氯丙烯生产过程中的安全性分析文献综述

 2021-10-15 08:10

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文献综述

一、研究背景

本论文研究目标产品俗称氯丙烯,正式名称为3-氯丙烯(3-chloropropene)或烯丙基氯(allylchloride),分子式为:H2C=CH-CH2Cl。氯丙烯是一种重要的有机化工中间产品,它与次氯酸反应再经碱处理生成环氧氯丙烷。氯丙烯还能与乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、苯、甲苯、四氯化碳和石油醚混溶。可发生氧化、加成、取代、烷基化等多种反应,使其在医药、农药、香料、塑料阻燃、有机合成等方面具有广泛的应用。还可用作合成树脂、涂料、胶黏剂、增塑剂、稳定剂、表面活性剂、润滑剂、土壤改良剂和香料的原料。氯丙烯自从本世纪40年代合成以来,在有机合成、医药、农药、合成树脂等工业被广泛应用。由于氯丙烯是含氯的烯烃化合物,具有氯有机化合物和烯烃的重要特征,而且其氯原子与双键相隔一个饱和碳原子,很容易进行亲核取代反应,所以利用其化学性质,可制成重要的石油化工原料。

二、国内外研究现状和发展前景

1945年,美国壳牌化学公司首次开发成功丙烯氯化法工业生产技术,并于1948年建成9.1万吨工业装置,开始了氯丙烯的大规模生产。1960年以来,日本、前苏联、西欧、东欧相继建造许多氯丙烯工业装置,产量不断增加,80年代中期,前苏联科学院与日本昭和电工公司又开发了丙烯氧氯化法的生产工艺。自20世纪80年代以来,氯丙烯因其下游产品环氧树脂的应用开发日新月异,需求快速增长,当前全球氯丙烯生产能力约112万吨,年产量90万吨。氯丙烯自从本世纪40年代合成以来,在有机合成、医药、农药、合成树脂等工业被广泛应用。我国自70年代开始生产氯丙烯,生产厂家主要分布在沈阳、济南、岳阳、上海等地的化工厂或石油化工厂。

目前,我国生产氯丙烯的总能力为12.6万t/a。主要生产厂家及能力分别为:齐鲁石化股份有限公司氯碱厂,3.2万t/a;巴陵石化有限责任公司环氧树脂事业部,4.4万t/a;东营市联成化工公司,3.0万t/a;东营金岭集团,2.0万t/a。

近几年,由于我国环氧氯丙烷开工率不高,产不足需,而各行业对于环氧氯丙烷需求增长迅速,环氧氯丙烷进口量呈上升趋势。而氯丙烯是合成环氧氯丙烷的重要原料,环氧氯丙烷需求增加就导致氯丙烯的需求增加。由于生产工艺流程较长和氯气严重不足等多方面原因,在国内氯丙烯的生产一直处于低谷,同时也限制了下游产品的发展。近年来下游产品特别是环氧树脂生产装置相继建成投产,国内氯丙烯市场前景乐观,据专家预测,我国环氧树脂用量今后十年以年均25%的速度增长,给氯丙烯生产提供了巨大的发展空间。然而为数不多的几个生产厂,虽然满负荷生产,也远远满足不了市场的需求。几年前氯丙烯主要用于环氧氯丙烷的生产,但是随着科技的发展和氯丙烯下游产品的不断开发,氯丙烯在精细化工方面的用途越来越广,产品缺口也在不断增大。特别是前年上半年一直到现在,氯丙烯价格不断上涨,处于供不应求状态。随着国民经济的快速发展,市场前景将更加广阔,需求会进一步扩大,抓住机遇,加快速度完成较大规模的氯丙烯生产装置的扩建。由此可见,提高氯丙烯的生产产量及质量将会大大的提高各化工企业的竞争实力,满足市场的要求,进行氯丙烯生产工艺的设计与改进对于国内外市场都具有重要的意义。

三、氯丙烯的危险源辨识和评价:

氯丙烯物质本身的危险性:由参考文献《氯丙烯生产中的控制与管理》知:氯丙烯(主要指3-氯-1-丙烯,又名烯丙基氯),常温下是无色、透明、易挥发的可燃液体,具有有机氯化合物和烯烃的双重特性,是重要的化工中间体和精细化工原料。易挥发性、可燃就是氯丙烯物质本身的危险性。

氯丙烯生产、储运的危险性:由参考文献《氯丙烯生产中的控制与管理》知:我国生产氯丙烯的企业大多采用丙烯高温氯化法,其工艺流程是:丙烯与氯气经干燥处理,以(4~5)∶1(摩尔比)的比例混合,再预热至350~400℃后进入反应器,在470~500℃进行氯化反应,生成氯丙烯和氯化氢气体。反应方程式如下:CH2=CHCH3 Cl2→CH2=CHCH2Cl HCl(ΔH=-112kJ/mol)。又由参考文献《丙烯高温氯化法生产氯丙烯》知:高温氯化的方法有很多缺点:反应的条件要求比较高,由于氯与丙烯可以生成丙烷和发生各种位置的取代反应;并且氯气在高温下很活泼,很容易发生深度的氯化;丙烯及其发生反应所得的产物在高温裂解或者结碳,使得温度的严格控制;用大量的丙烯带走反应热;使得反应的转化率很低;对反应器的形式要求严格;使得在经济上不合算。

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