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氯化石蜡


第 44卷 第 8期 2008年 8月

氯 碱 工 业 Chlor- A lk ali Industry

Vo . 44 N o 8 l , . Aug. , 2008

氯化石蜡 - 52生产中余热的利用
赵云峰* ( 宁波国际投资咨询有限公司, 浙江 宁波 315000)
[ 关键词 ] 氯化

石蜡; 热量平衡; 液氯汽化 [摘 要 ] 根据氯化石蜡的生产特点, 提出了合理利用生产中反应余热的思路, 并简要介 绍了该项 技术改造方 [文献 标志码 ] B [文章编号 ] 1008- 133X ( 2008) 08- 0027- 02 案及其经济效益。 [ 中图分类号 ] TQ 222

U tilization of waste heat from the production of ch lorinated paraffin- 52
ZHAO Yun - feng ( N ingbo In ternational Investm ent Consult ing Co. , L td , N ingbo 315000 China) . ,
K ey word s :

chlorinated paraffin heat balance liqu id ch lorin e vaporization ; ; Abstrac t The thoughts of reasonably utilizi g w aste react i n heat from producti n are proposed on the : n o o

basis of productio n characteristics o f chlorin ated paraffin. T he p lans of this techn ica l innovation and th e ir econom ic benefits are in roduced brief ly. 氯化石蜡是我国氯碱工业的重要下游产品, 可 用作 PVC 制品的辅助增塑剂, 润滑油、 切削液的添 加剂, 油漆、 油墨等的阻燃剂。随着我国氯碱工业和 塑料工业的快速发展, 氯化石蜡的用途在不断扩大, 对氯化石蜡的需求不断增加, 其生产企业也在不断 增多, 我国已成为世界氯化石蜡的主要生产国。 笔者根据氯化石蜡 - 52 的生产特点和生产氯 化石蜡的经验, 提出要合理利用氯化石蜡生产反应 余热。本文对此项技术改造方案作分析和介绍。 使生产余热得到利用。 1 2 热量平衡计算 . ( 1)氯化反应热。氯化石蜡 - 52由直链烷烃与 氯气反应得到。该反应为自由基的连锁反应, 1 个 正构烷烃分子中共有 6个氢原子被取代, 其总反应 式如下: C 15H 32 ( l) + 6C l2 ( g)
引发剂

C15H 26 C l6 ( l) + 6 C l( g) , H Q反应热 = ( 1 000 000 g m ol 1 496 420 kJ 。

r

H m = - 627 kJ/m o 。 l 627 kJ/

1 余热利用设计方案
1 1 设计思路 . 氯化石蜡 - 52 生产工艺大致可分为热氯化法 和催化氯化法, 浙江善高化学有限公司采用光催化 法连续化生产工艺, 主要原料包括蜡油和液氯。液 氯经蒸汽加热汽化后通入反应釜, 与蜡油反应制得 氯化石蜡 - 52 。氯化反应和氯化氢吸收过程产生的 热量由循环冷却水带走, 循环水回水温度一般为 75 ~ 85 。 2005年, 经过对生产过程热量平衡进行计 算和分析, 对原来的氯气汽化器和循环水系统进行 改造, 在新氯化石蜡装置中加大汽化器的换热面积, 热源由蒸汽改为热水, 利用循环回水加热汽化液氯,
*

则生产 1 t产品的总反应热为: 419 g /m o l)

( 2)氯化氢溶解热。 1 m o l氯 化氢气体溶解于 水中时放出的溶解热 (无限稀释时 ) 为 74 852 kJ, 则 . 生产 1 t产品的氯化氢溶解热为: Q溶解热 = ( 1 000 000 g 74 852 kJ/m ol 6 420 kJ . 。 ( 3)液氯汽化潜热。液氯汽化需要吸收大量热 量, 汽化潜热为 304 93 kJ/ kg ( 101 325 Pa )。生产 1 . t产品的氯气理论消耗量为 1. 017 , 则生产 1 t产品 t 419 g /m ol) 6

[作者简介 ] 赵云峰 ( 1976 [收稿日期 ] 2008- 05- 10

), 男, 工程师, 曾就职于浙江善高化学有 限公司、 宁波化工研究设计院。

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2008年

所需的汽化热为: Q汽化热 1 = 1 017 kg 304 93 kJ /kg = 310 115 kJ。 . 原装置生产 1 t氯化石蜡 - 52实际消耗液氯约 1 1 ,t 则实际生产所需的汽化热为: . Q汽化热 2 = 1 100 kg 304 93 kJ /kg = 335 424 kJ。 . ( 4) 热量平衡分析。根据计算可知, 生产 1 t产 品产生的热量为 1 496 420+ 6 420= 1 502 840( J) ; 理论消耗 量 = 液氯 汽化 热 + 冷却 水 带走 热量 = 310 115+ 1 192 725= 1 502 840( kJ) ; 实际消耗量 = 液 氯 汽 化 热 + 冷 却 水 带 走 热 量 = 335 424 +

1 167 416= 1 502 840 ( kJ) 。生产 过程产生的热量 远高于液氯汽化所需的热 量, 是消耗 量的 4 5 倍。 . 考虑生产中的热量损耗和交换效率, 其自身产生的 热量也完全能满足液氯汽化所需的热量。在实际生 产过程中, 仍有大量的反应热由冷却水系统带走。 1 3 方案设计 . 根据以上热量平衡分析, 为充分利用反应余热, 在保持生产流程基本不变的前提下, 对装置循环水 系统和液氯汽化系统进行了改造。具体工艺流程见 图 1 。

1 水池; 2 凉水塔; 3 液氯钢瓶; 4 液氯汽化器; 5 循环水泵; 6 冷却器; 7 氯化釜; 8 盐酸吸收塔

图 1

循环水系统工艺流程图

来自反应系统和盐酸吸收系统的高温回水, 根 据上水温度和生产负荷, 调节去汽化水池的流量, 用 于液氯汽化; 其余部分去凉水塔, 冷却降温后, 由循 环水泵送至各生产单元。液氯汽化器由蒸汽列管式 换热器改为热水换热器, 浸泡于汽化水池中, 液氯经 循环回水加热汽化后, 至氯化釜参加反应。

石蜡生产企业来说, 还可以节省蒸汽锅炉建设费用, 减少项目建设投资。 2 2 存在的主要问题 . 新装置在技改过程中和运行后, 也暴露出了一 些不足之处, 主要表现如下。 ( 1)液氯汽化器改为热水加热后, 换热面积与 原汽化器相比增加数倍, 体积增大, 设备结构更加复 杂, 设备制作也更加繁琐, 造价略有提高。改造后, 汽化器长期浸泡在热水中, 如果循环水的水质差, 容 易腐蚀设备, 缩短使用寿命; 另外, 该汽化器结构复 杂, 列管排列紧密, 里层列管一经损坏不易修复。 ( 2)技改后, 装置消耗的热量 主要来自于生产 本身, 当经较长时 间停车后, 装置内物料的 温度降 低, 黏度增大, 特别是在低温天气时, 釜内温度下降 更快, 给重新开车造成不便。 但总的来说, 该项技术的改造方案经济效益显 著, 节能效果明显, 经过严格的运行管理和合理的生 产控制, 能够最大限度地减少不足之处产生的负面 影响。 [ 编辑: 高旭东 ]

2 结



该技改方案在新建氯化石蜡装置应用后, 生产 系统稳定, 回水温度完全能够满足液氯汽化的要求, 上水温度也能保证较为理想的控制参数, 取得了设 计预期的效果。 2 1 经济效益分析 . 新装置液氯汽化加热和氯化石蜡脱气保温均采 用循环回水, 生产过程无需消耗蒸汽。根据原装置 统计报表, 生产 1 t氯化石蜡 - 52消耗蒸汽约 0 253 . t( 0 7~ 0 9 M Pa) 。以 1万 t / a氯化石蜡 - 52 装置 . . 为例, 则蒸汽消耗量约为 2 530 t / a 蒸汽价格以 150 , 元 / t计, 可节约运行费用约 37 95万元 / a . 。 另外, 采用本工艺对部分没有集中供热的氯化 28


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