有機(jī)合成工藝研發(fā)精選(九篇)

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第1篇：有機(jī)合成工藝研發(fā)范文

關(guān)鍵詞氯堿；生產(chǎn)；節(jié)能；措施；技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

引言

氯堿工業(yè)是我國(guó)化學(xué)工業(yè)的重要組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)生活、生產(chǎn)中都占有舉足輕重的地位，氯堿工業(yè)主要指生產(chǎn)氯氣、燒堿的工業(yè)，并以氯為主要原料生產(chǎn)氯產(chǎn)品。燒堿是化工原料中最基本的一種，被廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)、冶金、有機(jī)合成等行業(yè)中，而氯氣則是燒堿生產(chǎn)的重要關(guān)聯(lián)產(chǎn)品，同時(shí)也是有機(jī)合成工業(yè)中的重要化工原料，由此可見氯堿行業(yè)在我國(guó)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中都是不可或缺的，對(duì)氯堿行業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入的了解是整個(gè)氯堿行業(yè)應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的義務(wù)與責(zé)任。

一、當(dāng)今氯堿行業(yè)的技術(shù)與特點(diǎn)

1.氯堿行業(yè)的生產(chǎn)方法

氯堿行業(yè)以電解食鹽水制氯、氫與燒堿，主要的工藝手法有隔膜法、水銀法和離子交換膜法。從總體來看我國(guó)的氯堿生產(chǎn)工藝不斷得到提高，在生產(chǎn)裝置與設(shè)備方面也得到了不斷更新與增加，但是與氯堿行業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比仍有一些差距，比較先進(jìn)的離子交換膜法電解工藝在整個(gè)氯堿行業(yè)中所占的比重有待提高。

2.氯堿行業(yè)的特點(diǎn)

氯堿行業(yè)中一直存在著許多生產(chǎn)上的矛盾難以解決，首先是耗能大，氯堿行業(yè)對(duì)電力與熱能的消耗一直影響著氯堿行業(yè)的成本；其次是氯堿行業(yè)的腐蝕與污染，氯堿行業(yè)中存在氯氣、氯化氫等有毒氣體，對(duì)周邊大氣與水源可能造成污染，同時(shí)在生產(chǎn)過程中也會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕。

二、氯堿生產(chǎn)過程中的節(jié)能措施

2.1節(jié)水和節(jié)電

目前，氯堿生產(chǎn)中，應(yīng)用離子膜法生產(chǎn)燒堿以及PVC樹脂成為主流的產(chǎn)品，且規(guī)模不斷的增加，用水量也是越來越大的。要實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約，避免工程重新的構(gòu)建，當(dāng)前用到的節(jié)水措施主要是進(jìn)行了改造工程，主要包括涼水塔循環(huán)水，冷卻水以及深井水的系統(tǒng)，使水能得到充分的應(yīng)用，而實(shí)現(xiàn)節(jié)水目的。具體措施包括，增加涼水罐，涼水塔中打入泵，采用DCS控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)涼水罐的水溫及液位，對(duì)開車后，生產(chǎn)中無機(jī)廢水用于化鹽進(jìn)行充分的再利用，。

同時(shí)，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及更多設(shè)備的安裝都使得電能的消耗不斷增加。目前主要采取的途徑是將不必要的機(jī)組設(shè)備進(jìn)行停用處理，以此來節(jié)約浪費(fèi)的電能，也可以采取將具有相同功能機(jī)組利用到多個(gè)環(huán)節(jié)中的節(jié)能方法。改造堿液輸送系統(tǒng)也是較有效的途徑，通常包括管道的引進(jìn)，是由電解工段成品堿板式換熱器出口實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)安裝閥門。將電解及干燥工段在相連，管道的安裝通常在室內(nèi)，節(jié)約壓縮空氣也保證堿液輸送。綜上，也就是采取停用不必要機(jī)組節(jié)電和節(jié)水，同時(shí)減少壓縮空氣用量而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2.2余熱利用

不同季節(jié)將多余熱量用于生產(chǎn)其余環(huán)節(jié)，夏天時(shí)，由氯乙烯以及合成得到的熱水可提供給其他機(jī)組足夠熱動(dòng)力，而冬天時(shí)，合成爐以及氯乙烯的熱水可以供給廠區(qū)供暖系統(tǒng)，使熱能不浪費(fèi)。在氯堿生產(chǎn)過程中，合成HCl時(shí)，送出的熱水比要求的溫度要高，多余部分的熱水可以給其他機(jī)組作為動(dòng)力。熱水供給生產(chǎn)廠區(qū)換熱，回水循環(huán)使用。主要采取的措施是安裝余熱利用設(shè)備，主要包括循環(huán)水泵，供熱的熱水罐以及輸送泵，溴化鋰機(jī)組等。同時(shí)，可采取選用針對(duì)不同氣候特點(diǎn)選用不同型號(hào)的蒸汽爐，實(shí)現(xiàn)蒸汽的回收和利用。在氯乙烯工藝環(huán)節(jié)中，由熱水槽熱水提供給轉(zhuǎn)化器和預(yù)熱器足夠的熱量，當(dāng)溫度保證合理才能做到轉(zhuǎn)化器運(yùn)行最佳。轉(zhuǎn)化器運(yùn)行中，氯乙烯熱水余熱能保證溴化鋰機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)。冬季，氯乙烯熱水也能實(shí)現(xiàn)較小范圍的生產(chǎn)廠區(qū)供暖。

三、氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能措施的應(yīng)用及前景

3.1氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能措施的應(yīng)用

3.1.1我國(guó)氯堿生產(chǎn)過程節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)高耗能產(chǎn)業(yè)迅猛的發(fā)展，氯堿行業(yè)在高耗能范疇內(nèi)，一方面增加了經(jīng)濟(jì)的壓力，同時(shí)也增加了供求矛盾。目前，氯堿行業(yè)也不斷的引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)。最新的氯堿生產(chǎn)中的先進(jìn)技術(shù)包括：干法乙炔，煤制乙炔，二氯乙烷以及乙炔制氯乙烯這幾種技術(shù)。

干法乙炔技術(shù)實(shí)際是指電石水分解時(shí)使用較少的過量水分，得到的電石渣含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅是4%～10%。國(guó)內(nèi)多個(gè)企業(yè)應(yīng)用和開發(fā)該法，主要有北京瑞思達(dá)化工設(shè)備有限公司，深圳市冠恒通科技發(fā)展有限公司，四川宜賓天原股份有限公司等。該法能夠有效避免電石渣漿現(xiàn)象，對(duì)能源和水以及土地使用都做到了節(jié)約，投資和運(yùn)行成本都降到最低，因此，電石法聚氯乙烯行業(yè)較為有效。

煤制乙炔的原理：等離子體炬生成高溫等離子氫，能和煤粉實(shí)現(xiàn)反應(yīng)，得到乙炔混合氣，分離然后提濃最終得到乙炔。該方法有效的節(jié)約了電，成本降低，清潔及高效生產(chǎn)，環(huán)境污染也是較輕的。而環(huán)境和資源更關(guān)注的今天，該方法倍受關(guān)注。2001年，新疆天業(yè)集團(tuán)在清華和復(fù)旦大學(xué)的輔助下研制出該方法，而隨后的發(fā)展，使其目前已經(jīng)具有最大炬功率，在國(guó)際上具有先進(jìn)水平。

二氯乙烷和乙炔制氯乙烯技術(shù)主要原理為二氯乙烷和乙炔直接一步反應(yīng)。其催化劑為非汞類的，而該類催化劑的產(chǎn)業(yè)化使電石耗量大幅度的降低，減小對(duì)電石依賴，同時(shí)使產(chǎn)品成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量得到提升的同時(shí)有效避免汞污染，對(duì)電石法PVC汞污染能有效的解決。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)和研究院進(jìn)行研究，也有了相當(dāng)大的突破，在催化劑的確定方面已經(jīng)能較準(zhǔn)確的確定。

3.1.2氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用

目前，已經(jīng)有眾多的節(jié)能設(shè)備引進(jìn)到氯堿生產(chǎn)過程中，來實(shí)現(xiàn)該行業(yè)的有效節(jié)能，最新的技術(shù)主要有：膜極距電解槽，氧陰極電解槽。

（1）膜極距電解槽：

離子膜燒堿生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展推動(dòng)離子膜電解槽的發(fā)展，也由有極距轉(zhuǎn)變?yōu)槟O距。膜極距電解槽主要的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在較低槽電壓及電耗，也將作為離子膜電解槽節(jié)能技術(shù)的趨勢(shì)，該電解槽更節(jié)電?，F(xiàn)在已經(jīng)有公司成功的應(yīng)用，如北京藍(lán)星化工股份有限公司，天津大沽化工股份有限公司等。主要是對(duì)老型電解槽實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改造。

（2）氧陰極電解槽：

在我國(guó)氯堿工業(yè)中，離子膜電解槽為主要耗能的核心裝備，國(guó)際氯堿工業(yè)通過對(duì)新型離子膜電解槽進(jìn)行研發(fā)，改進(jìn)了原有的電解槽，其中氧陰極離子膜電解槽就是其中一種。該電解槽采取氧氣電極還原反應(yīng)，陰極沒有氫氣的析出，而實(shí)現(xiàn)電壓降低，而實(shí)現(xiàn)電解電耗降低。2010年，藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司在北京化工大學(xué)的配合下，研制出氧陰極(ODC)低槽電壓離子膜法，使電耗降低30%，對(duì)節(jié)能減排起了極大的推動(dòng)作用。

3.2氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能措施的前景

氯堿生產(chǎn)過程中，工序各環(huán)節(jié)中，仍然存在可節(jié)能部分，包括乙炔反應(yīng)熱及燒堿電解熱等具有較低余熱的充分應(yīng)用。首先，乙炔反應(yīng)熱充分利用，對(duì)于乙炔反應(yīng)而言，其顯著放熱，經(jīng)過計(jì)算，數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)凝嫶?。乙炔生產(chǎn)中反應(yīng)溫度保證合理，多余導(dǎo)致浪費(fèi)，而實(shí)現(xiàn)多余熱量轉(zhuǎn)移十分必要，現(xiàn)在該多余部分僅是由冷卻塔吸收，而未利用，因此有回收的可能。其次，燒堿電解熱的充分利用，燒堿電解槽合理溫度是85℃，而循環(huán)水冷卻，濕氯氣及氫氣直接降溫，熱量存在浪費(fèi)。經(jīng)過換算損失的熱量相當(dāng)龐大。因此，該部分熱量有回收利用的價(jià)值。

我國(guó)的氯堿工業(yè)，目前在世界范圍內(nèi)僅處于相對(duì)有利的位置，因此，需要做到技術(shù)創(chuàng)新，大力推動(dòng)和倡導(dǎo)新工藝，新技術(shù)的開發(fā)和推廣，高新技術(shù)在該行業(yè)中充分利用并且不斷的實(shí)現(xiàn)改造，使生產(chǎn)效率提高的同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。對(duì)干法乙炔、膜極距電解槽等先進(jìn)技術(shù)要大力的推廣，離子膜電解槽氧陰極，對(duì)新制氯工藝要增加重視度，研發(fā)煤和天然氣等制取烯烴等技術(shù)，注重其發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)能源做到充分利用，針對(duì)氯堿裝置低品位余熱進(jìn)行重點(diǎn)研究，開發(fā)新技術(shù)，促進(jìn)氯堿行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)束語

隨著氯堿行業(yè)的不斷發(fā)展，節(jié)能觀念深入人心，使得該行業(yè)更加的注重節(jié)能措施的應(yīng)用和發(fā)展，本文從目前主要的節(jié)能措施入手，分析目前主要的新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用情況，就目前存在的技術(shù)漏洞說明目前節(jié)能措施的前景問題，意在指導(dǎo)氯堿生產(chǎn)節(jié)能的有效發(fā)展，保證行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)