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1、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 90 110 催化剂用量为乙酸用量 的 5%（质量） 氯气用量为乙酸的 110 115%（物质的量） 一氯化转化率为 80%

2、 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（ ）： 118 3 粘度 (mPa.s）： 1 22(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

3、.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） 10 20 30 乙酸含量， % 99.8 99.0 98.0 水分， % 0.15 - - 甲酸含量， % 0.06 0.15 0.35 乙醛含量， % 0.05 0.05 0.10 蒸发残渣， % 0.01 0.02 0.03 铁含量（以 Fe 计）， % 0.0

4、0004 0.0002 0.0004 还原高锰酸钾物质， min 30 5 - 乙酸酐： 中文名： 乙酸酐 外文名： Acetic anhydride 别名： 乙酐，醋酐，无水醋相对分子质量： 102.09 化学品类别： 酸酐 管制类型： 乙酸酐 (易制毒 -2) 酸 分子式： C4H6O3 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)

5、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

6、理化常数 : 国标编号 23002 CAS 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-

7、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

8、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 )： 1.580 3. 相对蒸汽密度 (g/mL,空气 =1)： 3.26 4. 熔点 (C)： 63(型 )， 56.2(型 )， 50.2(型 ) 5. 沸点 (C,常压 )： 189.4

9、 6. 折射率 (60C)： 1.4330 7. 黏度 (mPa s,65C)： 2.225 8. 闪点 (C)： 126 9. 蒸气压 (kPa,71.51C)： 0.67 10. 蒸发热 (KJ/mol,13.3kPa,130C)： 54.4 11. 熔化热 (KJ/mol,61C)： 19.3 12. 熔化热 (KJ/mol,56C)： 18.8 13. 熔化热 (KJ/mol,51C)： 15.9 14. 燃烧热 (KJ/mol,固 )： 726.4 15. 电导率 (S/m,60C)： 1.4 10-6 16. 爆炸下限 (%,V/V)： 8 17. 溶解性：易溶于水、醇、苯、氯仿和

10、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)： 1.433060 19. 常温折射率 (n20)： 1.435155 20. 相对密度 (25， 4 )： 1.37763 21. 相对密度 (20， 4 )： 1.404340 22. 气相标准声称热 (焓 )( kJ mol-1) ： -435.2 23. 晶相标准声称热 (焓 )( kJ mol-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 L

11、D50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】 193 194 【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。