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危险化学品作业人员取证培训:氯化工艺基本知识

2024-02-19 三项岗位培训考试网 591

  《安全生产法》第二十六条规定:高危企业从业人员应当接受安全生产教育和培训,掌握本职工作所需的安全生产知识,提高安全生产技能,增强事故预防和应急处理能力。根据《生产经营单位安全培训规定》(原国家安全生产监督管理总局令第3号)第十三条规定“生产经营单位新上岗的从业人员,岗前安全培训时间不得少于24学时。煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹、金属冶炼等生产经营单位新上岗的从业人员安全培训时间不得少于72学时,每年再培训的时间不得少于20学时。”

  《危险货物分类和品名编号》(GB6944)规定,危险货物是指具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蚀、放射性等危险特性,在运输、储存、生产、经营、使用和处置中,容易造成人身伤亡、财产损毁或环境污染而需要特别防护的物质和物品。

  一、考证类别

  (一)危险化学品经营单位主要负责人;

  (二)危险化学品经营单位安全生产管理人员。

  二、考证要求

  (一)初训:未取得《安全生产知识和管理能力考核合格证》的危险化学品生产、经营单位的主要负责人和安全管理人员。

  (二)换证:已取得《安全生产知识和管理能力考核合格证》,且证书有效期已到期的持证人员。

  危险化学品安全作业:指从事危险化工工艺过程操作及化工自动化控制仪表安装、维修、维护的作业。

  1、光气及光气化工艺作业:

  2、氯碱电解工艺作业:

  3、氯化工艺作业:

  4、硝化工艺作业:

  5、合成氨工艺作业:

  6、裂解(裂化)工艺作业::

  7、氟化工艺作业:

  8、加氢工艺作业:

  9、重氮化工艺作业:

  10、氧化工艺作业:

  11、过氧化工艺作业:

  12、胺基化工艺作业:

  13、磺化工艺作业:

  14、聚合工艺作业:

  15、烷基化工艺作业:

  16、新型煤化工工艺作业:

  17、电石生产工艺作业:

  18、偶氮化工艺作业:

  19、化工自动化控制仪表作业:

  20、危险化学品仓储作业:

  培训对象:

  危险化学品生产经营单位从业人员(含新员工、继续教育员工,班组长)。危险化学品生产经营单位从业人员是指危化品管理人员,包括厂长经理、生产厂长经理、仓库保管人员。危险化学品生产一线员工(危化品操作工)、危化品采购人员等。


  氯化工艺基本知识

  一、氯化工艺的概念

  氯化是化合物的分子中引人氯原子的反应,包含氯化反应的工艺过程为氯化工艺,主要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化等。化工生产中的这种取代过程是直接用氯化剂处理被氯化的原料。在被氯化的原料中,比较重要的有甲烷、乙烷、戊烷、天然气苯、甲苯基萘等。常用的氯化剂有液态或气态的氯、气态氯化氢和各种浓度的盐酸、磷酰氯(三氯氧化磷)、三氯化磷、硫酰氯(二氯硫酰)、次氯酸钙(漂白粉)等。

  在氯化过程中,不仅原料与氯化剂发生反应,其所生成的氯化衍生物也与氯化剂发生反应,因此,在反应产物中除一氯取代物外,总是含有二氯及三氯取代物。所以氯化反应的产物是各种不同浓度的氯化产物的混合物。氯化过程往往伴有氯化氢气体的生成。

  二、氯化反应的分类

  按照被氯化物的结构性质和要求,氯化反应可分为取代氯化、加成氯化和置换氯化。

  1.取代氯化

  取代氯化指的是在烷烃、芳烃及其侧链上引入氯元素生产氯代芳烃、烷烃及其衍生物的反应。典型工艺有:

  (1)氯取代烷烃的氢原子制备氯代烷烃;

  (2)氯取代苯的氢原子生产六氯化苯;

  (3)氯取代萘的氢原子生产多氯化萘,

  (4)甲醇与氯反应生产氯甲烷;

  (5)乙醇和氯反应生产氯乙烷(氯乙醛类);

  (6)醋酸与氯反应生产氯乙酸;

  (7)氯取代甲苯的氢原子生产苄基氯等。

  2.加成氯化

  加成氯化指的是不饱和烃类及其衍生物的氯化。典型工艺有:

  (1)乙烯与氯加成氯化生产1,2—二氯乙烷;

  (2)乙炔与氯加成氯化生产1,2—二氯乙烯;

  (3)乙炔和氯化氢加成生产氯乙烯等。

  3.氧氯化

  氧氯化是介于取代氯化和加成氯化之间的一种氯化方法。典型工艺有:

  (1)乙烯氧氯化生产二氯乙烷;

  (2)丙烯氧氯化生产1,2—二氯丙烷;

  (3)甲烷氧氯化生产甲烷氯化物;

  (4)丙烷氧氯化生产丙烷氯化物等。

  除了这些常见的氯化工艺外,还有其他可被归为氯化工艺的反应,如硫与氯反应生成一氯化硫,四氯化钛的制备,黄磷与氯气反应生成三氯化磷、五氯化磷等。

  三、氯化反应的典型工艺过程

  氯化反应在危险化学品生产中比较常见,本教材将以苯的取代氯化以及氯乙烯的生产为例进行介绍。

  (一)苯的取代氯化工艺

  1.反应原理

  以三氯化铁为催化剂、氯气为氯化剂,催化氯化生成氯苯:

  2.反应器及氯化方式

  苯催化氯化反应器有釜式反应器、多釜串联反应器、塔式反应器,操作方式分间歇法和连续法。

  (1)间歇法干燥的苯投入氯化反应釜,加入苯量1%铁屑,以通氯速度控制温度(40——60℃),以氯化液相对密度(15℃)控制氯化终点。

  (2)连续法在填充铁屑或无水三氯化铁的反应器中连续通入苯和氯气,氯化在苯沸腾温度下进行,以过量苯蒸发一冷凝移出反应热,连续采出氯化液。不同反应器及操作方式对氯化产物组成的影响。

  (3)沸腾氯化器,如图2-1所示,氯化在苯沸腾条件下进行,过量苯汽化移出反应热。

  氯化器为高径较大塔器,内衬防腐耐酸砖,内装铁环催化剂兼作填料,可增大气液相传质面积,改善流动状态。塔底炉条支承填料,扩大部分内置两层挡板,促使气液分离。

  苯取代氯化物以一氯化产物为主。氯化深度是控制反应质量的重要因素。氯化液组成不同,相对密度不同。氯化液相对密度越小,苯含量越高,氯化深度越低;氯化液相对密度越大,二氯化物的含量越高,氯化深度越高。氯化深度即参加反应的原料质量分数。降低氯化深度,可提高一氯化物产率,降低多氯化物产率,苯循环量增大,操作费用和物料损耗增多,设备生产能力下降。

  以测定反应器出口氯化液相对密度控制氯化深度。表2-2是苯沸腾氯化的氯化液相对密度与产物组成的关系。

  (4)氯化工艺流程如图2-2所示。干燥后的苯和氯气,按比例计量后由塔底进料,其中部分氯气与铁环反应生成三氯化铁溶于苯;温度控制在75——80℃,反应在沸腾状态下进行,反应热由过量苯蒸发带出,蒸出的苯循环使用;塔上部溢出的氯化液经过液封、石墨冷却器去水洗、中和、精馏,分离氯苯、回收二氯苯;塔顶尾气含有苯及氯化氢气体,经冷凝器冷凝分离出的苯返回氯化塔,未凝氯化氢经水吸收处理。氯化液相对密度(15℃)控制在0.935——0.950,氯化液组成为:氯苯25%——30%(质量分数,下同)、苯66%——74%、多氨苯<1%。

  (二)氯乙烯的生产工艺

  氯乙烯的生产方法主要有乙炔法、乙烯法、联合法、氧氯化法等,本教材将以氧氯化法生产氯乙烯为例进行介绍。

  1.工艺流程

  图2-3所示为PPG化学工业公司氧氯化法生产氯乙烯的工艺流程,由于二氯乙烷热裂解产生的氯化氢全部在氧氯化反应中消耗掉,故又称为平衡型氯乙烯生产工艺流程。流程由三大工艺组成:乙烯液相加成氯化生成1,2-二氯乙烷;乙烯气相氧氯化生成1,2-二氯乙烷;1,2-二氯乙烷热裂解生成氯乙烯。

  2.主要参数及反应条件

  乙烯液相加成氯化的反应条件为:反应温度50℃左右,催化剂为FeCl₃,它在氯化液中的浓度维持在250——300μg·g-1[或w(FeCl₃)=0.025%——0.03%],乙烯与氯气的比n(乙烯):n(氯气)=1.1:1,即乙烯是过量的。

  乙烯气相氧氯化的反应条件为:反应温度225——290 ℃,压力为1.0 MPa,采用CuCl₂/γ-Al₂CO₃或改良的CuCl₂-KCl/γ-Al₂O₃为催化剂,催化剂中铜的质量分数为5%——6%[折算成w(CuCl₂)=11%——13%],n(乙烯):n(氯化氢):n(氧=1:2:0.5。

  由加成氯化和氧氯化生成的粗二氯乙烷进入脱轻组分塔和脱重组分塔。轻组分含有微量氯化氢气体,需经洗涤后方可利用。重组分中含有较多的二氯乙烷,需经压蒸馏回收二氯乙烷后作进一步处理。所得二氯乙烷纯度很高,可达99%左右。进入热裂解炉,操作条件为:温度430——530℃,压力2.7MPa,催化剂为浮石或活性炭。反应转化率可达50%——60%,氯乙烯选择性为95%,热裂解产物在氯化氢回收塔蒸出纯度达99.8%的氯化氢,内含炔烃,若有必要,还需经加氢脱炔后才能用作氧氯化原料;在氯乙烯精馏塔中,塔顶馏出纯度为99.9%的成品氯乙烯、塔釜二氯乙烷内含有热裂解生成的重组分,送二氯乙烷精制工序处理。

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