[實用新型]一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產裝置

有效

• 申請號: 201621371246.0
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN206328324U
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 郭靖;劉軍;熊新陽;靖志國;王銀亮;臧繆洋;劉東陽;蘇缽;陳占江;王麗;田方方
• 申請（專利權）人: 新疆兵團現代綠色氯堿化工工程研究中心（有限公司）;新疆天業（集團）有限公司
• 主分類號: C08F8/22
• 分類號: C08F8/22;C08F8/20;C08F2/01;C08F14/06;C08F10/02;C08F10/06;C08F10/00
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技術領域

本發明屬于化工工藝及設備領域，具體涉及一種耦合氯堿化工的氯化高聚物生產裝置。

背景技術

氯化聚氯乙烯樹脂（CPVC）由聚氯乙烯樹脂（PVC）氯化改性制得，是一種新型工程塑料。該產品為白色或淡黃色無味、無臭、無毒的疏松顆粒或粉末。聚氯乙烯樹脂經過氯化后，分子鍵的不規則性增加，極性增加，使樹脂的溶解性增大，化學穩定性增加，從而提高了材料的耐熱性、耐酸、堿、鹽、氧化劑等的腐蝕。PVC氯化改性為CPVC，氯含量由56.7%提高到63-69%，維卡軟化溫度由72-82℃提高到90-125℃，最高使用溫度可達110℃，長期使用溫度為95℃。由于CPVC具有優異的各項性能，得到國內外廣泛的關注，其合成技術的研究與開發也受到了人們的高度重視。1936年，德國A．G．Farben公司最早采用溶液法展開了對氯化聚氯乙烯的研究，并在1942年投入生產。20世紀40年代，英國ICI公司首先研究氯化聚氯乙烯水相懸浮工藝；50年代，德國BASF公司開發出氣相合成技術，隨后日本、前蘇聯也進行了大量研究，取得了一些突破性進展。1958年，美國Goodrich公司(現諾譽化工公司)成功開發了用水相懸浮法制備氯化聚氯乙烯樹脂工藝，1962年實現工業化生產。近些年，世界上氯化聚氯乙烯的開發和應用得到迅猛發展，世界發達國家已經建立了完整的氯化聚氯乙烯應用體系，其應用領域及市場達到了成熟化、產品格局系列化、專用化和精細化。

我國研制和生產氯化聚氯乙烯起步較晚，目前主導的是水相法生產，但水相法存在污染大、能耗高、對水資源依賴性強等缺點，氣固相法是新型生產技術，雖然還沒有大規模應用，但其清潔、環保、高效的生產方式是氯化聚氯乙烯生產與發展的大方向。氣固相法生產氯化高聚物樹脂以高聚物和氯氣為原料，反應結束的副產物除氯化氫外無其它介質產生。

我國作為氯堿化工生產大國，氯堿化工生產體系中擁有高濃度的氯氣和氯化氫氣體，氯堿化工生產過程中通常將電解槽電解產生的氯氣通過氯化氫合成反應器將氯氣轉化為氯化氫氣體用于生產樹脂。生產氯化聚氯乙烯的過程與氯化氫合成反應器具有很大相似之處，氣固相法合成氯化聚氯乙烯過程中，以聚氯乙烯樹脂和氯氣為原料，或者原料氣中包括惰性氣體，通過氯化反應合成的產品為氯化聚氯乙烯樹脂，同時產生副產物氯化氫氣體。現有氯化高聚物生產裝置及工藝的不足之處就在于氯化反應結束后的尾氣往往用于生產鹽酸和次氯酸鈉，該過程不僅造成氯氣的利用率低、附加值低外，尾氣排放生產鹽酸和次氯酸鈉的過程很容易造成環境污染。通過研究，完全可以將氯化高聚物生產裝置和現有氯堿化工生產體系耦合起來，實現氯資源高效利用。因此，如果能夠實現直接將電解槽產生的氯氣和氯化氫合成反應器合成的氯化氫氣體組成原料氣用于生產氯化高聚物樹脂，利用氯化高聚物生產過程中產生的副產物只有氯化氫的特點，可以將氣固相法生產氯化高聚物過程中產生的由氯氣和氯化氫組成的尾氣經過除塵處理后再進入氯化氫合成反應器將其中的氯氣完全轉化為氯化氫氣體，繼續用于生產樹脂意義重大。換句話說，如果能夠實現氣固相法生產氯化高聚物的裝置耦合現有氯堿化工生產體系，對于氯堿化工體系來說實現了氯資源高效、高值利用，對于氣固相法生產氯化高聚物過程來說，將實現氣固相法生產氯化高聚物的過程不再有廢水、廢氣、廢渣和副產物產生，氯資源利用率達100%。

通過檢索、分析發現，現有氣固相法生產氯化高聚物的工藝往往為間歇性生產，如直接耦合氯堿化工生產體系無法滿足氯堿化工生產體系穩定運行的要求；同時氣固相法生產氯化高聚物即使原料氣成分較為穩定，但因氯化過程中氯化速率不是恒定的，因此產生的尾氣成分并不穩定，如果直接耦合氯堿化工生產體系會造成氯堿化工生產體系頻繁波動。

專利CN201010165999.7介紹了一種氣固相法制備氯化聚氯乙烯的裝置及其方法，所述裝置包括提升管反應器、湍動流化床反應器、上聯接管、下聯接管，湍動流化床反應器和提升管反應器中進行氯化聚氯乙烯的合成。所述裝置及方法采用循環流化床工藝實現了CPVC生產，但無法做到連續化生產，若按照其方法以氯氣和氮氣的混合氣體來生產CPVC不僅無法保證尾氣成分的穩定，且如果耦合現有氯堿化工體系，其尾氣中的氮氣還會造成氯堿化工體系氣體利用的負荷增加。專利CN102786610A介紹了一種氣固相法合成氯化聚氯乙烯樹脂的方法，所述方法通過在流化床反應器中設置紫外燈引發實現了氯化聚氯乙烯樹脂的生產，但所述方法仍然未實現連續化生產，同樣無法做到尾氣中各成分保持穩定，不能直接耦合現有氯堿化工生產體系。