氯气的供给方法本发明涉及向反应器供给氯气的方法。
迄今已知的各种氯化反应，例如，通过将一氯甲烷氯化生产二
氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的反应。当在大规模的工厂中进行这种
氯化反应时，通常是作为原料向反应器供给氯气，它使用往复式压
缩机通过压力将氯气从氯气供应装置输送到反应器。
然而，使用压缩机通过压力将氯气输入反应器由于压缩气体而
引起巨大负载。特别在高压下进行氯化反应时，由于巨大负载而容
易使压缩机发生故障，因而难以稳定地供给氯气。
供给的氯气中通常包含各种各样的杂质，这些杂质在许多情况
下对氯化反应存在不利影响。例如，当氯气从例如氯化钠电解厂等
设施输送出来时，氯气通常包含约数PPM的金属粒子如铁等，这
种粒子具有抑制游离基产生的作用。在这种情况下，当要实现的氯
化反应是游离基反应时，这种铁粒子会降低目标产物的反应率，并
在反应期间造成压力与温度的波动。此外，该氯气有时还包含约数
PPM的三氯化氮，该三氯化氮几乎同所有类型的有机化合物发生
强烈反应，因而涉及爆炸危险。在氯化反应中三氯化氮分解而产生
的氮气与氯气相互发生反应产生氯化铵结垢。这种结垢污染紫外灯
表面，从而使通过光化作用实现的反应不稳定。因此，希望在氯化
反应期间尽可能地减少向反应器供给含有三氯化氮的氯气。
本发明的目的是提供一种向反应器供给氯气的新颖方法。
本发明的第二个目的是提供一种以小负载向反应器稳定供给氯
气的方法。
本发明的第三个目的是提供一种在减少氯化反应中不希望有的
杂质量后向反应器供给氯气的方法。
本发明的其它目的与优点从以下叙述中将更为明显。
按照本发明方法，通过包括以下步骤的向反应器供给氯气的方
法可以实现本发明的上述目的与优点：
冷却氯气将其转变成液态氯，
用压力将液态氯输送到靠近反应器的地方，加热液态氯将其转
变成氯气，并且
向反应器供给氯气。
图1是表示在通过将一氯甲烷氯化生产多氯甲烷的反应中按照
本发明的典型实施方案供给氯气的原理图。
在本发明中，首先冷却来自氯气供应装置的氯气将其转变成液
态氯。然后，用压力将这种液态氯输送到靠近反应器的地方。同用
压缩机以气体形态向反应器供给氯气的情况相比较，从而可能以更
小的负载增加压力就很容易将液态氯输送到靠近反应器的地方。由
于将氯气冷却，就可以去除包含在氯气中的杂质气体如氯气等，这
些杂质气体的沸点比氯气沸点低，由于妨碍生成游离基而对氯化反
应产生有害影响。
在这方面，可以应用使氯气冷却将其转变成液态氯的乙知方法
而无任何限制。一般说来，优选在1～15Kg/cm2G压力下将氯气冷
却到低于其沸点的温度。在此情况下，可以使用水作为冷却器的致
冷剂。然而，由于可以降低氯的压力，优选使用氟化物基的烃类致
冷剂将氯冷却到-20～0℃温度。
可以使用任何已知类型的泵作为通过压力将液态氯输送到靠近
反应器地方的泵而无任何限制，在这种情况下，输送液态氯的压力
一般为10～40Kg/cm2G，该液态氯通常被保持在-20～0℃温度。
然后，在本发明中，加热被输送到靠近反应器地方的液态氯，
将其重新转变成氯气，随后用蒸气压力将它供给反应器。在本发明
中，在使液态氯气化步骤中，可以去除杂质金属粒子如铁。即使包
含有三氯化氮，也可以优选在80℃或更高温度加热使三氯化氮进行
热分解来减少它的含量。
在本发明中，可以在已知的汽化器中加热液态氯而无任何限
制。汽化器的优选实例包括各种类型的蒸发器如多管式类型、闪蒸
蒸发器等。加热温度一般为80～150℃，通过加热液态氯，可以获得
压力为10～40Kg/cm2G的氯气。
在已知的氯化反应中可以应用本发明方法而无任何限制。优选
在由游离基反应实现的氯化反应中使用本发明方法。氯化反应的说
明性实施例包括将一氯甲烷氯化来制备多氯甲烷如二氯甲烷、三氯
甲烷与四氯化碳的反应、将通过二氯丙烷氯化来制备四氯化碳与全
氯乙烯的反应、将丙烯氯化来制备烯丙基氯的反应等等。本发明方法
特别优选应用于通过一烷甲烷氯化来制备多氯甲烷的反应。在这种
情况下，可以将已知的氯化反应用作制备多氯甲烷的反应而无任何
限制，特别优选一种方法，在该方法中，将一氯甲烷和氯在有由游
离基引发剂和/或紫外光产生的游离基存在下，而且一氯甲烷为液
相状态时进行反应。
在本发明中使用的氯气尽管可为任何氯气，但使用铁含量为1
～20ppm的氯气是有利的。使用三氯化氮含量0.5～30ppm的氯气
更为有利。一般说来，优选由氯化钠电解厂生产供应并含有上述杂
质浓度的氯气。
在下文中参考附图对本发明进行详细说明。图1是表示在将一
氯甲烷氯化以制备多氯甲烷如二氯甲烷-三氯甲烷与四氯化碳的反
应中按照本发明的典型实施方案供给氯气的原理图。在图1中，从
氯气供应装置通过管道1送入的氯气首先供给使氯气液化的氯气冷
却器2。此时，可以去除沸点比氯气沸点低的杂质气体。如此得到的
液态氯通过管道3被送入液态氯储槽4。这种液态氯借助于泵5在
小负载下通过管道6被压力有效地输送到位于生产多氯甲烷的反应
器7附近的汽化器8。通过汽化器8加热液态氯并将其转变成高压
氯气，然后通过管道9将氯气供给反应器7。此时，在加热气化步骤
中可以去除杂质金属粒子如铁，杂质如三氯化氮也被热分解了。同
时，通过管道10还将一氯甲烷供给反应器7，使上述供入的氯气同
一氯甲烷在反应器7中进行反应以生产多氯甲烷。
按照本发明方法，在向反应器供给氯气时，能够以小负载稳定
地向反应器供给氯气。此外，能够减少对氯化反应产生有害影响的
杂质如铁与三氯化氮，压力与温度的波动小，能够进行稳定反应而
无爆炸危险与产生结垢。结果，能够稳定地生产作为目的的氯化产品
并极其有利。
为进一步说明本发明而给出以下实施例与比较例。然而，不应
理解为本发明局限于这些实施例。
实施例1
通过多氯甲烷的生产工艺来生产多氯甲烷，在该工艺中使用示
于图1的本发明供给氯气的方法。通过管道1供应的氯气是由氯化
钠电解厂生产的，它的压力为2Kggg/cm2G并含有5ppm铁与1ppm
三氯化氮。在氯气冷却器2中，使用被致冷机冷却到-18℃的氟利
昂作为致冷剂，将氯气冷却转变成液态氯。在液态氯保持在-15℃
温度时，借助于泵5用33Kg/cm2G压力将该液态氯输送到由多管
式蒸发器组成的汽化器8。此后，在该气化器8中，使用加热成
130℃的蒸汽作为热源，将该液态氯气化成压力为30Kg/cm2G的氯
气。这样得到的氯气含有0.1ppm的铁与0.3ppm的三氯化氮。该氯
气的压力为30kg/cm2G并被供给压力为27Kg/cm2G的反应器7。
供给反应器7的氯气为2,300Nm3/h。
同时，来自管道10供入反应器7的一氯甲烷为8.3m3/h。一氯
甲烷与氯气于100℃温度并存在游离基引发剂时在反应器7中进行
液相反应。
上述多氯甲烷生产进行了1年，但仍然能够稳定持续地向反应
器7供给氯气。而且在这种多氯甲烷生产中每10天一次分析反应器
7中的铁浓度时，全部分析值都为0.5ppm或更低。结果，在反应器
7中全年的压力波动仅为0.01Kg/cm2G或更小，温度波动仅为0.
2℃或更低。
比较例1
以实施例1中相同方式生产多氯甲烷1年，但使用往复式压缩
机在30Kg/xm2G压力下直接从管道1向反应器7供给氯气。结果，
在1年运行期间往复式压缩机发生24次故障，只得高价进行维修，
每当此时不得不用备用压缩机更换发生故障的压缩机，运行就变得
不稳定了。
即使在稳定状态进行反应时，直接向反应器7供给含有5ppm
铁与1ppm三氯化氮的氯气。因此，在反应器7中的铁浓度每10天
进行测量为7ppm。最大压力变化为0.7Kg/cm2G，最大温度变化为
3.0℃，这就导致有时很难控制氯化反应。
实施例2
将在实施例1中从管道1供应的氯气改变成含有10ppm铁、
2ppm三氯化氮、压力为3kg/cm2G的氯气。在氯气冷却器2中，使用
被致冷机冷却到-18℃的氟利昂作为致冷剂将氯气冷却转变成液态
氯。借助于泵5在30Kg/cm2G压力下将该液态氯输送到由多管式蒸
发器组成的气化器8，同时该液态氯被保持在-10℃温度。此后，在
该气化器8中，使用加热成100℃的蒸气作为热源在27Kg/cm2G压
力下将该液态氯气化成氯气。这样得到的氯气含有0.1ppm的铁与
0.7ppm的三氯化氮。将压力为27Kg/cm2G的氯气供给压力为
24Kg/xm2G的反应器7。向反应器7供给的氯气为1,500Nm3/h。
同时，来自管道10供入反应器7的一氯甲烷为4.8m3/h。在反
应器7中，一氯甲烷同氯气在100℃温度并存在游离基引发剂时进
行液相反应。
当上述多氯甲烷生产进行1年时，能够稳定持续地向反应器7
供给氯气。在生产多氯甲烷中，当在反应器7中的铁浓度每10天进
行分析时，全部分析值都为0.5ppm或更低。结果，在反应器7中全
年的压力变化仅为0.01Kg/cm2G或更小，温度变化仅为0.2℃或更
低。