氯化工艺教学课件
- 格式:pdf
- 大小:2.85 MB
- 文档页数:59
危险化工工艺安全——氯化工艺氯化是化合物的分子中引入氯原子的反应,包括氯化反应的工艺过程称为氯化工艺,主要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化等。
化工生产中的这种取代过程是直接用氯化剂处理被氯化的原料。
在被氯化的原料中,比较重要的有甲烷、乙烷、戊烷、天然气、苯、苯甲基等。
常用的氯化剂有液态或气态的氯、气态氯化氢和各种浓度的盐酸、磷酰胺(三氯氧化磷)、三氯化磷、硫酰氯(二氯硫酰)、次氯酸钙(漂白粉)等。
在氯化过程中不仅原料与氯化剂发生反应,其所生成的氯化衍生物也与氯化剂发生反应。
因此,在反应产物中除一氯取代物外,总是含有二氯及三氯取代物。
所以,氯化反应的产物是各种不同浓度的氯化产物的混合物。
氯化过程往往伴有氯化氢气体的形成。
1 工艺特点1)大多数氯化反应为放热反应,当发生冷却失效后,容易产生热量累积,有可能引发二次分解,造成严重生产事故。
2)所有原料大多有毒有害。
3)常用的氯化剂氯气本身为剧毒化学品,氧化性强,储存压力较高,多数氯化工艺采用液氯生产是先汽化再氯化,一旦泄漏危险性较大。
4)氯气中的杂质,如水、氢气、氧气、三氯化氮等,在使用中易发生危险,特别是三氯化氮积累后,容易引发爆炸危险。
5)一些氯化工艺会生成氯化氢尾气,腐蚀强,对人体刺激大。
2 典型工艺1)取代氯化发生在氯原子与有机物氢原子之间。
典型工艺有:—氯取代烷烃的氢原子制备氯代烷烃;—氯取代萘的氢原子生产多氯化萘;—甲醇与氯反应生产氯甲烷等。
2)加成氯化发生在氯原子与不饱和烃之间。
典型工艺有:—乙烯与氯加成氯化生产1,2-二氯乙烷;—乙炔与氯加成氯化生产1,2-二氯乙烯;—乙炔和氯化氢加成生产氯乙烯等。
3)氧氯化在氯离子和氧原子存在下氯化,生成含氯化合物。
典型工艺如:—乙烯氧氯化生产一氯乙烷;—丙烯氧氯化生产1,2-二氯丙烷;—甲烷氧氯化生产甲烷氯化物等。
4)其他工艺—硫与氯反应生成一氯化硫;—四氯化钛的制备;—黄磷与氯气反应生产三氯化磷、五氯化磷等。
氯化工艺氯化工艺主要有沸腾氯化、熔盐氯化和竖炉氯化三种方法。
沸腾氯化是现行生产四氯化钛的主要方法( 中国、1 3本、美国采用) ,其次是熔盐氯化( 主要是独联体国家采用) ,而竖炉氯化已被淘汰。
沸腾氯化一般是以钙镁含量低的高品位富钛料为原料,而熔盐氯化则可使用含高钙镁的原料。
工业试验用攀枝花钛渣、两广矿钛渣、原苏联熔盐氯化钛渣的化学成分见表1攀枝花镘渣的特点是含钙镁高,其氧化物含量为9.18 % ,是两广矿钛渣的13.5倍,是原苏联钛渣的1.53倍。
攀枝花钛渣的另一个特点是Mg O/ C a O高(5.33 ) ,比两广矿钛渣(1.43) 、原苏联钛渣(2.33) 高得多。
1.沸腾氯化沸腾氯化是海绵钛沸腾氯化又叫流态化氯化,是采用细粒度富钛物料与固体碳质还原剂,在高温、氯气流作用下呈现流态化状态,同时进行氯化反应制取Ti C1 的方法。
该法具有加速气一固相间传质和传热过程、强化生产的特点。
流态化氯化的操作温度一般控制在1000—10500C,在此温度下富钛料发生加碳氯化反应,主要反应方程式如下:T i O2+ 2 C 12 +C= T i C 1 4+C O 2( 1 )T i O2 +2 C 12+ 2 C=T i C 14 + 2 C O ( 2 )T i O2 +2 C 12 + 2 C O= T i C 14 + 2 C O2( 3 )在实际生产中,准确的配炭比、氯料比、混合料粒度以及合适的氯化温度是影响沸腾氯化的关键因素。
1.1工艺简介沸腾氯化工艺流程见图I 。
工艺条件( 1 ) 氯气流量5 0 0 k g/h ~5 3 4 k g/h( 2 ) 配料比( 质量比)石油焦粒度:0 .1 0 4 mm~O .2 4 6 r i l m 混合料配料比;高钛渣:石油焦= 1 0 0 :3 5 ~40 氯料比:氯气’:混合料=1 0 0: 6 9 ( 3 ) 液氯挥发器水温:7 O ℃±℃( 4 ) 加料量:3 1 0 k g /h~3 5 5 k g /h( 棍合料)( 5 ) 沸腾压差:△P一7 2 0 0 P a~1 2 6 0 0 P a( 6 ) 氯化反应温度:8 0 0 ℃~9 0 0 ℃1 收尘器温度:5 0 0 ℃2 收尘器温度:<3 8 0 ℃3 收尘器温度:1 5 O ℃~1 8 0 " C( 7 ) 尾气含氯量:<1 %( 8 ) 玲冻盐水温度:一1 O℃~一1 5 ℃1.2生产操作( 1 ) 当炉底和炉中的温度达到8 0 0 ℃以上时,经过恒温后停止烤炉,装上筛板,筛板上填粒度为2 0 mm 左右的钢砖块一层,盏住全部筛眼,厚度为1 0 0 mm左右,周围用石油焦粉铺满,高度低于胶圈高度2 0mm 左右( 筛板孔眼3mm~4mm,开孔率0.9 %~1% ) ,接通氯气管道及炉阻管。