HCFC141b生产工艺探讨毕业论文

《HCFC141b生产工艺探讨毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HCFC141b生产工艺探讨毕业论文（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、毕业设计（论文）开题报告表设计（论文）题目HCFC-141b生产工艺探讨课题的根据：1、HCFC-141b的特性HCFC-141b分子式： CH3CCl2F 中文名 ：二氯一氟乙烷 物性： 分子量 116.95 临界压力, 4.25 MPa 沸点 (1 atm), 32.05 临界密度, 0.433 g/cm3 冰点 (1 atm), -103.5 沸点下蒸发潜热, 223.0 KJ/kg 密度(25), 液体,1.227 g/cm3 蒸汽导热率(1 atm, 25), 8.3mw/mk蒸汽密度(空气=1) 4.1 在水中溶解度(25), 0.509 w% 蒸汽压(25), 0.079 MPa

2、 比热(25), 液体, 1.16 KJ/kg 容积挥发率(20), 100.0% 破坏臭氧潜能值(ODP) 0.11 临界温度：204.5 全球变暖系数值(GWP) 0.09 危险品运输编号:UN9274 质量指标： 指标名称 指标 外观：无色透明液体 纯度：99.5 水分：50.0 mg/kg 酸度(以HCl计), 1.5 mg/kg蒸发残渣， 100.0 mg/kg 偏氯乙烯+二氯乙炔, 200.0 mg/kg 用途 该产品可替代CFC-11作硬质聚氨酯泡沫塑料的发泡剂，替代CFC-113作清洗剂。 包装 250kg/237kg/82kg/235kg钢桶，25吨运输槽罐。 2、R141b

3、的应用HCFC-141b的主要用途是替代CFC-11用作硬质聚氨酯发泡剂 ,以CFC-113 用作清洗剂。 HCFC-141b在空气中的允许浓度较高 ( 500ppm ) ,对人体的毒性小、安全性较好。作为一种价格相对较低、替代CFC-113使用清洗效果较好ODP值只有CFC-113的1/8的清洗剂,HCFC-141b已替代CFC-113应用于绝大多数精密清洗 。 虽然HCFC-141b的ODP值不为0,只是一种过渡性替代品 ,发达国家已于2003年在冰箱生产中禁止使用 ,但在我国等发展中国家大约要从2016年才开始限制使用 ,到2030年正式停止使用 ,这期间发泡剂行业因CFC-11迅速退出

4、留下巨大的市场空间 ,而新一代替代品环戊烷 、HFC-245fa 因应用技术、经济性等因素一定时间内还缺乏竞争力 ,因此今后数年内 HCFC - 141b市场还有较大增长空间。国际市场上,2003 年底大金苏威等主要生产企业已停产HCFC - 141b,国际需求也将转向我国 。 3、HCFC-141b生产工艺介绍HCFC-141b工艺路线主要有偏氯乙烯 (VDC)法和甲基氯仿法两种,国内企业基本上采用偏氯乙烯法。由偏氯乙烯制备HCFC-141b有气固相催化氟化法和液相催化氟化法,前者选择性高,但产率和转化率低 ,后者转化率较高,但选择性较低 ,副产物较多。目前国内工业化装置均为液相催化氟化法

5、。由偏氯乙烯制备HCFC-141b有气固相催化氟化法和液相催化氟化法。在AlF3催化作用下, 偏氯乙烯和氟化氢进行固相氟化反应, 选择性高, 但产率 和转化率低。液相催化氟化反应转化率较高, 但选择性较低, 副产物较多。以甲基氯仿为原料, 在SbCl5 催化作用下, 液相法制备HCFC-141b具有较高的转化率和较好的选择性, 但原料成本较高。以氯乙烯为原料制备HCFC-141b, 须经过加成和光氯化两步制成, 工艺控制要求较高,得率较低, 且流程长, 设备投资较多。用偏氯乙烯或甲基氯仿为原料制备HCFC-141b在粗品中都会残留少量的偏氯乙烯(甲基氯仿在反应中脱HCl, 生成偏氯乙烯), 偏

6、氯乙烯（bp31.4 ）, HCFC-141b（bp32.1） 沸点接近, 用常规的物理提纯方法难以除去。脱除粗物料中偏氯乙烯的方法有物理吸附法和化学反应法两大类。物理法有分子筛分离和活性炭、硅胶吸附法, 有一定的效果。化学反应法有催化反应、氧化反应和光氯化反应等方法。本工业采用光氯化法和氧化法结合的方法可使偏氯乙烯含量小于1010-6。课题的主要内容：1) 介绍关于HCFC-141b的一些特性2) 对HCFC-141b的应用作介绍3) 对HCFC-141b的生产工艺方法作介绍完成期限和采取的主要措施：课题从2012年1月30号开始，经指导老师和公司领导的帮助在2012年3月26号完成。采取的

7、主要措施包括问题疑问、，资料收集，数据处理、总结问题。主要参考资料： 1、黄 志明 , 朱 云 新 , 吴 建东. HCFC - 141b 生 产 工艺 研 究 J . 中国氯碱 , 2000, 10: 1923.2、程胜.（巨化集团公司发展规划部）HCFC-141b生产现状与市场前景J.有机氟工业,2005年第4期3、沈蕴秀，氯碱工业，1995（10）：124、冯诩，氯碱工业，1997（10）：19215、杭州富时特化工有限公司R141b车间生产工艺操作规程摘要：论述了HCFC-141b的物理特性，背景和市场前景，论述了偏氯乙烯和HF进行氟化反应的机理。关键词：HCFC-141b 氟化反应

8、生产工艺一、 前言1.1 HCFC-141b的背景 HCFC-141b( 1,1-二氯- 1- 氟乙烷 )是一种易挥发液体 ,化学性质较稳定 ,物理性质与HCFC-11相近 ,具有良好的绝热特性以及和其他材料的相容性 ,臭氧层破坏值ODP为0.11,远小于HCFC-11(ODP为1),可替代后者用作硬质聚氨酯发泡剂。HCFC-11(ODP为1),可替代后者用作硬质聚氨酯发泡剂。精密仪器的清洗剂随着国际社会执行蒙特利尔议定书淘汰ODS行动逐步深入,根据中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案 以及 中国聚氨酯泡沫行业CFC-11整体淘汰 计划 , 我国在2007年已彻底淘汰传统的聚氨酯发泡剂HCFC-

9、11，HCFC-141b 因替代成本低 ,发泡性能好成为一种广泛应用的过渡性替代品。经过几年的生产和应用技术开发,HCFC-141b的生产和应用技术日趋成熟 ,现已成为市场上主要的聚氨酯发泡剂和清洗剂之一 。1.2 HCFC-141b的市场分析HCFC - 141b的主要用途是替代CFC - 11用作硬质聚氨酯发泡剂 ,以及替代CFC - 113 用作清洗剂 。聚氨酯 ( PU ) 泡沫塑料工业目前在世界上已占重要地位 ,产品广泛应用于家具、汽车 、冰箱和建筑等行业 ,全球总产量已超过1000万t / a,近年来我国聚氨酯行业始终保持着超过10%的年增长速度 。目前我国聚氨酯硬泡产量约为16万

10、t / a,其中一半以上用于冰箱 、冷柜 、冷藏集装箱等行业 ,建筑用硬泡约占1 /4,还有进一步提高的趋势 。冰箱 、冷柜 、冷藏等行业的发展极大的促进了聚氨酯硬泡工业的发展 。CFC - 11因综合性能优异 、价格适中 ,曾是聚氨酯发泡行业最普遍采用的发泡剂 ,其用量平均可占PU 泡沫质量的 13% ,消费量巨大 ,但随着蒙特利尔公约及其修正案生效 ,发达国家已于1996年停止将其作为发泡剂使用 ,发展中国家应在2010年停止使用 。按照我国CFC 替代计划 ,国内泡沫行业将于2007年彻底淘汰 CFC - 11。作为发泡剂CFC - 11 的 主 要 替 代 品 近 期 有HCFC -

11、141b和戊烷等。HCFC - 141b 发泡工艺特性与CFC - 11相似 ,相对于气态的HFC如HFC-134a 或液态的可燃性戊烷类发泡剂来说 ,工艺操作上比较方便 ,可以在CFC - 11发泡的生产设备上使用 ,无需对发泡设备进行改造 。另外HCFC - 141b的气体热导率相对较低 ,与泡沫的两大主要原料多元醇和异氰酸酯相溶性好 ,泡沫性能与 CFC - 11相近 。在不增加设备的条件下可直接用HCFC - 141b 代替CFC - 11,达到同样密度和相近物理特性泡沫体时 , HCFC -141b的用量在一般情况下约为CFC - 11 的90%。目前采用 HCFC - 141b作为

12、发泡剂的技术已完全成熟 ,对于聚氨酯泡沫塑料企业来说,替代成本较小,是一种理想的选择 。而戊烷类发泡剂由于易燃易爆性 ,需对设备和生产区域增设安全防护系统投资 ,成本较高限制了其使用范围。 HCFC - 141b,在国内暂时缺乏竞争力。凭着优异的发泡性能、良好的经济性 , HCFC -141b已成为目前国内聚氨酯泡沫行业里最广泛使用的发泡剂之一 。消耗发泡剂量最多是冰箱行业 ,中国是世界上电冰箱生产量最大的国家之一 。在政府、国际组织和企业共同努力下,大中型冰箱企业的聚氨酯发泡剂替代工作进展顺利 ,多数厂家完成了CFC - 11向 HCFC - 141b 及戊烷发泡体系的转换。目前国内的HCF

13、C - 141b消耗总量约4 5 万t / a,约占聚氨酯发泡剂市场的30% ,随着CFC - 11 在2007年退出发泡剂领域 ,这个比例还将大大增加 。作为清洗剂 , HCFC - 141b 具有较低的表面张力和粘度 ,对细小缝隙具有很强的清洗力 、较适合对金属进行清洗 ,清洗能力和使用成本与CFC - 113相当 ,不过对聚氯乙烯 、聚丙烯 、聚苯乙烯 、聚丙烯酸 、聚碳 酸 酯 等 塑 料 及 合 成 橡 胶 则 有 溶 胀 作 用 。HCFC-141b在空气中的允许浓度较高 ( 500ppm ) ,对人体的毒性小 、安全性较好 。作为一种价格相对较低 、替代 CFC - 113使用清

14、洗效果较好 、ODP值只有CFC-113的1/8的清洗剂 , HCFC-141b已替代CFC-113应用于绝大多数精密清洗 。虽然HCFC - 141b的 OD P值不为0,只是一种过渡性替代品 ,发达国家已于2003年在冰箱生产中禁止使用 ,但在我国等发展中国家大约要从2016年才开始限制使用 ,到2030年正式停止使用 ,这期间发泡剂行业因CFC - 11迅速退出留下巨大的市场空间 , 而新一代替代品环戊烷 、HFC - 245fa 因应用技术 、经济性等因素一定时间内还缺乏竞争力 ,因此今后数年内 HCFC - 141b市场还有较大增长空间 。二、HCFC-141b工艺流程简图VDC1#

15、水洗催化反应缓冲器反应器AHF催化剂2#碱洗1#碱洗3#水洗2#水洗中和光化反应氟化冷凝3#碱洗干燥成品包装分馏深冷槽脱水 三、 HCFC-141b工艺流程简述将原料偏氯乙烯、无水氢氟酸、催化剂按一定比例投入反应器，控制一定的压力、温度、使其反应生成粗品HCFC-141b（其中含有少量HCFC-142b），经缓冲器后进入催化反应器，同时通入氯气（液氯经汽化器汽化后进入缓冲罐再送入反应器）与剩余的偏氯乙烯反应，以除去来参与反应的偏氯乙烯再将物料送入洗塔吸收。反应生成的氯化氢及参与反应的氟化氢制取副产盐酸，然后经过三道碱洗出去无聊中剩余的酸性物质。再将物料冷凝，分离出少量的HCFC-142b，将经过除杂的HCFC-141b送入光化反应器，同时向光化反应器内投加溴素，以进一步除去偏氯乙烯及其同分异构体，物料再经中和进入中间槽脱水，再送入分馏塔激昂HCFC-141b与高废物分离，HCFC-141b再经干燥后即可得产品。四、 HCFC-141b偏氯乙烯和HF进行氟化反应的机理用偏氯乙烯和HF加成生产HCFC-141b的氟化反应属于烯烃的亲电加成反应烯