四氟乙烯单体清洁节能生产工艺及工程化研究

【摘要】： 有机氟化合物中的氟碳聚合物,具有相当高的热稳定性、化学情性和氧化稳定性。四氟乙烯是氟碳聚合物的基本单体,有着广泛的用途,其制造技术代表了氟化工行业的技术水平,经过四十多年的发展,中国氟化工技术水平已有很大程度的提高,已具有相当规模,但氟碳聚合物的品种、质量和国外先进企业相比仍有一定的差距,如何提高氟化工的基本原料——四氟乙烯单体的生产技术,降低能耗和三废污染物,是氟化工新技术发展的重点之一。 工业化的四氟乙烯单体生产是以HCFC-22为原料进行热裂解,经过净化、分离提纯等工序,获得最终的高纯度产品。HCFC-22热裂解目前大多采用水蒸汽稀释热解技术,具有转化率高,反应高沸物少,分离提纯容易等特点,国外先进的技术水平可使HCFC-22消耗低于1.8t/t-TFE,接近于理论计算值,国内技术水平与之相比尚有较大差距,因该以此为目标,优化工艺流程,改进技术,降低消耗。 在新的四氟乙烯装置设计中,根据四氟乙烯裂解反应原理和技术发展的趋势,以提高产品质量,增加装置操作安全性,降低原料消耗和能耗为目的,采取提高蒸汽过热炉效率,改进反应器结构和裂解气净化工艺,全面优化单体分离提纯工艺,完善和改进回收工序流程等工程措施,以期全面提高四氟乙烯生产装置的技术水平。 在化工新工艺开发和流程规模放大的工程设计中,应充分借助Aspen Plus等先进的计算机软件,通过过程模拟计算获得可靠的全流程的物料和热量平衡数据,并在此基础上全面优化设计,做到有的放矢而不盲目工作,提高工作效率和工程设计的可靠性。 【关键词】：四氟乙烯 裂解反应 技术改进和优化
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TQ222.423
【目录】：

• 摘要3
• ABSTRACT3-7
• 1 引言7-10
• 2 低物耗能耗四氟乙烯制备工艺方案的选择10-27
• 2.1 四氟乙烯的性质10
• 2.1.1 物理性质10
• 2.1.2 化学性质10
• 2.2 生产方法及工艺流程10-22
• 2.2.1 HCFC-22的裂解11-17
• 2.2.2 HCFC-22裂解气的净化17-18
• 2.2.3 四氟乙烯单体的分离、提纯工艺18-22
• 2.3 四氟乙烯生产的物耗和能耗22-26
• 2.3.1 物耗的影响因素23-24
• 2.3.2 能耗的影响因素24-26
• 2.4 降低物耗和能耗生产技术方案26-27
• 3 四氟乙烯单体生产低物耗能耗工艺流程的优化27-30
• 4 四氟乙烯低物耗能耗工艺的工程化30-49
• 4.1 蒸汽过热炉的优化30-31
• 4.2 热解反应器的改进设计31-36
• 4.2.1 稀释热解反应器的工程设计要素32-33
• 4.2.2 裂解反应器的设计优化33-36
• 4.3 裂解气净化工艺的改进36-45
• 4.3.1 急冷水洗工艺的改进37-38
• 4.3.2 裂解气中氧含量和水含量的控制38-39
• 4.3.3 氧含量和水含量的综合控制39-42
• 4.3.4 裂解气净化工艺改进小结42-45
• 4.4 TFE精馏工艺的改进和优化45-49
• 4.4.1 工艺流程的改进45
• 4.4.2 精馏塔的优化45-49
• 5 结论49
• 参考文献49-51
• 致谢51-52
• 附图1:低物耗能耗的TFE工艺流程图52

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