氯化氫生產(chǎn)工藝探討

1、氯化氫生產(chǎn)工藝探討第8期2004年8月中國(guó)氯堿ChinaChlorAlkaliAug.,200415氯化氫生產(chǎn)工藝探討李秀華,宋明霞,代罡(齊化集團(tuán),黑龍江齊齊哈爾161033)摘要:簡(jiǎn)介合成法與解吸法生產(chǎn)氯化氫的工藝流程,并對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行了比擬,分析了兩種生產(chǎn)工藝的特點(diǎn),并提出改良措施.關(guān)鍵詞:氯化氫;電石法;聚氯乙烯;合成法;解吸法InquiryofhydrogenchlorideproductionprocessLIXiuhua,SONGMingxia,DAI(QihuaGroup,Qiqihar161033,China)Abstract:Theproductionprocessofhyd

2、rogenchloridebysynthesisanddesorptionprocesswasanalysed.Transformationmeasureswereputforward.Keywords:hydrogenchloride;calciumcarbideprocess;PVC;synthesisprocess;desorptionpro一氯化氫作為電石法生產(chǎn)PVC的原料之一,其產(chǎn)團(tuán)原有5萬(wàn)t/aPVC生產(chǎn)裝置,氯化氫氣體來(lái)源于5萬(wàn)t/a離子膜燒堿生產(chǎn)裝置所產(chǎn)生的氯氣與氫氣.經(jīng)過(guò)擴(kuò)建改造,2001年P(guān)VC的生產(chǎn)能力到達(dá)8萬(wàn)t/a,同時(shí),氯化氫的來(lái)源問(wèn)題成為亟待解決的難題.因該集團(tuán)地處

3、我國(guó)東北部,受周邊環(huán)境的影響,現(xiàn)有的氯堿產(chǎn)品已根本供需平衡,假設(shè)再擴(kuò)建燒堿裝置,可能會(huì)因氯堿產(chǎn)品供需不平衡造成燒堿裝置不能滿負(fù)荷生產(chǎn)而使氯化氫的產(chǎn)量受限,阻礙PVC體.考慮到當(dāng)?shù)鼗实男枨罅亢艽?經(jīng)過(guò)多方調(diào)研論證,決定采用曼海姆法生產(chǎn)硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化氫工藝路線,這樣既可解決氯化氫短缺的問(wèn)題,又可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供無(wú)氯鉀肥.2001年3月,I期2萬(wàn)t/a硫酸鉀生產(chǎn)裝置投產(chǎn),同年又完成硫酸鉀裝置的期擴(kuò)建工程,使硫酸鉀生產(chǎn)裝置到達(dá)5萬(wàn)t/a的生產(chǎn)規(guī)模,聯(lián)產(chǎn)的氯化氫量到達(dá)2萬(wàn)t/a.至此,為配合8萬(wàn)t/a聚氯乙烯生產(chǎn),形成了由氫氣與氯氣直接合成氯化氫氣體(合成法生產(chǎn)氯化氫氣體)和生產(chǎn)硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)氯化氫氣體(即

4、解吸法生產(chǎn)氯化氫氣體)2條生產(chǎn)工藝路線并存的局面.l氯化氫氣體生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介原料氫氣由氫氣處理工序的氫壓機(jī)送來(lái),經(jīng)氫氣緩沖罐后由阻火器進(jìn)入鋼制合成爐底部的燃燒器氯處理工序的氯壓機(jī)加壓后輸送至緩沖罐,按一定的分子比(H:C1=1.05:11.10:1)進(jìn)入合成爐燈頭的內(nèi)管,由下而上經(jīng)由燈頭上的斜孔均勻地和外氫氣體利用合成爐夾套冷卻水冷卻,合成爐出口溫度降到400600oC時(shí),經(jīng)空氣冷卻器自然冷卻,被冷卻至100150oC,經(jīng)除鐵器進(jìn)入石墨冷卻器冷卻至4050左右,再進(jìn)入深冷石墨冷卻器進(jìn)一步冷卻,冷卻后的氯化氫氣體從石墨冷卻器下部排出,進(jìn)入酸霧別離器進(jìn)一步除去氯化氫氣體中的鹽酸霧滴,從酸霧別離器

5、頂部出來(lái)的符合合成要求的氯化氫氣體,送至氯乙烯合成工序.工藝流程見(jiàn)圖1.曼海姆法生產(chǎn)硫酸鉀是以氯化鉀與98%濃硫16中國(guó)氯堿2004年第8期圖1合成法氯化氫生嚴(yán)T藝流程簡(jiǎn)圖酸為原料,按2:1(摩爾比)的比例參加到曼海姆爐中,通過(guò)干氣(煉油裝置產(chǎn)生的尾氣,以前是直接利用火炬燃燒掉,后被利用作為曼海姆爐的熱源)的燃燒間接加熱使?fàn)t內(nèi)物料在500600的高溫下,經(jīng)耙齒不斷攪拌混合使其反響充分,生成的硫酸鉀經(jīng)出料口進(jìn)入密閉的冷卻器,少量的游離硫酸用石中產(chǎn)生的氯化氫氣體被風(fēng)機(jī)引至吸收工序,并保持反響爐內(nèi)一定的負(fù)壓.氯化氫氣體經(jīng)過(guò)空氣冷卻器和冷卻洗滌塔,在洗滌塔用循環(huán)水間接冷卻及濃鹽酸洗滌后,使其降溫并除去

6、雜質(zhì),凈化后的氯化氫氣體在降膜吸收塔被來(lái)自解吸工序的21%稀鹽酸吸收為35%濃鹽酸,其中一局部濃鹽酸作洗滌用,其余被送至解吸工序進(jìn)行解吸.由吸收工序送來(lái)的35%濃鹽酸經(jīng)流量控制進(jìn)入解吸塔頂部,與再沸器來(lái)的120的氯化氫氣液混合物進(jìn)行熱量和質(zhì)量交換,將濃鹽酸中的HC1氣體脫吸出來(lái),直至塔底及再沸器處到達(dá)恒沸物的平凝器,冷卻器,除去大局部水后,進(jìn)入濃鹽酸別離器,進(jìn)一步除去酸霧后,得到高純的氯化氫氣體,經(jīng)緩沖罐送至氯乙烯合成工序.解吸塔底的21%稀鹽酸一局部進(jìn)入再沸器參與解吸作用,其余局部經(jīng)冷卻降溫后送回吸收工序作為吸收液去吸收氯化氫氣體.工藝流程見(jiàn)圖2.圖2解吸法氯化氫生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖22種生產(chǎn)工

7、藝產(chǎn)品氯化氫的質(zhì)量比擬氯化氫體積分?jǐn)?shù)93%95%氯化氫中水的體積分?jǐn)?shù)O.06%氯化氫不含游離氯氯化氫體積分?jǐn)?shù)99%氯化氫中水的體積分?jǐn)?shù)<0.06%從以上比擬可以看出,解吸法生產(chǎn)的氯化氫氣體的純度高于合成法生產(chǎn)的氯化氫,幾乎不含惰性氣體,并且不含游離氯.因此在參與合成氯乙烯時(shí),.具有明顯的優(yōu)勢(shì).3兩種氯化氫生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)合成法生產(chǎn)氯化氫是目前國(guó)內(nèi)大型的氯化氫生產(chǎn)裝置所采用的生產(chǎn)工藝,由于該工藝成熟穩(wěn)定,并且在生產(chǎn)過(guò)程中積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),有利于生產(chǎn)長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行.但是由于參與氯乙烯合成反響的氯化氫是由氯氣和氫氣合成制得,純度低,一般為93%95%,其合成轉(zhuǎn)化率,還會(huì)使精餾系統(tǒng)的冷凝器傳熱

8、系數(shù)顯著化氫純度低,合成氯乙烯時(shí),過(guò)量氯化氫的量到達(dá)5%10%,使氯化氫的消耗定額增高,從而提高了聚氯乙烯的生產(chǎn)本錢(qián),并造成原料氯氣和氫氣的浪費(fèi).解吸法生產(chǎn)的氯化氫純度高(體積分?jǐn)?shù)/>99%),純度波動(dòng)小,不含游離氯,有利于氯乙烯合成實(shí)現(xiàn)分子比自控,可使氯乙烯合成的過(guò)量氯化氫的量降低到產(chǎn)的氯化氫純度高,幾乎不含惰性氣體,減少了氯乙烯精餾尾氣的放空損失,提高了精餾系統(tǒng)的總收率.解吸法生產(chǎn)氯化氫是在高溫下進(jìn)行的,高溫條件下濃鹽酸具有更強(qiáng)的腐蝕性,因此對(duì)設(shè)備與管道材質(zhì)的要求比擬苛刻,該集團(tuán)曾先后淘汰了不耐高溫鹽酸腐蝕的玻璃鋼和鋼襯四氟2種材質(zhì)的管道.在高溫設(shè)備與高溫管道上使用的橡膠材質(zhì)的法蘭墊

9、片,使用一段時(shí)間后容易發(fā)生老化而失去彈性,造成鹽酸滲漏,使開(kāi)停車(chē)次數(shù)頻繁,影響正常生產(chǎn).兩種氯化氫氣體的生產(chǎn)工藝,各具利弊,在生產(chǎn)裝置為PVC生產(chǎn)提供12238t氯化氫氣體,PVC的產(chǎn)量因此增長(zhǎng)了2萬(wàn)t,(下轉(zhuǎn)第24頁(yè))24中國(guó)氯堿2004年第8期范圍內(nèi)推行職工醫(yī)療制度改革,其療效確切,價(jià)格低廉,青霉素成為首選的抗生素類(lèi)藥物,預(yù)計(jì)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)難以動(dòng)搖青霉素在國(guó)內(nèi)抗生素類(lèi)藥物的龍快速的開(kāi)展,許多采用青霉素G為原料的頭孢菌素中間體如7一ADCA,7一ACA等先后在我國(guó)投入了工業(yè)化,也為國(guó)內(nèi)頭孢菌素提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,在下游產(chǎn)品應(yīng)用上開(kāi)發(fā)了青霉素的市場(chǎng)空間,預(yù)計(jì)未來(lái)國(guó)內(nèi)青霉素生產(chǎn)業(yè)苯乙酸的用量還將

10、有一定幅度增長(zhǎng).其他藥物消費(fèi)苯乙酸量較小,未來(lái)幾年需求不會(huì)酸約1.4萬(wàn)t.在農(nóng)藥方面,苯乙酸可合成高效,廣譜,低毒的非內(nèi)吸性有機(jī)磷殺蟲(chóng),殺卵,殺螨劑和稻豐散的中間乙酸還可用于制備殺蟲(chóng)劑敵百蟲(chóng),殺菌劑苯霜靈,除草劑三氯苯乙酸,殺鼠劑大隆,鼠得克,殺它仗,氯鼠酮等.農(nóng)藥行業(yè)2002年消費(fèi)苯乙酸約390t,消費(fèi)較少,而且所生產(chǎn)的農(nóng)藥大多為傳統(tǒng)農(nóng)藥,未來(lái)也不會(huì)乙酸500t.在香料方面,隨著人民生活水平的提高,對(duì)日乙酸酯是我國(guó)規(guī)定允許使用的食用香料,作為吲哚或靈貓香的代用品,可調(diào)配出金合歡,桂花,玫瑰等香型,也可調(diào)配薰香香精,其主要用于食品,洗滌劑,具有節(jié)制食欲的香療作用,對(duì)于肥胖癥的輔助治療有很好的臨

11、床效果.據(jù)有關(guān)資料報(bào)道,歐美等興旺地區(qū)香料消費(fèi)占苯乙酸需求量的30%以上,國(guó)際市場(chǎng)上苯乙酸酯類(lèi)香料在酪類(lèi)香料中占據(jù)相當(dāng)重要的地后香料工業(yè)將是我國(guó)苯乙酸消費(fèi)增長(zhǎng)較快的領(lǐng)域,2005年將需求苯乙酸約2000t.另外,苯乙酸還可用于高性能工程塑料,優(yōu)質(zhì)漂白劑,染料,金屬萃取劑,羧酸和烷基芳香烴合成的增加和我國(guó)精細(xì)化工快速開(kāi)展,苯乙酸價(jià)格降低,某些以苯乙腈為原料的產(chǎn)品可能轉(zhuǎn)向使用苯乙酸,因此精細(xì)有機(jī)合成領(lǐng)域?qū)Ρ揭宜岬男枨罅坑锌赡芤暂^巨大市場(chǎng)需求的刺激下,20世紀(jì)90年代初國(guó)內(nèi)掀起建設(shè)苯乙酸熱潮,產(chǎn)量逐年增加,進(jìn)口量日趨減少,2000年已經(jīng)幾乎沒(méi)有進(jìn)口,還出口150t左右.由于環(huán)保壓力等因素,世界興旺國(guó)

12、家已經(jīng)限制開(kāi)展氯系有機(jī)產(chǎn)品,新建或擴(kuò)建積極性不高,甚至逐年減乙酸在其他領(lǐng)域的需求和出口量約為1500t.預(yù)計(jì)到2005年國(guó)內(nèi)苯乙酸總需求量將達(dá)1.8萬(wàn)t左右,開(kāi)展前景看好.5開(kāi)展建議苯乙酸下游產(chǎn)品的不斷開(kāi)展,國(guó)內(nèi)需求量在今后幾年內(nèi)會(huì)有較大的增長(zhǎng),苯乙酸在我國(guó)是屬于已有相當(dāng)生產(chǎn)能力,但產(chǎn)品質(zhì)量和合成技術(shù)不能滿足未來(lái)開(kāi)展需求的精細(xì)化工中間體.中國(guó)參加WIO后出口前景也越來(lái)越好,為此,對(duì)我國(guó)苯乙酸工業(yè)開(kāi)展提出如下建議:強(qiáng)氯芐羰基化制苯乙酸的大規(guī)模工業(yè)化裝置開(kāi)發(fā),重視氯芐一cO電解法的研究與開(kāi)發(fā),逐步減少或淘汰苯乙腈水解法生產(chǎn)裝置,隨著氯芐羰基化法合成苯乙酸技術(shù)日趨成熟,提高和完善氯芐羰基化法技術(shù),采用該法改造苯乙腈水解法裝置.(2)下游產(chǎn)品著重開(kāi)展苯乙酸酯,同時(shí)在有機(jī)合成上替代苯乙腈.應(yīng)大力開(kāi)發(fā)苯乙酸下游產(chǎn)品,尤其力做好苯乙酸下游產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和利用將是苯乙酸行業(yè)的主要開(kāi)展方向.(3)擴(kuò)大出口.在加強(qiáng)生產(chǎn)的同時(shí),抓住機(jī)遇,以質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)品占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng),因?yàn)榕U(kuò)大產(chǎn)品出