甲代烯丙基氯(MAC)工艺技术.doc

甲代烯丙基氯工艺过程：

1．装置概况、生产能力、设计依据、工艺特点装置概况
1.1 装置概况
3-氯-2-甲基-1-丙烯(MAC)生产装置，采用成套技术建设
MAC装置由反应及氯化氢(HCl)吸收副产盐酸系统、干燥碱洗系统、精馏系统、公用工程设施、“三废”处理设施组成。
1．1．1反应及副产盐酸系统
将液氯、异丁烯汽化，将汽化的液氯和异丁烯反应，生产出3-氯-2-甲基-1-丙烯(MAC)粗产品，副产的氢化氢气体(HCI)用稀盐酸吸收精制出盐酸产品。
1．1．2干燥碱洗系统
MAC粗产品、MAC产品干燥碱洗，除去水分及微量盐酸。
1．1．3精馏系统
经干燥碱洗MAC粗产品，进精馏系统，切割出低、高沸物，产出高纯度的MAC产品。
1．1．4公用工程设施
公用工程设施包括空气源设备、各系统用的电气、仪表盘、公用工程连管箱等。
1．1．5 “三废”处理设施
整套生产装置本身没有废水排放，废水主要是清洗装置地面而产生，收集进厂区污水池处理后，送污水处理厂；罐区产品及副产品贮罐产生的废气用活性炭吸附后，连同干燥碱洗所产生的滤渣，送固废物处理厂焚烧。
1．2装置的生产能力
1．2．1生产能力设计值
MAC产品量 5000 吨／年
副产盐酸(30％) 3420 吨／年
年操作时间 7200小时
1．2．2生产能力保证值
MAC产量 min 7吨／天
1．3 装置的设计依据
是一套技术先进、稳定、可靠的生产装置。
1．4 装置的工艺特点
M AC装置以汽化的液氯和异丁烯反应，确定了工艺过程的连续性，MAC即是产品，又是下游产品3-羟基-2-甲基-1-丙烯的原料，增加了以销定产的灵活性。副产低、高沸物是很好的溶剂，盐酸产品可广泛应用于工业。
本装置工艺设计中不仅原料、公用工程消耗低，且没有废水排放。

2．工艺流程、生产原理
2．1工艺流程
2．1．1工艺流程方块图

氯气 异丁烯
反应器

水

吸收塔
产品混合物
HCl气体 HCl 气体
HCl气体

储罐
HCl 气体

非甲烷总烃

碱洗釜

NaCO3
CaO

过滤器

碱洗废渣

精馏塔

轻沸物 高沸物

3-氯-2-甲基-1-丙烯（MAC）

2．1．2工艺流程详述
2．1．2．1反应及副产盐酸工序
开始投料之前，反应液罐（M-VE-3）中的开车用料液由反应液循环泵(M-PU-2A/B)经管道过滤器、反应液冷凝器(M-HE-3)打循环。
来自异丁烯储罐(M-TK-1AB)的液态异丁烯，用FICAZ-102进行流量调节，调节到异丁烯与氯气的摩尔比为1.01～1.02后，经干燥器(M-VE-2A/B)干燥，而后经预热器(M-HE-2)预热，再经异丁烯缓冲罐(M-VE-3)夹套加热到一定温度完全汽化，经管道过滤器过滤，进入反应器(M-RE-1)。
来自液氯钢瓶中的液氯在液氯汽化器(M-HE-1)中汽化，而后进入氢气缓冲罐(M-VE-1)，用PIC-103进行压力调节，经管道过滤器，将氯气流量用FICAZ-101调节到100m3／h，送入反应器(M—RE一1)。
先后投入异丁烯和氯气，通过反应器的喷咀快速混合反应(反应热108.9KJ／mol)，生成物迅速由反应循环液带走，将出口温度降低到40℃左右。
在反应液罐(M-VE-3)中，随着反应生成物的增加，反应生成液经溢流口流入气液分离罐(M-VE-5)；反应液中HCl气体，由反应液罐顶气相出口进入蒸发塔(M-TW-1)顶。
气液分离罐(M-VE-5)中的物料，由泵(M-PU-3A/B)输送，经FIC-104调节流量，进入蒸发塔(M-TW-1)。蒸发塔中的物料，经再沸器(M-HE-4)加热到一定温度，塔顶气相经冷盐水冷凝器(M-H E-5)急冷后，液相物料经气液分离器返回蒸发塔塔顶回流，气相送入盐酸吸收塔(M-TW-2A)进料口。蒸发塔底液相经冷凝器(M-HE-6)冷凝后，进入粗产品罐(M-TK-2)。
蒸发塔再沸器的加热蒸汽用TIC-109控制一定量，使塔内温度分布均匀，塔顶温度控制在42℃，塔底温度控制在72℃。
HC I气体进入盐酸吸收塔(M-TW-2A)，盐酸吸收液经盐酸泵(M-PU-5A)打循环，经冷凝器(M-H E-7A)进塔顶喷淋，盐酸吸收液达到指标浓度后打入盐酸储罐(M-TK-3)。若盐酸吸收A塔一次不能完全吸收，A塔塔顶出口的气相再进入B塔塔进行二次吸收。
2．1．2．2干燥碱洗工序
粗产品罐中的物料，用泵(M-PU-4)打入到碱洗釜(M-VE-6A)中，开动搅拌器，加入一定量的氧化钙、纯碱，关闭放空阀及加料阀，搅拌半小时，将物料从釜底出口经过滤器(M-VE-7A)压出，进入脱酸、脱水的粗产品贮罐(M-TK-4)。滤渣用离心机甩干，回收滤液。
2．1．2．3精馏工序
粗产品贮罐(M-TK-4)的物料，由脱轻塔上料泵(M-PU-4)打入脱轻塔高位槽(M-VE-8)，经FIC-103调节流量，进入脱轻塔(M-TW-3)。物料经脱轻塔再沸器(M-HE-8)加热，塔顶物料，经冷凝器(M-HE-10)冷凝后，进入脱轻塔中间罐(M-VE-10)，中间罐的物料用回流泵(M-PU-7A/B)输送，一路用FIC-106控制流量，进脱轻塔回流，另一路经FI-107，进脱重塔原料罐(M-TK-5)。塔底物料经LIC-108控制，经液封冷凝器(M-HE-9)进塔底底罐
(M-VE-9)，从底罐下端出口，用泵(M-PU-6)打进回收塔原料罐(M-TK-4)。
脱轻塔再沸器的加热蒸汽用TIC-112控制一定量，使塔内温度分布均匀，塔顶温度控制在43℃，压力约一0.07M Pa，塔底温度控制在56℃。塔回流比为3。
脱重塔原料罐(M-TK-5)物料，由脱重塔上料泵(M-PU-8)打入脱重塔高位槽(M-VE-11)，经FIC一108调节流量，进入脱重塔(M-TW-4)。物料经再沸器(M-H E-11)加热后，塔顶物料经冷凝器(M-HE-13)冷凝后进入脱重塔中间罐(M-VE-13)，中间罐的物料一路用回流泵(M-PU-11A/B)输送，一路用FIC-109控制流量，进脱重塔回流，另一路经FI-110，去产品贮槽(M-TK-7)。产品贮槽中的物料用输液泵(M-PU-12A/B)打入干燥碱洗釜(M-VE-6B)中，加入氧化钙、碳酸钠进行脱水、碱洗。碱洗后将产品从釜底出口经过滤器(M-VE-7B)压出，装桶或进成品罐。(滤渣用离心机甩干，回收滤液)；塔底物料用LIC-112控制，经液封冷凝器(M-HE-12)进脱重塔底槽(M-VE-12)；从底罐下端出口，用泵(M-PU-9)打进回收高沸物罐(M-TK-6)。
脱重塔再沸器的加热蒸汽用TIC-116控制一定量，使塔内温度分布均匀，塔顶温度控制在44℃，压力约一0.07M Pa，塔底温度控制在。78℃。塔回流比为1.5。
脱轻塔顶料罐物料、高沸物储罐物料分别进回收塔进行回收。
脱轻塔顶底料罐(M-TK-4)物料，由泵(M-PU-6)打进回收
塔高位槽(M-VE-14)，经FIC-111，进入回收塔(M-TW-5)。
物料经再沸器(M-HE-13)加热后，塔顶物料经冷凝器(M-HE-16)
冷凝后进入回收塔中间罐(M-VE-16)，中间罐的物料一路用回流
泵(M-PU-15A/B)输送，一路用FIC-112控制流量，进回收塔回流，
另一路经FI-113调节流量，进回收料罐（M-TK-9)，用泵（M-PU-16)
装桶或打进出售轻沸物罐；塔底物料用LIC-116控制，经液封冷凝器
(M-H E-15)进回收塔底槽(M-VE-15)；从底罐下端出口，打
进回收罐(M-TK-8)。回收罐物料一定比例兑进脱轻塔原料罐
(M-TK-3)。
脱重塔回收料罐(M-TK-6)物料，由泵(M-PU-10)打进回收塔高位槽(M-VE-14)，经FRC-111调节流量，进入回收塔（M-TW-5)。物料经再沸器(M-HE-13)加热后，塔顶物料经冷凝器(M-HE-16)冷凝后进入回收塔中间罐(M-VE-16)，中间罐的物料，一路用回流泵(M-PU-15A/B)输送，用FIC-112控制流量，进回收塔回流，另一路经FIC-113，进回收罐(M-TK-8)，回收罐物料一定比例兑进脱轻塔原料罐(M-TK-3)；塔底物料用LIC-116控制，经液封冷凝器(M-H E-15)进回收塔底槽(M-VE-15)，从底槽下端出口，打进高沸罐(M-TK-8)，用泵(M-PU-16)装桶或打进出售高沸物罐。
回收塔再沸器的加热蒸汽，使塔内温度分布均匀，按回收脱轻塔顶料罐物料、高沸物储罐物料的不同，用TIC-120控制一定量，塔顶温度控制在38℃；41℃，压力约一0.058M Pa；一0.08M Pa，塔底温度控制在54℃；90.5℃．塔回流比为2；3。
脱轻塔、脱重塔、回收塔均采用负压精馏。

2．2生产原理
2．2．1生产原理概述
气态异丁烯与氢气发生α-氢原子取代反应，生成3-氯-2-甲基-1-丙烯，在进行上述生产的同时，也伴随着加成、分解等副反应。
主反应：
[(CH3)2C=CH2]+Cl2 Cl-CH2-C(CH3)=CH2+HCl
甲代烯丙基氯
副反应：
[(CH3)2C=CH2]+Cl2 (CH3)2C-Cl + HCl
氯代叔丁烷
[(CH3)2C=CH2]+Cl2 (CH3)2C=CHCl+ HCl
二甲基氯乙烯
[(CH3)2C=CH2]+C12 (ClCH2)2-C=CH2 +HCl
二氯甲基丙烯
[(CH3)2C=CH2]+C12 (CH3)2CCl-CH2Cl + HCl
1,2-二氯异丁烷

由于MAC合成时副反应的发生，使反应生成物成分复杂，
M AC收率降低，生产上控制适宜的工艺条件，减少副产物的生成，
以提高甲基烯丙基氯的收率。
2．2．2影响因素
2．2．2．1反应温度：
异丁烯与氯气的反应不同于一般正构烯烃，是一种“反常氯化”，
叔烯烃一般容易进行取代氯化而保持双键不变。异丁烯低温下(-30℃)
就能与氯气发生取代反应。汽化的异丁烯能很好的和氯气混合，
因此，只要使异丁烯能完全汽化，汽化温度越低越好。异丁烯氯化是
放热反应。反应热108.9Kj/mol。迅速降低反应产物的温度，是减少
副产物的关键。
2．2．2．2原料配比：
从氯化反应方程式来看，—分子异丁烯与一分子氯气反应生成
一分子MAC。在反应过程中，氯气可以完全反应，如有过量的氯气
则会发生副反应，降低MAC的收率。选择[(CH3)2C=CH2]/Cl2=1．01～1．02(moI)是最适宜的生产条件。
2．2．2．3反应停留时间：
异丁烯与氯气混合接触后，立即进行反应。减少反应停留时间，
可减少付反应的发生。因此，生产上反应停留时间应尽量减少。
2.2.3反应条件
异丁烯汽化温度
75℃
反应器出口温度
≤40℃
反应器出口压力
微负压
异丁烯氯气摩尔比
1.01～1.02