有機合成工藝研發(fā)精選(九篇)
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第1篇：有機合成工藝研發(fā)范文
關鍵詞氯堿；生產(chǎn)；節(jié)能；措施；技術；應用
中圖分類號：TE08文獻標識碼： A 文章編號：
引言
氯堿工業(yè)是我國化學工業(yè)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟發(fā)展以及社會生活、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，被廣泛應用于輕工業(yè)、冶金、有機合成等行業(yè)中，而氯氣則是燒堿生產(chǎn)的重要關聯(lián)產(chǎn)品，同時也是有機合成工業(yè)中的重要化工原料，由此可見氯堿行業(yè)在我國整個工業(yè)生產(chǎn)中都是不可或缺的，對氯堿行業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行深入的了解是整個氯堿行業(yè)應當承擔的義務與責任。
一、當今氯堿行業(yè)的技術與特點
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。從總體來看我國的氯堿生產(chǎn)工藝不斷得到提高，在生產(chǎn)裝置與設備方面也得到了不斷更新與增加，但是與氯堿行業(yè)發(fā)達的國家相比仍有一些差距，比較先進的離子交換膜法電解工藝在整個氯堿行業(yè)中所占的比重有待提高。
2.氯堿行業(yè)的特點
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，對周邊大氣與水源可能造成污染，同時在生產(chǎn)過程中也會對設備造成腐蝕。
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。要實現(xiàn)水資源的節(jié)約，避免工程重新的構建，當前用到的節(jié)水措施主要是進行了改造工程，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用，而實現(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)自動調(diào)節(jié)涼水罐的水溫及液位，對開車后，生產(chǎn)中無機廢水用于化鹽進行充分的再利用，。
同時，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，以及更多設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組設備進行停用處理，以此來節(jié)約浪費的電能，也可以采取將具有相同功能機組利用到多個環(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，是由電解工段成品堿板式換熱器出口實現(xiàn)的，同時安裝閥門。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組節(jié)電和節(jié)水，同時減少壓縮空氣用量而實現(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，由氯乙烯以及合成得到的熱水可提供給其他機組足夠熱動力，而冬天時，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。在氯堿生產(chǎn)過程中，合成HCl時，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組作為動力。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，溴化鋰機組等。同時，可采取選用針對不同氣候特點選用不同型號的蒸汽爐，實現(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化器和預熱器足夠的熱量，當溫度保證合理才能做到轉化器運行最佳。轉化器運行中，氯乙烯熱水余熱能保證溴化鋰機組運轉。冬季，氯乙烯熱水也能實現(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)能措施的應用及前景
3.1氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能措施的應用
3.1.1我國氯堿生產(chǎn)過程節(jié)能技術的應用
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，國內(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)濟的壓力，同時也增加了供求矛盾。目前，氯堿行業(yè)也不斷的引進先進的節(jié)能技術。最新的氯堿生產(chǎn)中的先進技術包括：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。
干法乙炔技術實際是指電石水分解時使用較少的過量水分，得到的電石渣含水質(zhì)量分數(shù)僅是4%～10%。國內(nèi)多個企業(yè)應用和開發(fā)該法，主要有北京瑞思達化工設備有限公司，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，對能源和水以及土地使用都做到了節(jié)約，投資和運行成本都降到最低，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，能和煤粉實現(xiàn)反應，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)境和資源更關注的今天，該方法倍受關注。2001年，新疆天業(yè)集團在清華和復旦大學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，在國際上具有先進水平。
二氯乙烷和乙炔制氯乙烯技術主要原理為二氯乙烷和乙炔直接一步反應。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，減小對電石依賴，同時使產(chǎn)品成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量得到提升的同時有效避免汞污染，對電石法PVC汞污染能有效的解決。國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)和研究院進行研究，也有了相當大的突破，在催化劑的確定方面已經(jīng)能較準確的確定。
3.1.2氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能設備的應用
目前，已經(jīng)有眾多的節(jié)能設備引進到氯堿生產(chǎn)過程中，來實現(xiàn)該行業(yè)的有效節(jié)能，最新的技術主要有：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)技術發(fā)展推動離子膜電解槽的發(fā)展，也由有極距轉變?yōu)槟O距。膜極距電解槽主要的優(yōu)勢表現(xiàn)在較低槽電壓及電耗，也將作為離子膜電解槽節(jié)能技術的趨勢，該電解槽更節(jié)電?，F(xiàn)在已經(jīng)有公司成功的應用，如北京藍星化工股份有限公司，天津大沽化工股份有限公司等。主要是對老型電解槽實現(xiàn)進一步改造。
（2）氧陰極電解槽：
在我國氯堿工業(yè)中，離子膜電解槽為主要耗能的核心裝備，國際氯堿工業(yè)通過對新型離子膜電解槽進行研發(fā)，改進了原有的電解槽，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，陰極沒有氫氣的析出，而實現(xiàn)電壓降低，而實現(xiàn)電解電耗降低。2010年，藍星(北京)化工機械有限公司在北京化工大學的配合下，研制出氧陰極(ODC)低槽電壓離子膜法，使電耗降低30%，對節(jié)能減排起了極大的推動作用。
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，包括乙炔反應熱及燒堿電解熱等具有較低余熱的充分應用。首先，乙炔反應熱充分利用，對于乙炔反應而言，其顯著放熱，經(jīng)過計算，數(shù)據(jù)相當?shù)凝嫶?。乙炔生產(chǎn)中反應溫度保證合理，多余導致浪費，而實現(xiàn)多余熱量轉移十分必要，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。經(jīng)過換算損失的熱量相當龐大。因此，該部分熱量有回收利用的價值。
我國的氯堿工業(yè)，目前在世界范圍內(nèi)僅處于相對有利的位置，因此，需要做到技術創(chuàng)新，大力推動和倡導新工藝，新技術的開發(fā)和推廣，高新技術在該行業(yè)中充分利用并且不斷的實現(xiàn)改造，使生產(chǎn)效率提高的同時實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。對干法乙炔、膜極距電解槽等先進技術要大力的推廣，離子膜電解槽氧陰極，對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，注重其發(fā)展和應用，對能源做到充分利用，針對氯堿裝置低品位余熱進行重點研究，開發(fā)新技術，促進氯堿行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
結束語
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和新設備的應用情況，就目前存在的技術漏洞說明目前節(jié)能措施的前景問題，意在指導氯堿生產(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
