甲烷氯化物的生产工艺与技术路线的选择

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甲烷氯化物的精制及其废水处理的研究与应用

甲烷氯化物的精制及其废水处理的研究与应用摘要：随着我国经济的增长以及市场需求的扩大，国内的甲烷氯化物行业正迎来了发展的黄金时期。

本文结合实际工作经验，从甲烷氯化物精制的生产工艺与技术特点出发，并就甲烷氯化物生产废水处理的技术应用进行了研究与探讨。

关键词：甲烷氯化物精制废水处理应用甲烷氯化物又称氯甲烷，简称CMS，是包括一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）和四氯化碳四种产品的总称，是重要的溶剂与化工原料。

甲烷氯化物不仅可用于萃取剂、脱脂剂、发泡剂、溶剂以及气雾剂以外，还是塑料、合成纤维、医药和有机氟系列产品的主要生产原料。

随着当前甲烷氯化物在国内市场需求的日益增长，如何优化生产工艺与产品结构，以降低生产成本和提高产品质量，已成为了生产企业所必须面对的问题。

而且随着国家可持续发展战略的逐步实施，也对企业在甲烷氯化物生产废水的处理上提出了更高的要求。

甲烷氯化物的生产技术主要有甲烷热氯化法和甲醇氢氯化法，均可实现四种甲烷氯化物的联产。

甲烷氯化法是生产甲烷氯化物的传统方法，而甲醇氢氯法则是随着当前甲醇工业而迅速发展的一种生产方法，其具有能耗低、甲醇转化率高、副产少、产品纯度高、精制过程更为简便、污染排放少等优点，总体上优于甲烷法。

随着当前石油化工、天然气化工以及煤化工的进一步发展，甲醇的生产规模和生产技术正逐渐向着大型化与现代化方向发展，甲醇的价格会进一步降低，使甲醇法在经济上会更具有竞争性。

本文也将主要分析和探讨甲醇氢氯化法生产氯甲烷的精制及废水处理的工艺技术的应用。

一、甲烷氯化物的精制1.原料和产品浓度要求甲醇法中对甲醇中的乙醇含量有着一定的限制，但均较易实现，通常可采用国际一级品。

在产品浓度上，甲醇法只需控制住乙醇含量，则易从氢氯化反应产物中分离出高纯度的一氯甲烷，可充分满足有机硅单体的原料要求。

其它三种产品在一氯甲烷的基础上再次深度氯化，也容易分离，其产品浓度可达到99.5%以上。

2.生产原理和工艺条件甲醇法的基本生产原理是首先通过气相法或液相法制得一氯甲烷，然后再通过一氯甲烷的深度氯化可制得二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。

甲烷氯化物

甲烷氯化物一、产品性质：甲烷氯化物包括一氯甲烷（氯甲烷）、二氯甲烷、三氯甲烷（也称氯仿）、四氯化碳四种产品的总称，简称CMS，是有机产品中仅次于氯乙烯的大宗氯系产品，为重要的化工原料和有机溶剂。

氯气和甲烷的不同比例决定一氯到四氯的生产比例，当氯气和甲烷的克分子比为0.8:1时，一氯甲烷生成最多；当氯气和甲烷的克分子比为2.6:1时,主要生成三氯甲烷；当氯气和甲烷的克分子比为3.6-3.8:1时,主要生成四氯化碳。

二、应用领域与用途：一氯甲烷作为甲基氯硅烷的原料，85%以上用于有机硅生产(基本上是自产自用)，也用于甲基纤维素等产品的生产；二氯甲烷主要用作医药、农药、替代CFC11用作聚氨酯发泡剂、替代苯和二甲苯用作粘结剂溶剂，也可用于金属清洗和电子清洗行业，近年来开始作为生产致冷剂HFC32的原料；三氯甲烷是优良的有机溶剂，大部分用作生产HCFC-22和聚四氟乙烯的原料，三氯甲烷也是优良的有机氯溶剂；四氯化碳主要用于生产HCFC-11/12和有机氯溶剂。

所有氯甲烷都广泛用作溶剂，它们的溶解性强，且具有不燃（除CH3Cl外）的优点；其缺点是均有毒，使用时须采取特殊措施。

一氯甲烷可用作低温聚合生产丁基橡胶的低温溶剂。

二氯甲烷常用作涂料、电影胶片、醋酸纤维、碳酸酯等生产中的溶剂，也用于金属脱脂。

三氯甲烷则是青霉素、维生素、油脂及生物碱等的萃取剂。

此外，它们还作为中间体或反应组分应用于各个领域，其重要性正在日益增大。

例如：一氯甲烷是生产甲基纤维素、甲基氯硅烷、甲基铅的原料和某些农药的甲基化试剂，三氯甲烷和四氯化碳主要用于制造氟利昂。

纯净的氯仿，过去作为麻醉剂使用，但因有毒现已不用。

三、生产方法：国外生产一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷主要采用甲醇法和甲烷法。

生产四氯化碳采用的方法较多，有以乙醇或甲烷为原料深度氯化，二硫化碳氯化，C1~C3高温氯化生产四氯化碳和四氯乙烯两种产品。

西德赫斯公司还开发了用烃类废料及其绿化衍生物为原料，在高温高压下氯解反应生成四氯化碳并副产氯化氢的技术，反应压力为5Mpa，温度为620℃。

甲烷氯化物废水治理工艺的技术应用

甲烷氯化物废水治理工艺的技术应用摘要：在国家逐渐实行可持续发展战略的同时，人们对自然资源合理使用、环境治理都有了更高的需求。

在氯气的深度加工中，管道排放以及清洗装置中泄露出来的包含甲烷氯化物废水，其组成十分复杂，有炭黑、泥渣、酸碱等。

对这种废水需要采用一些处理方式和措施。

在处置同时，还需要采用高效的回收方式进行回收和再使用。

本文就主要分析甲烷氯化物废水治理工艺的技术应用，确保其在技术上和经济上都具有可行性，以达到高效的环境治理目标。

关键词：甲烷氯化物；废水治理；技术应用引言：绿色生产是当代文明进步的一个关键标志，是维系人类生存与社会发展的关键。

可持续发展战略的逐步落实，环境保护工作已经渐渐引起整个人类社会的关注。

甲烷氯化物废水是危害人体健康和生态环境的重要因子，严重违背可持续发展理念，必须对其废水治理工艺展开研究创新与应用，充分发挥甲烷氯化物废水治理工艺高效、低耗、快速和安全等技术优势。

一、甲烷氯化物废水危害一是微生物不能将酸碱混合物物质进行降解，并且具有很高的毒素，因此，微生物活力很可能会受到抑制。

二是有机污水中含有一些很难被生物降解的有毒物质，长期积累在自然界中，会对生态系统造成不利影响。

三是甲烷氯化物中含有三氯化碳和四氯化碳，与污水混在一起，会对人体造成很大的伤害，其中大部分还会引起无法治疗的病症。

而且四氯化碳不但有毒，对臭氧也有很大的影响。

二、甲烷氯化物废水治理工艺的技术应用（一）吹脱工艺在污水中，空气会发生吹脱和化学氧化两种反应，吹脱的反应是将液态转化成气态的反应，而这种反应的反应力与气体浓度、在空气中的反应浓度差有很大的联系。

这种方法可以将甲烷氯化物从污水中分离出来，这是因为其沸点不高，溶解性不强。

当前吹脱技术主要有两种方式，一种是曝气，另一种是塔吹脱技术。

应用曝气吹脱技术，会形成污染气体。

尽管这种方法是通过对PH值进行调节，然后在调节池中进行曝气，实现吹脱的效果，但因为会对空气造成污染，一般不会使用。

年产50万吨甲烷氯化物的HCl吸收及盐酸解吸单元工艺设计

年产50万吨甲烷氯化物的HCl吸收及盐酸解吸单元工艺设计作者姓名李树杰专业化学工程与工艺指导教师姓名郭宁专业技术职务副教授目录摘要 (1)第一章项目背景简介 (3)1.1甲烷氯化物简介 (3)1.2甲烷氯化物生产方法简介 (3)1.3产品的市场需求状况 (4)1.3.1一氯甲烷的市场需求 (4)1.3.2 二氯甲烷的市场需求 (5)1.3.2三氯甲烷的市场需求 (5)第二章生产方案的确定 (6)2.1生产规模 (6)2.2原料路线确定的原则和依据 (7)2.3氯甲烷的生产方法 (7)2.3.1生产原理 (7)2.3.2工艺流程 (7)2.4工艺技术方案的选择 (9)第三章生产工艺流程介绍 (10)3.1工艺流程说明 (10)3.1.1工艺原理及工艺流程简述 (10)第四章工艺计算书 (11)4.1物料衡算 (11)4.1.1对整个工艺流程进行物料计算 (11)4.1.2对HCl吸收及盐酸解吸单元物料衡算 (13)4.2热量衡算 (15)4.2.1对HCl吸收及盐酸解吸单元能量衡算 (17)第五章主要设备的工艺计算及选型 (18)5.1汽提塔的设计及选型 (18)5.1.1筒体厚度计算 (18)5.1.2封头厚度计算 (19)5.1.3塔体高度计算 (19)5.1.4塔体上各项载荷计算 (20)5.2主要设备一览表 (22)第六章原材料、动力消耗定额及消耗量 (24)6.1原材料、辅助材料消耗定额及消耗量 (24)6.2公用工程消耗量 (25)第七章环境保护与安全措施 (25)7.1本装置的主要环境污染源及主要污染物 (25)7.1.1废水 (25)7.1.2废气 (26)7.1.3固体废物 (26)7.1.4噪声 (27)7.2环境污染及污染防治措施 (27)7.2.1水污染防治措施 (27)7.2.2大气污染防治措施方案 (27)7.2.3固体废弃物处置措施方案 (28)7.2.4噪声防治措施 (28)7.2.5其他环境保护措施 (28)第八章车间成本估算 (29)第九章设计体会和收获 (29)参考文献 (30)致谢 (31)摘要本设计主要是对50万吨甲烷氯化物生产项目的设计。

甲烷氯化生产四氯化碳工艺

甲烷氯化生产四氯化碳工艺无论用综合氯化法还是氧化氯化法生产甲烷氯化物，其最终产品仅为四氯化碳，可采用单一四氯化碳生产工艺其工艺流程图如下反应方程式：380424cCH Cl CCl HCl︒−−−→++反应流程图：分子式：COO H生产装制图：Origin 作图：无此所需数据图按书上新建一0.20.30.40.50.60.70.8Y A x i s T i t l eX Axis Title生产过程简述：将甲烷预热到380℃ 将氯气盐3.8：1的比例混合后经过碰最进入反应器同时带入部分的氧化产物，反应器顶部排除的产物气，大部分返回反应器，少部分送入吸收塔与水逆流接触，氯化甲烷被冷却下来 HCl 被吸收生成盐酸，两者一块送入分离器，上层为水相，排出为盐酸，下层则为粗四氯化碳。

粗四氯化碳经过碱洗，干燥，精馏处理后，既得到产品四氯化碳。

原料与产物性质：四氯化碳为无色澄清易流动的液体，有时因含杂质呈微黄色，具有芳香气味，易挥发。

密度(20℃)1.595克/立方厘米、熔点－22.8℃，沸点76～77℃。

四氯化碳的蒸气较空气重约5倍，且不会燃烧，利用这种特性常用以灭火，尤其能够扑灭汽油、火油及其它各种不能与水相混合的油类，以及电器所发生的火灾。

因四氯化碳一经化成蒸气，便沉於空气的下部，将空气逐出，火焰自然熄灭。

四氯化碳的蒸气有毒，它的麻醉性较氯仿为低，但毒性较高，切勿吸入人体。

吸入2～4毫升就可使人死亡。

四氯化碳在水中的溶解度很小，且遇湿气及光即逐渐分解生成盐酸。

易溶於各种有机溶剂，能与醇、醚、氯仿、苯等任意混合。

对於脂肪、油类及多种有机化合物为一极优良的溶剂。

甲烷分子式CH4。

最简单的有机化合物。

甲烷是没有颜色、没有气味的气体，沸点-161.4℃，比空气轻，它是极难溶于水的可燃性气体。

甲烷和空气成适当比例的混合物，遇火花会发生爆炸。

化学性质相当稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂（如KMnO4）等一般不起反应。

年产50万吨甲烷氯化物的HCl吸收及盐酸解吸单元工艺设计

甲烷氯化物产量

甲烷氯化物产量甲烷氯化物产量是指甲烷与氯气反应生成氯代甲烷的产量。

甲烷氯化物是一类有机化合物，由甲烷分子中的一个或多个氢原子被氯原子取代而形成。

甲烷氯化物在工业生产中具有广泛的应用，被用作溶剂、杀虫剂、农药等。

甲烷氯化物的产量受多种因素的影响。

首先是反应物的摩尔比。

在甲烷与氯气反应中，摩尔比为1:1时可以得到最大产量的氯代甲烷。

如果摩尔比不为1:1，反应中剩余的氯气或甲烷将无法参与反应，从而减少产物的生成。

因此，在工业生产中需要控制好摩尔比，使其接近1:1，以提高产量。

反应温度也对甲烷氯化物的产量有影响。

在一定的摩尔比条件下，增加反应温度可以促进反应速率，但过高的温度会导致产物分解，降低产量。

因此，需要在适宜的温度范围内选择最佳反应温度，以获得最高的产量。

反应时间也是影响甲烷氯化物产量的重要因素。

反应时间过短，反应物之间的反应还没有达到平衡，产物生成不完全；而反应时间过长，会使产物分解或发生其他副反应，同样会降低产量。

因此，在实际生产中，需要根据具体反应条件确定适宜的反应时间，以提高产量。

甲烷氯化物的产量还受催化剂的影响。

添加适量的催化剂可以降低反应活化能，提高反应速率，从而增加产量。

常用的催化剂有铝氯化物、二氯化铜等。

在工业生产中，催化剂的选择和使用方法也是需要考虑的重要因素。

反应器的设计和操作也对甲烷氯化物产量起着重要的影响。

合理设计的反应器可以提高反应效率，提高产量。

同时，操作时需要控制好反应物的供应速率、温度、压力等参数，以确保反应的顺利进行，最大限度地提高产量。

甲烷氯化物产量受多种因素的影响，包括反应物摩尔比、反应温度、反应时间、催化剂选择和反应器设计等。

在工业生产中，需要综合考虑这些因素，并通过合理的操作来优化反应条件，以获得最高的甲烷氯化物产量。

2生产工艺流程

2 生产工艺流程2。

1二氯甲烷、三氯甲烷的生产原理甲烷热氯化法是以热能激发氯分子,使其解离成氯自由基，进而与烃类分子反应生成各种氯衍生物。

其自由基连锁反应可分为三步:2。

1。

1链引发：2.1.2链传递：2.1。

3链终止：等但氯化反应并不只停留在以此取代阶段，生产的氯甲烷会继续发生取代氯化，而生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷等氯化产物。

由于甲烷氯化是强放热反应,生产的多氯衍生物越多，放出的热量越大,反应越剧烈,难于控制,以至于发生爆炸性分解反应（也称燃烧反应）。

氯与甲烷必须进行充分混合，以避免局部浓度过高，同时温度分布需保持均匀,不使有局部过热现象出现。

甲烷热氯化反应温度较高,(400℃左右），反应过程中不仅有大量热量放出，且有大量腐蚀性氯化氢气体产生.反应器材质必须能耐酸。

工业司采用绝热式反应器，反应释放的热量由大量过量的甲烷带出。

2.2二氯甲烷、三氯甲烷的生产方法生产甲烷氯化物的原料路线主要有两种：以甲烷为原料的甲烷热氯化法；以甲醇为原料的甲醇氢氯化法。

鉴于我国甲烷热氯化法工艺成熟、流程简单、甲烷使用方便等优势，本次设计使用甲烷法生产二氯甲烷和三氯甲烷.反应器形式有内循环式、蓄热式、列管式和沸腾床式等多种形式。

我国多采用内循环式反应器。

天然气和氯气反应，反应产物经空气冷却器冷却，和水洗（除HCl）及碱洗（中和酸性气体）后，进行干燥、压缩、冷凝、蒸馏得到产品。

其中氯化产物以一氯甲烷和二氯甲烷为主，为获得更多二氯甲烷，需对产物再进行氯化.再氯化通常采用液相光氯化法或采用热氯化法工艺,热氯化生产控制氯甲烷与氯气比为（2—2。

5)：1，反应温度为420℃，反应压了为19Kpa，反应冷却吸收、碱洗、蒸馏、压缩精馏,分别除去氯化氢、三氯甲烷、四氯甲烷，在塔顶得到产品。

甲烷热氯化反应是强放热反应，如温度升至500℃就会发生爆炸性分解反应.为此,在工业生产上采用下列反应装置：1、大量循环甲烷或产生的氯代甲烷使用的多级反应器，以保证足够的进料比;2、采用雾化四氯化碳或较低的氯甲烷为热载体；3、采用流化床反应器。

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甲烷氯化物的生产工艺与技术路线的选择
2.1 甲烷氯化物的生产方法
甲烷氯化物的主要生产方法有甲烷法、乙醛法和甲醇法。目前甲醇法是生产
甲烷氯化物最先进的生产方法。大部分发达国家以甲醇为原料，甲醇法的氯利用
率高，所生产的产品纯度高。
甲醇法制甲烷氯化物是以甲醇和氯气为原料，分两步进行。首先甲醇催化氢
氯化制一氯甲烷，然后一氯甲烷氯化生成其余的甲烷氯化物。
甲醇氢氯化法又可分为3种技术路线:气-液相非催化法；气-液相催化法；
气-固相催化法。
气-液相非催化法由DOW化学公司开发成功。……
气-液相催化法由Du-Pont公司开发成功。甲醇及过量的氯化氢气相鼓泡通
过以ZnCI2水溶液(质量分数为75%)为催化剂……
气-固相催化法是60年代初开发成功的。以r-AI2O3为催化剂，气态甲醇与
稍过量的干氯化氢在固定床中进行气固相催化反应，……
在20世纪90年代以前我国的甲烷氯化物生产主要采用国内技术，技术水平
与国外技术相比差距较大，主要表现在……
国内主要甲烷氯化物生产企业装置、原料消耗、产品质量比较见下表：
表2.1 我国主要甲烷氯化物生产企业装置比较表
山东金岭集团甲烷氯化物装置由华陆工程科技有限公司（原化工部第六设计
院）负责设计。装置采用甲醇气相催化氢氯化、……
表2.2 我国主要甲烷氯化物生产企业技术水平及来源表

2.2 甲烷氯化物技术进展

四川大学化学工程学院的周毅探讨了甲烷氯化物回收工艺。……
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2.3 甲烷氯化物质量指标

国内甲烷氯化物主要指标为：GB/T 4117-2008（工业用二氯甲烷），GB/T
4118-2008（工业用三氯甲烷）。

表2.3 二氯甲烷质量分数指标（GB/T 4117-2008）表
项目指标
优等品一等品合格品
外观无色澄清，无悬浮物，无机械杂质的液体
二氯甲烷的质量分数*/% ≥ 99.90 99.50 99.20
水的质量分数/% ≤ 0.010 0.020 0.030
酸（以HCl计）的质量分数/% ≤ 0.0004 0.0008
色度/Haren单位（Pt-Co色号） ≤ 10
蒸发残渣的质量分数/% ≤ 0.0005 0.0010
*添加的稳定剂的量不计入二氯甲烷的质量分数

表2.4 三氯甲烷质量分数指标（GB/T 4118-2008）表
项目指标
优等品一等品合格品
外观无色澄清，无悬浮物，无机械杂质的液体
三氯甲烷的质量分数*/% ≥ 99.90 99.50 99.20
四氯化碳的质量分数/% ≤ 0.04 0.08 0.20