一种生产合成氯乙烯低汞触媒的工艺与装置 |
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| 申请号 | CN201710615159.8 | 申请日 | 2017-07-26 | 公开(公告)号 | CN107362815A | 公开(公告)日 | 2017-11-21 |
| 申请人 | 湖北随州双星生物科技有限公司; | 发明人 | 廖先传; 廖成明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种生产合成氯乙烯低汞触媒的工艺与装置，本工艺包括 活性炭 负压 干燥与浸渍、负压低温干燥、负压 风 选和微负压高温干燥，装置包括溶解釜、中间罐、反应罐、干燥器、风选装置和成品罐。本发明生产出的产品符合国家标准，生产成本低，使用周期长达10000小时以上，使用中汞流失小，避免了对环境造成污染及汞进入氯乙烯产品。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种生产合成氯乙烯低汞触媒的工艺，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种生产合成氯乙烯低汞触媒的工艺与装置技术领域[0001] 本发明涉及化工领域，尤其涉及一种生产合成氯乙烯低汞触媒的工艺与装置。 背景技术[0002] 目前世界上的氯乙烯合成技术有两大类，即乙烯氧氯化法和乙炔氢氯化法。20世纪70年代国外基本完成了PVC 树脂生产原料路线由电石乙炔法向乙烯氧氯化法的转换。目前国外PVC 树脂的主要生产方法为乙烯氧氯化法，产量比例达93%。而由于乙烯氧氯化法的高成本以及乙烯资源的匮乏，我国PVC 树脂生产的原料路线仍以电石乙炔法为主，国内电石法PVC产量约占总产量80%以上。但是电石法所用催化剂是以活性炭为载体，吸附质量分数1 0.5％～12.5％氯化汞。传统工艺含汞量过高，对汞资源的消耗大，氯化汞热稳定性差、容易流失，催化剂失活快，流失的汞造成严重的环境污染，同时我国大部分汞矿资源枯竭，每年需大量进口，一旦全球汞资源枯竭而又未找到新的催化剂，电石法PVC就将无法继续生存。乙炔氢氯化法是世界上最早实现工业化氯乙烯的生产方法。目前，工业上的乙炔氢氯化工艺主要是在以氯化汞为活性组分、活性炭为载体的催化剂上发生气固相反应，生成氯乙烯，其主要反应式为：HgCl2 C2H2 +HCl C2H3Cl 该反应为典型的加成反应，其加成速度比烯烃加成速度慢，需要在催化剂的作用下进行，反应温度为100～160℃。氯化汞催化剂是电石法氯乙烯生产中广泛应用的催化剂，其催化活性与选择性都比较理想。但长期困扰电石法PVC工艺路线的问题——氯化汞的升华、流失所产生毒性与污染的问题，应允而生的低汞触媒减少了汞的污染程度。 然而，构成低汞触媒工艺与设施的绿色生产也关系到汞减排和堵截污染，已成为新型低汞触媒生产中的首要问题。 发明内容[0004] 为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种生产合成氯乙烯低汞触媒的工艺，包括以下步骤： （1）活性炭负压干燥与浸渍：将活性炭装入反应罐，间接加温60-80℃，负压近1大气压时，将溶解有二氯化汞、助催化剂（硝酸钴、硝酸铋、硝酸钾）的水溶液吸入反应罐，在常温、搅拌、负压0.05mpa下浸渍8～10小时； （2）负压低温干燥：浸渍结束后放出多余浸渍液，间接加温30～50℃，负压0.06- 0.08mpa干燥8-10小时，直至水分≤8%为止； （3）微负压高温干燥：将反应罐干燥后半成品负压抽吸到干燥器，在微负压50～100mm水柱的情况下，120℃热空气干燥14～16小时，水分≤0.3%时负压抽入成品罐，，罐下部出口套袋包装。 [0006] 所述步骤（1）水溶液中二氯化汞6-8%、硝酸钴+硝酸铋+硝酸钾混合比例为5-8 %。 [0007] 一种生产合成氯乙烯低汞触媒的装置，其特征在于：包括溶解釜、反应罐和成品罐，所述溶解釜和反应罐之间设置有中间罐，所述反应罐和成品罐之间设置有干燥器，所述成品罐（与干燥器之间设置有风选装置。 [0008] 所述溶解釜的进料口与水计量罐、酸计量罐的出料口相连通，所述风选装置与布袋除尘器相连通。 [0009] 所述干燥器的一侧设置有连接在一起的鼓风机和加热器，所述加热器与干燥器的底部相连通，干燥器的顶部连接有引风机，所述引风机与冷却器和吸附塔顺次连接，所述冷却器的底部与冷凝液收集槽相连通，所述冷凝液收集槽通过回收泵与溶解釜相连通。 [0010] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明中汞离子与活性炭载体中的氧离子形成离子键而牢固地固定在载体上，汞的热稳定性高，汞热解温度在300℃以上。在同等使用条件下，使用寿命可达10000小时；使用中汞流失小，避免了对环境造成污染及汞进入氯乙烯产品。 [0011] 2、本发明在触媒中添加具有辅助活性催化剂的金属元素硝酸钴、硝酸铋、硝酸钾，一定数量的稳定剂，在触媒内部生成络合物，可有效阻止在氯乙烯合成中原料气中硫、磷、砷等杂质与氯化汞产生副反应，使得氯乙烯合成反应更加稳定。 [0013] 图1是本发明的设备及工艺流程图。 [0014] 图中：1-水计量罐、2-酸计量罐、3-溶解釜、4-电子秤、5-中间罐、6-反应罐、7-干燥罐、8-成品罐、9-布袋除尘器、10-真空泵、11-鼓风机、12-加热器、13-抽风机、14-冷却器、15-吸附塔、16-真空冷却器、17-水泵、18-喷射真空泵、19-水槽、20-制冷换热管、21-冷凝液回收槽、22-回收泵、23-风选器、24-凉水塔、25-循环水泵。 具体实施方式[0015] 参见图1，一种生产合成氯乙烯低汞触媒的装置，包括溶解釜3、反应罐6和成品罐8，所述溶解釜3的进料口与水计量罐1、酸计量罐2的出料口相连通，所述溶解釜3和反应罐6之间设置有中间罐5，所述反应罐6和成品罐8之间设置有干燥器7，所述干燥器7的一侧设置有连接在一起的鼓风机11和加热器12，所述加热器12与干燥器7的底部相连通，干燥器7的顶部连接有引风机13，所述引风机13与冷却器14和吸附塔15顺次连接，所述冷却器14的底部与冷凝液收集槽21相连通，所述冷凝液收集槽21通过回收泵22与溶解釜3相连通，所述成品罐8与干燥器7之间设置有风选装置23，风选装置23由Ф325不锈钢管制作，管中安装多块不锈钢板，倾斜35-55°，管上部与进料口密封连接，设备底端设置出口，设计风速7-10米/秒，所述风选装置23与布袋除尘器9相连通。 [0016] 在负压浸渍、低温干燥的真空泵10前安装冷却器，将水蒸气冷凝下来，收集于冷凝液收集槽21，用于浸渍液补水。 [0017] 真空喷射泵水箱19设置冷冻机循环冷却盘管20，将水温降至5℃左右，以保证不排除废水。 [0018] 冷却器14、真空冷却器16的冷却出水经过凉水塔23风冷后经泵17循环使用。 [0019] 一种生产合成氯乙烯低汞触媒的工艺，包括以下步骤：（1）活性炭负压干燥与浸渍：通过水计量罐1、酸计量罐2向溶解釜3中加入一定量去离子水、盐酸，开启溶解釜3搅拌，缓慢加入准确计量的二氯化汞、助催化剂（硝酸钴、硝酸铋、硝酸钾），搅拌30分钟，待固体物全部溶解后，放入中间罐5；将孔径大于9AO，机械强度大于 95以上，Φ8×12mm的球形活性炭装入反应罐6，间接加温60～80℃，负压近1大气压时，将中间罐5浸渍液吸入反应罐6，在常温、搅拌、负压0.05mpa下浸渍8～10小时； （2）负压低温干燥：浸渍结束后放出多余浸渍液，间接加温30～50℃，负压0.06- 0.08mpa干燥8-10小时，直至水分≤8%为止； （3）微负压高温干燥：将反应罐干燥后半成品负压抽吸到干燥器，鼓风机11鼓空气，经加热器12加热到80-120℃，从干燥器7下部进，由顶部引风机13抽出，干燥器7维持负压50～ 100mm水柱，干燥14～16小时，水分≤0.3%时负压抽入成品罐，成品罐前设置风选装置，利用真空泵将成品抽入干燥器时，将小颗粒、灰尘祛除，成品入罐，罐下部出口套袋包装。 |
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