R125装置知识培训.ppt

R125装置知识培训,,,一、概述,1、 化学、制冷 氟里昂制冷剂大致分为3类 （1）氯氟烃类产品，简称CFC 主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于对臭氧层的破坏作用以及最大，被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质 （2）氢氯氟烃类产品，简称HCFC 主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，目前HCFC类物质被视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质在《蒙特利尔议定书》中R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年 （3）氢氟烃类：简称HFC 主要包括R134A、R125、R32、R407C、R410A、R152等，臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值很高在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期限，在《联合国气候变化框架公约》京都议定书中定性为温室气体一、概述,2、R125生产规模： 2万吨/年 R125 以年运行时间7200小时计3、主装置组成： 10000吨/年套 共2套4、产品组成： 主产品：R125 副产品：R134a、31%盐酸,二、工艺技术方案,R125生产工艺较多，目前成熟的工业生产路线主要有以下3种：1、四氯乙烷（PCE）路线2、三氯乙烷（TCE）路线3、四氟乙烯（TFE）路线,1、四氯乙烷（PCE）路线原料：四氯乙烯、氟化氢 催化剂：Al2O3、Cr2O3等中间产物：R123、R124 副产物：R134a、31%盐酸等 该合成反应工艺分2步。

第1步为PCE和HF反应，在第一个反应器中进行，生产1,1,1-三氟-2,2,-二氯乙烷（HCFC-123）和1,1,1,2-四氟-1-一氯乙烷（HCFC-124）的中间产品（见反应方程式1、2步）第二步在第二反应器中进行，HCFC-123、HCFC-124和HF反应生成1,1,1,2,2-五氟乙烷（HFC-125）（见反应方程式3、4 ）最终产物分离，粗产品五氟乙烷进行进一步精制，反应原料和中间产物分离后循环回收到第一反应器继续反应反应方程式如下： CCl2= CCl2+3HF→CF3CHCl2+2HCl (1) CCl2= CCl2+4HF→CF3CHClF+3HCl (2) CF3CHCl2+2HF→CF3CHF2+2HCl (3) CF3CHClF+HF→CF3CHF2+HCl (4),2、三氯乙烯（TCE）路线原料：三氯乙烯、氟化氢 、氯气 中间产物：R123、R124 副产物：R134a、31%盐酸等 该工艺过程分四步：每一步是HCFC-123、HF、Cl2 进入第一反应器氟化催化剂催化300-450℃下反应（见反应方程式第1、2、3、4、5步）；第二步是第一步反应混合物进入第二反应器并加入三氯乙烷200-400℃进行反应（见反应方程式第6步）；第三步是对第二步反应混合物分离出HFC-125和HFC-134a；第四步是回收为反应的反应原料进第一反应器中去。

氯气与三氯乙烯的比例为摩尔比0.001-0.05，通过调节比例可调节R125和R134a的生成比例其反应方程式如下： CF3 CH2Cl+HF→CF3CH2F+HCl (1) CF3 CH2Cl+Cl2→CF3CHCl2+HCl (2) CF3CH2F+Cl2→CF3CHClF+HCl (3) CF3CHCl2+HF→CF3CHClF+HCl (4) CF3CHClF+HF→CF3CHF2+HCl (5) CHCl= CCl2+3HF→CF3CH2Cl+2HCl (6),3、四氟乙烯（TFE）路线原料：四氟乙烯单体、氟化氢 催化剂：Cr2O3等 副产物：无 该液相和气相催化条件下四氯乙烯加成氢氟酸制得，四氯乙烯容易发生聚合爆炸引发事故其反应方程式如下：CF2=CF2+HF→CF3CHF2 （1）,3种工艺路线反应示意图,A、四氯乙烯路线原料易得，，工艺条件相对简单，反应也只涉及氟化反应，是最具有工业价值的路线，但由于四氯乙烷催化氟反应的转化率和选择性不高，副产物较多，催化剂易结焦失活，持续的分离十分困难，因些改进催化剂性能，提高反应的转化率、选择性，延长催化剂的寿命、有效降低副产物的产生以及有交分离产品，是目前此路线研究的热点和难点。

B、三氯乙烯口路线需经四步反应，HCFC-133a氯化反应会伴随有20%左右的副产物HCFC-113a生成，如果HCFC-133a（农药中间体）不能很好的销售利用，将导致成本增加，这是此路线致使的弱点，此路线的反应步骤也比较多，制造成本可能会比其它路线高，因此路线一般只用于HCFC-134a和HCFC-125联产工艺中C、四氟乙烯路线的反应简单，选择性高，一般在99.9%以上，副产物较易从产品中分离，这是其最大特点，但其原料是四氟乙烯单体，难以储存的长距离运输，而且四氟乙烯单体在生产过程中具有爆炸的危险和产生聚合物等安全的问题，因此对于没有四氟乙烯单体生产装置的企业 来说，此路线是很难实现的从经济性角度考虑，此路线的生产成本受制于四氟乙烯及其前（ HCFC-22和氯仿 ）的价格因素，要比其它路线高一些三、产品介绍,1、R125 (HFC-125)化学名称：1，1，1，2，2五氟乙烷 分子式：C2HF5 分子量：120.02沸点（常压）℃：-48.45 临界温度℃ ：66.05 临界压力Mpa：3.592 液体比热，25 ℃，[KJ/(kg ℃)]:1.26 破坏臭氧潜能值（ODP）: 0 温室效应系数值（GWP）：0.84作用用途：HFC-125（五氟乙烷）是一种新型高效绿色环保制冷剂，属氢氟烃（HFC）类产品，其化学性能稳定，无毒、不可燃、有适合的临界点、沸点及相对低的凝固点，在氢氟烃类产品中性能优异，更因其粘度低、表面张力低、热导性高而具有高效节能的性能，臭氧层破坏指数为0，是理想的氟利昂类产品替代物。

广泛应用于R404A、R407C、R410A、R507等混合制冷剂，用于家庭空调、冰箱、商用空调、冷藏及工业制冷设备等领域，是众多替代剂中前景较好，发展较快的品种之一产品规格五氟乙烷产品质量标准,2、R134a (HFC-134a)化学名称：1，1，1，2四氟乙烷 分子式：C2H2F4 分子量：102..03沸点（常压）℃：-26.2 临界温度℃ ：101.1 临界压力Mpa：4.07 液体比热，沸点下， 1atm，KJ/kg:216 破坏臭氧潜能值（ODP）: 0 全球变暖潜能值（GWP，100yr）：1300作用用途R-134a作为使用最广泛的中低温环保制冷剂，由于HFC-134a 良好的综合性能，使其成为一种非常有效和安全的CFC-12的替代品，主要应用于在使用 R-12（R12、氟利昂12、F-12、CFC-12、Freon 12、二氯二氟甲烷）制冷剂的多数领域，包括：冰箱、冷柜、饮水机、汽车空调、中央空调、除湿机、冷库、商业制冷、冰水机、冰淇淋机、冷冻冷凝机组等制冷设备中，同时还可应用于气雾推进剂、医用气雾剂、杀虫药抛射剂、聚合物（塑料）物理发泡剂，以及镁合金保护气体等。

产品规格：四氟乙烷质量标准（GB/T18826-2002）,3、31%盐酸化学名称：氯化氢 分子式：HCl 分子量：36.5沸点（常压）℃：-48.45 熔点℃ ：-114 一般盐酸是氯化氢的水溶液 ，有腐蚀性作用用途：盐酸是重要的无机化工原料，广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业 盐酸能用于制造氯化锌等氯化物（氯化锌是一种焊药），也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属，制成氯化物 随着有机合成工业的发展，盐酸（包括氯化氢）的用途更广泛如用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造盐酸奎宁（治疗疟疾病）等多种有机药剂的盐酸盐等产品规格：工业盐酸产品国家标准GB320-2006技术指标的要求,四、工艺流程简述（PCE路线）,1、五氟乙烷流程简图,生成反应式： CCl2= CCl2+3HF→CF3CHCl2+2HCl (1) CCl2= CCl2+4HF→CF3CHClF+3HCl (2) CF3CHCl2+2HF→CF3CHF2+2HCl (3) CF3CHClF+HF→CF3CHF2+HCl (4),2、工艺流程叙述：(1)开车时将PCE与HF分别用计量泵按1.6：1（质量比），经过一反蒸汽加热器管程、一反换热器、一反预热器至反应温度后，进入第一反应器中，催化剂床层温度经熔盐预热到反应温度后，在催化剂作用下通过加成和氟氯交换反应生成R123、R124和HCl(含少量125).反应产物连同未反应的PCE和HF二反出口物料汇合，经过混合换热器壳程、1#分离塔、进料冷却器，一并进入HCl分离塔进行分离。

2）1#分离塔顶采出HCl、去HCl吸收器制盐酸；塔釜物料进入2#分离塔分离R125；产品分离塔顶采出R125和少量的HF进入液相水碱洗除去酸，得到粗品R125，储存在粗品槽中；（3）2#分离塔塔釜物料进混合换热器壳程后，进入3#分离塔，从3#分离塔塔釜采出的液相物料（PCE和HF的共沸物）和补加的PCE、HF和3#塔顶分流B物料汇合送至一反蒸汽加热器，一反循环建立4）3#分离塔顶采出的轻馏分（R123、R124、HF、HCI等）进入二反蒸汽加热器、二反换热器、二反预热器（温度达到300-325℃）进入到第二反应器，在此反应器中R123、R124和HF在催化剂作用下进行氟氯交换反应，生成125与HCI，反应产物与未反应的R123、R124、HF到二反换热器（壳程），与一反出口物料汇合，二反循环建立5）将粗品储槽中物料送入脱轻塔中分馏，不凝气R116从塔顶采出；塔釜液相物料送入精馏塔；物料在精馏塔中精馏，塔顶采出的物料（含1%R115的R125物料）送入萃取精馏系统；塔釜液相物料为R134a、R124等， 可定期排放到回收槽6）回收槽物料（R134a、R124等）定期在回收精制系统回收R134a、R124；（7）含有1%R115的R125物料进入萃取塔中以环烷烃为萃取剂进行萃取精馏。

萃取剂与塔釜上升R125的物料进行逆流气/液萃取 从塔顶采出的物料为合格品125贮存于产品检验槽；塔釜中含浓缩R115和大量R125的萃取剂送入闪蒸塔进行分馏，1级闪蒸塔顶采出含5-10%R115和R125经压缩机去1级R115浓缩槽；1级闪蒸塔釜经萃取循环泵进入萃取塔循环利用；（8）1级R115浓缩槽物料进入二级萃取精馏系统进行再萃取精馏操作， 二级闪蒸塔顶采出25-30%R115经压缩进入萃取剂回收塔，塔顶采出25-30%R115和75-70%R125去回收精馏塔回收R125，尾气R115去焚烧炉用氢气焚烧，塔釜萃取剂去二级闪蒸塔再利用，或去萃取贮槽；该技术的优势在于催化剂为大装置使用的成熟催化剂，且催化剂性能优越，转化率高，而且整套设备可全部国产化,。