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2.5万吨甲烷氯化物技术方案

年产25000吨甲烷氯化物装置建设方案
1、甲烷氯化物用途;
甲烷氯化物是包括一氯甲烷(氯甲烷)、二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、四氯化碳四种产品的总称。

甲烷氯化物除可作溶剂、脱脂(漆)剂、萃取剂、气雾剂、致冷剂、灭火剂、麻醉剂等以外,甲烷氯化物还是生产医药、农药、有机硅和有机氟系列产品等的原料。

自本世纪30年代工业化生产以来,已成为氯碱工业后加工的一个重要有机耗氯产品。

二氯甲烷下游市场分析:制药行业的稳定发展、发泡和制鞋行业的需求并未减少、新型制冷剂410A的使用促使R32需求大幅增长。

三氯甲烷下游市场分析:三氯甲烷的需求仍然集中在R22行业,占三氯甲烷80%左右的消费比重。

PTFE市场的快速增长以及R22为原料生产R125的增长,促使R22行业对三氯甲烷的需求会保持一个较低的水平。

而医药、农药中间体的生产消费一直保持稳定增长。

2、技术方案的选择:
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。

美国生产一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷几乎全部采用甲醇法,西欧和日本以甲醇为主,甲烷为辅;中国已经拥有世界上所有先进的生产工艺。

甲醇法生产二氯甲烷、三氯甲烷分为三步,第一步是甲醇与氯化氢生成一氯甲烷简称“甲醇氢氯化”;第二步是一氯甲烷与氯反应生成多氯甲烷简称“一氯甲烷氯化”;第三步是多氯甲烷的分离、共沸干燥、包装。

(1)氢氯化
通常是CH3OH和HCl在ZnCl2水溶液的相界面反应,反应压力0.02MPa(G)~0.6 MPa(G)不等,ZnCl2反应温度140~180℃,浓度为75~80%,反应器为搪瓷釜。

采用此法国际上以道化学(Dow Chemical)、法国ATOCHEM为代表。

液相催化法的优点是反应温度及压力均不高,对生产装置的要求较低,操作条件较为宽松,易于上马、二甲醚含量低,副反应少。

但对甲醇来说转化率低,通常转化率为85%~90%,并且工艺流程长、辅助化学品消耗高。

经过多年对反应器分布的研究和发展,甲醇转化率大幅提高,国内较高水平达到90%~95%。

(2)热氯化法:
一般采取筒式反应器,在450℃、0.2~0.7MPa压力下,在没有催化剂的参与进行反应,同时生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4。

改变氯与氯甲烷摩尔比,轻组份循环,可实现有选择地主产某一产品。

优点是设备结构简单,时空产率高,易于上马,缺点是反应温度高,副反应多,消耗高,产品的选择性可调性不强。

采用此法的主要有斯托福、Dow Chemical等公司。

(3)精馏:
国内外精馏流程基本相同。

氯化混合物经脱氯化氢塔、脱氯甲烷塔脱除低组份后,再经脱高塔,将四氯化碳及高沸物从塔底采出,其它混合物经共沸干燥脱水后,经二元塔蒸馏,顶部馏出物为二氯甲烷,经共沸干燥后,包装外售;塔底为三氯甲烷,经共沸干燥后,包装外售;四氯化碳及高沸物经四氯化碳塔间歇蒸馏,低组份采回脱低塔前,四氯化碳采出外送处理;塔底高沸物外售处理。

(4)副产四氯化碳及高沸物焚烧处理装置:
本项目氯化产生的四氯化碳和高氯代物殘液采取焚烧法无害处理,建议配套建设500吨/年的等离子液体焚烧炉焚烧处理。

含氯高沸有机残液,排放时按1:2比例加入2#燃料油后进行焚烧处理,焚烧后产生的含氯化氢尾气经过稀碱液洗涤中和,确保尾气达标排放,洗涤废水为碱性含盐废水,不含氯化物,可直接排放。

3.生产规模
本项目甲烷氯化物装置的设计规模拟定为:年产甲烷氯化物25kt。

根据市场情况和增加耗氯后续产品的开发最大能力,建议三氯甲烷18000吨、二氯甲烷7000吨。

产品按二氯甲烷7000吨、三氯甲烷18000吨、四氯化碳1250吨进行设计,实际经营时,调节氯比,可实现二氯甲烷、三氯甲烷30%~70%范围调整生产,但消耗按理论进行计算调整。

3.1 产品方案
(1) 主产品:
二氯甲烷: 7kt/a
三氯甲烷: 18kt/a
(2) 副产品(物):
粗四氯化碳:~1250t/a
盐酸31%(wt): 21kt/a
稀硫酸88%(wt): 1.31kt/a
年操作时数:7200小时
3.2 产品、副产品规格及质量指标
保证值期待值
(1) 二氯甲烷
外观:澄清,无色澄清,无色
色泽(APHA):≤5 ≤5
纯度:≥99.95%(wt) ≥99.98%(wt)水分:≤20ppm(wt) ≤10ppm(wt)
酸度(以HCL计):≤2ppm(wt) ≤0.1ppm(wt)游离氯测试:无无
蒸发残渣(N.V.M):≤5ppm(wt) ≤5ppm(wt)
一氯甲烷:≤10ppm(wt) ≤5ppm(wt)
氯仿:≤40ppm(wt) ≤10ppm(wt)
四氯化碳:≤1ppm(wt) ≤0.1ppm(wt) 1,1二氯乙烯: ND ND
1,2二氯乙烯: ND ND
(1) 氯仿
外观:澄清,无色澄清,无色
色度(APHA):≤5 ≤5
纯度:≥99.95%(wt) ≥99.98%(wt)水分:≤20ppm(wt) ≤10ppm(wt)
酸度(以HCl计):≤2ppm(wt) ≤0.1ppm(wt)游离氯测试:无无
蒸发残渣(N.V.M):≤10ppm(wt) ≤5ppm(wt)
醛和酮:无无
二氯甲烷:≤20ppm(wt) ≤5ppm(wt)
四氯化碳:≤20ppm(wt) ≤10ppm(wt)
硫酸测试;通过通过
1.1-二氯乙烷:≤25ppm(wt) ≤10ppm(wt)
1.2-二氯乙烷:≤10ppm(wt) ≤5ppm(wt)
(3) 盐酸
HCl:≥31%(wt),总有机物含量小于10ppm(wt) (4) 稀硫酸
H 2SO
4
:~88%(wt),二甲醚含量小于10ppm(wt)
3.3 原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额(1)原材料消耗定额及消耗量(见表3.3-1)
甲烷氯化物主装置公用工程消耗量见表4.3.2-2。

注:具体消耗根据二氯甲烷、三氯甲烷产品结构有变化,三氯甲烷为主,氯气
消耗高,副产四氯化碳比例高;主产二甲烷,甲醇消耗高,四氯化碳比例低。

4 主要设备表
5.1、总承包商应为业主提供如下培训类型
1.理论培训;
2.在类似装置中的培训;
3.在业主装置现场的开车培训。

4.在设备制造厂中的培训;
5.DCS培训;
5.2、培训的目的、内容及地点
理论培训:在投料试车前第8个月至第6个月之间完成;
在类似装置中的培训:在投料试车前第6个月至第3个月之间完成;
在业主装置现场的开车培训:在投料试车前第3个月至投料试车之间完成;
在设备制造厂中的培训:根据设备定购情况由总承包商安排培训时间;
DCS培训:根据DCS系统定购和安装情况由总承包商安排培训时间。

5.5、人员
甲方培训人员计划如下表:
培训人员安排
5.6、技术方技术服务人员派遣表
5.7、技术方报价:
由技术方提供全部工艺技术并完成详细设计、人员培训、安装配合、调试指导,全部国外费用包括国外交通、食宿食费用、保险费用等全部费用由总包单位负责。

具体见前表
1、工艺包费用及技术使用费(包括工艺手册、分析手册)60万美元;
2、详细设计:60万美元;
3、培训:中国类似装置培训:15万美元( 不包括外方人员任何费用)
现场培训:5万美元;
4、技术方现场安装服务(参与现场三查四定等工作)及调试、试生产等,按天数计取,现按650美元/天,人计,预计派出人员《技术方技术服务人员派遣表》,即66人/月,计算为:60×30×650=113.40万美元。

实际收费以发生人,天数计取。

估算投资建议:
设备投资约2400万元,包括主要设备、仪表及电气(不包括锅炉)等,土建主要包括两栋楼。

生产区:24×36米,三层楼,全部钢构;
分析检测、DCS楼 14×24米,三层楼,混凝土结构;
产品罐区。

另外考虑其它库房200平米;
循环水一座、冷冻站一座;
未考虑空压制氮、蒸汽
全部投资国内界区投资应在4000万元-5000万元,包括安装费用、设计费用
等。

焚烧装置成套估算投资在500万元,加上安装调试,估算在1000万元。

因此,建议报价
设备报价 4000万元
安装报价 2000万元
建筑及其它 1000万元
技术及现场服务人员费用 1800万元
其它费用2000万元
管理费用500万元
合计报价:11300万元,估计需报在12500万元。

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