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化工设计实例10000吨/年氯乙酸生产氯化反应装置的设计第一步：查阅资料，了解氯乙酸生产工艺，及关键工艺参数和物料参数。1、工艺过程氯乙酸生产工艺有约10种，最常用的工艺是乙酸催化氯化法生产氯乙酸，反应式如下：存在二氯化副反应，二氯化反应是与一氯化反应平行进行的反应。催化剂为硫磺或乙酸酐，采用乙酸酐为催化剂时，中间产物乙酰氯仅催化一氯化反应。乙酸酐催化反应历程：对文献分析决定选用乙酸酐为催化剂。2、工艺参数经文献分析得到：反应温度为90110催化剂用量为乙酸用量的5%（质量）氯气用量为乙酸的110115%（物质的量）一氯化转化率为80%二氯化转化率为4%氯化反应时间为22小时3、物料参数乙酸：相对密度（水为1）：1.050 凝固点（）：16.7沸点（）：1183 粘度(mPa.s）：122(20）20时蒸气压（KPa）：1.5外观及气味：无色液体，有刺鼻的醋味。溶解性：能溶于水、乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等有机溶剂。相容性：材料：稀释后对金属有强烈腐蚀性，316#和318#不锈钢及铝可作良好的结构材料。国家产品标准号：GB/T 676-2007乙酸在常温下是一种有强烈刺激性酸味的无色液体。乙酸的熔点为16.6（289.6 K）。沸点117.9 (391.2 K）。相对密度1.05，闪点39，爆炸极限4%17%（体积）。纯的乙酸在低于熔点时会冻结成冰状晶体，所以无水乙酸又称为冰醋酸。乙酸易溶于水和乙醇，其水溶液呈弱酸性。乙酸盐也易溶于水。下为中华人民共和国关于工业乙酸的国家标准：指标名称指标优等品一等品合格品 色度，Hazen 单位（铂- 钴色号）102030乙酸含量，% 99.899.098.0水分，% 0.15-甲酸含量，% 0.060.150.35乙醛含量，% 0.050.050.10蒸发残渣，% 0.010.020.03铁含量（以Fe 计），% 0.000040.00020.0004还原高锰酸钾物质， min 305-乙酸酐：中文名：乙酸酐 外文名：Acetic anhydride 别名：乙酐，醋酐，无水醋酸 分子式：C4H6O3 相对分子质量：102.09 化学品类别：酸酐 管制类型：乙酸酐(易制毒-2) 储存：密封阴凉干燥保存 外观与性状：无色透明液体，有刺激气味，其蒸气为催泪毒气。 熔点()：-73.1 相对密度（水=1）：1.08 沸点()：138.6 相对蒸气密度（空气=1）：3.52 分子式：C4H6O3 分子量：102.09 饱和蒸气压(kPa)：1.33(36) 燃烧热(kJ/mol)：1804.5 临界温度()：326 临界压力(MPa)：4.36 闪点()：49 爆炸上限%(V/V)：10.3 引燃温度()：316 爆炸下限%(V/V)：2.0 溶解性：溶于乙醇、乙醚、苯。1 化学性质易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与强氧化剂接触可发生化学反应。1能使醇、酚、氨和胺等分别形成乙酸酯和乙酰胺类化合物。在路易斯酸存在下，乙酐还可使芳烃或烯径发生乙酰化反应。在乙酸钠存在下，乙酐与苯甲醛发生缩合反应，生成肉桂酸。缓慢溶于水变成乙酸。与醇作用生成乙酸乙酯。2氯气：物质的理化常数:国标编号23002CAS号7782-50-5中文名称氯英文名称chlorine别 名氯气；液氯分子式Cl2外观与性状黄绿色有刺激性气味的气体分子量70.91蒸汽压506.62kPa(10.3)熔 点-101沸点：-34.5溶解性易溶于水、碱液密 度相对密度(水=1)1.47；相对密度(空气1)2.48稳定性稳定危险标记6(有毒气体)主要用途用于漂白，制造氯化合物、盐酸、聚氯乙烯等乙酰氯：【中文名】氯乙酰氯；一氯乙酰氯【英文名】chloracetylchloride【CAS号】79-04-9【分子式】C2H2CL2O【分子量】112.94【密度】1.4202【熔点】-21.77【沸点】107【折射率】1.4541【毒性LD50】大鼠经口120【性状】无色液体，有刺激气味。【溶解情况】溶于丙酮，与乙醚混溶。【用途】用于制备氨基酸和其他有机合成。多种药物如利眠宁、安定、硝基安定、利多卡因、益康唑等中间体。有机合成试剂，如氨基保护，制取N-氯乙酰基保护的氨基酸衍生物。【备注】凝固点-21.77。化学性质活泼。遇水分解。对皮肤、眼睛、粘膜和呼吸道有伤害，高浓度时可导致失明或死亡。氯乙酸：氯乙酸*简 介中文名称：氯乙酸英文名称：Chloroacetic acid别名名称：一氯醋酸 氯醋酸 一氯乙酸 无水氯乙酸 TZR-701阻燃润滑剂 异氰尿酸蜜胺盐 氯代乙酸 氯乙酸溶液更多别名： monochloroacetic acid分 子 式：C2H3ClO2分 子 量：94.5氯乙酸编号 CAS号：79-11-8氯乙酸物性数据1. 性状：无色或淡黄色结晶，有刺激性气味。2. 密度(g/mL,60/4)：1.5803. 相对蒸汽密度(g/mL,空气=1)：3.264. 熔点(C)：63(型)，56.2(型)，50.2(型)5. 沸点(C,常压)：189.46. 折射率(60C)：1.43307. 黏度(mPas,65C)：2.2258. 闪点(C)：1269. 蒸气压(kPa,71.51C)：0.6710. 蒸发热(KJ/mol,13.3kPa,130C)：54.411. 熔化热(KJ/mol,61C)：19.312. 熔化热(KJ/mol,56C)：18.813. 熔化热(KJ/mol,51C)：15.914. 燃烧热(KJ/mol,固)：726.415. 电导率(S/m,60C)：1.410-616. 爆炸下限(%,V/V)：817. 溶解性：易溶于水、醇、苯、氯仿和醚等。25时在100g水、甲醇、*中氯乙酸的溶解度分别为510g，350g，190g。18. 常温折射率(n25)：1.43306019. 常温折射率(n20)：1.43515520. 相对密度(25，4)：1.3776321. 相对密度(20，4)：1.40434022. 气相标准声称热(焓)( kJmol-1) ：-435.223. 晶相标准声称热(焓)( kJmol-1)：-510.5氯乙酸*毒理学数据1、急性毒性：口服- 大鼠 LD50：760 mg/kg;皮下- 小鼠 LC50：250mg/kg;豚鼠经口LD50为80mg/kg。2、属中等毒类。本品腐蚀性和刺激性强，有毒，附着皮肤上时能引起烧伤、坏疽、并伴有剧痛。接触本品酸雾引起眼部疼痛、流泪、羞明、结膜充血和上呼吸道刺激症状。二氯乙酸：中文名】二氯乙酸；二氯醋酸【英文名】dichloroacetic acid【分子式】C2H2Cl2O2【分子量】128.94【密度】1.5634【熔点】9.7，-4【沸点】193194【折射率】1.4658【毒性LD50】大鼠经口2820【性状】无色液体。【溶解情况】溶于水、乙醇和乙醚。【用途】用于有机合成和制药物、染料等。氯化氢：中文名】氯化氢【英文名】hydrogen chloride【CAS号】【分子式】HCl【分子量】36.5【密度】1.6392（0），相对密度1.268（空气=1）【熔点】-111【沸点】-85【性状】无色气体，有刺激性气味。【溶解情况】易溶于水，也溶于乙醇和乙醚等。水溶液称为盐酸。【用途】用于制盐酸、氯化物，并用作有机化学的缩合剂等。【制备或来源】由氢气和氯气直接化合，或由食盐与浓硫酸共热而得。【备注】干燥氯化氢的性质不活泼，对锌、铁等金属无作用。第二步：过程流程图第三步：物料衡算、能量衡算氯乙酸4160kg假定：98%4250kg=