氯苯的工藝流程

1、5.工藝路線敘述 從上述生產(chǎn)機(jī)理知工藝路線：苯與氯氣在FeCl3催化下連續(xù)氯化得氯化液，再經(jīng)水洗、中和、，粗餾、精餾除去過(guò)量苯和多氯苯而得到成品氯化苯。反應(yīng)放出的氯化氫用水吸收制成鹽酸；多氯苯回收為鄰，對(duì)位二氯苯。 具體工藝流程為：A：原料的干燥 氯氣由氯干燥系統(tǒng)（或液氯液化后的廢氣）送來(lái)，經(jīng)氯氣緩沖器，并跨過(guò)一定的高度經(jīng)閥門(mén)控制從下部進(jìn)入氯化反應(yīng)器。氯氣緩沖器的作用有緩沖作用，可減少氯壓的波動(dòng)，保證氯氣平穩(wěn)進(jìn)塔；分離作用，氯氣進(jìn)入系統(tǒng)常帶有一定雜質(zhì)，緩沖器內(nèi)設(shè)擋板，可使氯氣系統(tǒng)中的分散的細(xì)微顆粒受撞擊而被捕集下來(lái)，達(dá)到凈化氯氣消除雜質(zhì)的作用，確保氯氣質(zhì)量和管道暢通。 純苯首先進(jìn)入原苯計(jì)量槽，

2、經(jīng)苯干燥器脫去其中水分進(jìn)入干苯貯槽，由干苯泵打入干苯高位槽，利用位差，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制從下部進(jìn)入氯化反應(yīng)器。苯的干燥曾使用過(guò)兩種方法：共沸蒸餾法；食鹽氯化鈣，固堿干燥法，共沸蒸餾法，即利用苯中少量水可在沸騰同時(shí)汽化蒸出釜內(nèi)存留物中含苯較低的原理進(jìn)行脫水干燥的。此法可加苯后進(jìn)行間斷蒸餾，也可中部進(jìn)料連續(xù)蒸餾，預(yù)餾出的苯水混合物經(jīng)過(guò)冷凝后進(jìn)入苯水分離器沉降分離，苯返回原苯貯槽，干苯含水可達(dá)0.02%以下，此法所得干苯質(zhì)量好，其特點(diǎn)是耗蒸汽，需一套設(shè)備，操作麻煩，而且回收苯不能進(jìn)行干燥。因此現(xiàn)同行均采用食鹽，氯化鈣，固堿干燥法，利用某些無(wú)機(jī)鹽及金屬氧化物有從苯中回收水分的能力，它是根據(jù)干燥劑只溶于水

3、不溶于苯的性質(zhì)，將需要干燥的苯按序從充滿(mǎn)干燥劑的容器中通過(guò)，苯的含水被干燥劑表面吸附，干燥劑溶解后聚積成鹽水顆粒，鹽水顆粒比重遠(yuǎn)大于苯，沉降至容器底部被間斷排放，使經(jīng)干燥后的苯中含水顯著降低。B：苯的氯化苯的氯化為高溫沸騰連續(xù)氯化，自苯高位槽下來(lái)的干苯，經(jīng)苯轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入氯化器之底部；通過(guò)緩沖器的氯氣，經(jīng)型管進(jìn)入氯化器底部與苯并流而上，通過(guò)鐵環(huán)層，進(jìn)行氯化反應(yīng)。氯化器內(nèi)苯和氯氣有三氯化鐵催化劑（苯中的三氯化鐵濃度達(dá)到0.01%，就可達(dá)到氯化反應(yīng)的需要）的催化作用發(fā)生取代反應(yīng)生成氯化液含苯，氯苯，氯化氫和少量的多氯苯，保持苯過(guò)量以使氯化反應(yīng)完全并抑制多氯苯的生成。氯化器為鋼制，內(nèi)襯瓷磚，裝帶鐵環(huán)

4、作觸媒（約7m），氯化為放熱反應(yīng)，氯化器自下而上，溫度逐漸升高，液相溫度控制在70 85oC 之間，反應(yīng)溫度的調(diào)節(jié)，借助于干苯流量的調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)，熱量由蒸發(fā)出苯的汽化潛熱帶出，從而實(shí)現(xiàn)溫度的控制，生成物氯化液由氯化器上部側(cè)面溢流出來(lái)，進(jìn)入液封（此液封高度約5m）。其目的是阻止鹽酸氣體隨氯化液帶出，一般情況下，氯化液的密度控制在0.030.95/15oC范圍內(nèi)，重量組成約含氯化苯2535%，每班并定期從氯化器底部放酸水至緩沖器。生成的氯化氫氣體連同蒸汽從氯化器頂部的升氣管引出，經(jīng)過(guò)一段，二段，三段石墨冷凝器，冷凝下來(lái)的苯經(jīng)酸苯分離器返回氯化器重新反應(yīng)，為使苯完全脫除，進(jìn)一步使用深冷降膜吸收脫去氣相

5、中的苯，最后尾氣中氯化氫氣體經(jīng)水吸收轉(zhuǎn)化為鹽酸，其余氣體經(jīng)水流噴射泵抽吸放空。C：尾氣的吸收氯化反應(yīng)生成的氣相部分主要有未反應(yīng)的大量苯，氯化氫等，所以氯化苯的尾氣吸收包括兩部分，即尾氣中鹽酸氣的吸收。 氣體吸收是根據(jù)氣體混合物各組分在某種溶劑中的溶解度的不同而達(dá)到分離的目的。氣體在液體中的溶解度與溫度有關(guān)，溫度越低氣體溶解越大。由于液體吸收氣體的速度較慢，為了提高吸收率，必須選擇適當(dāng)?shù)奈談?，增加液體與氣體的接觸面積，并選擇適宜的吸收流程和操作條件。 氯苯生產(chǎn)中，經(jīng)過(guò)三段冷凝的尾氣含苯量已大大減少，工藝上用低溫次氯苯吸收的方法從鹽酸氣中最后分離出苯蒸汽。尾氣吸收塔一般采用降膜，填料或板式吸收塔

6、，可選其中的一種或各選一種組成一套，其原理基本都是利用氣體混合物中某一組分在液體吸收劑中具有較大溶解度的特點(diǎn)，通過(guò)降溫和充分接觸，使溶解度較大的物質(zhì)不斷轉(zhuǎn)入溶劑中。 降膜吸收 即氣體從降膜吸收塔頂部進(jìn)入后，同由吸收液泵打入的冷凍吸收液順流相遇，氣體經(jīng)塔內(nèi)列管上的分配頭自上而下進(jìn)入列管，吸收液從分配頭的缺口處沿管內(nèi)壁切線方向進(jìn)入，靠離心作用在石墨管內(nèi)形成“液膜”，并流同向，吸收氯化氫氣體中的微量苯，經(jīng)吸收后的氯化氫氣體中苯含量顯著降低。氣液體經(jīng)降膜吸收塔節(jié)流閥直接落入塔釜，在釜內(nèi)分離，氣體去鹽酸吸收塔或進(jìn)入下一套降膜塔繼續(xù)吸收，吸收液閉路循環(huán)使用。降膜吸收塔為石墨列管式冷卻器，管間通-15oC冷

7、凍鹽水，通過(guò)循環(huán)間接冷卻吸收液。（降膜吸收時(shí)液體呈膜狀與氣體并流而下，氣體中的苯不斷地被冷氯苯吸收，其濃度自上而下連續(xù)降低；液體則相反，其中可溶組分自上而下連續(xù)地增高） 噴淋吸收 即加入噴淋塔釜內(nèi)的次氯苯經(jīng)吸收液泵打入冷卻器間接冷卻器間接冷卻，冷卻器管間通-15oC以下的冷凍鹽水通過(guò)閉路循環(huán)，使吸收液溫度達(dá)工藝要求，利用循環(huán)泵作為動(dòng)力的吸收液自冷卻器出來(lái)后從噴淋塔頂部進(jìn)入，和三段進(jìn)來(lái)的鹽酸氣并流通過(guò)喉管，進(jìn)行噴淋吸收，氣液經(jīng)充分接觸后吸收鹽酸氣中的苯，然后落下塔釜作氣體分離，氣體去鹽酸吸收塔或進(jìn)入下一套噴淋塔繼續(xù)吸收，吸收液循環(huán)使用。（噴淋吸收是利用苯與氯苯互溶的性質(zhì)，用大量的氯苯液體與尾氣在

8、低溫狀態(tài)下充分接觸，將苯吸收，溫度越低，噴淋后尾氣含苯量越低，吸收液中苯含量越低，尾氣含苯就越低） 填料吸收 填料吸收時(shí)，混合氣體從吸收塔底部進(jìn)入，吸收劑由塔頂引入，塔內(nèi)先有填料，吸收劑均勻噴淋在填料表面上，以保持整個(gè)填料表面上進(jìn)行接觸性質(zhì)。 板式吸收在塔板上進(jìn)行逆流鼓泡吸收。因后兩種吸收方式，目前各廠應(yīng)用極少或不再采用，故只作簡(jiǎn)單介紹。氯化氫氣體一般采用兩種方法制成鹽酸，即等溫吸收法和絕熱吸收法。 等溫吸收法 常采用一臺(tái)或兩臺(tái)膜式吸收塔，一臺(tái)填料塔和一臺(tái)噴射泵組成一套鹽酸吸收系統(tǒng)，在吸收的過(guò)程中，膜式吸收塔管間通冷卻水，使管內(nèi)的氯化氫和水溶解時(shí)放出的熱量及時(shí)放出，塔內(nèi)溫度不變，生成的鹽酸溫度

9、穩(wěn)定，故稱(chēng)等溫吸收法。此法因是低溫吸收，吸收效率較高，排氣損失較少，但由于難以完全除去尾氣中的苯，故苯對(duì)鹽酸成品的吸收質(zhì)量有影響。 其工藝為：將三塔擺成階梯式，氯化送出的氯化氫首先進(jìn)入最下面的一段降膜吸收塔頂部，與二段降膜吸收塔下來(lái)的稀酸并流而下形成液膜，氯化氫氣體接觸液膜即被吸收，當(dāng)吸收達(dá)到一定溫度時(shí)，這種液膜就不再吸收氯化氫而被新的液膜所代替。并流而下的氣液在下封頭處分離，液體為31%的副產(chǎn)鹽酸。氣體從下封頭側(cè)線出口進(jìn)入二段降膜塔的頂部與尾部填料塔下來(lái)的稀酸并流而下，氣液分離后，氣體從尾部塔底部側(cè)線進(jìn)入，與從塔頂加入的工業(yè)用水逆流吸收，未被吸收的氣體從尾部塔頂排出，經(jīng)水流泵抽至水封箱排空。

10、 絕熱吸收法 吸收過(guò)程往往伴有熱效應(yīng)，如果熱量沒(méi)有移出，就成為絕熱吸收。氯化氫氣體的絕熱吸收在填料塔內(nèi)進(jìn)行，常采用一座填料塔，冷凝洗滌塔和酸冷卻器構(gòu)成吸收系統(tǒng)，生成的鹽酸溫度較高，一般每公斤氯化氫被吸收時(shí)要放出445.5Kcal的熱量，這些放出的熱量使吸收液的溫度迅速上升到沸點(diǎn)，并且蒸發(fā)大量吸水。用這種方法尾氣中的苯即可隨水蒸汽帶走，使鹽酸中苯的含量降低，由于絕熱吸收時(shí)溫度較高，吸收效率受到影響，氯化氫會(huì)隨下水跑掉，造成浪費(fèi)和污染其工藝的：絕熱吸收塔是一個(gè)圓筒形設(shè)備，外殼由鋼板焊制，內(nèi)襯瓷板裝有填料。塔頂吸收水入口處裝有噴灑裝置，以保證液體能均勻地噴淋到整個(gè)塔截面上。從氯化尾氣送出來(lái)的氯化氫由

11、塔底引入，自上而下沿填料層表面向下流動(dòng)，氣液兩相互成逆流在填料表面進(jìn)行接觸，氯化氫氣體經(jīng)吸收成為31%的鹽酸，沒(méi)有吸收的廢氣及蒸發(fā)的水從塔頂引出,送至冷凝器或合適的接觸洗滌器，得到含有一定HCl的稀酸，可用來(lái)作吸收水使用。絕熱塔造型大，制造復(fù)雜，安裝檢修比較困難，降膜塔需要設(shè)備多，但由于大都為標(biāo)準(zhǔn)件，維修比較方便。前者吸收率為0.5%左右，后者可達(dá)99.5%；操作溫度前者75oC左右，后者40oC左右。D氯化液的中和氯化反應(yīng)生成的氯化液中含有氯化氫，三氯化鐵等無(wú)機(jī)雜質(zhì)，這些雜質(zhì)影響下道粗精餾生產(chǎn)設(shè)備及管道，產(chǎn)生腐蝕及結(jié)焦，所以需要中和處理，溶解無(wú)機(jī)物，為進(jìn)一步除去殘余的氯化氫及三氯化鐵，再加堿

12、中和，確保氯化液中性或微堿性，即PH=78，反應(yīng)方程式為：HCl+NaOHNaCl+H2O FeCl3+3NaOHFe(OH)3+3NaCl因?yàn)槁然瘹浜腿然F在水中的溶解度很大，先進(jìn)行水洗，可除去大量的氯化氫，減少生產(chǎn)過(guò)程中的堿用量，而且可以把氯化液中大量的三氯化鐵溶解于水中進(jìn)行分離，以免堿性過(guò)程中產(chǎn)生大量的氫氧化鐵絮狀物沉淀，在流動(dòng)的液體中不能很好地沉降分離，可隨氯化液進(jìn)入蒸餾工序，影響生產(chǎn)。堿洗起把關(guān)作用，把水洗后氯化液中的未能分離的氯化氫和三氯化鐵經(jīng)堿洗中和除去，使氯化液中的氯化氫，三氯化鐵含量達(dá)標(biāo)。工藝為：首先通過(guò)加水來(lái)稀釋氯化液中的酸性，將酸性氯化液與稀NaOH溶液經(jīng)泵充分混合，將

13、可溶性鐵離子，氯離子等隨廢水排出，再將中性氯化液用食鹽干燥為合格氯化液。E氯化液的分離通過(guò)中和干燥后的氯化液是由苯，氯苯，多氯苯三個(gè)組分組成，所以需采用兩臺(tái)精餾塔，才能得到分離。前者分離出苯，習(xí)慣上稱(chēng)為粗餾塔；后者分離出成品氯化苯，習(xí)慣上稱(chēng)為精餾塔。第一步精餾是將氯化液加熱至泡點(diǎn)狀態(tài)，進(jìn)入粗餾塔，經(jīng)過(guò)常壓精餾分離，由塔頂?shù)玫捷^純的苯蒸汽，經(jīng)冷凝冷卻成為常溫液相苯，再供氯化生產(chǎn)氯化液。塔釜中物料為氯苯，二氯苯及不到0.1%的苯成為粗氯苯，從粗餾塔釜直接連續(xù)進(jìn)入第二步精餾塔，經(jīng)過(guò)減壓精餾分離，由塔頂?shù)玫椒瞎に囈蟮妮^純的氯苯蒸汽，再經(jīng)過(guò)冷凝得到液相氯化苯，塔釜液為氯苯和多氯苯的混合物，其出料量小

14、，可間斷排放送二氯苯蒸餾。精餾是分離互溶液體混合物最常用的方法，可將液體混合物分離來(lái)達(dá)到提純或回收有用組分。液體均具有揮發(fā)而成為蒸汽的能力，但各種液體的揮發(fā)性各不相同，因此液體混合物部分汽化所生成的汽相組成與液體組成就有區(qū)別。根據(jù)這一差別，采取適當(dāng)?shù)拇胧┛蓪⒁后w混合物加以分離，精餾操作是將液體混合物加熱沸騰，使之部分汽化，所得的氣相中易揮發(fā)組分A（輕組分）與難揮發(fā)組分B（重組分）的濃度之比必然大于原混合物中A與B濃度之比，由此可見(jiàn)，精餾操作是藉混合物中各組分揮發(fā)性的差異而達(dá)到分離的目的?；旌衔飶念A(yù)熱器進(jìn)入精餾塔內(nèi)，一部分汽化，隨塔內(nèi)氣相部分一起穿過(guò)塔板形成上升氣流；未汽化部分則隨塔內(nèi)液相部分一

15、起經(jīng)降液管下降形成板上滯留液體，上升氣體與下降液體在塔板上進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱。由塔釜的加熱蒸汽提供熱量，由塔頂?shù)姆帜骼鋮s水提供冷量，實(shí)現(xiàn)輕重組分的分離。常壓精餾是指在一個(gè)大氣壓（常壓）下操作的精餾過(guò)程。當(dāng)被分離的混合物在常壓下有較大的相對(duì)揮發(fā)度，并且塔頂物料可用水冷凝冷卻，塔釜物料可用水蒸汽加熱，而物料再此過(guò)程中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，則可用常壓精餾，熱劑和冷劑都易獲得。減壓精餾是指在減壓，即低于一個(gè)大氣壓的壓力下進(jìn)行操作的精餾過(guò)程。對(duì)真空度較高的減壓蒸餾也稱(chēng)真空蒸餾。減壓精餾適用于高沸點(diǎn)物質(zhì)的混合物，以及在高溫下物料易聚合或分解的混合物。因氯苯和二氯苯沸點(diǎn)較高，有機(jī)化合物又容易產(chǎn)生熱分解和炭化結(jié)焦，為避

16、免使用高熱深和防止炭化結(jié)焦，精餾塔采用真空減壓操作。粗餾塔30塊塔板86個(gè)浮閥1m塔徑釜加熱F=70m2頂分凝器F=53m2精餾塔34塊塔板37個(gè)浮閥700mm塔徑釜加熱F=35m2頂分凝器F=17m2加熱器均采用虹吸式列管換熱器。F精餾釜?dú)埖幕厥斩ㄆ趯⒕s釜?dú)垑喝攵嗦任锸懿郏儆谜婵諏⒍嗦任锊迦攵缺教盍纤訜?，一部分被汽化通過(guò)塔內(nèi)填料（瓷環(huán)）間隙上升，并與分凝器流下的液體進(jìn)行傳質(zhì)傳熱作用，此時(shí)低沸點(diǎn)組分一氯苯不斷汽化向上流動(dòng)，而高沸點(diǎn)二氯苯則被冷凝向下流動(dòng)直到塔釜，其原理與精餾相反，由塔內(nèi)上升的氣體進(jìn)入分凝器中，一部分被冷凝返回塔內(nèi)，另一部分自塔頂進(jìn)入全凝器而后流入次品貯槽，用于降膜吸收

17、塔作吸收液，二餾分倒入二氯苯受槽，包裝銷(xiāo)售。二氯苯蒸餾塔為碳鋼填料塔，采用瓷環(huán)填料，減壓操作，加熱形式為內(nèi)加熱（釜內(nèi)裝盤(pán)管），間斷蒸餾，因系統(tǒng)物料不含水，溫度和常壓相比也較低，故腐蝕性也較小，對(duì)二氯苯分離較有利，但真空管道易被二氯苯堵塞。6.工藝及操作控制指標(biāo)6.1氯化部分表61氯化部分工藝及操作控制指標(biāo)序號(hào)控制項(xiàng)目控制指標(biāo)控制地點(diǎn)檢查次數(shù)1Cl2流量400500Kg/h氯化器前每小時(shí)一次2苯流量20006000L/h轉(zhuǎn)子流量計(jì)每小時(shí)一次3液相溫度8085oC氯化器中部每小時(shí)一次4氣相溫度7883oC氯化器頂部每小時(shí)一次5干苯含水0.04%干苯貯槽每罐（分析工）6干苯比重0.870.888/1

18、5oC干苯貯槽每罐（分析工）7氯化液含量含苯6570%氯化液貯槽每班一次（分析工）含氯苯2533%液封每班一次（分析工）含多氯物1%液封每班一次（分析工）8氯化液比重0.930.950/15 oC氯化器每小時(shí)一次9氯化器頂部壓力<20Kpa/150mmHg氯化器每小時(shí)一次工藝規(guī)定：氯化液出口中FeCl3<=0.01% Cl2<=0.01g/100ml HCl<=0.2g/100m6.2中和部分表62中和部分工藝及操作控制指標(biāo)序號(hào)控制項(xiàng)目控制指標(biāo)控制地點(diǎn)檢查次數(shù)1酸性氯化液流量10002000l/h氯化器出口每小時(shí)一次（與氯化聯(lián)系）2加水量200600l/h氯化液管每小時(shí)

19、一次3加堿量60120l/h中和泵前每小時(shí)一次4中和泵氯化液PH值78中性氯化液槽出口每小時(shí)一次含水<0.04%干燥器出口每班一次5堿液比重1.0851.10/20oC配堿槽每槽一次濃度810%配堿槽每班一次6吸收液加料量0.5m3降膜塔釜每班一次7緩沖罐液面2m左右8沉降槽水層>1m6.3粗、精餾部分表63粗餾部分工藝及操作控制指標(biāo)序號(hào)控制項(xiàng)目控制指標(biāo)控制地點(diǎn)檢查次數(shù)1氯化液流量20004000l/h粗餾塔每小時(shí)一次2預(yù)熱溫度80100oC預(yù)熱器每小時(shí)一次3塔釜溫度138145oC粗餾塔每小時(shí)一次塔頂溫度8286oC粗餾塔每小時(shí)一次4粗氯苯比重：1.1171.120/15oC粗餾

20、塔釜每2小時(shí)一次含量氯苯>95%粗餾塔釜每班一次（分析工）苯<0.10%粗餾塔釜每班一次（分析工）5回收苯比重：0.8800.888/15oC粗餾塔頂每2小時(shí)一次含量苯>98%粗餾塔頂每班一次氯化苯<2%粗餾塔頂每班一次6粗餾塔塔釜壓力<3.5Kpa粗餾塔每小時(shí)一次塔釜液面1/31/2處粗餾塔每小時(shí)一次表64精餾部分工藝及操作控制指標(biāo)序號(hào)控制項(xiàng)目控制指標(biāo)控制地點(diǎn)檢查次數(shù)1粗氯苯流量8001200Kg/h精餾塔每小時(shí)一次2塔釜真空度-5.5 -7.5KPa精餾塔每小時(shí)一次塔頂真空度-7.0 -9.5KPa精餾塔每小時(shí)一次3塔釜溫度100125oC精餾塔每小時(shí)一次塔頂溫度7090oC精餾塔每小時(shí)一次4加熱蒸汽壓力<0.60Mpa加熱