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氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷催化剂的工业应用

2017-12-10 8页 doc 22KB 26阅读

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氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷催化剂的工业应用氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷催化剂的工业应用 氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷催化剂的工 业应用 !:兰皇竺士学位诧文].大连:大连理工大学化学工程研究所,I997 5YiaQ.HueBeta1.Computer-AidedEnneering.Process 0ftheASME1989WinterAnnualMeeting.NewYouk TheASME.1989:AES—vo1.10-1 TheStudyofOptimalDesignofHeatExchangerNetworksSynthesiswithIntegrat...
氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷催化剂的工业应用
氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷催化剂的工业应用 氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷催化剂的工 业应用 !:兰皇竺士学位诧文].大连:大连理工大学化学工程研究所,I997 5YiaQ.HueBeta1.Computer-AidedEnneering.Process 0ftheASME1989WinterAnnualMeeting.NewYouk TheASME.1989:AES—vo1.10-1 TheStudyofOptimalDesignofHeatExchangerNetworksSynthesiswithIntegrated ArtifilialIntelligence&MathematicalProgrammingMethod LiZhihong?HuaBen,YinQinghuaandHeYaohua (IttstituteofChemie~EngineerJng,SouthChinaUniversityaadTechnology.Guangzhou51064I) Abstract Thispaperpresentstheintegratedartificialintelligence&mathematicalprogramming methodfortheoptimaldesignofheatexchangernetworks(HEN)synthesis.Amathematical modelofsimultaneousoptimizationofconfigurationandeachmatchunitofheatexchangernet— worksisestablishedwhichissolvedbydecompositionandcoordinationmethod.Thismethodcan notonlyobtaintheoptimalHENconfigurationautomatically.butalsomeetvariouscon— straints.Finally,acasestudydemonstratestheeffectivenessofthemethod. Keywords:artificialintelligence,mathematicalprogramming,heatexchangernetwork ecl一7/ 氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷催化剂 的工业应用,_. .生堂兰余江逢刘棣生 (化工部北京化工研究院.北京100013) ??乙烯氯囊化_f|化荆用于20万吨/年氯乙烯蓑量上.经4年运行结果嘲.在 210?,0.18 MPa的反应条件下-当HCI,Cffl'厦0通过疵化床时,HCI转化率>99.5,产品EDC 纯度> 98?5? 关t调乙烯每氯化氯乙烷捌.,' 一一一 毫氢z.姆是由单体氯乙烯聚合而成.我国 70年代从日l进两套20万吨/年氯乙烯生 产装置,均采用平衡氧氯化法生产氯乙烯单体. 平衡氧氯化法实际上是二氯乙烷法和氧氯 化法的组合氯艺烷法利用氯气和乙烯氯化 成二氯乙烷(EDc),氧氯化法是用氯化氢和氧 气将乙烯氯化成二氯乙烷.这两种来源的二氯 乙烷精制后,经热裂解生成氯乙烯和氯化氢: , \j - 'I} C,H.+!:FhCI(1) CzH.+2HC1+10 2 -!!吒;H.C1:+H:0(2) cH?cl:—五.c~HaCI+HcI(3) 乙烯氧氯化反应是平衡氧氯化法生产氯乙 烯单体(VCM)T艺中的关键反应.它使得二氯 乙烷裂解成氯乙烯时副产的等量氯化氢全部经 收穑日期1997O8—28 ,.S 1' ,r/ 一 田 黧 东 方 书厂:} J可,明一公 齐 第9期朱洪法等氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷催化荆的工业应用?669? 济合理地得到利用.工艺中引入的氯完全趋于 平衡,氧氯化反应又是工艺中最复杂,最难控制 的反应. 齐鲁石化公司引进的氯乙烯装置投入运转 使用进口催化剂,价格昂贵,每年要花费 以后, 大量外.为实现催化剂国产化.北京化工研 究院与齐鲁石化公司氯碱厂协作,进行了国产 催化剂工业应用试验.采取逐步添加置换法,选 用国产BC-2—002催化剂替代进口催化剂,取得 较好的应用结果. 1催化剂物性及粒度分布比较 催化剂本身的物理化学性质是决定催化剂 质量的重要指标.齐鲁石化公司氯碱厂对进口 与国产两种催化剂的化学组成所作分析结果如 表1所示. 由表1可以看出,两种催化剂的化学组成 基本相当. 表1两种催化剂的化学姐成分析 ?为上i.氯碱公司的穗试结果. 催化剂的粒度分布是影响催化剂流化状态 及选择性的重要物性指标.表2为两种催化剂 的粒度分布测试结果[1]. 从平均粒径及粒度分布数据看出,两种催 化剂的颗粒尺寸基本一致.事实上,在反应时, 由于催化剂在流化状态下经不断摩擦,碰撞,大 粒径颗粒逐渐变小,部分过细颗粒被反应气带 走.这样太小颗粒均在减少,粒度分布向4o, 80t~m集中. 2催化剂掺混评价试验 乙烯氧氯化制二氯乙烷催化剂是以氯化铜 为主要活性组份的微球细颗粒,采用共沉淀法 制造,反应是在加压流化床反应器中进行].催 化荆替代是采用国产催化荆逐步置换反应器内 以使生产维持正常操作.因此,两 进口催化剂, 种催化剂混合后,如果其化学组成,表面结构, 耐磨强度等方面差异很大,必然对催化剂活性, 选择性产生较大影响.所以,在投入工业流化床 反应器以前,先将两种催化剂以不同混合比例, 在小型流化床评价装置上进行考核比较,该反 应温度:225土5?;反应压力:0.2土0.O1 MPa.结果如表3所示. 从表3可以看出,进口催化剂与国产催化 剂以不同比例混台使用时,催化剂的活性及选 择性变化不太,均达到单一进口催化剂的水平. 说明两种催化剂在使用性能上有良好的相容 性,可以通过逐步掺混的实现对进口催化 剂的最终全部替代. 3催化剂工业应用结果 齐鲁石化公司氯碱厂在年产20万吨氯乙 烯的大型装置上,自1991年9月开始,采取逐 步添加置换法,逐渐增加氧氯化反应器中国产 催化剂的比例,一直添加到国产催化剂比例达 到4O以上,历时4年.同时保持工艺操作条 件不变.考察了15个主要反应操作参数,进行 数据统计归纳,并与使用进口催化剂时的反应 ?670?石油化工1998年第27卷 -A为进口催化荆,B为国产BC-2一OOZ僵化荆. -其单位为每克催化耕每小时生成EDC的克敦 操作参数进行比较.表4为其中影响较为主要 的反应操作参数的比较结果. 表4氧氯化反应器主要反应操作参敦比较 璜日进口僵化荆混合舶化嗣 上,与进口催化剂有良好的混用性和可替代性,在HCI转化率,产品选择性,反应温度,流化性 能等重要控制指标,符合生产要求,可在大生产 装置上使用. 4结论 (1)国产乙烯氧氯化催化剂与进口催化剂 物性相接近,两者在使用时具有良好的掺混 性., (2)工业应用试验结果表明,国产催化剂 与进口催化剂的掺混比倒达到40以上时,催 化剂的活性及选择性均达到生产要求,可在大 生产装置中使用. 从表4看出,在同样装置条件下,使用混合参考文献 催化荆后,Hcl转化率及产品二氯乙烷得率均1盛铒笼,上海氯t化工信息,1蜥(4)4 有一定程度提高.说明国产催化剂在工业装置2束菩}法,泉江逢,荆榱生.石油化 L1997126(71;434 IndustrialApplicationofCatalystforOxychlorination ofEthylenetoEDCwithOxygen ZhuSongfa,YuJiangfengandLiuDisheng (Beli~ngResearchIxmtitute0fCbem/calIndustry.MinistryofChemlealIndustry.Bei'~g10 0013) HouXiming,ZhaoShufangandWangRuitian (Chloro-AlkallFactory0fQilupetrochemicalCorp.?zib.City,Shandon8Province255410) Abstract ThecatalystforoxychlorinationofethyhnetoEDChasbeenusedona200000tpyVC 第9期马殿涛:导致苯乙烯装置物耗高的因素及解决途径.671. unit.Theresultsfrom4yearsofoperationindicatethatwhenC2H',HCIandO2passesthrough thecatalystbedat210?and0.18MPa,HCIconversionisabove99.5,withallEDCpurityof above98.5. Keywords:ethylene0xychl0rination,EDC,catalyst 卜毛r『 导致苯乙烯装置物耗高的因素及解决途径 , 段一 (齐鲁石化公司塑料厂拄术处,山东睿描博~55411) ,『己q1J 丁2 抽叠从羊己烯装置的物料平暂人手.重点分析了导致装置材耗高的因章,并结合拄 术改造,生产 经验,拄术变藏挺出解决途径,提高薄膜蒸发嚣,尾气回收系统的开工事?优化烃化 反应,三毂洗涤, 己羊脱氧操作撮高己苇/羊乙烯分^塔的分^效果. 关_调材耗羊己烯甲羊摹己嵋 自1988年齐鲁苯乙烯装置开车以来,苯乙 烯物耗一直较高.尽管苯和乙烯物耗在逐年降 低,但与值(苯物耗0.783t/t,乙烯物耗 0.284t/t)相比有较大差距,还有很大潜力可 挖.本文结合苯乙烯产品的制备和装置的物料 平衡分析导致苯乙烯装置物耗高的原因,并制 定相应措施. 1苯乙烯的制备过程 齐鲁6万t/a苯乙烯装置是由Lummus提 供的AICI,法制乙苯技术r在100烷基化和烷 基化转移单元,乙烯与苯在AICI.催化剂的作 用下,进行烷基化和烷基化转移反应,生产出 42左右的粗乙苯(烃化液),经三级洗涤后进 人中间缓冲罐(FB一504),再进入200乙苯精制 产出合格乙苯I在300乙苯脱氢单元,乙 单元, 苯脱氢得到粗苯乙烯(脱氢液),进入中间储罐 (FB一507),经过乙苯/苯乙烯分离塔(DA一401), 苯乙烯精馏塔(DA一403)精馏,得到苯乙烯产 品I副产品甲苯由苯/甲苯分离塔(DA一404)得 到,见图1. 苯蟒装置札 2苯乙烯装置的物料平衡 1994年,1995年苯乙烯连续进行了三次标 定,以1995年3月标定数据为例,分析了装置 的物料平衡 影响单耗的主要因素;(1)焦,残油(标定期 间ED401正常)比设计值增加35t,使单耗上 升0.009tlt|(2)甲苯量基本持平,但这是催化 剂初期标定数据,随着催化剂活性的降低,副反 应增加,甲苯量多,单耗升高|(3)尾气洗涤,汽 提系统开工率低|(4)工艺腐蚀问导致管线泄 漏,非停车多,废油多,向火炬排气多,使单 耗至少上升0.013t/t}(5)DA一401塔分离效果 差,产量低,损失大. 以上问题中的(1),(2),(3)已解决,(4), (5)问题还未解决. 2.1蕉油量大 苯乙烯在高温下极易聚合,在DA一401塔 釜苯乙烯纯度达99.6%以上,目前由于该塔分 离效果不好,釜温比设计值120?高3?左右. 收精日期t1997-OO-ll ?
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