本發明涉及氯乙烯合成技術領域，具體涉及一種乙炔法氯乙烯合成工藝。
背景技術：
現有制備氯乙烯的工藝有乙炔法和乙烯法，由于原料條件的原因，我國絕大多數采用乙炔法制備氯乙烯，即通過乙炔氣體與氯化氫氣體在活性炭為載體的氯化汞催化劑作用下發生合成反應，生成氯乙烯。現有氯乙烯合成的工藝技術，見圖1所示，為乙炔經乙炔阻火器與氯化氫在混合器按一定的比例混合后，經預熱器預熱至70～80℃后，依次進入裝有活性炭為載體的氯化汞催化劑的串聯兩段式轉化器(分別為前轉化器和后轉化器)，進行氯乙烯合成，反應生成粗氯乙烯，混合氣體再進入后處理系統。前轉化器出口氣體中含有20～30％的乙炔未反應，進入后轉化器繼續反應，使其出口處乙炔含量控制在2％以下。后轉化器裝填的是活性高的新活性炭為載體的氯化汞催化劑，前轉化器裝填的是活性較低活性炭為載體的氯化汞催化劑(即由后轉化器經抽翻更換下來的舊氯化汞催化劑)。
該傳統工藝的不足之處在于：1)串聯兩段式轉化器運行，由于物料配比和壓力控制恒定，易造成活性炭為載體氯化汞催化劑活性中心結合的氯化氫因無法及時補充，導致活性中心與乙炔結合，長時間在高溫狀態下發生碳化反應，使得催化劑活性中心因積碳而失去活性，縮短催化劑使用壽命，不利于單臺轉化器產率的提高；2)串聯兩段式轉化器運行，為降低催化劑運行成本，需要對活性炭為載體的氯化汞催化劑進行抽翻作業，在抽翻過程中，活性炭載體因自身強度問題，破損量較大，且對環境造成一定影響。
技術實現要素：
為解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種乙炔法氯乙烯合成工藝。
本發明是通過下述技術方案來實現的。
一種乙炔法氯乙烯合成工藝，包括以下步驟：
1)按照乙炔與氯化氫摩爾比為1:(1.05～1.15)的比例將經過乙炔阻火器的乙炔與氯化氫在一次混合器中混合；
2)占總混合氣體20～90％的混合氣體經一次預熱器預熱后，進入裝有催化劑的前轉化器，進行氯乙烯合成；占總混合氣體80～10％的混合氣體經二次預熱器預熱后，與出前轉化器的混合氣體在二次混合器中混合；
3)二次混合后的氣體進入裝有催化劑的后轉化器，再次進行氯乙烯合成，反應生成粗氯乙烯，混合氣體再進入后處理系統。
進一步，所述步驟2)中，經一次預熱器預熱后的混合氣體溫度為80～120℃。
進一步，所述出一次混合器的氣體溫度為-10～45℃；出二次混合器的氣體溫度為90～150℃。
進一步，所述轉化器通過循環水控制反應溫度為90～180℃。
進一步，所述催化劑為氯化汞、氯化金、氯化鈀、氯化銅、氯化銀、氯化鉍、氯化鎳、氯化鉛、氯化錫、氯化鉑、氯化銠、氯化鉬、氯化鎢、氯化鋇或氯化鋅的一種或幾種混合物。
進一步，所述乙炔氣體純度≥98.5％。
進一步，所述氯化氫的純度≥94％，不含游離氯。
本發明所制備的氯乙烯，其氯乙烯純度不小于85.3％，乙炔含量不大于2.0％，氧含量不大于2.3％，氯含量不大于5.7％，二氯乙烷含量不大于0.001％。
本發明有以下有益效果：
1.該工藝控制有利于單臺轉化器的產能的提高；
2.該工藝催化劑前后轉化器的催化劑不需要抽翻(后臺轉化器催化劑卸下來，裝填至前臺轉化器繼續使用)，減少了檢修時間，提高了設備運轉率，降低了成產成本，同時減少了催化劑因抽翻造成的損失并保護了環境；
3.該工藝后轉化器通入混合氣，系統壓力升高，促進乙炔的轉化，轉化率升高。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明的不當限定，在附圖中：
圖1為現有技術的氯乙烯合成工藝流程；
圖2為該發明技術的氯乙烯合成工藝流程。
具體實施方式
下面通過具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
如圖2所示，本發明的一種乙炔法氯乙烯合成工藝，包括以下步驟：
1)按照乙炔(乙炔氣體純度≥98.5％)與氯化氫(氯化氫的純度≥94％，不含游離氯)摩爾比為1:(1.05～1.15)的比例將經過乙炔阻火器的乙炔與氯化氫在一次混合器中混合；出一次混合器的氣體溫度為-10～45℃；
2)占總混合氣體20～90％的混合氣體經一次預熱器(經一次預熱器預熱后的混合氣體溫度為80～120℃)預熱后，進入裝有催化劑(為氯化汞、氯化金、氯化鈀、氯化銅、氯化銀、氯化鉍、氯化鎳、氯化鉛、氯化錫、氯化鉑、氯化銠、氯化鉬、氯化鎢、氯化鋇、氯化鋅)的前轉化器，進行氯乙烯合成；占總混合氣體80～10％的混合氣體經二次預熱器預熱后，與出前轉化器的混合氣體在二次混合器(出二次混合器的氣體溫度為90～150℃)中混合；
3)二次混合后的氣體進入裝有催化劑(為氯化汞、氯化金、氯化鈀、氯化銅、氯化銀、氯化鉍、氯化鎳、氯化鉛、氯化錫、氯化鉑、氯化銠、氯化鉬、氯化鎢、氯化鋇、氯化鋅)的后轉化器，轉化器通過循環水控制反應溫度在90～180℃進行氯乙烯合成，反應生成粗氯乙烯，混合氣體進入后處理系統。
本發明為乙炔經乙炔阻火器與氯化氫經一次混合器混合后(乙炔與氯化氫摩爾比為1:1.05～1.15)，分為兩路，一路混合氣體(占總量的20％～90％)進入一次預熱器預熱后，進入裝有催化劑的前轉化器，經過氯乙烯合成后的混合氣體與另一路經二次預熱器預熱的混合氣體(占總量的80％～10％)，進入二次混合器混合后，再進入后轉化器進行氯乙烯合成，轉化器通過循環水控制反應溫度為90～180℃，在催化劑的催化作用下發生氣相反應生成氯乙烯；最終混合氣體進入后處理系統。
本發明通過先將經乙炔阻火器與氯化氫經一次混合器混合，控制氯化氫與乙炔總摩爾比，部分混合氣體經一次預熱后，進入裝有催化劑的前轉化器進行氯乙烯合成；然后通過將部分經二次預熱器預熱的混合氣體與出前轉化器含有氯乙烯的混合氣體進一步混合后，再進入裝有催化劑的后轉化器中充分反應再次進行氯乙烯合成。該發明后轉化器通入混合氣，系統壓力升高，促進乙炔的轉化，轉化率升高，整體轉化器轉化率可達到99.7％；該工藝可以調整進入前后轉化器的氣體含量，高效的使用催化劑，可使催化劑的壽命延長達到9000小時以上。
下面給出具體實施例來進一步說明本發明。
實施例1
按照乙炔與氯化氫摩爾比為1:1.05的比例將經過乙炔阻火器的乙炔與氯化氫在一次混合器中混合使使氣體溫度為-10℃；將占混合氣體體積比為20％的混合氣體經一次預熱器預熱后溫度為80℃，進入裝有氯化金催化劑的前轉化器；占總混合氣體80％的混合氣體經二次預熱器預熱后，與出前轉化器的混合氣體在二次混合器中混合使氣體溫度為90℃；二次混合后的氣體進入裝有氯化金催化劑的后轉化器，轉化器通過循環水控制反應溫度為90℃進行氯乙烯合成，反應生成粗氯乙烯，混合氣體進入后處理系統。本實施例轉化器的轉化率為99.2％。
實施例2
按照乙炔與氯化氫摩爾比為1:1.1的比例將經過乙炔阻火器的乙炔與氯化氫在一次混合器中混合使氣體溫度為45℃；將占混合氣體體積比為60％的混合氣體經一次預熱器預熱后使氣體溫度為100℃，進入裝有氯化汞催化劑的前轉化器；占總混合氣體40％的混合氣體經二次預熱器預熱后，與出前轉化器的混合氣體在二次混合器中混合使溫度為120℃；二次混合后的氣體進入裝有氯化汞催化劑的后轉化器，轉化器通過循環水控制反應溫度為140℃進行氯乙烯合成反應生成粗氯乙烯，混合氣體進入后處理系統。本實施例轉化器的轉化率為99.7％。
實施例3
按照乙炔與氯化氫摩爾比為1:1.15的比例將經過乙炔阻火器的乙炔與氯化氫在一次混合器中混合使氣體溫度為25℃；將占混合氣體體積比為90％的混合氣體經一次預熱器預熱后使氣體溫度為120℃，進入裝有氯化銅和氯化銀催化劑的前轉化器；占總混合氣體10％的混合氣體經二次預熱器預熱后，與出前轉化器的混合氣體在二次混合器中混合使溫度達為150℃；二次混合后的氣體進入裝有氯化銅和氯化銀催化劑的后轉化器，轉化器通過循環水控制反應溫度為180℃進行氯乙烯合成，反應生成粗氯乙烯，混合氣體進入后處理系統。本實施例轉化器的轉化率為99.4％。
實施例4
按照乙炔與氯化氫摩爾比為1:1.08的比例將經過乙炔阻火器的乙炔與氯化氫在一次混合器中混合使氣體溫度為5℃；將占混合氣體體積比為40％的混合氣體經一次預熱器預熱后使氣體溫度為90℃，進入裝有氯化鈀、氯化鎳和氯化鉍催化劑的前轉化器；占總混合氣體60％的混合氣體經二次預熱器預熱后，與出前轉化器的混合氣體在二次混合器中混合使溫度達為105℃；二次混合后的氣體進入裝有氯化鈀、氯化鎳和氯化鉍催化劑的后轉化器，轉化器通過循環水控制反應溫度為115℃進行氯乙烯合成，反應生成粗氯乙烯，混合氣體進入后處理系統。本實施例轉化器的轉化率為99.5％。
實施例5
按照乙炔與氯化氫摩爾比為1:1.13的比例將經過乙炔阻火器的乙炔與氯化氫在一次混合器中混合使氣體溫度為35℃；將占混合氣體體積比為75％的混合氣體經一次預熱器預熱后使氣體溫度為110℃，進入裝有氯化錫、氯化鉛、氯化鉑混合催化劑的前轉化器；占總混合氣體25％的混合氣體經二次預熱器預熱后，與出前轉化器的混合氣體在二次混合器中混合使溫度達為135℃；二次混合后的氣體進入裝有氯化錫、氯化鉛、氯化鉑混合催化劑的后轉化器，轉化器通過循環水控制反應溫度為165℃進行氯乙烯合成，反應生成粗氯乙烯，混合氣體進入后處理系統。本實施例轉化器的轉化率為99.4％。
本發明僅給出了采用上述不同催化劑進行氯乙烯轉化的實施例，本發明技術方案中列出的氯化銠、氯化鉬、氯化鎢、氯化鋇和氯化鋅催化劑在氯乙烯合成中能夠達到與實施例中列出的催化劑相同的轉化效果。
下面表1給出了粗氯乙烯的相關性能測試結果。
表1粗氯乙烯的相關性能測試結果對比
從上述實施例可以看出，采用本發明方法制備的氯乙烯，其氯乙烯純度不小于85.3％，乙炔含量不大于2.0％，氧含量不大于2.3％，氯含量不大于5.7％，二氯乙烷含量不大于0.001％。
本發明并不局限于上述實施例，在本發明公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據所公開的技術內容，不需要創造性的勞動就可以對其中的一些技術特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發明的保護范圍內。