五氟乙烷HFC125合成工艺研究项目可行性报告.doc

五氟乙烷（HFC-125）合成工艺研究项目可行性报告本文档由【中文word文档库】提供，转载分发敬请保留本信息；中文word文档库免费提供海量范文、教育、学习、政策、报告和经济类word文档。a href=一、立项的背景和意义自1974年美国科学家发现释放到大气层中的氟里昂扩散到平流层，受紫外线辐射分解出氯原子破坏臭氧层以来，臭氧层的保护问题已成为世界环保工作的重点。1985年国际社会签署了保护臭氧层国际公约，1987年联合国环境规划署又制定了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书，提出了削减消耗臭氧层物质（ODS）具体安排，限制生产、使用、排放CFCs物质。我国于1989年和1996年分别签署了保护臭氧层维也纳公约和关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书（伦敦修正案），并于1991年成立国家保护臭氧层领导小组，编制了中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案，根据目前进程，我国将于2007年6月30日停止生产ODS产品，提前二年半实现淘汰ODS目标。同时HCFC过渡替代品也将从2016年起冻结。我国ODS产品淘汰及替代的总体进度要取决于议定书要求。蒙特利尔议定书首要目的是淘汰ODS产品，它包括了氯氟烃（CFCs）、哈龙和四氯化碳等高臭氧损耗潜值（ODP）的ODS产品，如CFC-11、CFC-12、CFC-113、哈龙-1211和哈龙-1301等。对一些ODP值仅为CFCs10的低ODP值氢氯氟烃（HCFCs）产品，如HCFC-22、HCFC-141b、HCFC-142b、HCFC-123和溴丙烷等，可作为过渡替代品，但也确定了淘汰时间，对发达国家的要求是2020年，对发展中国家，HCFCs最终淘汰时间为2040年。但是近年来，一些发达国家在推动提前淘汰HCFCs，如美国从2003年1月1日起禁止HCFC-141b的使用和生产，欧盟在2008年1月1日HCFCs消费削减75，生产削减65，2010年消费削减100；日本在2004年1月1日禁止HCFCs的生产、使用、销售和进出口。鉴于国际社会对淘汰HCFCs的发展，发展中国家将于2030年淘汰HCFCs。另一方面，鉴于全球气候变暖，1997年在日本东京的国际会议又提出了关于全球气候变化的框架协议，将HCFCs列为限制排放6种气体之一。这样ODS替代品发展方向不仅要考虑ODP值大小，还要考虑地球变暖潜值（GWP），最好是选择ODP为零、GWP尽可能低的化合物来作ODS替代品。我公司现有产能为5万吨/年的CFC-11、CFC-113过渡替代品HCFC-141b装置与年产2.0万吨/年的CFC-12的过渡替代品HCFC-22装置各一套，产品在市场中占较大的比例。根据蒙特利尔议定书，发展中国家HCFCs最终淘汰时间为2040年，但近年来，由于发达国家的推动，HCFCs的淘汰时间将提前至2030年。研究不再含氯的氢氟碳烃产品最终替代CFC-11、CFC-113、CFC-12等势在必行。HFC-125化学名1，1，1，3，3-五氟乙烷，在常温下为无色气体，在自身压力下为无色透明液体，ODP为零。HFC-125可作制冷剂，是混合工质的重要组份，用于替代CFC-502和CFC-22；作灭火剂用于替代Halon-1211和Halon-1301。二、国内外研究现状和发展趋势随着国际上对氟里昂产品的限制使用，如原来广泛使用的CFC-502和CFC-22将逐步退出市场，开发新一代的替代品迅速发展。HFC-125作为新一代的发泡剂被竞相研究开发，国内最主要的厂家有：巨化、三爱富、富时特、蓝天环保等。国外有霍尼韦尔、杜邦等几大化学公司生产。据文献报道，HFC-125的合成工艺路线按原料不同主要有以下三种：1、以四氯乙烯为原料气相氟化法；2、以三氯乙烯为原料气相氟化法；3、以四氟乙烯法为原料液相氟化法；目前最为普遍的是采用四氯乙烯为原料气相氟化法。优点是原料易得，工艺简单。三氯乙烯法一般用于HF-134a和HFC-125联产工艺中，流程长，产率低。四氟乙烯法路线的原料是四氟乙烯，其领储存及运输相当困难，因此路线对于没有四氟乙烯生产装置的企业来说显然是不可取的，此路线流程短，选择性相当高，一般在99.9%以上。三、项目主要研究开发内容和技术关键1、主要研究内容通过HFC-125合成工艺研究试验，验证初定的工艺路线，打通HFC-125生产流程，为万吨工业化生产提供可靠的工艺参数和设备选型依据。在模型设备上生产出预定质量指标的产品，且具有良好的重现性和可靠性。产品的原材料单耗等经济技术指标能为市场接受。2、主要研究内容1）HFC-125气相氟化催化剂适用性研究； 2）HFC-125气相氟化反应绝热反应器的应用研究； 3）HFC-125气相氟化工艺条件摸索、优化，有效控制副反应，减少HFC-115生成量；4）HFC-125气相氟化系统水份去除工艺研究。通过AHF脱水合理地排出生成水份，防止系统积水产生设备腐蚀；5）HFC-125分离提纯工艺研究。3、技术关键1）通过优化工艺条件，延长催化剂使用寿命，满足工业化生产条件；2）去除系统循环物料中水份，将水份及时排出；3）通过试验选择合适的萃取剂，优化萃取精馏工艺。四、项目预期目标（主要技术经济指标、应用或产业化前景）1、主要技术经济指标1）HFC-125气相氟化反应选择性99.0%;2) HFC-125气相氟化反应单程转化率10.0%;3）打通整个流程，生产出合格产品，HFC-125的产品纯度99.80%，水份20mg/kg。2、知识产权及其它成果项目实施的过程，是企业的气相氟化技术跨跃的过程，企业将在一年之内完成年产1.0万吨HFC-125生产装置的工业化建设。为保护企业自主知识产权，项目完成后预计可申请发明专利一项。3、应用或产业化前景HFC-125是开发较早的氢氟烃，在某些公司已有较大规模生产。HFC-125具有不燃、ODP为零等优良的物理性质，已广泛应用于配制混合工质制冷剂、灭火剂等。因此具有广阔的市场前景。五、项目实施方案、技术路线、组织方式和课题分解1、项目实施方案、技术路线本项目选用四氯乙烯、无水氢氟酸为主要原料气相法合成HFC-125。（1）一级反应：由四氯乙烯（PCE）与氟化氢气化混合后，依次进入反应器01、反应器02反应生成HCFC-123、HCl及少量HCFC-124、HFC-125等。产物流进入1#分离塔进行分离。塔釜的AHF、PCE经冷凝分层后，PCE返回一级反应汽化器，AHF按比例进入一级、二级反应汽化器。塔顶排出的产物流与二级反应的产物流一起进入2#分离塔进行分离。（2）二级反应：产物流进入2#分离塔分离，塔釜的HCFC-123、HCFC-124、AHF等经3#分离塔、脱水塔分离水份后返回二级反应汽化器进行汽化后进入二级反应。2#分离塔塔顶的HCl、HFC-125、HCFC-115 经水碱洗、压缩冷凝、脱气、精馏（去除HCl、低沸及少量HCFC-123、HCFC-124）得到HFC-125粗品。（3）萃取精馏去除HCFC-115：HFC-125粗品经萃取精馏后塔顶得到HFC-125成品。塔釜的萃取剂与HCFC-115进入萃取分离塔，塔顶得到HCFC-115副产物，塔釜的萃取剂循环利用。四氯乙烯可作有机溶剂、衣物干洗济，价廉、易得，在附近地区氯碱企业均有生产。而无水氢氟酸是我公司的主导产品之一，开发氢氟酸的深加工产品，提高资源产品的附加值是公司发展必然趋势。因此，选择以上方案从经济、技术、市场角度考虑是合理可行的。工艺技术路线示意图125、115萃取剂废碱125、115、HCl124、AHF 123、AHF PCEPCE、AHF气相123 、124、115、AHF、125AHF至有水酸AHFAHFPCE气化加热器不凝气放空副产盐酸1级反应冷却器125精馏塔125脱气塔压缩、冷凝125气柜级反应器02盐酸吸收塔1#分离塔HFC-125级反应器01冷却器塔釜冷却器级反应器分层器2#反应汽化器冷凝、收集2#分离塔125萃取精馏塔级反应冷却器3#分离塔碱洗塔AHF脱水塔冷凝、收集、干燥115萃取分离塔HCFC-115设备清单序号名 称技 术 参 数数量价格1电加热导热油炉P=60KW，1套9.62高温循环油泵WRY50-32-150 2台1.03导热油贮槽140022001只2.04导热油补油泵2CY-3.3/3.3-1，P=2.2KW，Q=3.3米3，排出压=0.32MPa2台0.65冷却导热油贮槽200028001只1.06冷却导热油循环泵P=3.7KW 1台47冷却导热油补油泵P=3.7KW 1台0.68PCE大贮槽45006000，V=45米31只18.09PCE输送泵IHF65-50-160 1台0.510PCE干燥器32515002只0.811PCE计量槽13001500，V=2.63米31只1.012PCE计量泵DPMZABD545/1.51台1.913AHF计量槽13001500，V=2.63米31只1.214AHF计量泵DPMZABD545/1.51台2.015反AHF汽化器DN4001500，F= 10.4米21台1.016反热油加热器DN4001500，F= 10.4米21台1.017反热油加热器DN4001500，F= 10.4米21台1.018级反应器01DN700/DN60010001只2.019反油冷却器DN4001500，F= 10.4米21台1.020级反应器02DN800/DN70020001只2.021反油冷却器DN4001500，F= 10.4米21台1.022反水冷却器DN4001500，F= 10.4米21台1.023塔32515980，塔釜80010001根3.024塔塔釜泵N31-212HBMT-40-25-200-A 3.0MPa1台2.025塔塔釜液冷却器DN4001500，F= 10.4米21台1.026分层器DN80020001台1.527反汽化器DN4001500，F= 10.4米21台3.028反热油加热器DN4001500，F= 10.4米21台2.029级反应器DN800/DN70020001只4.030反水冷却器DN4001500，F= 10.4米21台1.031123冷凝器DN5002000，F=23米21台1.832冷凝液接受槽DN120020001台1.933冷凝液加压泵DPMDABD2960/2.41台4.034隔膜压缩机M2V-30/3-161台12.035压缩气水冷却器DN4001500，F= 10.4米21台1.036塔32516480，塔釜80010001根4.037塔32513980，塔釜80010001根4.038AHF脱水精馏塔32513980，塔釜80010001根4.039水洗塔DN50040001根3.040水洗塔DN50040001根3.041水洗泵CQB50-32-125F2台0.842碱洗塔DN50040001根3.043碱洗泵CQB50-32-125F1台0.544气柜DN2000/DN24001台5.745压缩机ZSW-60/3-C P=15KW1台10.046R125水冷却器DN4002000，F= 14米21台1.047R125盐水冷却器DN4002000，F= 14米21台1.048R125分水器DN8001台0.549R125粗品槽DN120020001台2.050R125粗品加压泵JGGC2.4-8151台0.651R125粗品干燥器32515002只1.052R125脱气塔32515984，塔釜80010001根4.053R125精馏塔32511990，塔釜80012001根4.054R125精馏塔冷凝器DN4001500，F= 10.4米21台1.055高沸干燥器32515002台1.056R125中间槽DN120020001台3.057R125中间槽加压泵N31-212HBMT-40-25-200-A 3.0MPa1台2.458萃取塔32512498，塔釜80010001根4.059萃取塔冷却器DN4001500，F= 10.4米21台1.560R115收集槽DN8002台0.861萃取剂计量槽12002000，V=2.77米31只0.862萃取剂计量泵DPMZABD545/2.21台3.263萃取剂分馏塔32510990，塔釜80010001根4.064萃取剂循环泵N31-212HBMT-40-25-200-A 3.0MPa1台2.865萃取剂分馏塔冷却器DN4001500，F= 10.4米21台1.066R125成品干燥器32515002只1.067R125检验槽DN180024001台5.068R125输送泵N31-212HBMT-65-50-200-A 3.0MPa1台2.869闭式冷却塔SMF-1001台11.570循环冷却水泵KQW80/150-7.5/21台0.671污水泵CQB50-32-125F1台0.672盐酸贮槽V=50米31只11.073盐酸输送泵CQB65-50-125F1台0.5设备价格总计203.03、组织方式及课题分解以公司技术中心为基础，成立专门项目组实施项目研究，项目组将由四位具一定学历和资历的科技人员组成，项目分三步开展研究，即一级反应四氯乙烯气相氟化研究、二级反应中间产物氟化研究和HFC-125萃取精馏研究。六、计划进度安排2011.32011.6 工艺流程及设备设计、选型2011.72011.8 设备订购、订制，电仪选型、定购2011.92011.10 厂房、操作室施工建设2011.112012.1设备、电仪安装2012.22012.3单机调试2012.42012.12试车运行、验证生产流程，产品质量达到预定指标 七、现有工作基础条件项目建设单位建设条件较好，现己建有4条无水氟化氢生产线，其设计能力达4.4万吨/年，同时建有20000吨/年氟致冷剂R-22生产线，50000吨/年聚氨脂发泡剂HCFC-141b生产线，8000吨/年的HCFC-142b、HFC-143a回收装置。年产5000吨氟致冷剂HFC-134a于今年三月成功开车，该生产线是公司第一套气相氟化法生产装置，该项目的建成为HFC-125合成研究项目提供了良好的技术条件。 建设单位供水、供电、供汽、供冷、三废治理等公用配套设施齐全，在厂区内建设该项目，可降低公用工程投资，实现资源共享。本公司设有独立的技术中心，中心建有气相氟化、液相氟化小试装置各一套，液相氟化中试装置一套，该项目需建设一套HFC-125气相氟化的中试装置一套。中心还拥有充足的科技人员和先进的配套检测设施支持本项目开发。八、经费预算科技计划项目经费预算表项目名称： 金额单位：万元 序号预算科目名称合计财政经费自筹经费1一、经费支出（合计）418541321、设备费20351983（1）购置设备费800754（2）试制（改造）设备费12301235（3）设备租赁费00062、材料费8008073、测试化验加工费50584、燃料动力费4004095、差旅费202106、会议费 202117、合作/协作研究与交流费202128、出版/文献/信息传播/知识产权事务费202139、人员劳务费650651410、专家咨询费0001511、中期检查和验收费0001612、管理费2021713、其他开支项（填写具体科目）150151二、经费来源（合计）418541321、申请财政经费获得的资助50532、自筹经费来源004134（1）配套财政拨款0005（2）单位自有货币资金41304136（3）其他资金000财政科技经费拨付进度申请第1年第2年第3年金 额3001180比例（）71.828.20项目经费主要用途：1、 设备费：购制导热油系统、氟化反应釜、泵、压缩机、精馏塔、收集槽等试验设备的费用；2、 材料费：购置无水氢氟酸、四氯乙烯、催化剂等试验原料的费用；3、 燃料动力费：蒸汽、动力等消耗的煤、电力等费用；4、 人员劳务费：参与项目研究人员及其它相关人员的工资、劳务费；其它开支项：试验过程中所发生的设备维修、工艺技改等费用。本文档由【中文word文档库】提供，转载分发敬请保留本信息；中文word文档库免费提供海量范文、教育、学习、政策、报告和经济类word文档。a href=5、