[发明专利]带压氯化氢合成氯甲烷的工艺

说明书

本发明公开了一种带压氯化氢合成氯甲烷的工艺。将甲基氯硅烷水解得到的带压氯化氢气体经氯化氢的饱和氯化氢‑甲醇溶液洗涤、活性炭纤维吸附联合处理技术除去其中的含硅化合物。纯化后的氯化氢气体与预热过的甲醇液体通过石墨喷射器送入氯甲烷合成釜合成氯甲烷。合成产物经除雾器后进入冷却器，冷却后的气液混合物全部进入氯甲烷水洗系统。本发明降低了甲基氯硅烷水解氯化氢中杂质对氯甲烷合成的不利影响，充分利用了合成反应热，精简了工艺，提高了氯甲烷合成釜时空产率和氯甲烷收率，减少废酸量，节能降耗，有显著的经济效益和环保效益。

本案为甲基氯硅烷水解氯化氢合成氯甲烷的工艺及装置2018106898401的分案，其申请日为20180628。

技术领域

本发明属于氯甲烷合成技术领域，具体涉及到一种利用甲基氯硅烷水解氯化氢合成氯甲烷的工艺和装置。

背景技术

氯甲烷有三种工业生产方法，即副产回收法，甲烷氯化法、甲醇氢氯化法。草甘膦等生产过程副产大量氯甲烷，副产的氯甲烷夹带杂质较多。甲烷氯化法是将甲烷和氯气在400℃高温下进行氯化，生成氯甲烷和多氯化物，单一的一氯甲烷生产一般不用此法。甲醇氯化法事将氯化氢和甲醇按比例混合，在一定温度和压力下合成氯甲烷，其中又分为气相催化法、液相催化法、液相非催化法。气相催化法催化剂为活性氧化铝，液相催化法催化剂为氯化锌溶液，液相非催化法不使用催化剂。有机硅单体生产主要原料之一为氯甲烷，其来源一般有两种，一种是将草甘膦副产氯甲烷回收净化后利用，另一种是利用合成氯甲烷，更多的采用甲醇氢氯化法合成。采用甲醇氢氯化法合成氯甲烷的原料之一氯化氢有两种来源，一是将盐酸解吸得到氯化氢气体，二是利用二甲基二氯硅烷水解得到的带压氯化氢气体。有机硅企业根据自身装置配套采用适合自己的生产工艺。采用二甲基二氯硅烷水解的的氯化氢做为原料时其夹带的硅烷会在催化条件下交联，生成的结构体堵塞管道和设备，迫使装置不能长期连续运行，例如使氯甲烷合成器能力下降，反应效率降低被迫更换催化剂，石墨冷却器效果变差，换热管堵塞，水洗塔填料堵塞等状况。

甲醇氢氯化法反应原理：CH₃OH+HCl=CH₃Cl+H₂O

副反应是：2CH₃OH=（CH₃）₂O+ H₂O

反应第一步：2CH₃OH=（CH₃）₂O+ H₂O

反应第二步：（CH₃）₂O+2 HCl=2 CH₃Cl+ 2H₂O

氯化氢和甲醇在氯化锌催化作用下发生脱水酯化放热反应，反应热为30.8kj/gmol氯甲烷（298.15k）。该反应是可逆反应，增加反应物的浓度，反应热气化移去反应产物和水，使反应向右进行。为维持反应温度，生产上常规做法是在反应器外设夹套，夹套中通入循环水冷却，或在反应器外设加热冷却器进行体外循环控制反应温度，或通过对合成气冷凝，将冷凝液回流至合成釜降温，这样通过热交换方式会损失一定的热量，反应热不能被充分利用，且需要的工艺设备复杂。催化法合成因甲醚选择性随着反应体系甲醇分压递增，故采用氯化氢过量以抑制甲醚的选择性，但会产生大量的含醇稀盐酸。