氯乙酸工艺为氯化典型工艺,通过对工艺系统分析,掌握氯化工艺的主要控制点,确定控制及联锁方案,进行自动化控制系统研究,为氯化工艺的自动化改造工艺提供技术支撑,并提供保证控制系统安全的资料。 1 生产工艺流程概述 本文研究的氯乙酸生产工艺主要采用硫黄催化醋酸氯化、氯化液结晶、离心分离母液得氯乙酸成品的间断氯化生产工艺。 1. 1 氯化工序 该工序以液氯和醋酸为原料,醋酸来自于醋酸储罐,泵入醋酸计量罐中,计量罐中的醋酸计量后利用位差压入氯化反应釜。外购氯气经过氯气缓冲罐后再经流量计控制流量进入氯化反应釜中,与反应釜中的醋酸在硫黄催化剂催化作用下发生氯化反应,其主反应方程式为: CH3COOH + Cl2 →CH2ClCOOH + HCl 氯气总管道上氯气压力控制在0.2 MPa 以下。氯化反应温度控制在96 ℃ ± 2 ℃,压力控制在100 kPa 以下,氯化通氯流量控制采用步序的控制方式,可以实现手动和自动切换。氯化液的相对密度检测达到1.35 后,停止通氯,氯化液备用。 1. 2 结晶工序 将备用氯化液抽入结晶釜,在结晶釜内先升温到85 ~ 90 ℃,启动搅拌,用冷却水将料温降至60 ℃时,向釜内加 入晶种 约 10 kg,关 闭冷却水,自然 搅拌降温,并根 据 釜内料液情 况 ,再加 母液700 ~ 800 kg。当 料温降至48 ℃时,开 水冷却直 至物 料降至25 ℃时,即 可被 离心分离使用。 1. 3 离心分离工序 结晶后物料放入离心机内,在离心机离心作用下,母液与结晶的氯乙酸分离,母液进入母液槽,可以供氯化使用或销售; 分离得到的晶状氯乙酸经计量包装即为氯乙酸成品。 2 环境特征 (1) 工艺设备布置:大多数皆集中在厂房内。 (2) 爆炸危险场所划分:本工艺不含易燃易爆物质,属于非防暴区。 (3) 气体的泄漏:氯乙酸装置所处理的原材料和中间产物都是有毒物质,因此在可能泄漏的或聚集的场所应安装毒性气体检测器。 (4) 腐蚀性:装置中存在CL、HCL的存在,因此设备必须防腐和选择防腐蚀的材料。 3 设备选型 反应釜 配水罐 尾气冷凝器 盐酸吸收系统 盐酸罐 醋酸计量罐 硫磺 氯气 醋酸 一次水 冷盐水 一次水 ( 1) 在 线 温 度 检 测 元 件 选 用 热 电 阻 Pt100,温 度 计 套 管 材 质 采 用316L衬 F4。 ( 2) 变 送 器 均 带 HART协 议 , 压 力 变 送 器 接 液 部 件 材 质 : 介 质 具有 较 强 的...