李弘宇

（天津有機(jī)化工二廠，天津 300400）

氯甲酸-2-乙基己酯生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題及如何節(jié)能減排

李弘宇

（天津有機(jī)化工二廠，天津 300400）

氯甲酸-2-乙基己酯在實(shí)際生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題及這些問題對產(chǎn)品的影響，以及如何在實(shí)際生產(chǎn)中節(jié)約能源，減少對環(huán)境的污染做到節(jié)能減排。

氯甲酸-2-乙基己酯；實(shí)際生產(chǎn)；節(jié)能減排

氯甲酸-2-乙基己酯，俗稱氯代酯。其生產(chǎn)原料為異辛醇和氣態(tài)光氣，它的主要用途是作為生產(chǎn)過氧化二碳酸-2-乙基己酯的中間體。該過氧化酯的主要作用是用作生產(chǎn)聚氯乙烯的引發(fā)劑，簡稱EHP。氯甲酸-2-乙基己酯屬于氯甲酸酯系列產(chǎn)品，這一系列的產(chǎn)品都有著較長生產(chǎn)歷史，技術(shù)也是比較成熟的，但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中還會(huì)出現(xiàn)一些問題。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中如何做到節(jié)能減排也很值得探討和研究。

1 反應(yīng)原理及其性質(zhì)

1.1 性質(zhì)

氯甲酸-2-乙基己酯為無色透明液體，分子式為C9H17ClO2，相對分子質(zhì)量192.7，密度0.981，沸點(diǎn)106～107℃，閃點(diǎn)179℃，折射率1.431。

氯代酯系列產(chǎn)品都不是很穩(wěn)定的化合物，水解能釋放出氯化氫。氯甲酸-2-乙基己酯存放一個(gè)月，其含量下降0.5%左右，同等條件下，氯甲酸異辛酯比氯甲酸異丙脂、氯甲酸環(huán)己酯要穩(wěn)定。

1.2 反應(yīng)原理

其主要反應(yīng)為羧酸衍生物的取代反應(yīng)，異辛醇與光氣反應(yīng)生成氯甲酸-2-乙基己酯。

2 生產(chǎn)工藝原理及實(shí)際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題

2.1 生產(chǎn)工藝原理

目前的氯甲酸-2-乙基己酯的主要生產(chǎn)工藝有釜式反應(yīng)與塔式反應(yīng)。

釜式反應(yīng)：將異辛醇從計(jì)量槽計(jì)量加入光化釜，控制光化釜內(nèi)溫度在10℃左右，前期在控制反應(yīng)溫度的情況下通入光氣，前期的釜內(nèi)的反應(yīng)溫度控制在10～15℃；4～5 h后加大光氣流量，其流量標(biāo)準(zhǔn)還是以控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為準(zhǔn)，此段釜內(nèi)反應(yīng)溫度控制在15～22℃的范圍內(nèi)，此段反應(yīng)時(shí)間為12 h；反應(yīng)接近尾期時(shí)減少光氣通入量，使釜內(nèi)異辛醇完全反應(yīng)，此時(shí)取樣化驗(yàn)其氯甲酸-2-乙基己酯含量，如含量≥95%時(shí)，即認(rèn)為反應(yīng)完全，停止光化反應(yīng)。至此，反應(yīng)已基本結(jié)束，進(jìn)入產(chǎn)品的趕氣階段，因產(chǎn)品在反應(yīng)過程產(chǎn)生了大量的氯化氫氣體，此時(shí)需要趕氣置換使其游離氯達(dá)到0.5%以下，再有我們用來趕氣的氣體必須是穩(wěn)定的，基本上不和氯甲酸-2-乙基己酯反應(yīng)的。氮?dú)鈩t是我們最好的選擇，由于N2分子之中存在三鍵N≡N，所以N2分子具有很大的穩(wěn)定性，N2分子是已知的雙原子分子中最穩(wěn)定的。空氣中的氮?dú)夂繛?8.21%所以我們可以利用空氣作為趕氣的氣體，如果有條件的話，我們也可以直接利用氮?dú)鈦碲s氣。

塔式反應(yīng)：塔式反應(yīng)的生產(chǎn)原理基本與釜式相似，但塔式反應(yīng)更適應(yīng)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，它是以計(jì)量泵將異辛醇連續(xù)通入光化塔，與此同時(shí)，光氣也以一定的配比率連續(xù)通入光化塔，但是其反應(yīng)溫度的控制則與釜式反應(yīng)不同，它是靠外界物理降溫，來達(dá)到控制合理的反應(yīng)溫度范圍。成品料的接收也與釜式反應(yīng)不同，釜式反應(yīng)是階段間歇式的反應(yīng)成產(chǎn)，而塔式則不同，它需要成品釜及趕氣釜，一同配合其生產(chǎn)，以達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)目的。

以上兩種生產(chǎn)形式（異辛醇與光氣→光化合成→趕氣→成品），在光化和趕氣時(shí)都會(huì)產(chǎn)生尾氣，這就需要負(fù)壓系統(tǒng)，尾氣處理系統(tǒng)，將其產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行處理，以避免對環(huán)境產(chǎn)生污染破壞。

2.2 實(shí)際成產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題

氯甲酸-2-乙基己酯成產(chǎn)過程出現(xiàn)的問題主要有產(chǎn)品的含量生產(chǎn)控制問題與產(chǎn)品的外觀、色號控制問題。

產(chǎn)品含量的控制，其實(shí)就是指怎樣使光氣與異辛醇更好的合成的問題，怎樣給物料的反應(yīng)提供一個(gè)良好的物理環(huán)境，氯甲酸-2-乙基己酯的光化反應(yīng)物料的添加順序一般分為異辛醇滴加液態(tài)光氣和氣態(tài)光氣通入異辛醇內(nèi)反應(yīng)。目前，氣態(tài)光氣通入異辛醇液體的這種反應(yīng)方式是常見的反應(yīng)方式。此種方式中，如何合理的控制光氣的通入流量是控制氯代酯醇解的有效途徑之一。

在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會(huì)出現(xiàn)光氣通入速度過快，反應(yīng)溫度過高，使本身就反應(yīng)劇烈的光化反應(yīng)，反應(yīng)更加劇烈，雖然有外部物理方法控制其過高溫度的產(chǎn)生，但物理控制需要一定的時(shí)間，如果是連續(xù)性的生產(chǎn)，在此高溫段內(nèi)就會(huì)不利于對副反應(yīng)的控制。

副反應(yīng)：異辛醇與產(chǎn)物氯甲酸-2-乙基己酯反應(yīng)生產(chǎn)正碳酸酯。

如果光氣不能穩(wěn)定的，在適量合理的流速下通入，那么像這樣的高溫段反應(yīng)就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，副產(chǎn)物就會(huì)大量的產(chǎn)生，影響到主反應(yīng)產(chǎn)物的含量，影響到最終產(chǎn)品的含量。

產(chǎn)品外觀、色號的控制，則是對原料光氣和異辛醇中非揮發(fā)性有機(jī)雜質(zhì)的控制，以及因光氣的腐蝕性較大，所以光氣管道要經(jīng)常清理及時(shí)更換，以避免管道中的雜質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)物料內(nèi)，影響產(chǎn)品的外觀。

3 如何在實(shí)際生產(chǎn)中做到節(jié)能減排

此類產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中負(fù)壓是一個(gè)重要的生產(chǎn)因素，產(chǎn)品反應(yīng)的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量氯化氫尾氣，這就需要負(fù)壓把尾氣帶到尾氣破壞系統(tǒng)，以避免直接排入環(huán)境造成環(huán)境的污染，但不是負(fù)壓越大就越好，如果負(fù)壓太大，不僅會(huì)帶走尾氣，也會(huì)把沒有來得及反應(yīng)的光氣大量帶走，造成了生產(chǎn)原料光氣的浪費(fèi)，也會(huì)增加尾氣破壞系統(tǒng)的工作壓力，所以在實(shí)際的生產(chǎn)過程中負(fù)壓應(yīng)控制在微負(fù)壓為宜。盡量做到節(jié)約生產(chǎn)原料。

尾氣破壞系統(tǒng)也是生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，其主要作用是把尾氣HCl水解，此水解反應(yīng)的產(chǎn)物為鹽酸，但因其含雜質(zhì)較多，濃度較低。所以此類鹽酸的實(shí)際使用率也不是很高，很難被其它產(chǎn)品的生產(chǎn)過程所消耗。

另一方面，水解反應(yīng)也不能完全把尾氣氯化氫氣體吸收，還會(huì)有殘余的氯化氫氣體沒有被破壞，這就需要尾氣破壞系統(tǒng)的最后一套系統(tǒng)堿破壞系統(tǒng)，其原理就是利用NaOH堿水溶液破壞殘余的氯化氫氣體，產(chǎn)生中性的氯化鈉水溶液。

即使是這樣的尾氣破壞系統(tǒng)也存在著不足。

第一，因?yàn)樯a(chǎn)的連續(xù)性，其破壞系統(tǒng)也是連續(xù)的破壞，所以不斷會(huì)有上文所說的使用效率較低的鹽酸產(chǎn)生，由于其使用效率低，所以只有一小部分被使用消耗，大部分生產(chǎn)的鹽酸造成產(chǎn)品堆積，雖然表面上看似水破壞了尾氣氯化氫，生成了產(chǎn)品鹽酸，沒有造成環(huán)境的污染，即水資源的浪費(fèi)，但實(shí)際上大量產(chǎn)品鹽酸不能被利用到實(shí)際生產(chǎn)生活當(dāng)中，只能被長期堆積，造成堆積場地的浪費(fèi)和破壞用水資源使用效率的浪費(fèi)。

第二，尾氣破壞系統(tǒng)中的堿破壞系統(tǒng)，也是不斷需要NaOH溶液破壞氯化氫尾氣，產(chǎn)生的NaCl溶液雖然對環(huán)境沒有太大的影響，但是NaOH的一次性使用和水資源的一次性使用，也造成了不小的浪費(fèi)。

解決方法：如果將水破壞產(chǎn)生的鹽酸定期成批的加入NaOH生成NaCl溶液，與堿破壞系統(tǒng)產(chǎn)生的NaCl溶液，一其進(jìn)行電解反應(yīng)，電解過程中產(chǎn)生的Cl2氣，可回收做光氣的生產(chǎn)原料循環(huán)使用，產(chǎn)生的H2，可作為燃料或外排，不會(huì)對環(huán)境造成任何影響，最重要的是NaOH可以被重新電解出來，循環(huán)使用。

如果這樣的話，我們從理論上可能會(huì)做到零能耗，所有原料都能循環(huán)使用，而且沒有任何污染環(huán)境的外排，對環(huán)境也是理論上的零污染。但是在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，這樣的理論結(jié)果不可能被實(shí)現(xiàn)，即便如此也可以做到大大降低生產(chǎn)能耗及大大降低對環(huán)境的污染。

4 氯甲酸-2-乙基己酯的使用及發(fā)展

氯甲酸-2-乙基己酯主要是用于生產(chǎn)聚氯乙烯的引發(fā)劑，也可作農(nóng)藥生產(chǎn)的中間體。

目前，有色金屬能源價(jià)格不斷飛漲，PVC以其特有的化學(xué)及物理性質(zhì)，在各個(gè)方面可以做到大量取代原有以金屬為材質(zhì)的管道、建材及各種在生產(chǎn)生活中使用的產(chǎn)品。

Problems that may occur in chloro-carbonic acid-2-ethyl production process and how to achieve enervgy-saving emission reduction

LI Hong-yu
(Tian jin organic chemieal No.2 Factory,Tianjin 300400)

Chloro-carbonic acid-2-ethyl in the actual production process problems that may occur and the impact of these issues for the product and how to achieve energy conservation,envivonmental pollution and energy reduction in the actual production

chloro-carbonic acid-2-ethyl,actual production,energy-saving emission reduction

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10.3969/j.issn.1008-1267.2010.01.011

TQ225.3

A

1008－1267（2010）01-0029－03

2009-09-10