（化学工程专业论文）甲醇法甲烷氯化物装置副产稀硫酸生产饲料级磷酸氢钙装置设计.pdf

y 6 8 8 6 12 甲醇法甲烷氯化物装置副产稀硫酸 生产饲料级磷酸氢钙装置设计 化学工程领域 研究生：潘利峰指导教师：张志业副教授周远之高级工程师 自贡鸿鹤化工股份有限公司引进西班牙的3 0 0 k t & 甲醇法甲烷氯化物装置每 年副产7 7 8 3 稀硫酸3 5 0 0 4 0 0 0 吨，销售价格低廉。为提高稀硫酸的附加值， 结合鸿化公司3 0 多年盐酸法生产饲料磷酸氢钙的经验和国内浓硫酸法饲料磷酸 氢钙的工艺条件，本论文提出用甲醇法甲烷氯化物装置副产稀硫酸生产饲料磷酸 氢钙。主要作了以下工作： 1 在对甲醇法甲烷氯化物装置简单介绍的基础上，对该装置副产稀硫酸生产饲 料磷酸氢钙的可行性和现实需要进行了论述，得出副产稀硫酸生产饲料磷酸 氢钙是可行的。 2 在对湿法磷酸和饲料磷酸氢钙生产基本原理论述的基础上，确定了二水物单 槽单桨二段中和法生产饲料磷酸氢钙的生产工艺流程，对工艺流程进行了简 述，对磷矿、硫酸浓度、石灰乳等原材料，以及萃取时间、中和p h 值、硫 酸用量、加灰速度等操作条件对产品产量和质量的影响进行了探讨。 3 根据确定的生产工艺流程，按1 0 0 k t a 装置规模进行了装置设计说明，确定 了原料规格、操作速度及生产方法、消耗定额、产品规格及产量，绘制了装 置工艺流程图、设备布置图。 4 以气流干燥理论为基础，重点对1 0 o k 妇硫酸法饲料磷酸氢钙装置干燥系统 进行了热量和物料衡算，确定了干燥器、除尘器和风机等设备的形式及尺寸。 5 设计中改变了传统气流干燥的旋风干燥器结构形式，提出了一种新型的旋风 干燥器旋风干燥分级器。其基本原理是在普通旋风干燥器的基础上内部加 上一个空气分级器，把不符合产品要求的粗颗粒分离下来，返回半成品加料 口，从而减少筛分装置( 如粗分器等) 的设置，简化了流程。同时，干燥后 的粗颗粒返回半成品混合，提高了半成品温度降低了相对湿度，有利于装置 操作和增加产量。旋风干燥分级器的设计，是本文的创新和特点。 ；对装霞的主要设备进行了选型，给出了1 0 k t a 饲料级磷酸氢钙装置的设备一 览表。 关键词：稀硫酸；饲料级磷酸氢钙；气流干燥 i l t h e d e s i g no f 10 k t ad c pf r o md i l u t es u l f u r i ca c i dp r o d u c e d b yt h ec a r b i n o lm e t h a n e - c h l o r i d e sp r o j e c t m a j o r ：c h e m i c a le n g i n e e r i n g s t u d e n t ：p a n l i f e n gs u p e r v i s o r ：z h a n gz h i y e z h o uy u a n z h i t h ed i l u t es u l f u r i ca c i d ( 7 7 8 3 ) i sp r o d u c 酣b yt h ep r o d u c t i o no fc a r b i n o l m e t h a n e c h l o r i d e s p r o j e c t t h ea m o u n to fi t i sa b o u t3 5 0 0 - - 4 0 0 0 t ，a n di ss o l d c h e a p l y t oi n c r e a s e t h ei n d u s t r i a lv m u eo f d i l u t es u l f u r i ca c i d ，t h i sa r t i c l eg i v ei to u t t h a tt h ep r o d u c t i o no ff e e d g r a d ed i c a l c i u mp h o s p h a t ei st h eb e t t e rw a y , a n dt h e f o l l o w i n g w o r kv a sd o n ei nt h i sa r t i c l e 1 t h ef e a s i b i l i t yo fd c pp r o d u c t i o nf r o mt h ed i l u t es u l f u r i ca c i di sd i s c u s s e d s u f f i c i e n t l y ，a n dt h ec o n c l u s i o ni sa f f i r m a t o r y 2 ，t h ei n f l u e n c eo f r e a c t i o nt i m e 、n e u t r a l i z a t i o np h 、t h ea m o u n to fs o l f u r i ca c i d a n d a d d i n g l i m e m i l kr a t eo nt h eq u a l i t yi sa l s od i s c u s s e d ， 3 1 0 k t ad c pd e v i c ei sd e s i g n e da c c o r d i n gt ot h ep u r p o s eo ft h ed c p p r o d u c t i o n s c h e m a t i c d i a g r a m ，a n d t h ef l o w c h a r t 、d e v i c ei c h n o g r a p h yo fi tw e r ea l s od r a w n 4 t h ed e s i c c a t i o nm a t e r i a la n dq u a n t i t yo fh e a tc a l c u l a t i o nw e r ed o n e t h em a i n e q u i p m e n t so f t h i sw o r k s h o pw e e d e t e r m i n e d 5 an e wd u s t c o l l e c t o r c y c l o n e w a s d e s i g n e d a c c o r d i n g t ot h e p r o d u c t c h a r a c t e r i s t i c 6 t h e p r o j e c te q u i p m e n t w a sc h o s e n ，a n dt h e e q u i p m e n ts c h e d u l ew a s a l s om a d e k e yw o r d s ：d i l u t es u l f u r i ca c i d ； f e e d - g r a d e d i c a l c i u mp h o s p h a t e a j rc u r r e n td r i e r i l l 州川人学t 程硕上学位论文 1 引言 1 1 中国饲料添加剂的工业现状 我国的饲料工业起步于7 0 年代中后期，比经济发达国家晚了7 0 多年。但是 发展很快，在经历了萌芽、起步、快速发展三个阶段后，已初步建成了完整的饲 料工业体系，到1 9 9 8 年我国饲料总量达到6 5 9 9 万吨，成为继美国之后的世界第 二大饲料生产国。产值进入国民经济4 2 个行业的前2 0 名，成为国民经济中的一 个重要支柱产业。其中，配合饲料年产5 0 0 0 万t 以上；浓缩饲料年产9 0 0 万吨左 右：添加剂预混合饲料年产则达到1 0 0 1 1 万吨以上。在配合饲料生产中，添加剂 的用量虽然很少但却是核心。可以说，饲料添加剂的科研、生产、应用，在一定 程度上反映着一个国家的饲料工业水平。饲料级磷酸氢钙作为动物生长发育必不 可少的矿物质钙与磷的添加剂，正广泛的应用于饲料工业。 饲料添加剂起着补充饲料营养组分之不足，防止饲料品质的劣化，改善饲料 的适口性和动物对饲料的利用率，增强动物的抗病能力，促进动物正常发育和加 速生长、生产，提高家禽鱼等产品的产量和质量等作用。虽然在饲料中用量不大， 但其作用极其重要。随着科学技术的发展和饲养业的需求，2 0 世纪9 0 年代在世 界经济朝一体化方向发展的形势下，世界饲料添加剂工业取得了较大的进展，预 计这些趋势仍将在2 1 世纪初期继续下去。这是因为当前人类面l 缶资源与能源、 食品与营养、环境与健康三大问题，饲料添加剂在这些方面都是可以有所作为的， 也是影响和促进饲料添加剂工业发展的重要因素。我国的饲料添加剂工业是与饲 料工业伴生发展的，目前已发展为一个独立的产业( 我国饲料添加剂年产总量为 1 0 0 万吨以上) ，正逐渐走出特色之路。饲料添加剂的兴起、发展和广泛使用，既 推动了配合饲料的发展，也给饲养业的发展注入了活力，在一定程度上反映了一 个国家养殖业的水平。 磷酸钙型饲料添加荆作为饲料添加剂中用量最大的一个门类，其消费量在饲 料添加剂总消费量中约占7 0 1 2 ，主要品种是磷酸氢钙( 磷酸二钙) 和磷酸三钙。 长期以来美国是以磷酸氢钙为主，西欧各占5 0 ，原苏联则是以磷酸三钙为主。 2 0 世纪9 0 年代中期磷酸氢钙与磷酸三钙的比例是6 5 ：3 5 ，目前为4 0 ：6 0 ，还有进 步降低的趋势。虽然，世界磷酸钙型饲料添加剂生产中磷酸氢钙的比例在降低， 但在国内特另是作为养殖业正迅猛发展的中国，饲料级磷酸氢钙添加剂的应用前 景还是非常广泛的。 1 些型盔兰王堡型! 兰篁笙苎一 饲料磷酸氢钙在国内外均有良好的市场前景，国外生产及需求主要集中在北 美、西欧，其生产企业生产规模大、技术先进、现代化程度高、品种类型多、互 补性强。发达国家饲料磷酸氢钙总产量已达1 0 0 0 t 3 1 万吨。目前，我国在该工业领 域已取得长足进步，产销基本平衡，略有剩余。但同时也应看到，由于我国饲料 磷酸氢钙的生产起步较晚，与发达国家相比，还存在着生产规模小( 1 4 5 家企业 平均产能不足1 2 k t a ，3 0 k t a 以上的有7 家，l o k t a 以上的有2 3 家。) 、开工率 低、质量差、品种单一、技术和装置落后、消耗高、污染严重等差距。应进一步 加强科研和生产单位的合作，加快科研成果的转化、大力提倡四新技术的应用， 使我国饲料磷酸盐工业的生产技术水平迈向新台阶。 1 2 磷酸氢钙的应用、生产方法及主要原材料 1 2 1 磷酸氢钙的应用 磷酸氢钙，又称磷酸二钙，或沉淀磷酸钙，俗称沉钙，一种中性的磷酸钙盐 磷肥，有单斜晶形的二水c a h p o 。2 h 。0 和三斜晶形的无水c a h p o 。两种晶体存在。 磷酸氢钙微溶于水，溶于拘橼酸铵( 柠椽酸铵) 溶液，属枸溶性磷肥。外观呈干燥、 松散和不吸湿的白色细小结晶。二水物纯品含4 2 2 6 p 2 0 5 ，商品含3 8 4 0 p 2 0 5 。无水物纯品含5 2 。2 0 p 2 0 5 ，商品含4 6 4 8 p 2 0 5 。氟、砷和重金属等 杂质含量低于饲料级的产品可作含磷钙的饲料添加剂，纯度高的产品还可以用作 食品添加剂、医药和塑料助剂。 磷酸氢钙是公认的具有良好饲养效果的矿物饲料【4 】，能促进禽畜发育健壮、 提高肉类、牛奶及禽蛋产量，对防止因缺乏磷钙引起的血尿、软骨、死产、发育 停滞、佝偻病、贫血病、跛行、产后瘫痪、胎衣不下等症状有显著的效果。作为 肥料使用时，具有与过磷酸钙相同的农业化学效果，其有效p 2 0 ，枸溶性，特别适 用于酸性土壤，有改良土壤作用，一般作基肥。此外，磷酸氢钙还在牙膏、食品、 涂料、建材等工业部门中有着广泛的应用，在国民经济中占重要地位。 1 2 2 饲料磷酸氢钙的生产方法 饲料磷酸氢钙主要有硫酸法和盐酸法两种工艺路线5 1 ，按用户需求生产粉状 或粒状产品。硫酸法的产量占大部分，主要存在磷酸精制( 主要是脱氟) 和副产 大量磷石膏( 每吨饲料磷酸氢钙副产2 5 吨磷石膏) 两大难题。磷酸的精制国内 外的学者作了大量的工作”，目前国外的办法是添加活性硅类的化学物质与氟 2 型型查兰三矍竺! 兰竺堡兰 等有害物质反应、浓缩使其生成四氟化硅和氟化氢等气念物质，成本较高。国内 的方法是牺牲一部分产品的收率，从而生产符合一定质量标准的产品。磷石膏的 后处理是饲料磷酸氢钙生产中目前尚未完全解决的一个重大障碍a 饲料磷酸氢钙的生产方法主要有4 种1 1 2 】：热法磷酸法；普钙水萃法；骨胶副 产法：湿法磷酸法。 1 2 2 1 热法磷酸法 热法磷酸法是生产饲料磷酸氢钙最早采用的方法，其主要化学反应如下： p 2 0 5 + 3 h z o = 2 h 3 p 0 4( 1 一1 ) 2 h 3 p 0 4 + c a ( o h ) 2 = c a ( h 2 p 0 4 ) 2 + 2 - 1 2 0 ( 1 1 2 ) c a ( h z p 0 4 ) 2 + c a ( o h ) 2 = 2 c a h p 0 4 2 h 2 0 ( 1 3 ) 磷矿石在高温下还原生产的黄磷，燃烧后进行水合处理的得到的磷酸与石灰 反应即可直接制得磷酸氢钙。该方法的特点是工艺简单、技术成熟缺点是生产 成本高，生产成本很难控制在2 0 0 0 元邝屯以下，所以此饲料磷酸氢钙生产方法的 应用越来越少。 1 2 2 2 普钙水萃法 此生产方法的主要化学反应为： c a ( h 2 p 0 4 ) 2 + c a ( o h ) 2 = 2 c a i - - i p 0 4 2 h 2 0 ( 1 4 ) 该工艺的特点是设备投资少，简单易行，适合小规模生产，缺点是对原料限 制大，普钙中有效p 2 0 5 ；1 7 时才有经济效益，而且产品质量不稳定，以往该工 艺只在普钙厂联产饲料磷酸氢钙。 1 2 2 3 骨胶副产法 骨胶副产法是以动物杂骨为原料，在生产骨胶的同时副产一定量的饲料磷酸 氢钙。骨中含有不溶性矿物质c a 3 p 0 4 ) 2 ( 一般性骨中矿物质占7 0 ) ，将骨用稀 酸( 般多用盐酸) 浸渍之后，在酸浸液中加入石灰浆中和即析出磷酸氢钙。该 方法的原料来源于动物，作为饲料，在感觉上较为放心，所以是比较受用户欢迎 的生产方法。由于收集杂骨困难，该工艺的饲料磷酸氢钙产量有限，不能满足市 场对饲料磷酸氢钙的需要。 型型查兰王堡堡! ：兰垒堡苎 1 2 2 4 湿法磷酸法 湿法磷酸法原料易得、能耗小、成本低，目前已成为国内外生产饲料磷酸氢 钙的主要方法。此工艺的技术关键在于脱除磷酸中的有害物质( 主要是氟及氟化 物) 。湿法磷酸法生产饲料磷酸氢钙的工艺路线可分为三步： 第一步，由工业盐酸( 或硫酸) 分解磷矿粉制备磷酸，基本化学反应如下： c a 5 v ( v 0 4 ) 3 + i o h c i = 3 h 3 p 0 4 + 5 c a c l 2 + h f ( 1 5 ) 矿石中的m z o 、a 1 2 0 3 、f e 2 0 3 等杂质也与盐酸( 或硫酸) 反应： m g o + 2 h c i = m g c l 2 + 2 h 2 0 ( 1 咱) a t 2 0 3 + 6 h c l = 2 a 1 c 1 3 + 3 h 2 0 ( 1 7 ) f e 2 0 3 + 6 h c l = 2 f e c l 3 + 3 h 2 0 ( 1 8 ) 第二步，将第一步制得的磷酸经过滤除去不溶残渣。用石灰乳进行中和，使 h f 和c a f 2 沉淀，控制p 2 0 y f 一2 5 0 即可满足产品对含氟的要求。这时，部分磷 酸生成c a ( h 2 p 0 4 ) 2 和少量的c a h p 0 4 ，溶液中m g 、a 1 、f e 等元素也生成相应的 沉淀而被除去。 第三步，生产饲料磷酸氢钙。经过中和脱氟、净化后合格的磷酸用石灰乳中 和生成c a h p 0 4 2 h 2 0 ，将c a i p 0 4 2 h 2 0 沉降，离心甩干，经气流干燥或流 化床干燥，制得合格的饲料磷酸氢钙产品。 上述湿法磷酸法工艺又称二段中和法，该工艺的不足之处是生产工艺流程 长，原料消耗高，生产成本较大，副产一部分自肥，当自肥销路不好时，影响企 业的经济效益。因此，开发新的脱氟工艺，提高磷的利用率，己成为提高湿法磷 酸法工艺技术水平的当务之急。 硫酸法饲料级磷酸氢钙是目前生产饲料磷酸氢钙的主要方法。在湿法磷酸 中，按目前生产饲料磷酸氢钙工艺流程的不同可分为3 种方法 1 3 l ： 1 、不脱氟二段中和法，生产肥用和饲用磷酸氢钙； 2 、不去渣脱氟二段中和法，生产肥用和低氟饲用磷酸氢钙； 3 、去渣脱氟二段中和法，生产白磷肥和低氟饲用磷酸氢钙。 开发新的脱氟工艺以提高磷的利用率，是提高湿法磷酸工艺技术水平的关键 也是当务之急。近几年来国内外科研工作者在对饲料磷酸氢钙生产工艺的改造 方面做了大量工作，取得了不少成果。其中，复合脱氟法和循环脱氟法【h 1 可显著 降低原料消耗，是较先进的技术。 ( 1 ) 复合脱氟法 4 型坐查堂! 堡塑主兰堡堡苎一一 此法饲科磷酸氢钙生产工艺的技术核心是在5 的磷酸溶液中加入复合脱氟 剂，使其中的氟以络合物的形式生成难溶氟化物，经离心分离除去。该技术可使 萃取磷酸中的p 2 哂向产品中的转化率提高到8 0 以上，产品中氟含量达到 h g 2 6 3 6 9 4 标准要求，副产白肥量降低到0 0 k g肥1 0 0 0 k g 饲料磷酸氢钙其 工艺流程见图1 1 。 ( 2 ) 循环脱氟法 此法的技术特点是将一段中和所得沉淀部分或全部溶于湿法磷酸，用化学沉 淀法脱氟，脱氟后的磷酸再进行两段中和沉降，经分离干燥，制取饲料磷酸氢钙 产品。此工艺可以做到少产或不产白肥，使饲料磷酸氢钙中占萃取磷酸的7 0 一9 0 ，其工艺流程见图l ，2 。 圉1 1 复合脱氟法工艺流程 t a b l e i jt h es c h e m a t i c d i a g r a mo f m i x i n g , i e f u o f i n a t e 此乡 ，一些研究工作者还针对传统漫法生产坷料磷酸氢钙。必须周_ 目寸副产肥 钙以及生产过程中质量不稳定等缺点，提出通过混酸酸解( 一般采用两种酸：盐 酸和硫酸分步或混合在6 0 一7 0 1 7 下，酸解4 小时分解磷矿粉从两萃取磷酸) 、初 脱氟( 在酸解萃取得的磷酸溶液中加入初脱氟荆，在i o c 5 0 c 下脱氟反应，过 滤去除固褶含氟聋口产品) 、月芒钙循环利庵等工艺改进措施，从而实现了磷矿粉中 磷全部转化为饲料磷酸氢钙的羁的。 生产饲料磷酸氢钙在工艺流程、技术措施( 如造粒技术等) 不断改进的同时， 设备上也在不断的推陈出新【l ”。如干燥设备方碗：除原来的喷雾干燥机、流化床 5 u q 川人学工程颂i 1 学位论义 干燥机、气流干燥机、回转圆筒干燥机、滚筒干燥机、红外线干燥机、高频干燥 机等干燥设备己广泛应用于饲料干燥工业外，近几年来闪蒸干燥机、螺旋振动干 燥机、旋片式干燥机等新型干燥设备，以及真空冷冻干燥、过热蒸汽干燥等新兴 干燥技术都应运而生，极大的改善了饲料干燥工业。 图1 2 循环脱氟法工艺流程 t a b l e1 2t h es c h e m a t i cd i a g r a m o f r e c y c l ed e f l u o r i n a t e 1 2 3 生产饲料磷酸氧钙的主要原材料 生产饲料磷酸氢钙的主要原材料为：磷矿、酸( 盐酸或硫酸) 、石灰乳。 1 2 3 1 磷矿 重要的化学矿物。天然的含磷矿物经开采，富集所得的产品，是生产磷肥、 磷酸、元素磷、磷酸盐和磷化物的原料，有8 5 以上的磷矿用于磷肥生产。磷矿 的品位按p 2 0 5 含量( ) 表示，通常为2 9 3 8 ；近年来世界商品磷矿的平均品位 为3 2 5 3 2 7 。美国和其他一些国家，磷矿的品位以磷酸三钙的含量表示。磷矿 的质量以品位和所含杂质矿物的种类、数量来进行评价。杂质含量以氧化铁、氧 化铝、氧化镁、氟、氯、氧化钠、氧化钾、二氧化磷、三氧化硫、二氧化硅、有 型型查兰三堡竺! 兰笪堡兰 机物等的百分含量表示。磷矿的用途不同，对其质量要求也不一致。 磷矿的工业开采始于1 9 世纪中叶。首次有产量记载的是1 8 4 7 年在英国萨福 克地区开采了5 0 0 t 磷矿。2 0 世纪5 0 年代以前，磷肥工业尚处于以生产过磷酸钙 为主的早期阶段，对磷矿的数量和质量要求都不高，磷矿开采仅选择地理位置好、 交通运输方便和开采容易的富矿，不经富集处理即能满足磷肥生产的需要。随着 磷肥工业的发展，磷矿需要量迅速增加，尤其是高浓度复合肥料生产的发展对高 质量磷矿的需求也相应增加，仅仅开采浅部富磷矿的生产方式已不能满足要求。 在这种情况下，开采包括品位不高的磷矿资源，经过富集加工处理，生产商品磷 矿的生产方式迅速发展起来。 世界磷矿分布很广，储量约为1 3 0 g t 。中国磷矿储量在1 0 g t 以上，主要分布 在云南、贵州、四川、湖北和湖南五省。1 9 8 1 年世界磷矿产量为1 3 8 m t ( 实物) ， 生产国有3 0 多个，主要是美国、苏联和摩洛哥，约占总产量的7 9 ，中国近年 来的磷矿产量约为1 0 m t ( 折算成3 0 p 2 0 5 ) 。美国佛罗里达磷矿和摩洛哥磷矿是 世界著名的磷矿生产基地，中国云南滇池磷矿、贵州开阳磷矿和湖北荆襄磷矿都 属于海相沉积磷矿，也有相当大的生产规模。多数的磷矿物是氟磷灰石，其纯矿 物的组分是 c a l 0 ( p 0 4 ) f 2 】。但纯氟磷灰石较少见，在磷酸盐工业生产中一般用其 主要成分氟磷酸钙( c a 5 f ( p 0 4 ) 3 ) 计。 7 1 2 3 _ 2 盐酸或硫酸 盐酸：略带黄色而透明的氯化氨水溶液，呈强酸性，在空气中易挥发，有刺 激性的氯代烃昧，能与多种金属及氧化物作用，能与碱类物质反应生产盐，有强 腐蚀性。是基本无机化工原料之一，广泛应用于化工、冶金、医药等行业。 硫酸：基本无机化工原料之一，具有强酸性，能与多种金属及氧化物作用， 能与碱类物质反应生产盐，有强腐蚀性。主要产品有浓硫酸、稀硫酸、发烟硫酸、 液体三氧化硫、蓄电池硫酸等。硫酸广泛用于各个工业部门，主要有化肥工业、 冶金工业、石油工业、机械工业、医药工业、洗涤剂的生产、军事工业、原子能 工业和航天工业等。还用于生产染料、农药、化学纤维、塑料、涂料，以及各种 基本有机和无机化工产品。 1 2 3 3 石灰乳 石灰石( c a c o d 经过高温煅烧而生成的氧化钙( c a o ) ，再与水充分反应而 7 些查兰! 堡堡主兰竺堡兰 得氢氧化钙，由于氢氧化钙溶解度很小，过量的氢氧化钙与其水溶液相混成为悬 浊液石灰乳。石灰乳呈强碱性，具有碱类物质的一般通性a 1 3 本课题的意义及主要工作 1 3 1 课题的意义 自贡鸿鹤化工股份有限公司自1 9 6 6 年1 2 月3 0 日饲料磷酸氢钙装置投产至 今，已有3 0 多年生产饲料磷酸氢钙的历史。主要是利用几乎同时投产的天然气 热氯化法甲烷氯化物( c m s ) 装置副产1 1 1 8 稀盐酸，采用不去渣二段中和、 混合脱氟工艺流程生产饲料沉钙1 3 l ，同时副产氯化钙。这是我国投产最早的饲料 沉钙企业，也是目前国内最大的盐酸法饲料沉钙及无水氯化钙生产企业( 目前饲 钙装置1 5 k t l a ，实际最高年产量为2 0 k t a 。) 。6 6 年投产以来，产品9 0 以上出 口，目前比例有所减少，在日本及东南亚市场上有较高的声誉。近年来，随着四 氯化碳限产( 蒙特利尔公约) ，加之天然气热氯化法生产甲烷氯化物具有能耗高、 设备腐蚀快、生产成本高的缺点，正逐步被先进的生产工艺( 如甲醇法生产甲烷 氯化物工艺) 所代替。自贡鸿鹤化工股份有限公司2 0 0 0 年从西班牙引进了一套 3 0 k t a 甲醇法甲烷氯化物( c m s ) 装置，于2 0 0 3 年1 2 月份建成投产，拉开了该 公司甲烷氯化物生产工艺战略大调整的序幕，其二期工程与美国文氏公司合作引 进的一套4 0 k t a 甲醇法甲烷氯化物( c m s ) 装置现已开工，预计2 0 0 5 年7 月建 成投运。而天然气热氯化法甲烷氯化物老装置将逐步萎缩、淘汰。甲醇法甲烷氯 化物( c m s ) 装置的投运，不仅可以改善现有的氯甲烷生产工艺状况，达到扩大 规模、降本增效的目的，更加巩固了该公司全国最大商品氯甲烷生产基地的地位。 但是甲醇法上马后，其副产7 7 8 3 稀硫酸如何处理，却是我们现在不得不考虑 的问题。过去，氯甲烷副产稀硫酸都是作为无包装产品以低廉的价格出售。为了 提高甲醇法甲烷氯化物装置副产稀硫酸的利用率、变废为宝，本文提出用副产的 稀硫酸生产饲料磷酸氢钙。因此，本课题的目的是对甲醇法副产7 7 8 3 稀硫酸 ( 按稀硫酸l 万吨，年计算) 生产饲料磷酸氢钙进行装置设计和主要设备选型。 1 3 2 课题的主要工作 ( 1 ) 硫酸法饲料磷酸氢钙生产基本原理及工艺流程确定； ( 2 ) 装置工艺设计说明： ( 3 ) 干燥系统工艺及设备设计计算； 8 列j i j 人学工程硕士学位论文 ( 4 ) 装置主要设备选型； ( 5 ) 装置工艺流程图和平面布置图的绘制等。 9 型型盔竺三堡堡! 兰些堡兰一 23 0 k t a 甲醇法甲烷氯化物装置介绍 2 1 生产规模及产品特性”6 3 211 生产规模 装鼍主要生产一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，设计规模为3 万 吨年，同时副产稀盐酸和稀硫酸。按年生产时间8 0 0 0 小时计装置实际最高可 产氯甲烷约5 4 万吨年。 2 1 2 产品及副产品 2 1 2 1 一氯甲烷 一氯甲烷【”1 ( m e t h y lc h l o r i d e ) ，分子式c h 3 c 1 ，分子量5 0 5 ，是一种无色气 体，可压缩成具有醚臭和甜味的无色液体，有麻醉作用，易燃。冰点9 7 ，沸点 - 2 3 ，y c ，微溶于水，溶于乙醇、苯、四氯化碳。重要的甲基化剂，用于生产甲基 纤维素、氢醌二甲醚、甲硫醇等，也用于制取二氯甲烷、氯仿、四氯化碳和作为 制冷剂、溶剂、麻醉剂等。 按年8 0 0 0 小时计，在二氯甲烷三氯甲烷为2 5 7 5 的工况下最大可产1 0 0 0 0 吨年，在5 5 4 5 的工况下最大可产4 4 4 8 吨年。产品质量指标见表2 - 1 。 表21 一氯甲烷产品质量指标 t a b l e2 1t h es p e c i f i c a t i o ns t a n d a r d so f m e t h y lc h l o r i d e 序号名称质量指标 1 色度a p h a 9 9 9 5 ( w w ) 3酸度( h c i ) p p m ( w w ) 4 h 2 0 】0 p p m ( w w ) 5 c h s o c h a i p p m ( w w ) 6 0 2 h 5 c i ( 5 0 p p m ( w w ) 7 c h 3 0 h l p p m ( w w ) 8 c h 2 c 1 2 1 p p m ( w w ) 9 c h c l 3 l p p m ( w w ) 1 0 c c h i p p m ( w w ) ! !鍪垄鐾堕三! 塑竺幽 1 0 凹j i i x 学工程坝卜学位论文 2 1 2 2 二氯甲烷 二氯甲烷( m e t h y l e n ec h l o r i d e ) ，分子式c h 2 c 1 2 ，分子量8 4 9 4 ，是种无色 透明不分层液体，冰点一9 6 7 ，沸点( 7 6 0 m m h g ) 4 0 4 c ，在水中的溶解度( 2 5 ) 1 3 2 9 l o o g h ，0 。二氯甲烷是优良的有机氯溶剂，具有很高的溶解能力，沸 点低，不燃和毒性很低等特点。广泛用作溶剂、清洗剂及脱膜剂，制造优良的灭 火剂等多种用途。 按年8 0 0 0 小时计，在二氯甲烷z 氯甲烷为2 5 7 5 的工况下最大可产1 2 1 0 4 吨年，在5 5 4 5 的工况下最大可产2 7 1 1 2 吨年。产品质量指标见表2 2 。 表2 2 二氯甲烷产品质量指标 一唑! ! ：! ! ! ! ：! 竺璺型! ! ! 竺型型! ! ! 竺! 坐! ! 坚! 皇! ! ! ! ! ! 一壁曼垄整堕量塑堡 1 色度a p h a 9 9 9 9 ( w w ) 3 酸度( h c i ) 0i p p m ( w w ) 4 h 2 0 l o p p m ( w w ) 5 c h 。c 1 5 p p m ( w w ) 6 c 2 h j c i 5 0 p p m ( w w ) 7 c h c h l o p p m ( w w ) 8 c c 一 l o p p m ( w w ) 9 1 ，1 二氯乙烯 o p p m ( w w ) 1 0 反式i ，2 二氯乙烯 l o p p m ( w w ) i i 蒸发残渣 5 p p m ( w w ) 坚一 塑曼墨 竺 2 i 2 3 三氯甲烷 三氯甲烷( c h l o r o f o r m ) 又名氯仿，分子式c h c l 3 ，分子量1 1 9 3 9 ，是一种 无色透明不分层液体，冰点- 6 3 2 ，沸点( 7 6 0 m