CN104058924A - 一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法 - Google Patents

一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，包括以下步骤：将含醇盐酸与甲醇按质量比1：(1～2)连续加入塔式反应器中，进行两级反应，含有一氯甲烷的混合气从塔式反应器中采出，包含有少量的氯化氢，未反应的甲醇，水，二甲醚等物质，通入精馏塔，在塔顶采出纯净的氯甲烷，甲醇冷凝回流，加入到反应器中再利用；少量的氯化氢与水在塔底形成低浓度的盐酸废水，进行中和处理。本发明还公开了采用所述方法制备氯甲烷的装置，本发明的优点在于：可以将难处理的含醇酸变废为宝生产氯甲烷，使反应不彻底的氯化氢、甲醇得以回收利用，提高原料的利用效率，降低了废酸处理费用，从而降低了生产成本。

Description

一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法
技术领域
本发明涉及一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，属于化工技术领域。
背景技术
现在的氯甲烷合成工艺是利用甲醇和氯化氢在氯化锌溶液中气-液两相反应，由于反应不彻底和气沫夹带，大量的氯化氢和甲醇被蒸出，经冷凝后收集到酸水罐中，形成含醇盐酸，这部分含醇酸很难处理，尤其是氯化氢与水形成共沸物，很难通过精馏分离。现有的处理方式是通过甲醇回收塔回收甲醇，但需要消耗大量蒸汽，并且产生的废酸难以处理，造成原料的大量浪费以及加大了废酸水的处理费用。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，回收利用反应不彻底的氯化氢和甲醇，提高了原料的利用效率，降低了废酸处理费用，从而降低了生产成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)将含醇盐酸加入到反应器中；对甲醇进行汽化，也加入到反应器中，控制汽化甲醇的80-90％与液相的含醇盐酸进行第一级反应；汽化甲醇的10-20％进入反应器的上层，形成第二级反应区；
(2)对反应器进行加热，控制第一级反应的温度为115-170℃，压力为240-500KPa，保持反应器中液相成分与液位稳定，持续进料，甲醇与液相中的氯化氢反应生成一氯甲烷；
(3)步骤(2)中生成的一氯甲烷，以及未反应的氯化氢、甲醇不断被蒸出，蒸出的气体混合物进入到第二级反应区，未反应的氯化氢进一步与甲醇混合反应，控制第二级反应的温度为110-125℃，压力为210-450KPa；
(4)将步骤(3)中生成的含有一氯甲烷、氯化氢、甲醇、水和二甲醚的混合气体从反应器中采出，通入至精馏塔中，经分离纯化，从精馏塔的顶部采出纯净的一氯甲烷；
其中，步骤(1)中，含醇盐酸和甲醇加入量的质量比为1：(1～2)。
步骤(2)中，优选的反应温度为130-160℃，压力为300-450KPa；
步骤(1)、(2)中，所述的反应器为塔式多级反应器；
步骤(4)中，混合气体中的甲醇经冷凝进入到回流罐中，进一步经气化加入到反应器中参加反应；
步骤(4)中，混合气体中的少量的氯化氢与水在精馏塔底形成低浓度的盐酸废水，进行中和处理后排出。
采用本发明的方法制备氯甲烷的装置，包括多级反应器和精馏塔，所述多级反应器分别与热交换器和汽化器相连，多级反应器的顶部与冷凝器相连，冷凝器的另一端与精馏塔相连；所述精馏塔的顶部与冷凝器相连，冷凝器的另一端与回流罐相连，所述回流罐分别与精馏塔和汽化器相连；所述精馏塔的底部与再沸器相连。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
本发明可以将难处理的含醇酸变废为宝生产氯甲烷，使反应不彻底的氯化氢、甲醇得以回收利用，提高了原料的利用效率，降低了废酸处理费用，从而降低了生产成本。年生产量为5万吨的氯甲烷装置，每年可平均节省甲醇800吨，氯化氢2700吨，具有较好的经济效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1
如图1所示的工艺流程，一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)将50kg含醇盐酸加入到反应器中，对50kg甲醇进行汽化，也加入到反应器中，控制汽化甲醇的80％与液相的含醇盐酸进行第一级反应；汽化甲醇的20％进入反应器的上层，形成第二级反应区；
(2)对反应器进行加热，控制第一级反应的温度为115℃，压力为240KPa，保持反应器中液相成分与液位稳定，持续进料，甲醇与液相中的氯化氢反应生成一氯甲烷；
(3)步骤(2)中生成的一氯甲烷，以及未反应的氯化氢、甲醇不断被蒸出，蒸出的气体混合物进入到第二级反应区，未反应的氯化氢进一步与甲醇混合反应，控制第二级反应的温度为110℃，压力为210KPa；
(4)将含有一氯甲烷、氯化氢、甲醇、水和二甲醚的混合气体从反应器中采出，通入至精馏塔中，经分离纯化，从精馏塔的顶部采出纯净的一氯甲烷；甲醇经冷凝进入到回流罐中，进一步经气化加入到反应器中参加反应；少量的氯化氢与水在精馏塔底形成低浓度的盐酸废水，进行中和处理后作为生产废水排出。
经检测，制得一氯甲烷的纯度为99.95％，含醇酸中氯化氢转化率为99.2％。
如图1所示，采用该方法制备氯甲烷的装置，包括多级反应器和精馏塔，所述多级反应器分别与热交换器和汽化器相连，多级反应器的顶部与冷凝器相连，冷凝器的另一端与精馏塔相连；所述精馏塔的顶部与冷凝器相连，冷凝器的另一端与回流罐相连，所述回流罐分别与精馏塔和汽化器相连；所述精馏塔的底部与再沸器相连，再沸器用于给精馏塔底部物料提供热量，分离物料中甲醇。
实施例2
一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)将50kg含醇盐酸加入到反应器中，对100kg甲醇进行汽化，也加入到反应器中，控制汽化甲醇的90％与液相的含醇盐酸进行第一级反应；汽化甲醇的10％进入反应器的上层，形成第二级反应区；
(2)对反应器进行加热，控制第一级反应的温度为170℃，压力为500KPa，保持反应器中液相成分与液位稳定，持续进料，甲醇与液相中的氯化氢反应生成一氯甲烷；
(3)步骤(2)中生成的一氯甲烷，以及未反应的氯化氢、甲醇不断被蒸出，蒸出的气体混合物进入到第二级反应区，未反应的氯化氢进一步与甲醇混合反应，控制第二级反应的温度为125℃，压力为450KPa；
(4)将含有一氯甲烷、氯化氢、甲醇、水和二甲醚的混合气体从反应器中采出，通入至精馏塔中，经分离纯化，从精馏塔的顶部采出纯净的一氯甲烷；甲醇经冷凝进入到回流罐中，进一步经气化加入到反应器中参加反应；少量的氯化氢与水在精馏塔底形成低浓度的盐酸废水，进行中和处理后作为生产废水排出。
经检测，制得一氯甲烷的纯度为99.96％，含醇酸中氯化氢转化率为99.4％。
实施例3
一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)将50kg含醇盐酸加入到反应器中，对70kg甲醇进行汽化，也加入到反应器中，控制汽化甲醇的85％与液相的含醇盐酸进行第一级反应；汽化甲醇的15％进入反应器的上层，形成第二级反应区；
(2)对反应器进行加热，控制第一级反应的温度为130℃，压力为300KPa，保持反应器中液相成分与液位稳定，持续进料，甲醇与液相中的氯化氢反应生成一氯甲烷；
(3)步骤(2)中生成的一氯甲烷，以及未反应的氯化氢、甲醇不断被蒸出，蒸出的气体混合物进入到第二级反应区，未反应的氯化氢进一步与甲醇混合反应，控制第二级反应的温度为115℃，压力为300KPa；
(4)将含有一氯甲烷、氯化氢、甲醇、水和二甲醚的混合气体从反应器中采出，通入至精馏塔中，经分离纯化，从精馏塔的顶部采出纯净的一氯甲烷；甲醇经冷凝进入到回流罐中，进一步经气化加入到反应器中参加反应；少量的氯化氢与水在精馏塔底形成低浓度的盐酸废水，进行中和处理后作为生产废水排出。
经检测，制得一氯甲烷的纯度为99.95％，含醇酸中氯化氢转化率为99.3％。
实施例4
一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)将50kg含醇盐酸加入到反应器中，对50kg甲醇进行汽化，也加入到反应器中，控制汽化甲醇的90％与液相的含醇盐酸进行第一级反应；汽化甲醇的10％进入反应器的上层，形成第二级反应区；
(2)对反应器进行加热，控制第一级反应的温度为160℃，压力为400KPa，保持反应器中液相成分与液位稳定，持续进料，甲醇与液相中的氯化氢反应生成一氯甲烷；
(3)步骤(2)中生成的一氯甲烷，以及未反应的氯化氢、甲醇不断被蒸出，蒸出的气体混合物进入到第二级反应区，未反应的氯化氢进一步与甲醇混合反应，控制第二级反应的温度为110℃，压力为350KPa；
(4)将含有一氯甲烷、氯化氢、甲醇、水和二甲醚的混合气体从反应器中采出，通入至精馏塔中，经分离纯化，从精馏塔的顶部采出纯净的一氯甲烷；甲醇经冷凝进入到回流罐中，进一步经气化加入到反应器中参加反应；少量的氯化氢与水在精馏塔底形成低浓度的盐酸废水，进行中和处理后作为生产废水排出。
步骤(1)中，含醇盐酸和甲醇加入量的质量比为1：1。
经检测，制得一氯甲烷的纯度为99.95％，含醇酸中氯化氢转化率为99.2％。

Claims (6)

1.一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含醇盐酸加入到反应器中；对甲醇进行汽化，也加入到反应器中，控制汽化甲醇的80-90％与液相的含醇盐酸进行第一级反应；汽化甲醇的10-20％进入反应器的上层，形成第二级反应区；
(2)对反应器进行加热，控制第一级反应的温度为115-170℃，压力为240-500KPa，保持反应器中液相成分与液位稳定，持续进料，甲醇与液相中的氯化氢反应生成一氯甲烷；
(3)步骤(2)中生成的一氯甲烷，以及未反应的氯化氢、甲醇不断被蒸出，蒸出的气体混合物进入到第二级反应区，未反应的氯化氢进一步与甲醇混合反应，控制第二级反应的温度为110-125℃，压力为210-450KPa；
(4)将步骤(3)中生成的含有一氯甲烷、氯化氢、甲醇、水和二甲醚的混合气体从反应器中采出，通入至精馏塔中，经分离纯化，从精馏塔的顶部采出纯净的一氯甲烷；
其中，步骤(1)中，含醇盐酸和甲醇加入量的质量比为1：(1～2)。
2.如权利要求1所述的一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，其特征在于，步骤(2)中，反应温度为130-160℃，压力为300-450KPa。
3.如权利要求1所述的一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，其特征在于，步骤(1)、(2)中，所述的反应器为塔式多级反应器。
4.如权利要求1所述的一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，其特征在于，步骤(4)中，混合气体中的甲醇经冷凝进入到回流罐中，进一步经气化加入到反应器中参加反应。
5.如权利要求1所述的一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的方法，其特征在于，步骤(4)中，混合气体中的少量的氯化氢与水在精馏塔底形成低浓度的盐酸废水，进行中和处理后排出。
6.一种利用含醇盐酸制备氯甲烷的装置，其特征在于，包括多级反应器和精馏塔，所述多级反应器分别与热交换器和汽化器相连，多级反应器的顶部与冷凝器相连，冷凝器的另一端与精馏塔相连；所述精馏塔的顶部与冷凝器相连，冷凝器的另一端与回流罐相连，所述回流罐分别与精馏塔和汽化器相连；所述精馏塔的底部与再沸器相连。
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