氯化石蜡52生产中余热的利用

氯化石蜡是我国氯碱工业的重要下游产品, 可用作 PVC 制品的辅助增塑剂, 润滑油、切削液的添加剂, 油漆、油墨等的阻燃剂。随着我国氯碱工业和塑料工业的快速发展, 氯化石蜡的用途在不断扩大, 对氯化石蜡的需求不断增加, 其生产企业也在不断增多, 我国已成为世界氯化石蜡的主要生产国。

1 余热利用设计方案

1. 1 设计思路

氯化石蜡 - 52 生产工艺大致可分为热氯化法 和催化氯化法, 浙江善高化学有限公司采用光催化法连续化生产工艺, 主要原料包括蜡油和液氯。液 氯经蒸汽加热汽化后通入反应釜, 与蜡油反应制得 氯化石蜡 - 52。氯化反应和氯化氢吸收过程产生的 热量由循环冷却水带走, 循环水回水温度一般为 75 ~ 85 。 2005年, 经过对生产过程热量平衡进行计 算和分析, 对原来的氯气汽化器和循环水系统进行 改造, 在新氯化石蜡装置中加大汽化器的换热面积, 热源由蒸汽改为热水, 利用循环回水加热汽化液氯,使生产余热得到利用。

1. 2 热量平衡计算

( 1)氯化反应热。氯化石蜡 - 52由直链烷烃与 氯气反应得到。该反应为自由基的连锁反应, 1 个 正构烷烃分子中共有 6个氢原子被取代, 其总反应 式如下:

C15H32 ( l) + 6C l2 ( g) 引发剂

C15H 26 C l6 ( l) + 6H C l( g), rHm = - 627 kJ/m o。l

则生产 1 t产品的总反应热为:

Q反应热 = ( 1 000 000 g 419 g /m o l) 627 kJ/

m ol 1 496 420 kJ。

( 2)氯化氢溶解热。 1 m o l氯化氢气体溶解于 水中时放出的溶解热 (无限稀释时 ) 为 74. 852 kJ, 则 生产 1 t产品的氯化氢溶解热为:

Q溶解热 = ( 1 000 000 g 419 g /m ol) 6 74. 852 kJ/m ol 6 420 kJ。

( 3)液氯汽化潜热。液氯汽化需要吸收大量热 量, 汽化潜热为 304. 93 kJ/kg ( 101 325 Pa )。生产 1 t产品的氯气理论消耗量为 1. 017 ,t 则生产 1 t产品

=

所需的汽化热为:

1 167 416= 1 502 840 ( kJ) 。生产过程产生的热量

Q汽化热1 = 1 017 kg

304. 93 kJ /kg = 310 115 kJ。

远高于液氯汽化所需的热量, 是消耗量的 4. 5 倍。

原装置生产 1 t氯化石蜡 - 52实际消耗液氯约

考虑生产中的热量损耗和交换效率, 其自身产生的

1. 1 ,t 则实际生产所需的汽化热为:

热量也完全能满足液氯汽化所需的热量。在实际生

Q汽化热2 = 1 100 kg

304. 93 kJ /kg = 335 424 kJ。

产过程中, 仍有大量的反应热由冷却水系统带走。