年产8万吨二氯甲烷的氯化吸收工艺设计毕业论文.docx

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1、年产8万吨二氯甲烷的氯化吸收工艺设计毕业论文第一章总论1概述1.1.1产品的物理化学性质产品的物理性质二，三氯甲烷都是无色透明不分层液体，在氧气中易爆炸，其具体物理性质如下表:表11名称单位产品二氯甲烷三氯甲烷分子量84.94119.39外观无色透明不分层液体无色透明不分层液体分子式CH2C12CHC13沸点40.461.3液体比重d4201.3261.489蒸汽比重2.934.13蒸汽密度g/13.304.36汽化潜热Cal/g78.759.3液体比热Cal/g.0.2880.234蒸汽比热Cal/g. 0.1550.142在水中溶解度g/100g 水1.320.79临界压力Kg/cm260

2、.953.8临界温度237263.4临界密度0.4270.500冰点-96.7-61.3在空气中爆炸范围V%13.018.0在氧气中爆炸范围V%13.018.0产品的化学性质1 .二氯甲烷二氯甲烷在四种甲烷氯化物中对热分解和水解的稳定性仅次于一氯甲烷。在干燥空气中最低的热解温度是1200C,热解温度随水含量增加而降低，热解主要生成氯化氢和微量光气。在300450oC,有铁和金属氯化物存在时，在气相中二氯甲烷有焦化倾向，会生成黑色的固体聚合物。二氯甲烷进一步氯化得到三氯甲烷和四氯化碳外，还具有下面一些化学性质。 氧化铜触媒存在下，与空气作用生成光气CH2cl2 + O2 COCb+EO 在一定条

3、件下与水蒸气作用生成甲醇、甲酸和氯化氢2cH2cl2+3 &0CH3OH+ HCOOH+ 4HC1 在触媒存在的条件下，4500C时与水蒸气作用生成甲醛CH2C12 + H2O HCHO + 2HC1 在碱的水溶液中加压可皂化成甲醛CH2cl k 2NaOHHCHO+ 2NaCl + H2O三氯甲烷三氯甲烷在四种氯化物中最容易水解，水解产物是甲酸和氯化氢。升高温度会大大加快水解反应，有氯化铁等金属氯化物存在回催化水解反应。三氯甲烷在2900C以下不会热分解，但在四种甲烷氯化物中对热的稳定性比二氯甲烷差。在室温下若受长时间光照会慢慢分解，有空气存在时即使在暗处也回引起分解，生成光气、氯化氢、氯气

4、等。氯仿除可氯化生成四氯化碳外，还具有下面一些化学性质。1 .与稀碱溶液加热，生成甲酸盐和氯化钠2 .浓碱溶液加热，生成一氧化碳和氯化钠3 .与赤热的铜或钠汞接触生成乙快4 .有催化剂存在，与氟化氢反应生成氟里昂5 .三氯甲烷加热到4500C以上产生热解，生成四氯乙烯，六氯乙烷，氯化氢和少量其他氯代燃1.1.2 质量标准1.工业二氯甲烷产品的技术指标(GB4117-92)表12指标名称指标优等品一等品合格品纯度(Pt-CO)99.599.098.0酸度(以HC1计)0. 00040. 00080. 0010水份0. 0400. 0500. 060色度101010蒸发残渣0. 00050. 00

5、100. 00302.工业三氯甲烷产品标准的技术指标(GB4118-92)表13指标名称指标优等品一等品合格品纯度%99.599.098.0色度(Pt-CO)101525四氯化碳0. 050.21. 1 一二氯乙烷0. 040. 1酸度0. 0010. 0010. 003水份(以HC1计)0. 030. 030. 051.1.3 产品的主要用途二氯甲烷是优良的有机溶剂，具有很高的溶解能力，沸点低，不燃和毒性很低等特点。广泛用作溶剂，大量二氯甲烷在安全胶片制造中用作醋酸纤维素的溶剂；三醋酸纤维素抽丝的溶剂和双酚A制造聚碳酸中用作溶剂。二氯甲烷亦用于天然存在的热敏物质的萃取，如除去咖啡、啤酒蛇麻子

6、中的咖啡因；二氯甲烷还用于制药工业，在淄族化合物、抗菌素和维生素制造中的溶剂。二氯甲烷广泛用作油漆和凡立水的脱膜剂。以二氯甲烷为主要成分的典型油漆脱膜剂可含有石蜡、有机胺、低级脂肪酸和醇、丙酮和磺化洗涤剂等。它亦可用于配制快干油漆。对金属表面漆层的除去，二氯甲烷蒸汽喷雾是有效的方法。二氯甲烷与F12起，可作为低压推进剂烟雾剂。二氯甲烷亦大量用作聚酷型尿烷泡沫辅助发泡剂，在尿烷泡沫塑料工、也中，二氯甲烷还用于生产过程结束后浇口和管道的立即清洗。二氯甲烷可作为气溶胶溶剂包装。二氯甲烷在工业清洗操作的应用也是很多的。如金属和塑料加工工业中用作气相脱脂剂，尤其适合不耐三氯乙烯和四氯乙烯等其它高温脱脂溶

7、剂的产品清洗。亦可与石油和其它氯代燃混合在金属制造工业中清净剂。等重量的二氯甲烷、甲苯混合物已推荐用于清洗印刷铅字。二氯甲烷作为溶剂常用于脱除涂料、金属清洗和抛光；也用于药物、聚碳酸酯、纤维素酯和照相软片生产中作为加工溶剂；还可用作气雾推进剂和食品加工的萃取介质；其他的用途包括胶粘剂、化妆品、塑料加工以及发泡等。二氯甲烷是优良的有机溶剂，具有很高的溶解能力，沸点低，不燃和毒性很低等特点。广泛用作溶剂，大量二氯甲烷在安全胶片制造中用作醋酸纤维素的溶剂；三醋酸纤维素抽丝的溶剂和双酚A制造聚碳酸中用作溶剂。木课题要是从工程角度对即将毕业的本科生进行一次全面的综合训练过程。主要完成工艺计算和工程图设计

8、，对化工生产过程和生产管理有一个比较全面的了解，达到社会对人才知识的基本要求。二氯甲烷在亚洲将显示出良好的增长，特别是中国，预计中国消费的年增长率约为5%。长期增长（其全球增长率约为6%）将会弥补这一损失，而且氯仿在制药方面的应用也很稳定。中国的制冷和氟聚合物行业将得到快速增长，氯仿需求的年增长率为6%8%,甚至更高。尽管兴建了许多新工厂，但生产能力的增长还是赶不上需求的增长，中国每年需净进口 12万-13万t氯仿。估计中国不会加入蒙特利尔协议（在2015年之前逐渐取缔HCFC-22） o二.三氯甲烷三氯甲烷主要用于制造氟里昂（F-22）的原料。三氯甲烷是优良的有机氯溶剂,能迅速溶解脂肪、油脂

9、和蜡，常用于干洗和工业品的脱脂溶剂的配制。在粘结剂、食品包装塑料和树脂的调和中用作溶剂。三氯甲烷在染料、杀蠕虫药、杀真菌剂和烟草苗防霉剂生产中用作中间体。三氯甲烷作为麻醉剂的应用已停止，但在一些兽药品中仍用作麻醉剂。在医药工业上的应用有：青霉素，生物碱，淄族化合物，维生素，调味品及葡萄糖等的萃取和提纯中用作溶剂。它亦可用于痛软膏、祛痰剂、牙膏和排除肠胃剂的配制。还可用于配制熏蒸清毒剂。1.1. 4产品的市场需求.二氯甲烷的市场需求二氯甲烷又称甲叉二氯、氯化次甲基。二氯甲烷主要用作不燃性溶剂，如三乙酸纤维脂电影胶片的溶剂、金属表面油漆层的清洗脱膜剂、气溶胶的推动剂、石油脱蜡溶剂、热不稳定性物质的

10、萃取剂。从羊皮提取羊肢和从椰中提取食用油的萃取剂、也用作低温载体、矿物油的闪点升高剂、灭火剂、烟雾剂的推进剂、胭泡沫的发泡剂目前，我国二氯甲烷生产厂家主要为巨化集团，北京农药二厂，天津大沽化工厂，河南男阳化工厂，四川自贡鸿鹤化工厂等。1998年我国二氯甲烷生产能力约为1.8万t。而国内表现消费量为5万t。从目前国内市场来看，二氯甲烷有很大的缺口。从二氯甲烷的国内应用前景分析，随着人民生活水平不断提高，加之国产胶卷的不断发展，必将推动胶片行业的发展。甲烷氯化物四种产品一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）和四氯化碳，可在同一装置内，采用不同工艺条件进行调节生产。因此可根据市场需要来决定某种产品的产

11、量。在美国，甲烷氯化物产业的集中度是非常高的，仅2家较大的商业性供应商。另2家厂家只生产用于硅衍生物的中间体一氯甲烷。在欧洲，有9家较大的甲烷氯化物生产商和6家附产中间体一氯甲烷厂，尽管最近发生了一些合并，但仍然很分散。口本的情况相对于欧美来讲，规模小，共有6家生产厂。大多数一氯甲烷和氯仿主要作为中间体卖给大型的有机硅或HCFC 22生产商。二氯甲烷多为用量较小的终用户，在不同的国家和地区，所消费的区域有所不同，大多数的消费均为罐装或桶装。世界1999年甲烷氯化物生产能力约314万3其4种产品能力分别为一氯甲烷116万3二氯甲烷89万t,氯仿91万t,四氯化碳18万t （见表1）。表1世界19

12、99年甲烷氯化物生产能力万国别或地区一家.甲烷二氯甲烷氯仿四氯化碳合计美国37.224.332.75.099.2西欧41.734.629.32.6108.2日本6. 88.57. 14.526.9其他30.022.022.06.080.0合计115.789.491. 118. 1314.3生产甲烷氯化物的原料路线主要有2种：以甲醇为原料的氢氯化法；以甲烷为原料的甲烷热氯化法。目前在美国已全部（2公司4工厂）改为甲醇法，在欧洲只有3家工厂、日本只有2家工厂采用甲烷法，其生产能力分别占当地总生产能力的25%和30%。我国二氯甲烷97%采用甲烷法生产，到2000年可降到44. 5%。自本世纪30年代

13、工业化以来，甲烷氯化物已形成了氯碱工业后加工的一个重要耗氯产品。进入90年代以来，受国际环境公约限制，同时，美国环保局（EPA）认为二氯甲烷有致癌的可能性，对其某些应用领域（气溶胶、电子工业等）提出限制，在发达国家的消费呈衰退趋势，全球平均需求下降。但在东欧、中东、亚洲和非洲将会出现消费增长。1. 1美国1. 1. 1生产厂商和能力截止2000年10月底，美国二氯甲烷生产能力为24. 3万t,比3年前增加3 2万t。L L 2供需与增长率1999 年需要 117。2kt, 1998 年需要 122。3 kt, 1999 年出口 63. 7 kt,进口为 33. 2kto预计2003年将需要11

14、2. 7 kt (表3)。美国二氯甲烷生产和需求增长率，在19851994年间为一 3%, 19941999年间为一 2. 3%,预计20002003年间为0%,比2年前预测的增长率要高，前2年的预测增长率为一 4%至一 6%。美国二氯甲烷主要用于:1999年(1997年)油漆剥除占30% (40%),粘合剂20% (20%),化工工艺10% (10%),弹性聚氨酯泡沫5% (6%),医药10% (6%),金属清洗10% (13%),其它杂项(农药、食物加工、合成纤维)5% (5%)。1. 1. 3价格近年来，美国二氯甲烷价格不断下降，如在2年前的1997年第1季度，价格高达950美元/t,到2000年第1季度的500美元/t。1. 1. 4发展优势由于二氯甲烷不会在低层大气中形成烟雾，因此没有被美国EPA或国家及地方当局列入到挥发性有机化合物(V0C)类中或烟雾源中。二氯甲烷在清除塑料中作为粘合的溶剂用。在粘合剂中，它经常与其它溶剂混合，作溶解树脂用。在粘合剂应用中