[发明专利]利用一氯甲烷热氯化反应热生产中、低压蒸汽的装置和方法

说明书

本发明提供一种利用一氯甲烷热氯化反应热生产中、低压蒸汽的装置和方法，该装置包括一氯甲烷热氯化反应器、反应热转换器、急冷塔、中压蒸汽发生器、低压蒸汽发生器、蒸汽冷凝水贮槽和热媒贮槽；该装置可同时生产表压0.6～2.0MPa的中压蒸汽和表压0.1～0.5MPa的低压蒸汽，蒸汽的压力可以在一定范围内任意调节，反应热被充分利用，生产的蒸汽量大，可显著减少碳排放；且设备能长周期使用，使用寿命可达8年以上。能灵活调整反应混合气的排放温度，有效保护设备不被腐蚀，全系统可以由DCS自动操作，运行平稳，大大降低操作人员的劳动强度，提高运行效率。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及利用一氯甲烷热氯化反应热生产中、低压蒸汽的装置和方法。

背景技术

氯甲烷热氯化法生产甲烷氯化物的工艺已有效实施近20年时间，但由于对氯甲烷热氯化反应热缺乏成熟的利用技术，且整体技术风险较大，所以生产过程中产生的高品位热在很长一段时期内都未能得到有效应用。

对此，本领域技术人员不断探索，在相关人员的不懈努力下，目前已有能部分解决该问题的相应生产设备被逐步研发出来或已经投入使用，中国专利CN111004085A也公开过一种利用氯甲烷热氯化反应热副产蒸汽的方法，在该工艺下，可将氯甲烷热氯化反应热能直接转换形成蒸汽，每万吨甲烷氯化物产能每年可副产蒸汽4000吨，全部实施后可副产蒸汽80万吨，折标煤7.2万吨，减排4.8万吨二氧化碳，节能减排效果十分显，且能大幅减轻反应混合气后处理系统的负荷。

但是上述工艺所依赖的装置在运行时还存在几点不足之处：一是生产的蒸汽压力低，最高不超过0.4MPa，导致出品的蒸汽的应用范围受到较为明显的限制；二是无法调节进入急冷塔的反应混合气的温度，这也是有碍多产蒸汽的重要原因；三是设备主要利用水与高温混合气之间进行换热产蒸汽，所以一旦反应热转移器中出现气体泄漏问题，混合气中含有的大量氯化氢会与水结合，形成高温高浓度的盐酸，该状态下的盐酸具有极强的腐蚀性，设备经腐蚀后很快会产生大量泄漏，相连的蒸汽管道、下游所有用汽设备、管道、仪表、阀门都会很快被腐蚀，进而会出现大面积泄漏的情况，不仅设备自身会报废，也会大大缩短关联设备整体使用寿命，增加企业经济支出，而且会产生安全环保事故，为长周期生产过程埋下重大隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供可联产中低压蒸汽、操控灵活、可高质量长周期运行、安全环保的一种一氯甲烷热氯化反应热生产中、低压蒸汽的装置和方法。

本发明的具体技术方案为：利用一氯甲烷热氯化反应热生产中、低压蒸汽的装置，该装置包括一氯甲烷热氯化反应器、反应热转换器、急冷塔、中压蒸汽发生器、低压蒸汽发生器、蒸汽冷凝水贮槽和热媒贮槽；一氯甲烷热氯化反应器的上部出口通过管道与反应热转换器的管程进口相连；反应热转换器的管程出口通过管道与急冷塔下部的气体进口相连，反应热转换器的壳程进口与热媒贮槽通过管道连接、壳程出口通过管道与中压蒸汽发生器的管程进口相连；热媒贮槽中贮存导热油；中压蒸汽发生器的壳程进口与蒸汽冷凝水贮槽连接，中压蒸汽发生器的管程出口与低压蒸汽发生器的管程进口相连；低压蒸汽发生器的管程出口与热媒贮槽连接，低压蒸汽发生器的壳程进口与蒸汽冷凝水贮槽连接；在中压蒸汽发生器和低压蒸汽发生器的顶部分别设有中压蒸汽出口和低压蒸汽出口。

进一步地，在蒸汽冷凝水贮槽与中压蒸汽发生器的连接通路上设有中压蒸汽发生器给水泵。

进一步地，在蒸汽冷凝水贮槽与低压蒸汽发生器的连接通路上设有低压蒸汽发生器给水泵。

进一步地，在反应热转换器与热媒贮槽的连接通路上设有热媒循环泵。

利用上述装置生产中、低压蒸汽的方法，具体包括如下步骤：

1)一氯甲烷与氯气混合进入一氯甲烷热氯化反应器中进行热氯化反应，生成高温的甲烷氯化物混合气体通入反应热转换器的管程；

2)反应热转换器的管程中的高温气体与其壳程中的导热油发生能量转换，高温反应混合气被冷却，导热油被加热；