，5为混合器，6为热水预热器，7为蒸汽预热器，8为第一清净塔，9为第二清净塔，10为碱洗塔，11为乙炔冷却器，12为分子筛干燥装置，13为前段转化器，14为后段转化器，15为第一循环泵，16为第二循环泵，17为第三循环泵，18为第四循环泵，19为收集泵，20为第一流量计，21为第二流量计，22为第一自动调节阀，23为氯化氢进气管线，24为第一管线，25为第二管线，26为第三管线，27为第四管线，28为第五管线，29为第六管线，30为第七管线，31为第八管线，32为第九管线，33为第十管线，34为粗氯乙烯管线，35为乙炔进气管线，36为第十一管线，37为第十二管线，38为第十三管线，39为第十四管线，40为第十五管线，41为第十六管线，42为第十七管线，43为第十八管线，44为第一循环管线，45为第二循环管线，46为第三循环管线，47为第四循环管线，48为第一冷冻水回水管线，49为第一冷冻水进水管线，50为第一热水回水管线，51为第一热水进水管线，52为蒸汽管线，53为冷凝液管线，54为第二冷冻水回水管线，55为第二冷冻水进水管线，56为第二热水回水管线，57为第二热水进水管线，58为第三热水回水管线，59为第三热水进水管线，60为控制器。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：如图1所示，该低汞触媒高效应用的方法，按照下述方法进行：第一步，氯化氢气体在氯化氢冷却器1内经低温盐水冷却后，与来自硫酸干燥塔3的气体在冷热换热器2内进行气气换热，换热后的氯化氢气体进入硫酸干燥塔3内干燥后进入硫酸除雾器4，在硫酸除雾器4内捕集到的硫酸直接自流进入硫酸干燥塔3循环使用，氯化氢气体进入混合器5内；第二步，乙炔气体经第一清净塔8清净后进入第二清净塔9内经清净除杂后进入碱洗塔10内，除去酸性气体后的乙炔气体进入乙炔冷却器11冷却后，进入分子筛干燥装置12脱水，脱水后的乙炔气体进入混合器5与氯化氢气体混合，脱除水通过脱除水收集泵19送至碱洗塔10中循环使用；第三步，氯化氢气体和乙炔气体在混合器5内混合，得到的混合气依次进入热水预热器6和蒸汽预热器7内加热至温度为108℃至115℃后进入前段转化器13内在活性炭和触媒的作用下进行反应后，再进入后段转化器14内完全反应后得到粗氯乙烯气体。

本发明低汞触媒高效应用的方法，可以提高现有低汞触媒的使用时间和使用效果，将低汞触媒消耗降至1.0kg/t氯乙烯单体，且巧妙利用系统自身的冷量和热量，实现工艺液体密闭循环。

实施例2：作为上述实施例的优化，氯化氢气体流量与乙炔气体流量的比值为1.05至1.10。

实施例3：如图1所示，该实施汞触媒高效应用的方法的装置，包括第一清净塔8、第二清净塔9、碱洗塔10、乙炔冷却器11、分子筛干燥装置12、氯化氢冷却器1、冷热换热器2、硫酸干燥塔3、硫酸除雾器4、混合器5、热水预热器6、蒸汽预热器7、至少一台前段转化器13、至少一台后段转化器14和控制器60，氯化氢冷却器1顶部进口固定连通有氯化氢进气管线23，氯化氢冷却器1底部封头出口与冷热换热器2上部进口之间固定连通有第一管线24，冷热换热器2顶部出口与硫酸干燥塔3进部出口之间固定连通有第二管线25，冷热换热器2底部封头出口与硫酸除雾器4下部进口之间固定连通有第三管线26，冷热换热器2下部出口与硫酸干燥塔3下部进口之间固定连通有第四管线27，硫酸干燥塔3下部进口与硫酸除雾器4底部出口之间固定连通有第六管线29，硫酸除雾器4顶部出口与混合器5上部进口之间固定连通有第五管线28，第五管线28上固定安装有第一流量计20，混合器5顶部出口与热水预热器6顶部进口固定连通有第七管线30，热水预热器6底部封头出口与蒸汽预热器7上部进口之间固定连通有第八管线31，蒸汽预热器7底部封头出口与前段转化器13顶部进口之间固定连通有第九管线32，前段转化器13底部出口与后段转化器14顶部进口之间固定连通有第十管线33，后段转化器14底部出口固定连通有粗氯乙烯管线34，第一清净塔8下部进口固定连通有乙炔进气管线35，第一清净塔8顶部出口与第二清净塔9下部进口之间固定连通有第十一管线36，第二清净塔9顶部出口与碱洗塔10下部第一进口之间固定连通有第十二管线37，碱洗塔10顶部出口与乙炔冷却器11顶部进口之间固定连通有第十三管线38，乙炔冷却器11底部封头出口与分子筛干燥装置12下部进口之间固定连通有第十四管线39，分子筛干燥装置12顶部出口与混合器5上部进口之间固定连通有第十五管线40，第十五管线40上依次固定安装有第二流量计21和第一自动调节阀22，乙炔冷却器11底部出口与碱洗塔10下部第二进口之间固定连通有第十六管线41，分子筛干燥装置12底部出口与碱洗塔10下部第三进口之间固定连通有第十七管线42，控制器60第一信号输入端与第一流量计20信号输出端电连接，控制器60第二信号输入端与第二流量计21信号输出端电连接，控制器60信号输出端与第一自动调节阀22信号输入端电连接。

本发明中，控制器60为现有公知公用的DCS控制器，型号可为日本横河公司生产的CS3000。本发明通过DCS控制器，根据氯化氢气体流量与乙炔气体流量的比值为1.05至1.10，从而自动调整第一自动调节阀22开度大小。

本发明中，从硫酸干燥塔3出来的气体与冷冻过后的气体进行气气换热，来自氯化氢冷却器1的冷气体从冷热换热器2的壳程上部进入，从底部出来进入硫酸干燥塔3，硫酸干燥塔3出来的气体从冷热换热器2的管程上部进入，从底部封头的侧面出来，进入硫酸除雾器4，硫酸除雾器4捕集到的硫酸直接自流进入硫酸干燥塔3循环使用。

本发明中，乙炔气与氯化氢气体在进入混合器5时，两个进口可按90°切线方向进入混合器5中上部，混合器5内部可设置插入底部的套管，便于提升混合效果。

实施例4：如图1所示，硫酸干燥塔3下部出口与硫酸干燥塔3上部出口之间固定连通有第一循环管线44，第一清净塔8下部出口与第一清净塔8上部第一进口之间固定连通有第二循环管线45，第二清净塔9下部出口与第二清净塔9上部进口之间固定连通有第三循环管线46，碱洗塔10下部出口与碱洗塔10上部进口之间固定连通有第四循环管线47。

实施例5：如图1所示，第一循环管线44上固定安装有第一循环泵15，第二循环管线45上固定安装有第二循环泵16，第三循环管线46上固定安装有第三循环泵17，第四循环管线47上固定安装有第四循环泵18。

实施例6：如图1所示，第十七管线42上固定安装有收集泵19。从乙炔冷却器11出来的气体，进入分子筛干燥装置12，气体脱除下来的水，通过收集泵19送至碱洗塔10中，实现密闭循环。

实施例7：如图1所示，第一清净塔9上部出口与第三循环管线46之间固定连通有第十八管线43。

实施例8：如图1所示，第九管线32、第十管线33上均固定安装有阀门，该阀门可为自动调节阀，便于自动操作。

实施例9：如图1所示，氯化氢冷却器1上部壳程出水口固定连通有第一冷冻水回水管线49，氯化氢冷却器1下部壳程进水口固定连通有第一冷冻水进水管线48；热水预热器6上部壳程出水口固定连通有第一热水回水管线50；热水预热器6下部壳程进水口固定连通有第一热水进水管线51；蒸汽预热器7上部壳程进汽口固定连通有蒸汽管线52，蒸汽预热器7下部壳程出水口固定连通有冷凝液管线53；乙炔冷却器11上部壳程出水口固定连通有第二冷冻水回水管线54，乙炔冷却器1111下部壳程进水口固定连通有第二冷冻水进水管线55。

第一冷冻水进水管线48内采用低温盐水作为冷却介质，冷却至氯化氢温度为-12℃至-18℃之间；第一热水进水管线51内采用转化器的副产热水作为换热介质，从而利用系统自身的热量作为热源，降低生产成本；蒸汽管线52内蒸汽温度在108℃至115℃之间。

乙炔冷却器1111冷却下来的液体，通过第十六管线41自流进入碱洗塔10中，从而节约动力消耗。

实施例10：如图1所示，前段转化器13上部出水口固定连通有第二热水回水管线56，前段转化器13下部出水口固定连通有第二热水进水管线57；后段转化器14上部出水口固定连通有第三热水回水管线58，后段转化器14下部进水口固定连通有第三热水进水管线59。

综上所述，本发明可以提高现有低汞触媒的使用时间和使用效果，将低汞触媒消耗降至1.0kg/t氯乙烯单体，且本发明也能利用系统自身的冷量和热量进行换热，实现工艺液体密闭循环。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。