论文部分内容阅读
【摘 要】 随着我国经济的不断发展，我国的间歇氯化生产氯乙酸工艺也在不断发展，本文对近十年来国内氯乙酸行业的工艺改进经验进行了探讨，并论述了实施这些技术方案不需改变原有的生产工艺路线及主体设备，具有实用化强的特点，并得出结论。
【关键词】 间歇氯化生产；氯乙酸；改进工艺
引言：
随着我国经济的不断发展，我国共有氯乙酸厂百余家，普遍采用乙酸间歇氯化法生产，然而原材料消耗偏高、产品质量偏低是氯乙酸行业长期面临的难题。近年来经过科研人员的艰苦攻关， 在使用醋酐作催化剂和连续化生产等方面取得了可喜进展，但由于技术难度高；设备投资大，大部分厂家仍然使用间歇氯化工艺。下面根据本人多年的工作经验，着重介绍近十年国内有关醋酸间歇氯化法生产氯乙酸工艺的改进情况，并与大家进行探讨。
一、概念
氯乙酸又称一氯乙酸， 分子中具有羧基和氯原子2个官能团，其中羧基可以形成盐、酯、酰胺、酰氯等，氯原子可以分别被氟、溴、碘、氨基、氰基、巰基、羟基等基团取代而形成许多有机化合物，因此被广泛用于农药、医药、染料、香料、油田化学品、造纸助剂、纺织助剂、表面活性剂等方面，发展前景十分广阔。
二、工艺改进措施
1、通氯装置的改进
由于醋酸氯化属于气液2相反应，普通的单管通氯气装置不能使氯气和醋酸分子之间均匀接触，而环状多孔鼓泡器较单孔的通氯设备具有更好的氯化效果，氯气由多点从不同方位喷向醋酸反应液，减轻因氯气局部过浓而引发的副反应。
但气体分布器的使用也有其局限性，随着通氯速度增加， 分布器与单孔器的差距逐渐减小。这是因为在低流速条件下，多孔器能产生更多的气泡，而在大流速下，单孔器可使反应液形成更大程度的湍动，反应液的流动有利于反应物料的混合。如果环状多孔鼓泡器与搅拌一同使用，则要求鼓泡器的直径稍小于搅拌器直径，否则大多数气泡从分布器小孔逸出后沿着反应釜边沿汇集上升， 没有起到分散作用。
2、氯化液主锅蒸馏操作
氯化反应结束后，釜内物料主要有一氯乙酸、二氯乙酸、乙酸、乙酰氯、氯乙酰氯等，对低沸物进行蒸馏不仅可以降低原材料消耗，还可以提高产品质量。研究发现，氯化液中的乙酰氯如不及时蒸馏，会对结晶和抽滤带来一定负面影响， 导致氯乙酸与母液间的附着力增强， 使一氯乙酸和二氯乙酸难以分离。
3、结晶工艺改进
（1） 循环母液的精制
在氯乙酸生产过程中， 氯化液结晶所添加的母液是循环使用的，这就决定了母液的组成是变化的，而随着母液套用次数的增加， 其所含二氯乙酸的含量也会增加、 母液中二氯乙酸含量增加相应地会导致结晶产品中二氯乙酸含量上升，降低产品质量。
（2）降温操作的改进
以往结晶操作所用的温水是用一次冷水与蒸汽通过一个套筒式热水混合器制备的， 温水与结晶料液形成一定的温差， 送到结晶釜的夹套将釜内的料液进行逐渐冷却、 温水的温度及流量的大小通过调节蒸汽阀门。一次冷水阀门的开度进行控制、由于蒸汽。一次冷水压力的波动，温水的温度和流量也不断变化，常常出现以下两种现象：
a、温水的温度比料液的温度高而达不到降温的目的或降温过慢造成结晶颗粒过大；
b、温水与料液温差过大而造成降温过快导致结晶颗粒细小。
因此，不仅氯乙酸产品结晶质量难以保证，而且操作人员工作量大，冷却用水浪费也较严重、 有技术对氯乙酸结晶降温操作进行了改进，每台结晶釜对应增加1台贮水罐，贮水罐上配有一次水阀门及蒸汽阀门以便调温， 水罐出口安装1 台管道式离心泵向结晶釜的夹套中打循环，泵出口采用数字式仪表测温， 同时结晶釜料液测试采用数字式仪表，将这， 块仪表引到控制室内，根据仪表上显示的温度对罐内水温进行水。汽调节、工艺改进后氯乙酸结晶过程用水量下降76%， 蒸汽用量下降71%。
此外， 有技术对氯乙酸结晶操作进行了自动控制研究，通过增大预热水槽的体积，并按照控制过程原理对预热水槽施加一定的控制方案， 降低了结晶釜夹套的进水预热过程和釜内温度控制过程的耦合度，提高了氯乙酸结晶工序的控制性能、
（3）分步结晶工艺
有技术采用气泡降膜分步结晶法精制氯乙酸，主要设备为1个带降膜器套管的单管结晶器， 乙酸氯化液进入结晶管后，以脉冲方式通入干燥空气，逐步降低循环水的温度，结晶管内壁出现晶层。达到一定温度和一定结晶率后， 停止降温和通气， 放尽母液。 加热循环水使晶层发汗，排放并收集低熔物（即发汗液）， 待升到一定温度且达到一定发汗率后，停止发汗操作。 结晶、发汗、熔融经过数级操作就可得到符合要求的产品。
结束语：
综上所述，通过对近十年来国内氯乙酸行业的工艺改进经验进行了论述探讨，说明我们实施这些技术方案在不需改变原有的生产工艺路线及主体设备的前提下，不断对间歇氯化生产氯乙酸工艺进行优化改进，使它具有实用化强的特点。
参考文献：
[1]赵昭，向定惠.氯乙酸结晶操作改进方案[J].氯碱工业. 2012（06）
[2]郭静，聂日丛.玻璃冷凝器在氯乙酸生产中的应用[J].氯碱工业.2012（02）
[3] 孙晓敏，丁献宾.氯化工艺自动化控制技术[J].河南化工. 2011（10）
[4] 陈浩，曹晓楠，鲁晓琴，张伟.氯乙酸生产技术及市场分析[J]. 精细与专用化学品.2011（02）
[5] 张翼鹏，马剑飞.氯乙酸的生产工艺、研究进展及市场分析[J]. 河南化工. 2010（17）
[6] 王彦军，翟现明，赵强.乙酸催化氯化法合成氯乙酸的催化剂研究现状[J].科技情报开发与经济. 2009（09）
[7] 骆雁.氯乙酸生产工艺及成本分析[J].中国氯碱.2007（09）
【关键词】 间歇氯化生产；氯乙酸；改进工艺
引言：
随着我国经济的不断发展，我国共有氯乙酸厂百余家，普遍采用乙酸间歇氯化法生产，然而原材料消耗偏高、产品质量偏低是氯乙酸行业长期面临的难题。近年来经过科研人员的艰苦攻关， 在使用醋酐作催化剂和连续化生产等方面取得了可喜进展，但由于技术难度高；设备投资大，大部分厂家仍然使用间歇氯化工艺。下面根据本人多年的工作经验，着重介绍近十年国内有关醋酸间歇氯化法生产氯乙酸工艺的改进情况，并与大家进行探讨。
一、概念
氯乙酸又称一氯乙酸， 分子中具有羧基和氯原子2个官能团，其中羧基可以形成盐、酯、酰胺、酰氯等，氯原子可以分别被氟、溴、碘、氨基、氰基、巰基、羟基等基团取代而形成许多有机化合物，因此被广泛用于农药、医药、染料、香料、油田化学品、造纸助剂、纺织助剂、表面活性剂等方面，发展前景十分广阔。
二、工艺改进措施
1、通氯装置的改进
由于醋酸氯化属于气液2相反应，普通的单管通氯气装置不能使氯气和醋酸分子之间均匀接触，而环状多孔鼓泡器较单孔的通氯设备具有更好的氯化效果，氯气由多点从不同方位喷向醋酸反应液，减轻因氯气局部过浓而引发的副反应。
但气体分布器的使用也有其局限性，随着通氯速度增加， 分布器与单孔器的差距逐渐减小。这是因为在低流速条件下，多孔器能产生更多的气泡，而在大流速下，单孔器可使反应液形成更大程度的湍动，反应液的流动有利于反应物料的混合。如果环状多孔鼓泡器与搅拌一同使用，则要求鼓泡器的直径稍小于搅拌器直径，否则大多数气泡从分布器小孔逸出后沿着反应釜边沿汇集上升， 没有起到分散作用。
2、氯化液主锅蒸馏操作
氯化反应结束后，釜内物料主要有一氯乙酸、二氯乙酸、乙酸、乙酰氯、氯乙酰氯等，对低沸物进行蒸馏不仅可以降低原材料消耗，还可以提高产品质量。研究发现，氯化液中的乙酰氯如不及时蒸馏，会对结晶和抽滤带来一定负面影响， 导致氯乙酸与母液间的附着力增强， 使一氯乙酸和二氯乙酸难以分离。
3、结晶工艺改进
（1） 循环母液的精制
在氯乙酸生产过程中， 氯化液结晶所添加的母液是循环使用的，这就决定了母液的组成是变化的，而随着母液套用次数的增加， 其所含二氯乙酸的含量也会增加、 母液中二氯乙酸含量增加相应地会导致结晶产品中二氯乙酸含量上升，降低产品质量。
（2）降温操作的改进
以往结晶操作所用的温水是用一次冷水与蒸汽通过一个套筒式热水混合器制备的， 温水与结晶料液形成一定的温差， 送到结晶釜的夹套将釜内的料液进行逐渐冷却、 温水的温度及流量的大小通过调节蒸汽阀门。一次冷水阀门的开度进行控制、由于蒸汽。一次冷水压力的波动，温水的温度和流量也不断变化，常常出现以下两种现象：
a、温水的温度比料液的温度高而达不到降温的目的或降温过慢造成结晶颗粒过大；
b、温水与料液温差过大而造成降温过快导致结晶颗粒细小。
因此，不仅氯乙酸产品结晶质量难以保证，而且操作人员工作量大，冷却用水浪费也较严重、 有技术对氯乙酸结晶降温操作进行了改进，每台结晶釜对应增加1台贮水罐，贮水罐上配有一次水阀门及蒸汽阀门以便调温， 水罐出口安装1 台管道式离心泵向结晶釜的夹套中打循环，泵出口采用数字式仪表测温， 同时结晶釜料液测试采用数字式仪表，将这， 块仪表引到控制室内，根据仪表上显示的温度对罐内水温进行水。汽调节、工艺改进后氯乙酸结晶过程用水量下降76%， 蒸汽用量下降71%。
此外， 有技术对氯乙酸结晶操作进行了自动控制研究，通过增大预热水槽的体积，并按照控制过程原理对预热水槽施加一定的控制方案， 降低了结晶釜夹套的进水预热过程和釜内温度控制过程的耦合度，提高了氯乙酸结晶工序的控制性能、
（3）分步结晶工艺
有技术采用气泡降膜分步结晶法精制氯乙酸，主要设备为1个带降膜器套管的单管结晶器， 乙酸氯化液进入结晶管后，以脉冲方式通入干燥空气，逐步降低循环水的温度，结晶管内壁出现晶层。达到一定温度和一定结晶率后， 停止降温和通气， 放尽母液。 加热循环水使晶层发汗，排放并收集低熔物（即发汗液）， 待升到一定温度且达到一定发汗率后，停止发汗操作。 结晶、发汗、熔融经过数级操作就可得到符合要求的产品。
结束语：
综上所述，通过对近十年来国内氯乙酸行业的工艺改进经验进行了论述探讨，说明我们实施这些技术方案在不需改变原有的生产工艺路线及主体设备的前提下，不断对间歇氯化生产氯乙酸工艺进行优化改进，使它具有实用化强的特点。
参考文献：
[1]赵昭，向定惠.氯乙酸结晶操作改进方案[J].氯碱工业. 2012（06）
[2]郭静，聂日丛.玻璃冷凝器在氯乙酸生产中的应用[J].氯碱工业.2012（02）
[3] 孙晓敏，丁献宾.氯化工艺自动化控制技术[J].河南化工. 2011（10）
[4] 陈浩，曹晓楠，鲁晓琴，张伟.氯乙酸生产技术及市场分析[J]. 精细与专用化学品.2011（02）
[5] 张翼鹏，马剑飞.氯乙酸的生产工艺、研究进展及市场分析[J]. 河南化工. 2010（17）
[6] 王彦军，翟现明，赵强.乙酸催化氯化法合成氯乙酸的催化剂研究现状[J].科技情报开发与经济. 2009（09）
[7] 骆雁.氯乙酸生产工艺及成本分析[J].中国氯碱.2007（09）