丙烷汽化器(丙烷汽化器的设计)

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。

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