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中国氯碱工业部分前沿技术介绍


华谊工程技术

氯碱工业新技术介绍
2014/04

顾明兰 13764053972,guml@hyec.com

目录
1 氯碱行业现状 VCM新技术简介

2
3 4

氯化氢制氯气技术简介
项目进展

1.华谊工

程技术公司简介

华谊工程技术公司简介
能源

精细
化工
更好地 服务业主

化工

先进
材料

华谊工 程技术
技术许可 工艺包开发 EPC

技术服务

■上海华谊工程技术有 限公司(HYECT)由上 海华谊(集团)公司和 上海华谊工程有限公司 共同出资组建,公司致 力于包括集团公司内能 源化工、新材料化工和 精细化工板块及集团外 业务板块的技术输出、 新技术开发和技术成果 产业化。

华谊 设备制造 装备

业主

华谊 工程

板块 Field

序号 No. 1 2

技术名称 Name of Technology 丙烯酸技术 Acrylic Acid Technology 丙烯酸甲/乙酯技术 Methyl/ Ethyl Acrylate Technology

精细化 工 Fine Chemical Industry

3
4 5 6

丙烯酸丁/辛酯技术 Butyl/Octyl Acrylate Technology
乙烯利技术 Ethephon Technology 合成樟脑技术 Synthetic Camphor Technology 1,4-丁二醇技术 1,4-Butanediol Technology

2014/4/21

7

8 9 10
氯碱化 工 Chlor Alkali Chemic al Industry 11 12 13

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15

16

氯乙烯(VCM)技术 Ethylene Process VCM Technology 聚氯乙烯(SPVC)技术 SPVC Technology 偏二氯乙烯(VDC)技术 VDC Technology 糊树酯(EPVC)技术 EPVC Technology 甘油法环氧氯丙烷技术 Epoxy Chloropropane (Glycerin Process) Technology 氯化石蜡技术 Chloroparaffin Technology 离子膜烧碱技术 Ionic Membrane Caustic Soda Technology 漂粉精技术 Bleaching Powder Concentrated Technology 乙炔、二氯乙烷催化重整制氯乙烯技术 VCM Produced from Acetylene and Dichloroethane by Using non-Hg Catalyst Technology 氯化氢制氯气技术(Deacon技术) Hydrogen Chloride to Chlorine Technology (Deacon Technology)

2014/4/21

17 18 能源化 工 Energy Chemic al Industry 19

煤基合成气制乙二醇技术 Coal-based Syngas to Glycol Technology

煤制甲醇技术 Coal-to-Methanol Technology 醋酐技术 Acetic Anhydride Technology 醋酸技术 Acetic Acid Technology
醋酸乙酯技术 Ethyl Acetate Technology 醋酸丁酯技术 Butyl Acetate Technology 丁辛醇加氢催化剂技术 Catalyst for Butanol and Octanol Production 乙二醛技术 Glyoxal Technology

20
21 22 23 24

2014/4/21

2.氯碱行业现状

2014/4/21

氯碱行业现状
?中国氯碱工业发展举世瞩,已使其成为了全球最大的 氯碱生产国和消费国。 ?高速非理性发展带来氯碱装置产能结构性过剩和开 工率不足。同时,国内尤其是西部的许多地区还在加 速建设大规模的氯碱装置。 ?国家抑制高耗能行业政策的不断实施。 ?大力实施循环经济、低碳经济和绿色经济的政策倾 斜。

3.VCM新技术简介

2014/4/21

项目背景
?由于我国富煤、贫油、少气的能源结构,发展乙烯 法VCM进而制取PVC受到诸多条件限制,而电石法可 以有效地缓解我国石油紧张的局面,目前我国约80% 的PVC生产企业采用电石法工艺。 ?在电石法工艺中,生产1吨PVC需要消耗氯化汞催化 剂1.2kg,2012年,我国电石法PVC产量大约为1000 万吨,需消耗催化剂1.2万吨,催化剂中氯化汞质量分 数以11%计,折氯化汞1320吨。(汞的用量占60%,资 源的匮乏和对环境的污染)

?国家工信部出台(工信部节【2010】261号)《关 于印发电石法聚氯乙烯行业汞污染综合防治方案的通 知》等相关政策,鼓励并资助非汞或低汞触媒的研发 和使用。
?国家科技部已将该项目技术纳入国家重点基础研究 发展计划(973计划),由中国科学院福建物质结构 研究所和中国科学院上海高等研究院联手承担。

?中国科学院下属中科易工(厦门)化学科技有限公 司、上海华谊工程有限公司和中国化工集团下属的德 州实华化工有限公司经过多年的联合开发,实现了乙 炔、二氯乙烷无汞催化一步合成氯乙烯技术-“姜钟法” 氯乙烯合成新工艺,并设计了百吨级中试装置。该装 置依托德州实华化工有限公司生产平台,于2011年12 月1日投料开车成功,目前千吨级装置从2013年8月至 今在连续运行中。 ?“姜钟法”氯乙烯合成新工艺以乙炔和二氯乙烷为 原料,在以钡盐为催化剂、活性炭为载体的全新非汞 催化剂作用下,通过催化重整制得氯乙烯。

反应原理
反应式: C2H2(g)+C2H4Cl2(g)→ 2C2H3Cl(g) “姜钟法”工艺为微放热反应,反应条件温和,二 氯乙烷的消除反应和乙炔的加成反应形成耦合,用二 氯乙烷的消除反应消耗了乙炔加成反应放出的大量热 量,实现了化学能的内部转换,降低了能耗,可高效、 低能耗地完成分子重组,极大地减少了换热量,简化 了设备结构,从而大大减少了设备投资和土地占用面 积。

工艺流程

工艺特点
与乙烯氧化法相比: ? 节能: 二氯乙烷裂解是高温吸热反应,裂解温度为 550℃,1t产品约耗天然气108m3,能耗高。而“姜 钟法”工艺的催化重整是微放热的自发反应,基本 无能耗。氯乙烯合成是放热反应,利用高温的产品 气预热乙炔和二氯乙烷原料,既减少了热水和蒸汽 的消耗,也节省了循环水的用量。

? 高效

二氯乙烷在500~550℃下裂解时,只有50%~ 55%的单程转化率,而“姜钟法”工艺中的催化重整 在230℃下即可达到80-90%以上的单程转化率。 ?高效率

由于乙烯法二氯乙烷的裂解温度高达550℃,副 反应较多,氧氯化单元又引进氧气,易引起燃烧反应, 氯乙烯的综合收率只有90%~92%(以乙烯计)。而 “姜钟法”工艺中二氯乙烷催化重整反应条件温和, 催化剂选择性极高,氯乙烯的综合收率高达98%以上。

?投资少 二氯乙烷裂解与乙烯氧氯化单元的设备投资巨 大,是乙烯法工艺的重要制约因素之一。而“姜钟 法”工艺只保留了乙烯法三单元工艺中的最简单工 序-乙烯氯化制二氯乙烷,省去了高能耗的二氯乙烷 裂解单元和装备复杂的氧氯化单元。

与电石法相比: ?省去了氯化氢的合成与精制工艺,并节省了氢气。

?开发出了新型无汞催化剂,可彻底解决电石法 PVC行业面临的汞污染及汞枯竭问题。
?采用无汞催化剂可提高乙炔、二氯乙烷的总转化 率及氯乙烯收率,降低原料乙炔、二氯乙烷消耗, 同时避免了对含汞催化剂进行无害化处理需要的能 量和资源消耗。

3.氯化氢制氯气 技术简介

项目背景
氯化氢来源

氯碱化工

氟化工

其它化工

项目背景
?当前副产氯化氢主要解决方式:盐酸形式出售

?将工业上大量副产的HCl直接转化成Cl2加以利用, 实现氯元素的循环利用和反应过程的零排放,这样不 仅能解决氯化氢的出路问题,同时还会在一定程度上 满足工业上对Cl2不断增长的需求,带来巨大的经济效 益,符合当代资源循环型社会发展的总体要求。

反应原理
2HCl ? 1 / 2O2 ?催化剂 ? ?? Cl2 ? H 2O

工艺流程

技术特点
? 反应器

反应器制造难度下降,通用性强,实现国产化。 ? 催化剂 采用铜系催化剂,催化剂成本低,无需回收。 ? 先进的分离技术 采用先进的分离技术,能耗低。

4.项目进展

VCM新技术
? 100吨/年单管试验成果已通过评审鉴定。

? 2000吨/年中试装置已于2013年8月投入运行, 以取得大部分重要试验数据。 ? 正在编制5万吨/年的工艺包。

氯化氢制氯气技术
? 1000吨/年中试装置连续运行10000h,各项指标

均达到设计值。

? 10万吨/年工艺包2014年6月底将完成评审。
? 2016年6月工业化装置具备开车条件。

谢谢 / Thanks


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