R125裝置知識培訓(xùn)幻燈片.ppt

1、R125裝置知識培訓(xùn),一、概述,1、 化學、制冷 氟里昂制冷劑大致分為3類。 （1）氯氟烴類產(chǎn)品，簡稱CFC。 主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于對臭氧層的破壞作用以及最大，被蒙特利爾議定書列為一類受控物質(zhì)。 （2）氫氯氟烴類產(chǎn)品，簡稱HCFC。 主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧層破壞系數(shù)僅僅是R11的百分之幾，因此，目前HCFC類物質(zhì)被視為CFC類物質(zhì)的最重要的過渡性替代物質(zhì)。在蒙特利爾議定書中R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年。 （3）氫氟烴類：簡稱HFC。 主要包括R134A、R125、R32、R40

2、7C、R410A、R152等，臭氧層破壞系數(shù)為0，但是氣候變暖潛能值很高。在蒙特利爾議定書沒有規(guī)定其使用期限，在聯(lián)合國氣候變化框架公約京都議定書中定性為溫室氣體。,一、概述,2、R125生產(chǎn)規(guī)模： 2萬噸/年 R125 以年運行時間7200小時計 3、主裝置組成： 10000噸/年套 共2套 4、產(chǎn)品組成： 主產(chǎn)品：R125 副產(chǎn)品：R134a、31%鹽酸,二、工藝技術(shù)方案,R125生產(chǎn)工藝較多，目前成熟的工業(yè)生產(chǎn)路線主要有以下3種： 1、四氯乙烷（PCE）路線 2、三氯乙烷（TCE）路線 3、四氟乙烯（TFE）路線,1、四氯乙烷（PCE）路線 原料：四氯乙烯、氟化氫 催化劑：Al2O3、Cr

3、2O3等 中間產(chǎn)物：R123、R124 副產(chǎn)物：R134a、31%鹽酸等 該合成反應(yīng)工藝分2步。第1步為PCE和HF反應(yīng)，在第一個反應(yīng)器中進行，生產(chǎn)1,1,1-三氟-2,2,-二氯乙烷（HCFC-123）和1,1,1,2-四氟-1-一氯乙烷（HCFC-124）的中間產(chǎn)品（見反應(yīng)方程式1、2步）。第二步在第二反應(yīng)器中進行，HCFC-123、HCFC-124和HF反應(yīng)生成1,1,1,2,2-五氟乙烷（HFC-125）（見反應(yīng)方程式3、4 ）。最終產(chǎn)物分離，粗產(chǎn)品五氟乙烷進行進一步精制，反應(yīng)原料和中間產(chǎn)物分離后循環(huán)回收到第一反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)。 反應(yīng)方程式如下： CCl2= CCl2+3HFCF3CHC

4、l2+2HCl (1) CCl2= CCl2+4HFCF3CHClF+3HCl (2) CF3CHCl2+2HFCF3CHF2+2HCl (3) CF3CHClF+HFCF3CHF2+HCl (4),2、三氯乙烯（TCE）路線 原料：三氯乙烯、氟化氫 、氯氣 中間產(chǎn)物：R123、R124 副產(chǎn)物：R134a、31%鹽酸等 該工藝過程分四步：每一步是HCFC-123、HF、Cl2 進入第一反應(yīng)器氟化催化劑催化300-450下反應(yīng)（見反應(yīng)方程式第1、2、3、4、5步）；第二步是第一步反應(yīng)混合物進入第二反應(yīng)器并加入三氯乙烷200-400進行反應(yīng)（見反應(yīng)方程式第6步）；第三步是對第二步反應(yīng)混合物分離出

5、HFC-125和HFC-134a；第四步是回收為反應(yīng)的反應(yīng)原料進第一反應(yīng)器中去。氯氣與三氯乙烯的比例為摩爾比0.001-0.05，通過調(diào)節(jié)比例可調(diào)節(jié)R125和R134a的生成比例。其反應(yīng)方程式如下： CF3 CH2Cl+HFCF3CH2F+HCl (1) CF3 CH2Cl+Cl2CF3CHCl2+HCl (2) CF3CH2F+Cl2CF3CHClF+HCl (3) CF3CHCl2+HFCF3CHClF+HCl (4) CF3CHClF+HFCF3CHF2+HCl (5) CHCl= CCl2+3HFCF3CH2Cl+2HCl (6),3、四氟乙烯（TFE）路線 原料：四氟乙烯單體、氟化氫

6、 催化劑：Cr2O3等 副產(chǎn)物：無 該液相和氣相催化條件下四氯乙烯加成氫氟酸制得，四氯乙烯容易發(fā)生聚合爆炸引發(fā)事故。其反應(yīng)方程式如下： CF2=CF2+HFCF3CHF2 （1）,3種工藝路線反應(yīng)示意圖,A、四氯乙烯路線原料易得，工藝條件相對簡單，反應(yīng)也只涉及氟化反應(yīng)，是最具有工業(yè)價值的路線，但由于四氯乙烷催化氟反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性不高，副產(chǎn)物較多，催化劑易結(jié)焦失活，持續(xù)的分離十分困難，因些改進催化劑性能，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、選擇性，延長催化劑的壽命、有效降低副產(chǎn)物的產(chǎn)生以及有交分離產(chǎn)品，是目前此路線研究的熱點和難點。 B、三氯乙烯口路線需經(jīng)四步反應(yīng)，HCFC-133a氯化反應(yīng)會伴隨有20%左右

7、的副產(chǎn)物HCFC-113a生成，如果HCFC-133a（農(nóng)藥中間體）不能很好的銷售利用，將導(dǎo)致成本增加，這是此路線致使的弱點，此路線的反應(yīng)步驟也比較多，制造成本可能會比其它路線高，因此路線一般只用于HCFC-134a和HCFC-125聯(lián)產(chǎn)工藝中。 C、四氟乙烯路線的反應(yīng)簡單，選擇性高，一般在99.9%以上，副產(chǎn)物較易從產(chǎn)品中分離，這是其最大特點，但其原料是四氟乙烯單體，難以儲存的長距離運輸，而且四氟乙烯單體在生產(chǎn)過程中具有爆炸的危險和產(chǎn)生聚合物等安全的問題，因此對于沒有四氟乙烯單體生產(chǎn)裝置的企業(yè) 來說，此路線是很難實現(xiàn)的。從經(jīng)濟性角度考慮，此路線的生產(chǎn)成本受制于四氟乙烯及其前（ HCFC-22

8、和氯仿 ）的價格因素，要比其它路線高一些。,三、產(chǎn)品介紹,1、R125 (HFC-125) 化學名稱：1，1，1，2，2五氟乙烷 分子式：C2HF5 分子量：120.02 沸點（常壓）：-48.45 臨界溫度 ：66.05 臨界壓力Mpa：3.592 液體比熱，25 ，KJ/(kg ):1.26 破壞臭氧潛能值（ODP）: 0 溫室效應(yīng)系數(shù)值（GWP）：0.84 作用用途： HFC-125（五氟乙烷）是一種新型高效綠色環(huán)保制冷劑，屬氫氟烴（HFC）類產(chǎn)品，其化學性能穩(wěn)定，無毒、不可燃、有適合的臨界點、沸點及相對低的凝固點，在氫氟烴類產(chǎn)品中性能優(yōu)異，更因其粘度低、表面張力低、熱導(dǎo)性高而具有高效節(jié)

9、能的性能，臭氧層破壞指數(shù)為0，是理想的氟利昂類產(chǎn)品替代物。廣泛應(yīng)用于R404A、R407C、R410A、R507等混合制冷劑，用于家庭空調(diào)、冰箱、商用空調(diào)、冷藏及工業(yè)制冷設(shè)備等領(lǐng)域，是眾多替代劑中前景較好，發(fā)展較快的品種之一。,產(chǎn)品規(guī)格 五氟乙烷產(chǎn)品質(zhì)量標準,2、R134a (HFC-134a) 化學名稱：1，1，1，2四氟乙烷 分子式：C2H2F4 分子量：102.03 沸點（常壓）：-26.2 臨界溫度 ：101.1 臨界壓力Mpa：4.07 液體比熱，沸點下， 1atm，KJ/kg:216 破壞臭氧潛能值（ODP）: 0 全球變暖潛能值（GWP，100yr）：1300 作用用途 R-13

10、4a作為使用最廣泛的中低溫環(huán)保制冷劑，由于HFC-134a 良好的綜合性能，使其成為一種非常有效和安全的CFC-12的替代品，主要應(yīng)用于在使用 R-12（R12、氟利昂12、F-12、CFC-12、Freon 12、二氯二氟甲烷）制冷劑的多數(shù)領(lǐng)域，包括：冰箱、冷柜、飲水機、汽車空調(diào)、中央空調(diào)、除濕機、冷庫、商業(yè)制冷、冰水機、冰淇淋機、冷凍冷凝機組等制冷設(shè)備中，同時還可應(yīng)用于氣霧推進劑、醫(yī)用氣霧劑、殺蟲藥拋射劑、聚合物（塑料）物理發(fā)泡劑，以及鎂合金保護氣體等。,產(chǎn)品規(guī)格： 四氟乙烷質(zhì)量標準（GB/T18826-2002）,3、31%鹽酸 化學名稱：氯化氫 分子式：HCl 分子量：36.5 沸點（

11、常壓）：-48.45 熔點 ：-114 一般鹽酸是氯化氫的水溶液 ，有腐蝕性。 作用用途： 鹽酸是重要的無機化工原料，廣泛用于染料、醫(yī)藥、食品、印染、皮革、冶金等行業(yè)。鹽酸能用于制造氯化鋅等氯化物（氯化鋅是一種焊藥），也能用于從礦石中提取鐳、釩、鎢、錳等金屬，制成氯化物。 隨著有機合成工業(yè)的發(fā)展，鹽酸（包括氯化氫）的用途更廣泛。如用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造鹽酸奎寧（治療瘧疾病）等多種有機藥劑的鹽酸鹽等。,產(chǎn)品規(guī)格：工業(yè)鹽酸產(chǎn)品國家標準GB320-2006技術(shù)指標的要求,四、工藝流程簡述（PCE路線）,1、五氟乙烷流程簡圖,生成反應(yīng)式： CCl2= CCl2+3HFCF3CHCl2+2HCl

12、 (1) CCl2= CCl2+4HFCF3CHClF+3HCl (2) CF3CHCl2+2HFCF3CHF2+2HCl (3) CF3CHClF+HFCF3CHF2+HCl (4),2、工藝流程敘述： (1)開車時將PCE與HF分別用計量泵按1.6：1（質(zhì)量比），經(jīng)過一反蒸汽加熱器管程、一反換熱器、一反預(yù)熱器至反應(yīng)溫度后，進入第一反應(yīng)器中，催化劑床層溫度經(jīng)熔鹽預(yù)熱到反應(yīng)溫度后，在催化劑作用下通過加成和氟氯交換反應(yīng)生成R123、R124和HCl(含少量125).反應(yīng)產(chǎn)物連同未反應(yīng)的PCE和HF二反出口物料匯合，經(jīng)過混合換熱器殼程、1#分離塔、進料冷卻器，一并進入HCl分離塔進行分離。 （2）

13、1#分離塔頂采出HCl、去HCl吸收器制鹽酸；塔釜物料進入2#分離塔分離R125；產(chǎn)品分離塔頂采出R125和少量的HF進入液相水堿洗除去酸，得到粗品R125，儲存在粗品槽中； （3）2#分離塔塔釜物料進混合換熱器殼程后，進入3#分離塔，從3#分離塔塔釜采出的液相物料（PCE和HF的共沸物）和補加的PCE、HF和3#塔頂分流B物料匯合送至一反蒸汽加熱器，一反循環(huán)建立。 （4）3#分離塔頂采出的輕餾分（R123、R124、HF、HCI等）進入二反蒸汽加熱器、二反換熱器、二反預(yù)熱器（溫度達到300-325）進入到第二反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中R123、R124和HF在催化劑作用下進行氟氯交換反應(yīng)，生成12

14、5與HCI，反應(yīng)產(chǎn)物與未反應(yīng)的R123、R124、HF到二反換熱器（殼程），與一反出口物料匯合，二反循環(huán)建立。,（5）將粗品儲槽中物料送入脫輕塔中分餾，不凝氣R116從塔頂采出；塔釜液相物料送入精餾塔；物料在精餾塔中精餾，塔頂采出的物料（含1%R115的R125物料）送入萃取精餾系統(tǒng)；塔釜液相物料為R134a、R124等， 可定期排放到回收槽。 （6）回收槽物料（R134a、R124等）定期在回收精制系統(tǒng)回收R134a、R124； （7）含有1%R115的R125物料進入萃取塔中以環(huán)烷烴為萃取劑進行萃取精餾。萃取劑與塔釜上升R125的物料進行逆流氣/液萃取。 從塔頂采出的物料為合格品125貯存于產(chǎn)品檢驗槽；塔釜中含濃縮R115和大量R125的萃取劑送入閃蒸塔進行分餾，1級閃蒸塔頂采出含5-10%R115和R125經(jīng)壓縮機去1級