[發明專利]生產一氯甲烷、甲烷氯化物及四氯乙烯的二聯產和三聯產工藝

有效

• 申請號: 201310075890.8
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103497085B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 文乃建
• 申請（專利權）人: 文乃建化學工程公司
• 主分類號: C07C19/03
• 分類號: C07C19/03;C07C21/12;C07C19/04;C07C19/041;C07C17/16;C07C17/10;C07C17/269
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 吳培善

技術領域

本發明涉及一種聯合生產工藝，具體地，涉及由甲醇及氯氣為原料生產一氯甲烷，甲烷氯化物及四氯乙烯的二聯產和三聯產工藝技術。此工藝技術同非聯產的工藝技術相比，能夠降低裝置的建設投資，提高甲醇及氯氣之應用率，并且能夠降低原材料消耗。與此同時，節省大量工藝工程的消耗。并達到實現該生產工藝的在安全，環保，節能，降低排放污染，職業健康等符合現代化，工業化的最佳經濟效益。

背景技術

一氯甲烷，甲烷氯化物及四氯乙烯都是近50年來重要的化合物。比如，一氯甲烷是有機硅，二氯甲烷，三氯甲烷及四氯化碳的原料。其中，二氯甲烷是極為重要的溶劑，和制冷劑；是制造對地球大氣的臭氧層沒有破壞作用的Difluromethane（R-32）的原料。三氯甲烷也是重要的溶劑，是廣泛應用于醫藥化學品，及重要的聚四氟乙烯工程塑料的原料。四氯化碳是禁產的化學品；但是本技術的甲烷氯化物單元所產生的四氯化碳已經被作為產品轉化為原料來生產四氯乙烯。四氯乙烯是重要的溶劑，可做干洗劑及生產五氟乙烷的原料。五氟乙烷（簡稱HFC-125）也是一種對地球的大氣臭氧層沒有破壞作用的化合物。目前主要用來做二氟氯甲烷（簡稱HCFC-22）制冷劑的替代品之外，還被用來做發泡劑，溶劑及滅火劑等等重要化學品。

本發明是用甲醇及氯氣為原料，并且能夠提高甲醇及氯氣之應用率，從而降低原材料的消耗。同時，降低建設投資和生產成本。本發明是將所有含有機物的氣體及液體送到四氯乙烯單元的反應器來生產四氯乙烯，而將污染物的排放降到最低。這個過程簡化了工藝路線，減少了設備投資，同時節省了大量公用工程的消耗來達到聯產生產一氯甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷及四氯乙烯這四種重要化學品的目的。

由甲醇及氯化氫在氧化鋁做催化劑在溫度260°C-370°C和壓力2.0-6.0Mpa的條件下的氫氯化氣相反應生產一氯甲烷及水的工藝，其化學反應式如下：

CH₃OH+HCL——>CH₃Cl+H₂O(1)

Al₂O₃

及由一氯甲烷與氯氣在400°C-450°C的高溫，及6.0-10.0Mpa的壓力條件下發生氯化反應生產二氯甲烷，三氯甲烷及四氯化碳的工藝，其化學反應式如下：

CH₃Cl+Cl₂——>CH₂Cl₂+HCl(2)

CH₃Cl+2Cl₂——>CHCl₃+2HCl(3)

CH₃Cl+3Cl₂——>CCl₄+3HCl(4)

上述的氫氯化工藝及氯化工藝是美國Stauffer化學公司在1950年就已經建成工業化的生產裝置。1954年美國Stauffer化學公司又建成了第一套在高溫下用碳1到碳3，或者用氯化的碳1至碳3為原料來生產四氯化碳和四氯乙烯的工業化生產裝置。以二氯乙烯（DEC）為原料的化學反應式如下：

C₂H₂Cl₂+2Cl₂——>C₂Cl₄+2HCl(5)

可通過四氯化碳在高溫500°C到700°C，及0.1-3.0Mpa的壓力條件下熱解生成四氯乙烯。美國專利No.1,930,350中提到，適宜的熱解反應溫度為600°C～1500°C。美國專利No.3,364,272中提到，生產四氯乙烯的裂解反應一般要求溫度為約800°C。美國專利No.2,447,410中討論的四氯化碳裂解要求溫度為1300°C～1400°C。

美國專利No.5,315,050和5,399,797中提到將氫氣引入反應器，同時供給/不供給烴類。氫與原料氯反應放出熱量用于四氯化碳熱解。但是四氯化碳轉化為四氯乙烯的最大轉化率僅為約20%。

催化方法也用于四氯乙烯的生產。但該方法存在的主要問題在于催化劑失活和生成大量無用的重組分。

2007年美國E.N.Wen,Inc.用一氯甲烷及四氯化碳生產四氯乙烯的工藝得到采納并有兩套裝置建成投產。中國專利申請200810128184.4披露了這一方法，將該專利申請的全部內容通過參考并入本申請。該方法的反應方程式如下：