氯化工藝基礎(chǔ)知識

氯化工藝基礎(chǔ)知識2014氯化工藝簡介氯化工藝危險特點3危險因素4工藝參數(shù)的安全控制1氯化工藝簡介氯化工藝的概念氯化反應是化合物分子中引入氯原子的反應，包含氯化反應的工藝過程為氯化工藝。烴在氧氣存在下與氯發(fā)生的反應氯化反應的分類取代氯化：加成氯化：氧氯化：

CH4+Cl2

CH3Cl

+HCl

CH2=CH2+2HCl+

0.5O2

CH2ClCH2Cl+H2O

CH2=CH2+Cl2

CH2ClCH2Cl分子中的氫原子或基團被氯原子取代直接將氯原子加成到某化合物上1氯化工藝簡介取代反應：芳環(huán)上的取代和脂芳烴的取代典型反應甲醇與氯化氫反應生成氯甲烷CH3OH+HClCH3Cl+H2O

CH3Cl+Cl2

CH2Cl2+HCl1氯化工藝簡介氯化工藝中最常用的氯化劑是氯氣，通常由電解食鹽水得到。氣瓶或儲罐中的氯氣呈液態(tài)，冬天氣化慢，有時需加熱，以促使液氯氣化。加熱一般用溫水，切忌用明火或蒸汽直接加熱，以免內(nèi)壓過高而發(fā)生爆炸，加熱溫度不超過50℃。停止通氯時，應在氯氣瓶尚未冷卻的情況下關(guān)閉出口閥，以免物料倒灌，形成爆炸性氣體。氯化氫極易溶于水，可以用水冷卻和吸收氯化反應的尾氣。2氯化工藝的危險特點（1）氯化反應是一個放熱過程，尤其是在較高溫度下，反應更為劇烈，反應速度快，放出熱量多。有些反應溫度高達500℃，如溫度失控，可造成超壓爆炸。（2）反應原料大多有燃爆危險，部分中間產(chǎn)物及產(chǎn)品也有不同程度的火災危險性。如：甲醇、氯甲烷等。（3）常用的氯化劑氯氣本身為劇毒化學品，一旦泄露危險性較大。氯氣為強氧化劑，能與可燃性氣體形成爆炸性氣體混合物；也能與可燃性的烴類、醇類、羧酸和氯代烴等形成混合物，極易發(fā)生爆炸。2氯化工藝的危險特點（4）氯氣中的雜質(zhì)，如水、氫氣、氧氣、三氯化氮等在使用中易發(fā)生危險。（5）生成的氯化氫氣體遇水后形成腐蝕性強的鹽酸。氯化氫的吸收裝置如發(fā)生故障，不能完全吸收時，大量的氯化氫氣體逸出，會造成中毒事故或造成設(shè)備管道的腐蝕。（6）反應生成的尾氣可能形成爆炸性混合物。3危險因素?

燃爆危險?

高溫高壓危險?

反應失控的危險?

三氯化氮爆炸危險?

氯氣等劇毒化學品泄露危險4工藝參數(shù)的安全控制氯化工藝重點監(jiān)控參數(shù)反應釜的溫度和壓力反應釜攪拌速率反應物料的配比氯化劑進料流量冷卻系統(tǒng)中冷卻介質(zhì)的溫度、壓力及流量氯氣中的雜質(zhì)含量氯化反應尾氣組成4工藝參數(shù)的安全控制工藝參數(shù)安全控制，即控制反應溫度、壓力，控制投料的速度、配比、順序以及原材料的純度和副反應等。工藝參數(shù)失控，不但破壞了平穩(wěn)的生產(chǎn)過程，還常常是導致火災、爆炸事故發(fā)生的“禍根”，所以嚴格控制工藝參數(shù)，使各項指標都在安全限度之內(nèi)，是化工裝置防止發(fā)生火災、爆炸事故的根本措施之一。4工藝參數(shù)的安全控制1、溫度控制：溫度是化工生產(chǎn)中的主要控制參數(shù),準確控制反應溫度不但對保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗有重要的意義，也是防火防爆所必須的。溫度過高，可能引起反應失控，發(fā)生沖料或爆炸；也可引起反應物分解燃燒、爆炸；或由于液化氣體介質(zhì)和低沸點液體介質(zhì)急劇蒸發(fā)，造成超壓爆炸。溫度過低，則有時會因反應速率減慢或停滯造成反應物積聚，一旦溫度正常時，往往會因未反應物過多而發(fā)生劇烈反應引起爆炸。溫度過低還可能使某些物料凍結(jié)，造成管路堵塞或破裂，致使易燃物料泄露引起燃燒、爆炸。4工藝參數(shù)的安全控制氫氯化反應溫度的影響低的預熱溫度會導致HCl冷凝腐蝕催化劑，使其失去活性，降低反應效率。溫度在260℃以下時，甲醇的轉(zhuǎn)化率隨之降低，二甲醚生成量會增加。溫度在260℃以上時，甲醇的轉(zhuǎn)化率和氯甲烷的選擇性增加明顯。超過300℃時，催化劑的壽命加速縮短；所以，確定最佳反應溫度在260℃至300℃之間。另一方面，要避免熱點的產(chǎn)生。高溫時，產(chǎn)生的焦碳會沉積在催化劑表面。熱點還會導致管子破裂，失去機械性能完整。因此要用導熱油移出多余熱量。4工藝參數(shù)的安全控制為了嚴格控制溫度，主要從以下三個方面采取相應措施：（1）有效除去反應熱：對于大多數(shù)的放熱化學反應應選擇有效的傳熱設(shè)備、傳熱方式及傳熱介質(zhì)，保證反應熱及時導出，防止溫度過高。（2）正確選用傳熱介質(zhì)：在化工生產(chǎn)中常用載體來進行加熱。常用的熱載體有水蒸氣、熱水、煙道氣、碳氫化合物（如導熱油和聯(lián)苯混合物）、熔鹽、汞和熔融金屬等。正確選擇熱載體對加熱過程的安全十分重要，應避免選擇容易與反應物料相作用的物質(zhì)作為傳熱介質(zhì)。4工藝參數(shù)的安全控制（3）防止攪拌中斷：攪拌可以加速反應物料混合，有利于熱傳導。生產(chǎn)過程中如果攪拌中斷，可能會造成局部反應加劇和散熱不良而發(fā)生超壓爆炸。對因攪拌中斷可能引起事故的裝置，應采取防止攪拌中斷的措施，例如采用雙路供電等。4工藝參數(shù)的安全控制2、壓力控制：壓力是化工生產(chǎn)的基本參數(shù)之一，超壓往往會引起火災爆炸事故的發(fā)生，而壓力過低，會使設(shè)備變形。當操作系統(tǒng)負壓時，空氣容易從外部滲入，與設(shè)備、系統(tǒng)內(nèi)的可燃物料形成爆炸性混合物而導致爆炸、燃燒。4工藝參數(shù)的安全控制3、進料控制：（1）進料速度：對于放熱反應，進料速度不能超過設(shè)備的散熱能力，否則物料溫度將會急劇升高，引起物料的分解，有可能造成爆炸事故；進料速度過低，部分物料可能因溫度過低，反應不完全而積聚，一旦達到反應溫度時，就有可能使反應加劇進行，因溫度、壓力急劇升高而導致爆炸。（2）進料溫度：進料溫度過高，可能造成反應失控而發(fā)生事故；進料溫度過低，情況與進料速度過低相似，可能造成反應不完全，能耗損失大。4工藝參數(shù)的安全控制摩爾比對反應的影響一般的說，氯化氫對甲醇的摩爾比越高，越有利于提高甲醇的轉(zhuǎn)化率，減少二甲醚的生成。采用最佳摩爾比，可以使生產(chǎn)成本最低，同時也要考慮到甲醇的轉(zhuǎn)化率與氯甲烷的選擇性。HCl/CH3OH最佳摩爾比為1.15：1。（3）進料配比：反應物料的配比要嚴格控制，尤其是對連續(xù)化程度較高、危險性較大的生產(chǎn)，更需注意。（4）進料順序：有些生產(chǎn)過程，進料順序是不能顛倒的，否則會引起爆炸。4工藝參數(shù)的安全控制4、控制原料純度：許多化學反應，由于反應物料中存在雜質(zhì)而導致副反應、過反應的發(fā)生引起燃燒、爆炸。①原料中某種雜質(zhì)含量過高，生產(chǎn)過程中易發(fā)生燃燒爆炸。②循環(huán)使用的反應原料氣中，如果其中有害雜質(zhì)氣體不清除干凈，在循環(huán)過程中就會越積越多，最終導致爆炸。4工藝參數(shù)的安全控制雜質(zhì)對反應的影響（1）甲醇中的雜質(zhì)甲醇中若含有乙醇，在催化劑存在下會與氯化氫反應生成氯乙烷，其反應式如下：C2H5OH+HClC2H5Cl+H2O（2）氯化氫中的雜質(zhì)在氯化氫中含少量氯甲烷對生產(chǎn)一氯甲烷影響不大。4工藝參數(shù)的安全控制

C2Cl6

C2H5Cl11-C2H4Cl2111-C2H3Cl3

C2H2Cl4

C2HCl5（3）氯乙烷氯乙烷是在氫氯化反應階段由甲醇中的雜質(zhì)乙醇生成的。根據(jù)自由基的選擇性，氯乙烷經(jīng)兩個反應途徑生成C2Cl6。這些副產(chǎn)品中11-C2H5Cl2，12-C2H4Cl2和111-C2H3Cl3的沸點和甲烷氯化物的沸點很接近，因而會成為甲烷氯化物產(chǎn)品的雜質(zhì)；其它的副產(chǎn)物的沸點高于四氯化碳，因而均含在重組分中。

C2Cl6

C2H5Cl12-C2H4Cl2112-C2H3Cl3

C2H2Cl4

C2HCl54工藝參數(shù)的安全控制（4）溴的影響原料氯中的溴與氯甲烷生成CH2BrCl，該物質(zhì)會發(fā)生如下氯化反應：

CHBrCl2+HClCH2BrCl+Cl2

CHBrCl2+Cl2

CBrCl