氯苯的工藝流程

1、5.工藝路線敘述從上述生產(chǎn)機(jī)理知工藝路線：苯與氯氣在FeCl3催化下連續(xù)氯化得氯化液，再經(jīng)水洗、 中和、，粗餾、精餾除去過(guò)量苯和多氯苯而得到成品氯化苯。反應(yīng)放出的氯化氫用水吸收制 成鹽酸；多氯苯回收為鄰，對(duì)位二氯苯。具體工藝流程為：A:原料的干燥氯氣由氯干燥系統(tǒng)（或液氯液化后的廢氣）送來(lái)，經(jīng)氯氣緩沖器， 并跨過(guò)一定的高度經(jīng) 閥門控制從下部進(jìn)入氯化反應(yīng)器。 氯氣緩沖器的作用有緩沖作用， 可減少氯壓的波動(dòng)， 保 證氯氣平穩(wěn)進(jìn)塔；分離作用， 氯氣進(jìn)入系統(tǒng)常帶有一定雜質(zhì)，緩沖器內(nèi)設(shè)擋板，可使氯氣系統(tǒng)中的分散的細(xì)微顆粒受撞擊而被捕集下來(lái)， 達(dá)到凈化氯氣消除雜質(zhì)的作用， 確保氯氣質(zhì) 量和管道暢通。純苯首先

2、進(jìn)入原苯計(jì)量槽， 經(jīng)苯干燥器脫去其中水分進(jìn)入干苯貯槽， 由干苯泵打入干苯 高位槽，利用位差，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制從下部進(jìn)入氯化反應(yīng)器。苯的干燥曾使用過(guò)兩種方法：共沸蒸餾法；食鹽、氯化鈣，固堿干燥法，共沸蒸餾法，即利用苯中少量水可在沸騰同時(shí)汽化蒸出釜內(nèi)存留物中含苯較低的原理進(jìn)行脫水干燥 的。此法可加苯后進(jìn)行間斷蒸餾， 也可中部進(jìn)料連續(xù)蒸餾， 預(yù)餾出的苯水混合物經(jīng)過(guò)冷凝后 進(jìn)入苯水分離器沉降分離，苯返回原苯貯槽，干苯含水可達(dá)0.02%以下，此法所得干苯質(zhì)量 好，其特點(diǎn)是耗蒸汽，需一套設(shè)備，操作麻煩，而且回收苯不能進(jìn)行干燥。因此現(xiàn)同行均采 用食鹽，氯化鈣，固堿干燥法， 利用某些無(wú)機(jī)鹽及金屬氧化物有從苯中

3、回收水分的能力，它 是根據(jù)干燥劑只溶于水不溶于苯的性質(zhì)，將需要干燥的苯按序從充滿干燥劑的容器中通過(guò)， 苯的含水被干燥劑表面吸附， 干燥劑溶解后聚積成鹽水顆粒， 鹽水顆粒比重遠(yuǎn)大于苯， 沉降 至容器底部被間斷排放，使經(jīng)干燥后的苯中含水顯著降低。B:苯的氯化苯的氯化為高溫沸騰連續(xù)氯化， 自苯高位槽下來(lái)的干苯， 經(jīng)苯轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入氯化器之 底部；通過(guò)緩沖器的氯氣，經(jīng)n型管進(jìn)入氯化器底部與苯并流而上，通過(guò)鐵環(huán)層，進(jìn)行氯化反應(yīng)。氯化器內(nèi)苯和氯氣有三氯化鐵催化劑（苯中的三氯化鐵濃度達(dá)到0.01%，就可達(dá)到氯化反應(yīng)的需要）的催化作用發(fā)生取代反應(yīng)生成氯化液含苯，氯苯，氯化氫和少量的多氯苯， 保持苯過(guò)量以使氯化

4、反應(yīng)完全并抑制多氯苯的生成。 氯化器為鋼制， 內(nèi)襯瓷磚， 裝帶鐵環(huán)作 觸媒（約7m）,氯化為放熱反應(yīng)，氯化器自下而上，溫度逐漸升高，液相溫度控制在70 85oC之間，反應(yīng)溫度的調(diào)節(jié)，借助于干苯流量的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)，熱量由蒸發(fā)出苯的汽化潛熱帶出， 從而實(shí)現(xiàn)溫度的控制， 生成物氯化液由氯化器上部側(cè)面溢流出來(lái)， 進(jìn)入液封 （此液封高度約5m）o其目的是阻止鹽酸氣體隨氯化液帶出，一般情況下，氯化液的密度控制在0.030.95/15oC范圍內(nèi)，重量組成約含氯化苯2535%，每班并定期從氯化器底部放酸水至緩沖器。生成的氯化氫氣體連同蒸汽從氯化器頂部的升氣管引出，經(jīng)過(guò)一段，二段，三段石墨冷凝器， 冷凝下來(lái)的苯經(jīng)

5、酸苯分離器返回氯化器重新反應(yīng)， 為使苯完全脫除， 進(jìn)一步使用 深冷降膜吸收脫去氣相中的苯， 最后尾氣中氯化氫氣體經(jīng)水吸收轉(zhuǎn)化為鹽酸， 其余氣體經(jīng)水 流噴射泵抽吸放空。C:尾氣的吸收氯化反應(yīng)生成的氣相部分主要有未反應(yīng)的大量苯，括兩部分，即尾氣中鹽酸氣的吸收。氣體吸收是根據(jù)氣體混合物各組分在某種溶劑中的溶解度的不同而達(dá)到分離的目的。 氣 體在液體中的溶解度與溫度有關(guān)，溫度越低氣體溶解越大。由于液體吸收氣體的速度較慢， 為了提高吸收率， 必須選擇適當(dāng)?shù)奈談?，增加液體與氣體的接觸面積， 并選擇適宜的吸收 流程和操作條件。氯苯生產(chǎn)中， 經(jīng)過(guò)三段冷凝的尾氣含苯量已大大減少， 工藝上用低溫次氯苯吸收的方法

6、 從鹽酸氣中最后分離出苯蒸汽。 尾氣吸收塔一般采用降膜， 填料或板式吸收塔， 可選其中的 一種或各選一種組成一套， 其原理基本都是利用氣體混合物中某一組分在液體吸收劑中具有 較大溶解度的特點(diǎn)，通過(guò)降溫和充分接觸，使溶解度較大的物質(zhì)不斷轉(zhuǎn)入溶劑中。1降膜吸收即氣體從降膜吸收塔頂部進(jìn)入后，同由吸收液泵打入的冷凍吸收液順流相遇，氣體 經(jīng)塔內(nèi)列管上的分配頭自上而下進(jìn)入列管，吸收液從分配頭的缺口處沿管內(nèi)壁切線方向進(jìn) 入，靠離心作用在石墨管內(nèi)形成“液膜” ，并流同向，吸收氯化氫氣體中的微量苯，經(jīng)吸收 后的氯化氫氣體中苯含量顯著降低。 氣液體經(jīng)降膜吸收塔節(jié)流閥直接落入塔釜， 在釜內(nèi)分離， 氣體去鹽酸吸收塔或

7、進(jìn)入下一套降膜塔繼續(xù)吸收， 吸收液閉路循環(huán)使用。 降膜吸收塔為石墨 列管式冷卻器，管間通-15C冷凍鹽水，通過(guò)循環(huán)間接冷卻吸收液。（降膜吸收時(shí)液體呈膜狀 與氣體并流而下， 氣體中的苯不斷地被冷氯苯吸收， 其濃度自上而下連續(xù)降低； 液體則相反， 其中可溶組分自上而下連續(xù)地增高）2噴淋吸收即加入噴淋塔釜內(nèi)的次氯苯經(jīng)吸收液泵打入冷卻器間接冷卻器間接冷卻，冷卻器管間通-15oC以下的冷凍鹽水通過(guò)閉路循環(huán)，使吸收液溫度達(dá)工藝要求，利用循環(huán)泵作為動(dòng)力填料吸收時(shí)，混合氣體從吸收塔底部進(jìn)入，吸收劑由塔頂引入，塔內(nèi)先有填料，吸 收劑均勻噴淋在填料表面上，以保持整個(gè)填料表面上進(jìn)行接觸性質(zhì)。4板式吸收在塔板上進(jìn)行逆

8、流鼓泡吸收。因后兩種吸收方式，目前各廠應(yīng)用極少或不再采用，故只作簡(jiǎn)單介紹。氯化氫氣體一般采用兩種方法制成鹽酸，即等溫吸收法和絕熱吸收法。等溫吸收法常采用一臺(tái)或兩臺(tái)膜式吸收塔， 一臺(tái)填料塔和一臺(tái)噴射泵組成一套鹽酸吸收系統(tǒng)， 在吸 收的過(guò)程中，膜式吸收塔管間通冷卻水，使管內(nèi)的氯化氫和水溶解時(shí)放出的熱量及時(shí)放出，塔內(nèi)溫度不變，生成的鹽酸溫度穩(wěn)定，故稱等溫吸收法。 此法因是低溫吸收， 吸收效率較高， 排氣損失較少，但由于難以完全除去尾氣中的苯，故苯對(duì)鹽酸成品的吸收質(zhì)量有影響。其工藝為： 將三塔擺成階梯式， 氯化送出的氯化氫首先進(jìn)入最下面的一段降膜吸收塔頂 部，與二段降膜吸收塔下來(lái)的稀酸并流而下形成液膜

9、， 氯化氫氣體接觸液膜即被吸收， 當(dāng)吸 收達(dá)到一定溫度時(shí)， 這種液膜就不再吸收氯化氫而被新的液膜所代替。 并流而下的氣液在下 封頭處分離，液體為31%的副產(chǎn)鹽酸。氣體從下封頭側(cè)線出口進(jìn)入二段降膜塔的頂部與尾部填料塔下來(lái)的稀酸并流而下， 氣液分離后， 氣體從尾部塔底部側(cè)線進(jìn)入， 與從塔頂加入的工 業(yè)用水逆流吸收，氯化氫等， 所以氯化苯的尾氣吸收包的吸收液自冷卻器出來(lái)后從噴淋塔頂部進(jìn)入，吸收， 氣液經(jīng)充分接觸后吸收鹽酸氣中的苯， 或進(jìn)入下一套噴淋塔繼續(xù)吸收，吸收液循環(huán)使用。 用大量的氯苯液體與尾氣在低溫狀態(tài)下充分接觸， 越低，吸收液中苯含量越低，尾氣含苯就越低）3填料吸收和三段進(jìn)來(lái)的鹽酸氣并流通過(guò)

10、喉管， 進(jìn)行噴淋 然后落下塔釜作氣體分離， 氣體去鹽酸吸收塔 （噴淋吸收是利用苯與氯苯互溶的性質(zhì)， 將苯吸收， 溫度越低， 噴淋后尾氣含苯量未被吸收的氣體從尾部塔頂排出，經(jīng)水流泵抽至水封箱排空。絕熱吸收法 吸收過(guò)程往往伴有熱效應(yīng)，如果熱量沒(méi)有移出，就成為絕熱吸收。氯化氫氣體的絕熱 吸收在填料塔內(nèi)進(jìn)行， 常采用一座填料塔， 冷凝洗滌塔和酸冷卻器構(gòu)成吸收系統(tǒng)， 生成的鹽 酸溫度較高， 一般每公斤氯化氫被吸收時(shí)要放出445.5Kcal的熱量，這些放出的熱量使吸收 液的溫度迅速上升到沸點(diǎn)，并且蒸發(fā)大量吸水。用這種方法尾氣中的苯即可隨水蒸汽帶走， 使鹽酸中苯的含量降低， 由于絕熱吸收時(shí)溫度較高， 吸收效

11、率受到影響， 氯化氫會(huì)隨下水跑 掉，造成浪費(fèi)和污染其工藝的： 絕熱吸收塔是一個(gè)圓筒形設(shè)備，外殼由鋼板焊制， 內(nèi)襯瓷板 裝有填料。 塔頂吸收水入口處裝有噴灑裝置， 以保證液體能均勻地噴淋到整個(gè)塔截面上。 從 氯化尾氣送出來(lái)的氯化氫由塔底引入， 自上而下沿填料層表面向下流動(dòng)， 氣液兩相互成逆流 在填料表面進(jìn)行接觸，氯化氫氣體經(jīng)吸收成為31%的鹽酸，沒(méi)有吸收的廢氣及蒸發(fā)的水從塔頂引出,送至冷凝器或合適的接觸洗滌器， 得到含有一定HCl的稀酸，可用來(lái)作吸收水使用。絕熱塔造型大，制造復(fù)雜，安裝檢修比較困難，降膜塔需要設(shè)備多，但由于大都為標(biāo)準(zhǔn) 件，維修比較方便。前者吸收率為0.5%左右，后者可達(dá)99.5%

12、；操作溫度前者75oC左右， 后者40 C左右。D.氯化液的中和氯化反應(yīng)生成的氯化液中含有氯化氫，三氯化鐵等無(wú)機(jī)雜質(zhì)，這些雜質(zhì)影響下道粗 精餾生產(chǎn)設(shè)備及管道，產(chǎn)生腐蝕及結(jié)焦， 所以需要中和處理， 溶解無(wú)機(jī)物， 為進(jìn)一步除去殘 余的氯化氫及三氯化鐵，再加堿中和，確保氯化液中性或微堿性，即PH=78反應(yīng)方程式為：HCI+NaO出NaCI+H2OFeCI3+3NaOH Fe(OH)3J+3NaCI因?yàn)槁然瘹浜腿然F在水中的溶解度很大， 先進(jìn)行水洗， 可除去大量的氯化氫， 減少 生產(chǎn)過(guò)程中的堿用量， 而且可以把氯化液中大量的三氯化鐵溶解于水中進(jìn)行分離， 以免堿性 過(guò)程中產(chǎn)生大量的氫氧化鐵絮狀物沉淀，

13、 在流動(dòng)的液體中不能很好地沉降分離， 可隨氯化液 進(jìn)入蒸餾工序， 影響生產(chǎn)。 堿洗起把關(guān)作用， 把水洗后氯化液中的未能分離的氯化氫和三氯 化鐵經(jīng)堿洗中和除去，使氯化液中的氯化氫，三氯化鐵含量達(dá)標(biāo)。工藝為：首先通過(guò)加水來(lái) 稀釋氯化液中的酸性，將酸性氯化液與稀NaOH溶液經(jīng)泵充分混合，將可溶性鐵離子，氯離子等隨廢水排出，再將中性氯化液用食鹽干燥為合格氯化液。E.氯化液的分離通過(guò)中和干燥后的氯化液是由苯， 氯苯，多氯苯三個(gè)組分組成， 所以需采用兩臺(tái)精餾塔， 才能得到分離。前者分離出苯， 習(xí)慣上稱為粗餾塔；后者分離出成品氯化苯，習(xí)慣上稱為精 餾塔。 第一步精餾是將氯化液加熱至泡點(diǎn)狀態(tài)，進(jìn)入粗餾塔，經(jīng)過(guò)

14、常壓精餾分離， 由塔頂?shù)玫捷^純的苯蒸汽，經(jīng)冷凝冷卻成為常溫液相苯，再供氯化生產(chǎn)氯化液。塔釜中物料為氯苯， 二氯苯及不到0.1%的苯成為粗氯苯，從粗餾塔釜直接連續(xù)進(jìn)入第二步精餾塔，經(jīng)過(guò)減壓精 餾分離， 由塔頂?shù)玫椒瞎に囈蟮妮^純的氯苯蒸汽， 再經(jīng)過(guò)冷凝得到液相氯化苯， 塔釜液 為氯苯和多氯苯的混合物，其出料量小，可間斷排放送二氯苯蒸餾。精餾是分離互溶液體混合物最常用的方法， 可將液體混合物分離來(lái)達(dá)到提純或回收有用 組分。 液體均具有揮發(fā)而成為蒸汽的能力， 但各種液體的揮發(fā)性各不相同， 因此液體混合物 部分汽化所生成的汽相組成與液體組成就有區(qū)別。 根據(jù)這一差別， 采取適當(dāng)?shù)拇胧┛蓪⒁后w 混合物加

15、以分離， 精餾操作是將液體混合物加熱沸騰， 使之部分汽化， 所得的氣相中易揮發(fā)組分A（輕組分）與難揮發(fā)組分B（重組分）的濃度之比必然大于原混合物中A與B濃度之比，由此可見，精餾操作是藉混合物中各組分揮發(fā)性的差異而達(dá)到分離的目的?；旌衔飶念A(yù)熱器進(jìn)入精餾塔內(nèi)，一部分汽化，隨塔內(nèi)氣相部分一起穿過(guò)塔板形成上升 氣流；未汽化部分則隨塔內(nèi)液相部分一起經(jīng)降液管下降形成板上滯留液體，上升氣體與下降液體在塔板上進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱。由塔釜的加熱蒸汽提供熱量，由塔頂?shù)姆帜骼鋮s水提供冷量，實(shí)現(xiàn)輕重組分的分離。常壓精餾是指在一個(gè)大氣壓（常壓）下操作的精餾過(guò)程。當(dāng)被分離的混合物在常壓下 有較大的相對(duì)揮發(fā)度，并且塔頂物料可用

16、水冷凝冷卻，塔釜物料可用水蒸汽加熱，而物料再 此過(guò)程中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，則可用常壓精餾，熱劑和冷劑都易獲得。減壓精餾是指在減壓，即低于一個(gè)大氣壓的壓力下進(jìn)行操作的精餾過(guò)程。對(duì)真空度較 高的減壓蒸餾也稱真空蒸餾。減壓精餾適用于高沸點(diǎn)物質(zhì)的混合物，以及在高溫下物料易聚合或分解的混合物。因氯苯和二氯苯沸點(diǎn)較高，有機(jī)化合物又容易產(chǎn)生熱分解和炭化結(jié)焦，為避免使用高熱深和防止炭化結(jié)焦，精餾塔采用真空減壓操作。粗餾塔30塊塔板86個(gè)浮閥1m塔徑釜加熱F=70m2頂分凝器F=53m2精餾塔34塊塔板37個(gè)浮閥700mm塔 徑釜加熱F=35m2頂分凝器F=17m2加熱器均采用虹吸式列管換熱器。F.精餾釜?dú)埖幕厥斩ㄆ?/p>

17、將精餾釜?dú)垑喝攵嗦任锸懿?，再用真空將多氯物插入二氯苯填料塔釜加熱，一部分被汽化通過(guò)塔內(nèi)填料 （瓷環(huán)）間隙上升，并與分凝器流下的液體進(jìn)行傳質(zhì)傳熱作用，此時(shí)低 沸點(diǎn)組分一氯苯不斷汽化向上流動(dòng)，而高沸點(diǎn)二氯苯則被冷凝向下流動(dòng)直到塔釜，其原理與精餾相反，由塔內(nèi)上升的氣體進(jìn)入分凝器中，一部分被冷凝返回塔內(nèi)， 另一部分自塔頂進(jìn)入全凝器而后流入次品貯槽，用于降膜吸收塔作吸收液，二餾分倒入二氯苯受槽，包裝銷售。二氯苯蒸餾塔為碳鋼填料塔，采用瓷環(huán)填料，減壓操作，加熱形式為內(nèi)加熱（釜內(nèi)裝 盤管），間斷蒸餾，因系統(tǒng)物料不含水，溫度和常壓相比也較低，故腐蝕性也較小，對(duì)二氯 苯分離較有利，但真空管道易被二氯苯堵塞。6.

18、工藝及操作控制指標(biāo)6.1氯化部分表6-1氯化部分工藝及操作控制指標(biāo)序號(hào)控制項(xiàng)目控制指標(biāo)控制地點(diǎn)檢查次數(shù)1CI2流量400500Kg/h氯化器前每小時(shí)一次2苯流量20006000L/h轉(zhuǎn)子流量計(jì)每小時(shí)一次3液相溫度8085oC氯化器中部每小時(shí)一次4氣相溫度7883oC氯化器頂部每小時(shí)一次5干苯含水0.04%干苯貯槽每罐（分析工）6干苯比重0.870.888/15C干苯貯槽每罐（分析工）7氯化液含量含苯6570%氯化液貯槽每班一次（分析工）含氯苯2533%液封每班一次（分析工）含多氯物w1%液封每班一次（分析工）8氯化液比重0.930.950/15oC氯化器每小時(shí)一次9氯化器頂部壓力20Kpa/1

19、50mmHg氯化器每小時(shí)一次工藝規(guī)定：氯化液出口中FeCl3=0.01% Cl2=0.01g/100ml HCI=0.2g/100m6.2中和部分表6-2中和部分工藝及操作控制指標(biāo)序號(hào)控制項(xiàng)目控制指標(biāo)控制地點(diǎn)檢查次數(shù)1酸性氯化液流量10002000l/h氯化器出口每小時(shí)一次（與氯化聯(lián)系）2加水量200600l/h氯化液管每小時(shí)一次3加堿量601201/h中和泵前每小時(shí)一次4中和泵氯化液PH值78中性氯化液槽出口每小時(shí)一次含水1m一一6.3粗、精餾部分表6-3粗餾部分工藝及操作控制指標(biāo)序號(hào)控制項(xiàng)目控制指標(biāo)控制地點(diǎn)檢查次數(shù)1氯化液流量20004000l/h粗餾塔每小時(shí)一次2預(yù)熱溫度80100oC預(yù)熱器每小時(shí)一次3塔釜溫度138145oC粗餾塔每小時(shí)一次塔頂溫度8286oC粗餾塔每小時(shí)一次4粗氯苯比重：1.1171.120/15oC粗餾塔釜每2小時(shí)一次含氯苯95%粗餾塔釜每班一次（分析工）量苯98%粗餾塔頂每班一次氯化苯2%粗餾塔頂每班一次6粗餾塔塔釜壓力3.5Kpa粗餾塔每小時(shí)一次塔釜液面1/31/2處粗餾塔每小時(shí)一次表6-4精餾部分工藝及操作控制指標(biāo)序號(hào)控制項(xiàng)目控制指標(biāo)控制地點(diǎn)