氯乙酸成产工艺流程图
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氯乙酸试验报告1.试验目的建立氯乙酸中试装置主要是为了探讨醋酐法塔式连续化生产氯乙酸的可行性,摸索醋酐用量比例、反应温度、反应速度、设备适用材质以及副产物的比例等数据,以便为将来上工业化大装置结累经验。
2.试验原理氯乙酸的工业化生产方法主要有:1、硫磺或红磷催化法;2、醋酐催化法;3、三氯乙烯水解法;4、1,1-二氯乙烯氧化法;5、乙烯酮氯化法、6、氯乙酰氯水解法等。
国内主要以硫磺法醋酸氯化工艺为主,而国外则以醋酐法醋酸氯化为主,已经没有一家采用硫磺法工艺氯乙酸的生产原料为乙酸和氯气,通过甲基氯化反应制得氯乙酸,该反应属于三级连串反应,在100℃时,动力学速率常数之比K1/K2、K2/K3约为10。
K1 K2 K3乙酸——→氯乙酸——→二氯乙酸——→三氯乙酸CI2 CI2 CI2在上述反应中氯乙酸作为主产物时,因受反应动力学速率常数的限制,乙酸的单程转化率不可能很高,通常情况下控制乙酸的单程转化率在50%左右,否则会联产出大量的二氯乙酸和三氯乙酸。
生产氯乙酸的主反应方程式:CHCH3COOH + Cl2 = ClCH2COOH +HCl副反应方程式:ClCH2COOH + Cl2= Cl2CHCOOH+ HClCl2CHCOOH +Cl2= Cl3CCOOH +HCl醋酐法生产氯乙酸的反应机理:CH 3-C-O-C-CH 3+Cl 2O OClCH 2-C-O-C-CH 3+HCl (1)O OCH 3-C-OH+ClCH 2-C-O-C-CH 3O O ClCH 2-C-OH+CH 3-C-O-C-CH 3 (2)O O OOCH 3-C-O-C-CH 3O OCH 3-C-Cl+CH 3-C-OH (3)O OCH 32OClCH 2-C-Cl+HCl (4)OClCH 2-C-Cl+CH 3-C-OH O OClCH 3-C-OH+CH 3-C-Cl (5)O O反应机理:副反应:ClCH 22O Cl 2CH 2-C-OH+HCl (6)OCl 2CH-C-OH+Cl 2O Cl 3OCH 33+H 2O O O 2CH 3-C-OH (8)O从以上机理可以看出:反应过程中实质催化剂均为乙酰氯。
国内氯乙酸生产技术的进展氯乙酸是一种重要的有机化工中间体,广泛应用于农药、医药、日用化工产品等的生产,其下游产品有100多种。
氯乙酸用量逐年增加,也推动着其生产技术不断进步。
我国氯乙酸行业经过多年的发展,生产技术取得了很大的进步,但与发达国家相比,仍显得比较落后,目前的生产方法主要还是乙酸催化氯化法。
根据所用的催化剂,生产流程又具体分为3种:①从国外引进的连续法生产技术,②太原理工大学推广的醋酐催化合成技术,③传统的以硫磺为催化剂的间歇氯化法生产技术。
1 国内几种生产氯乙酸方法对比(1)连续法生产工艺技术。
流程见图1。
该工艺需要特定的关键设备,生产自动化程度高,但生产成本也高。
尽管产品质量能达到质量分数99%以上,无母液生成,但由于我国氯乙酸母液用途广泛,用户甚至可以使用质量分数为97%的氯乙酸,因此这一技术的优越性在国内并没体现出来,厂家一般也不采用。
更重要的是国内还没有该技术,主要靠引进,并且一次性投资大,目前仅江苏省有1套2.5万t/a的装置,投资约为2亿元人民币。
(2)醋酐催化合成技术。
该技术在产品质量、醋酸消耗方面与传统的硫磺法生产技术基本没有差别。
醋酐法在反应过程中为防止醋酐转化成醋酸而降低催化功能,严禁反应体系中带入水分。
另外,由于醋酐价格高,要降低生产成本,就必须降低醋酐加入量,通过提高反应温度来促进氯化反应,导致副产物增多,生产成本高,所以多数厂家不采用该技术,甚至有的厂家原来采用该技术,后来又改成硫磺催化生产技术。
该技术的工艺流程见图2。
(3)传统的硫磺催化法。
它也是目前国内主要的生产方法,它的工艺流程与醋酐法相比,只是采用的催化剂不同。
流程见图3。
近几年,经过技术人员的不断探索,该方法在产品质量、原料消耗、环境污染、生产流程以及生产规模等方面在原来的基础上都有了一定的改进:主产品氯乙酸质量分数正常控制在98%以上,基本不含硫磺,二氯乙酸质量分数不高于1.0%,好的能控制在0.7%左右;副产品盐酸无色透明,纯度高,氯化氢质量分数达32%以上;生产1t氯乙酸消耗的冰醋酸也降至710kg左右,最好时控制在670kg;生产过程简单,易操作,改进后的工艺增加了水洗过程,无硫磺阻塞管路现象,带入的适量水分对整个生产过程有利无害,而且装置投资少,2万t/a装置的土建、设备等总投资不超过2000万元。
氯乙酸工艺氯乙酸是一种重要的化学原料,用于制造各种有机化合物,如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯等,用于制造胶粘剂、涂料、清漆,也是聚氯乙烯制品的原料之一。
由于它具有优良的物化性能,因此它已成为纺织、医药、农药、农产品防腐剂、橡胶、聚氯乙烯制品、非金属涂料和清漆的重要原料。
氯乙酸的生产工艺主要有硝酸还原法和氯苯醚还原法。
硝酸还原法是以甲醇为原料,以硝酸、铵、亚硝酸钠等为催化剂,经热还原反应合成氯乙酸。
氯苯醚还原法是以甲醇为原料,以氯苯醚、苯乙烯、苯醚等为催化剂,经热还原反应合成氯乙酸。
氯乙酸的合成工艺简单,耐流性也较好,可以在中低温、中低压下合成,无毒、无腐蚀性,无需特殊的设备就可以完成合成,而且反应速度较快,并且反应过程中产物的纯度也较高。
氯乙酸的合成过程主要包括反应搅拌、过滤、蒸馏、冷却、检测、反应控制等步骤。
反应搅拌时要求搅拌均匀,过滤时将液体冷却后过滤,蒸馏时要求内导管温度恒定,冷却时应确保将温度降至室温水平以下,检测结束后应确认浓度符合要求,最后应确保反应控制过程稳定可靠。
氯乙酸的收集可以采用蒸馏方法,也可以使用膜分离和沉淀方法,但更多的是使用结晶法,通过将溶液放入冰醋酸中加热到沸降,然后过滤采集得到的盐晶能够达到较高的纯度。
氯乙酸的加工技术也非常重要,主要包括氯乙酸的结晶工艺、干燥工艺、晶体分离工艺、反应器操作工艺以及氯乙酸脱水剂精制工艺等。
其中,结晶工艺是收集和结晶氯乙酸的重要手段,通常采用热凝法,将溶液加热到沸降,过滤采集的方法收集氯乙酸晶体;干燥工艺是把氯乙酸晶体干燥成粉末,通常采用流动干燥设备或回流烘干箱干燥以避免污染;晶体分离工艺则是将收集到的氯乙酸晶体分离成不同形态的晶体;反应器操作工艺则是确保反应器正常运行及其安全性,控制反应温度;氯乙酸脱水剂精制工艺则是加入脱水剂精制反应液,以便反应产物含量达到要求。
氯乙酸的应用范围很广,因此,其生产工艺的改进与完善对于提高生产效率、提高产品质量具有重要意义。
氯乙酸工艺氯乙酸是一种重要的化学原料,具有广泛的用途,可用于有机合成、日化工业、制药业、染料、农药、农膜、塑料、纤维素醚凝胶、涂料、清洁剂等行业,是高分子材料、精细化工、精细化工等行业的重要原料。
氯乙酸有多种制备工艺,包括甲醛和氯甲烷反应法、苯乙醇和氯反应法、固体酸甲酯反应法、氯硝醇反应法、醋酸制备法以及氯溴甲烷反应法。
二、甲醛和氯甲烷反应法甲醛和氯甲烷反应法是生产氯乙酸最常用的工艺,反应原料甲醛与氯甲烷混合,反应过程中产物主要为氯乙酸、甲醛和氢氯化铵溶液,反应温度为100℃,反应压力1x10^5 Pa,催化剂为硝酸银氯化钠溶液,反应方程式:CH2=CH2 + ClCH3 --> CH3COOH + HCl反应过程中,需要有效控制反应温度、反应压力和氯甲烷的摩尔比例,以防止反应不完全,影响氯乙酸的收率,反应收率可高达96%以上。
三、苯乙醇和氯反应法苯乙醇和氯反应法也是一种生产氯乙酸的常用工艺,反应原料为苯乙醇和氯气,反应温度为130-140℃,反应压力为1x10^5 Pa,催化剂为硝酸银氯化钠溶液,反应方程式:C2H5OH + 2Cl2 2CH3COOH + HCl + 2H2O反应过程中,反应温度、反应压力和氯甲烷的摩尔比例也需要有效控制,以防止反应不完全,影响氯乙酸的收率,反应收率可达96%以上。
四、固体酸甲酯反应法固体酸甲酯反应法是在常温下由酸甲酯与氯反应制得氯乙酸的方法,反应原料为固体酸甲酯和氯气,反应温度为40-60℃,反应压力为1x10^5 Pa,反应方程式:CH3COOC + Cl2 CH3COOH + HCl + CO2反应过程中,反应温度、反应压力和氯甲烷的摩尔比例同样需要有效控制,以防止反应不完全,影响氯乙酸的收率,反应收率可达90%以上。
五、氯硝醇反应法氯硝醇反应法在常温下通过氯硝醇与氯气反应生成氯乙酸,原料为氯硝醇与氯,反应温度为20-50℃,反应压力为1x10^5 Pa,反应方程式:CH3ONO2 + Cl2 CH3COOH + HCl + HNO2反应过程中,反应温度、反应压力和氯甲烷的摩尔比例也需要有效控制,以防止反应不完全,影响氯乙酸的收率,反应收率可达90%以上。
北方民族大学学士学位论文论文题目: 3万吨/年乙酸催化氯化合成氯乙酸项目结晶工段的工艺设计及结晶釜的设计院(部)名称:化学与化学工程学院学生姓名:王振东专业:过程装备与控制工程学号: 20113846 指导教师姓名:高海涛论文提交时间:论文答辩时间:学位授予时间:北方民族大学教务处制摘要本设计是依据年产3万吨氯乙酸的结晶工段而进行的相关设计及计算。
本次设计的主要要求:结晶的工艺设计,本工段中结晶釜的设计,塔的强度校核和稳定性校核。
本设计大概介绍了设计的相关思路,严格按照设计准则进行设计计算,努力查阅相关资料使本设计尽可能比较完善。
根据结晶工段物料衡算,计算得结晶釜筒体和夹套尺寸,确定高度。
最后根据国标中的相关规定进行风载荷、地震载荷的计算,并根据国标完成塔的强度校核计算,最终取得合适的计算结果。
关键词:结晶工段,结晶釜,物料衡算,国标ABSTRACTThis design is related to design and calculation basis 30,000 tons of acid crystallization section carried out. The main requirement of this design: the crystallization process design, this section of the crystallizer design, the tower's strength and stability check check. This design probably describes the relevant ideas designed in strict accordance with the design guidelines for design calculations, trying to access to relevant information as possible to make the design more perfect. The crystalline material balance section, calculated crystallization kettle drum and jacket size, to determine the height. Finally, wind loads, seismic loads calculated in accordance with the relevant provisions of the national standard, and strength check calculation according to GB completed tower, eventually made the right calculation.KEY WORDS:crystallizer,GB,balance of material目录前言 (1)第一章结晶釜及氯乙酸概述 (2)1.1结晶釜概述 (2)1.2 结晶釜的构成 (2)1.3结晶釜的反应条件 (2)1.4结晶工段概述 (3)1.5 氯乙酸概述 (3)1.6 氯乙酸的性质 (3)1.7 氯乙酸主要用途 (3)1.8氯乙酸生产状况 (4)1.9氯乙酸生产技术状况 (4)第二章工艺路线介绍 (5)第三章结晶工艺物料衡算 (6)3.1生产能力 (6)3.1.1 计算依据 (6)3.1.2 化学反应式 (6)3.1.3 倒推法计算 (6)3.1.4 验算 (7)3.2 结晶釜的物料衡算 (7)第四章结晶釜的设备选型以及尺寸确定 (8)4.1选型总方针 (8)4.2结晶釜的选型 (8)4.2.1设备选型 (8)4.3 结晶釜尺寸确定 (9)4.3.1结晶釜罐体和夹套的尺寸规划 (10)4.3.2 罐体几何尺寸的确定 (10)第五章结晶釜强度校核 (13)5.1强度计算(按照内压强度计算) (13)5.2 稳定性校核(外压法) (14)5.2.1 结晶釜筒体稳定性校核 (14)5.2.2 计算钢板厚度偏差和腐蚀裕量 (16)5.3水压试验校核 (17)第六章结晶釜的搅拌器和电机 (19)6.1搅拌装置的搅拌器 (19)6.2搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (19)6.3搅拌装置的搅拌轴设计 (20)6.4 结晶釜的传动装置设计 (21)6.5常用电机及其连接尺寸 (21)6.6减速器的选用 (22)6.7 凸缘法兰 (22)6.8安装底盖 (22)第七章结晶釜的轴封装置设计 (23)7.1填料密封 (23)7.2机械密封 (23)第八章其他设备的选用 (25)8.1支座 (25)8.2手孔和人孔 (25)8.3 设备接口 (26)8.3.1接管与管法兰 (26)8.3.2补强圈 (26)8.3.3液体出料管 (27)8.3.4 过夹套的物料进出口 (28)8.3.5夹套进气管 (28)8.3.6视镜 (28)8.4地震及地震弯矩的计算 (28)8.4.1计算塔的固有周期 (28)8.4.2计算地震载荷 (29)8.4.3地震弯矩 (30)8.5风载荷及其弯矩计算 (30)8.5.1风力计算 (30)8.5.2风弯矩计算 (31)8.5.3最大弯矩计算 (31)8.6筒体和夹套强度及稳定性校核 (31)8.6.1筒体轴向应力校核 (31)8.6.2液压试验应力校核 (32)致谢 (34)英文文献及翻译 (36)前言我的毕业设计的题目为《3万吨乙酸催化氯化合成氯乙酸项目结晶工段的工艺设计及结晶釜的设计》。
醋酐催化法连续生产氯乙酸的工艺下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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氯乙酸的合成方法
氯乙酸这玩意儿,那可是化工领域的一把好手!咱先说说它咋合成。
有一种方法是用乙酸为原料,通氯气进行氯化反应。
就像一场激烈的战斗,乙酸和氯气在特定的条件下激烈碰撞,产生氯乙酸。
这过程可得控制好温度、压力等条件,不然就乱套啦!温度高了不行,低了也不成,那可真是得拿捏得死死的。
要是不注意,反应可能就会出岔子,那可就糟糕透了!
再讲讲这过程中的安全性和稳定性。
哎呀呀,这可太重要啦!合成氯乙酸可不是闹着玩的,稍有不慎就可能引发危险。
就好比走钢丝,得小心翼翼,一步都不能错。
得做好各种安全措施,确保反应过程稳定进行。
要是不小心出了事故,那后果简直不堪设想!
那氯乙酸都有啥应用场景和优势呢?它在农药、医药、染料等领域都大显身手。
就像一个万能的小助手,哪里需要就往哪里跑。
它的优势也不少呢,性能稳定,效果显著。
比起其他的一些化合物,它可厉害多啦!难道不是吗?
实际案例也不少呢!在某个农药生产厂里,氯乙酸发挥了重要作用。
它让农药的效果更好,产量也提高了不少。
这效果,简直让人惊叹
不已!
总之,氯乙酸在化工领域有着重要的地位,合成过程要小心谨慎,应用场景广泛,优势明显。
大家可得重视起来呀!。