[发明专利]一种乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工产品的生产装置，具体涉及的是一种乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器。

技术背景

乙炔与氯化氢合成反应生成氯乙烯。以往的合成反应是在一定内径的钢管组成的列管式合成转化器内进行的，列管内充有催化剂。所用催化剂为以活性炭为载体的氯化高汞。对于这种列管式合成转化器，列管外的传热介质为沸腾状态的水，传热系数较大，但列管内由于填充了催化剂，管内的反应热很难传递到管外来，使反应温度沿列管横截面存在明显的径向分布，列管中心的温度为最高。此外，合成转化器内的反应温度也存在着沿列管轴向分布的高温段。由于列管内径向温度分布与轴向温度分布的存在，导致合成转化器列管内轴向高温段中心区温度过高而引起催化剂载体活性碳吸附的氯化高汞升华而随气流带逸，降低了催化剂活性及使用寿命，导致降低生产能力或频繁更换催化剂增加生产成本。改善氯乙烯合成转化器内的传热与传质状况，消除径向温度分布，使轴向温度分布趋向平缓可控，这是目前乙炔与氯化氢合成反应生成氯乙烯生产过程一直期盼解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器，采用在合成转化器反应列管内设置由中心芯管和扰流片构成的扰流组件进行强化传热与传质，原料气进入列管反应器后，在扰流元件的作用下分散、扭曲、旋转与合并，增强乙炔与氯化氢在催化剂表面和内部的扩散。

本发明的技术方案是：

一种乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器，包括原料气入口、上封头、热电偶、上管板、排气管、筒体、冷却水入口、隔板、反应列管、膨胀节、活性碳、瓷环、多孔板、下封头、放酸口、合成气出口、人孔或手孔、下管板、放净口、冷却水出口、折流板、防冲挡板、芯轴、扰流片、催化剂及附件，其反应列管内装有由芯轴和扰流片构成的扰流组件及催化剂；上封头与下封头内均装有活性炭、瓷环、多孔板和防冲挡板，或只在一侧封头内装有活性炭、瓷环、多孔板和防冲挡板。

所述的一种乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器，其芯轴为空心轴或实心轴，扰流片为螺旋片、市售化工填料或静态混合元件，螺旋片为左旋或右旋，连续排列或间歇排列。

所述的一种乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器，其合成气出口和原料气入口为可互换式。

所述的一种乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器，其热电偶插入空心芯轴内或插入芯轴与反应列管间的环隙内。

本发明具有如下优点：

1.反应列管内装有由芯轴和扰流片构成的扰流组件，强化了管内径向对流传热，可消除管内径向温度差，克服管中心局部过热而引起的催化剂氯化高汞升华，延长了催化剂的活性和使用寿命。

2. 扰流组件有效提高了反应列管内的传热系数，可改善反应列管内的轴向温度分布，使控制反应列管轴向温度分布成为可能。

3. 扰流组件改变了原料气在反应列管内的流动状况，强化了乙炔、氯化氢与催化剂表面接触的更新；强化了乙炔、氯化氢经活性炭微孔道向催化剂内部的扩散；强化了乙炔、氯化氢反应生成氯乙烯的速率以及生成的氯乙烯经活性炭微孔向催化剂外部的扩散；同时也强化了氯乙烯脱离催化剂表面向气流中的扩散。

4. 同传统的乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器相比，本发明提出的氯乙烯合成转化器催化剂使用周期长，反应列管单位面积生产效率高，无催化剂氯化高汞升华，环境效益好。

5. 传统氯乙烯合成转化工艺为两台氯乙烯合成转化器串联操作，其第二台合成转化器填充的是活性较高的新催化剂，第一台转化器则填充由第二台转化器换下来的旧催化剂，本发明提出的合成转化器，原料气入口与合成气出口可以互换，适当增加反应列管长度，可实现一台转化器代替两台串联操作的传统合成转化器。

附图说明

图1是上封头与下封头内均装有活性炭、瓷环、多孔板的乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器示意图；

图2是下封头内装有活性炭、瓷环、多孔板的乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯的合成转化器示意图；

图3是内装空心芯轴与扰流片构成的扰流组件的反应列管轴向剖面示意图；

图4是反应列管同一横截面设有两个扰流片的示意图；

图5是反应列管同一横截面设有四个扰流片的示意图。

具体实施方式

实施例一