丙烷汽化器(丙烷汽化器的设计)

鑫锐电气 2023-01-20 12:51 编辑:admin 205阅读

1. 丙烷汽化器的设计

三氯丙烷的结构式为CH2ClCHClCH2Cl,主要用作脱脂剂、去漆剂和电机洗涤用溶剂,还可用于生产三氯丙烯,二氯丙烯及农药矮壮素和燕麦敌等。现有技术中,1,2,3-三氯丙烷的合成主要使用的是α-氯丙烯氯化法,丙烯高温氯化得烯丙基氯(3-氯丙烯),经洗涤、分离后,再经低温氯化、分馏,即得成品。α-氯丙烯生产1,2,3-三氯丙烷为间歇操作,虽然氯气的转化率可以达到95%,但纯度只有85%,且进料量难以控制。当α-氯丙烯量偏高时,塔底温度较高,大量氯气、氯化氢气体排出,取代反应严重,影响产率。氯气量偏高时,塔底温度较低,仍会影响产率。该反应方法生产成本高,产生高COD的碱性废水;并且产品质量不高、尤其收率较低,副产物多,污水处理难度大。技术实现要素:本发明解决的技术问题是,α-氯丙烯生产1,2,3-三氯丙烷的纯度低,收率低,成本高,且会产生高COD的碱性废水。为了克服上述不足,本发明提供了1,2,3-三氯丙烷的新合成条件和合成方式,解决现阶段1,2,3-三氯丙烷合成收率低,质量低,工序复杂,成本高,有污水的缺点。同时采用连续反应,自控程度高,质量稳定,生产费用低,无废水。本发明的技术方案是,以3-氯丙烯(α-氯丙烯)和氯气为原料,在气相条件下使3-氯丙烯和氯气进行反应,得到1,2,3-三氯丙烷。3-氯丙烯的沸点为44-45℃(常压下),其与氯气进行反应的条件一般为20-30℃,3-氯丙烯仍为液态。1,2,3-三氯丙烷通过氯气与液态的3-氯丙烯之间进行反应得到,该反应中需要使用反应溶剂,一般在反应釜中完成,不能连续化生产,且有较多废液产生。本发明将3-氯丙烯汽化,然后在与氯气反应,即通过气相反应得到1,2,3-三氯丙烷。由于3-氯丙烯的沸点较低,使其汽化不会消耗太多热量。由于是气相反应,所以不需要反应溶剂,反应后不会产生废液。汽化后的3-氯丙烯与氯气反应,收率更高,产品的纯度更高。当反应原料的纯度不高时,即3-氯丙烯含有较多杂质时,液相反应后杂质仍然可能会进入到产品中,而如将3-氯丙烯汽化,则进入气相反应的杂质量较少,因此气相反应可以起到一定的纯化作用。汽化后反应接触面积极大增加,大大地加快了反应进程,省去了反应溶剂,反应速率和收率增加幅度大;加入氮气起到稀释与保护的作用,使得反应容易控制。在常压下,只需要将温度升高到45℃以上,即可使3-氯丙烯汽化,为了节省能耗以及避免温度过高带来的副反应,一般选择反应温度为45-100℃,优选50-70℃。该反应不需要改变压力,在常压下即可进行反应。优选地,将汽化后的3-氯丙烯的与保护气体混合,再与氯气进行反应。优选地,所述保护气体为氮气或惰性气体。优选地,汽化后的3-氯丙烯与保护气体的流量之比为1:0.5-2,优选1:1。优选地,将3-氯丙烯通入汽化器,经过汽化后,进入氯化塔,并将保护气体、氯气通入所述氯化塔进行反应,得到1,2,3-三氯丙烷。优选地,将氯化塔内反应得到的产物气化后,再经过蒸馏得到1,2,3-三氯丙烷。优选地,3-氯丙烯和氯气的摩尔比为1:0.97-0.99,以保证3-氯丙烯微过量。优选地,用水吸收反应过程中产生的尾气,尾气主要为少量的氯化氢气体。与现有技术相比,本发明的有益效果是工艺简单,采用连续化生产,将气-液反应改变为气-气反应,反应路径短,成本低,收益高,摩尔收率98%(相对3-氯丙烯)。生产效率设备利用率高,用氮气稀释保护,产品质量稳定,工艺安全可靠,设计合理、过程安全可控,生产费用低,工艺无废水产生。附图说明图1表示1,2,3-三氯丙烷合成工艺流程及设备示意图。附图标记说明:1.3-氯丙烯储存罐;2.氮气储存罐;3.第一汽化器;4.第二汽化器;5.氯化塔;6.第一蒸馏塔;7.第二蒸馏塔;8.1,2,3-三氯丙烷粗品储存罐;9.废渣储存罐。具体实施方式下面结合图1的1,2,3-三氯丙烷合成工艺流程及设备对本发明作进一步解释。(a)3-氯丙烯从3-氯丙烯储存罐1中通入第一汽化器3汽化后,进入氯化塔5。(b)保护气体氮气经第一汽化器3升温后,通入氯化塔5。(c)直接将氯气通入到氯化塔5参与反应,氯化塔的温度通过水浴、油浴或盐浴来控制。(d)反应过程中产生的尾气经氯化塔塔顶排出,用水吸收。(e)将氯化塔5反应后的得到1,2,3-三氯丙烷粗品,1,2,3-三氯丙烷粗品从塔底泵入第二汽化器4汽化,再去第一蒸馏塔6蒸馏。(f)将第一蒸馏塔6蒸馏出的3-氯丙烯返回第一汽化器3,回收再利用。(g)将第一蒸馏塔6蒸馏出的含1,2,3-三氯丙烷反应产物的粗品泵入第二蒸馏塔7再蒸馏。(h)收集第二蒸馏塔7塔顶蒸馏出的反应产物1,2,3-三氯丙烷;第二蒸馏塔7底部的固体物质作废渣处理。该工艺是一种1,2,3-三氯丙烷产业化合成工艺,由于工业原料3-氯丙烯中含有较多的杂质,所以反应产物中存在一些杂质,需要通过蒸馏除杂。该合成工艺以氮气作为保护气体,生产1吨三氯丙烷产品消耗原料如下表所示:表1生产1吨三氯丙烷产品所需消耗原材料的量序号品名含量消耗(吨)13-氯丙烯99%0.522液氮99%0.53氯气99%0.48下面结合具体的工艺条件来进一步解释本发明。实施例1:烯丙基氯(即3-氯丙烯)流量20mL/min,氯气流量5.52L/min,氮气流量20ml/min,开启尾气吸收系统,控制冷凝器冷却水大小,维持塔内反应温度50-70摄氏度,不断进料,连续进行一个小时,共计加入烯丙基氯1130g,得产品(1,2,3-三氯丙烷)2170g,收率99.6%,含量(纯度)98.5%。实施例2:烯丙基氯流量20mL/min,氯气流量5.52L/min,氮气流量30mL/min,其他条件同实施例1,得产品2150g,收率98.6%,含量98.5%。实施例3:烯丙基氯流量20mL/min,氯气流量5.52L/min,氮气流量10mL/min,其他条件同实施例1,得产品2170g,含量97.8%。实施例4:烯丙基氯流量20mL/min,氯气流量5.8L/min,氮气流量20mL/min,其他条件实施例1,得产品2190g,收率略超100%,存在部分少量四氯丙烷(约5%),含量93%。实施例5:反应温度控制在20-30摄氏度,其他条件实施例1,得产品2145g,原料烯丙基氯3%,含量95%。实施例6:反应温度控制在80-90摄氏度,其他条件实施例1,得产品2170g,原料烯丙基氯1%,四氯丙烷1.2%,含量95%。当前第1页1 2 3

2. 丙烷的汽化热

回答,在冬季使用丙烷气瓶是无需加热的。这是因为丙烷的气化温度是摄氐零下四十二度。完全能满足我们国家的地区的外面使用。只是在北方冬季,普通液化气不能在外面使用,需要移至温暖的屋内或靠近暖器片等地方。

3. 丙烷汽化温度

一般查到的手册数据是火焰峰值温度.这种数值一般是指“绝热温度”,即周围环境完全不散热,对热隔绝的理想情况.并不一定能代表实际得到的温度.实际温度可能只有400至900℃,取决于测定点相对于火焰的位置.可燃气体燃烧温度和燃烧时存在的氧化剂以及燃烧器设计有关.实际上火焰温度还和环境散热速度和火焰稳定性有关,下面是几种可燃物的温度:

压缩天然气(CNG):1790℃ 汽油:1977℃ 液化石油气(丙烷, LPG):1990℃ 柴油:2054℃

4. 工业气体丙烷

丙烷(Propane),是一种有机化合物,化学式为CH3CH2CH3,为无色无味气体,微溶于水,溶于乙醇、乙醚,化学性质稳定,不易发生化学反应,常用作冷冻剂、内燃机燃料或有机合成原料。

在低温下容易与水生成固态水合物,引起天然气管道的堵塞。丙烷在较高温度下与过量氯气作用,生成四氯化碳和四氯乙烯Cl2C=CCl2;在气相与硝酸作用,生成1-硝基丙烷CH3CH2CH2NO2、2-硝基丙烷(CH3)2CHNO2、硝基乙烷CH3CH2NO2和硝基甲烷CH3NO2的混合物

5. 丙烷汽化器的设计原理

50kg的大容积液化气瓶或丙烷气瓶,这种大容积气瓶与小容积气瓶相比多一个接口,也就是有两个瓶阀。这两个瓶阀,一个叫做气相阀,也就是所有的小气瓶都拥有的,另外多的一个是液相阀。在日常工作中,一般情况下使用的是气相阀。当用气量特别大时,可以使用液相阀,这时需要再外加一个气化器与液相阀直接相连,然后通过气化器使用。