化工清洁生产概要.ppt

54 聚氯乙烯(PVC)是重要的合成塑料，可加工成管材、板材、薄膜、建筑材料、涂料和合成纤维等，物美价廉，应用广泛，其产量居各种塑料之前列。氯乙烯(CH2CHCl)是聚氯乙烯合成的单体，也用于合成三氯乙烷和二氯乙烯等。因此，氯乙烯的生产在基本有机化工中占有重要地位。 氯乙烯的工业生产方法主要有两种：一种是以电石为原料的乙炔加成氯化法，一种是以乙烯为原料的平衡乙烯氧氯化法。 3.2 氯乙烯清洁生产 55 乙炔加成氯化法生产氯乙烯，开始于20世纪20年代，延续至今。作为一个完整的以乙炔加成氯化法生产氯乙烯的工厂，一般包括如下几部分： (1)电石生产：生石灰和焦炭在1800～2200℃的高温下反应得到电石(碳化钙)。 1 乙炔加成氯化法 3.2 氯乙烯清洁生产 56 (2)乙炔气发生：电石与水在常压、70℃下反应生成乙炔气体与熟石灰。 1 乙炔加成氯化法 3.2 氯乙烯清洁生产 (3)氯乙烯合成：乙炔与氯化氢加成反应得氯乙烯。 57 (4)生产过程：乙炔加成氯化法生产工艺如图4—2所示。 1 乙炔加成氯化法 3.2 氯乙烯清洁生产 58 (电石乙炔加成氯化法生产氯乙烯技术成熟，产品纯度高。但生产电石要消耗大量电能，故能耗大。而催化剂含有汞，不利于劳动保护和环境保护，在生产中会产生污染环境的废气(如CO)和废渣[如Ca(OH)2]。我国用该法生产的氯乙烯量约占总产量的50％,目前正逐步被20世纪60年代开发成功的乙烯氧氯化法所取代。 1 乙炔加成氯化法 3.2 氯乙烯清洁生产 59 相对于乙炔加成氯化法，乙烯氧氯化法制备氯乙烯，可属于清洁生产工艺。因为该法从理论上不产生环境污染物。而且主原料乙烯是石油化工生产厂的大宗产品，其生产成本比乙炔要低。该生产过程由三部分组成： (1)乙烯氯化：乙烯与氯气加成反应生成二氯乙烷。工业上通常是在二氯乙烷液中，用三氯化铁作催化剂完成的。 2 乙烯氧氯化法-氯乙烯清洁生产工艺 3.2 氯乙烯清洁生产 60 (2)二氯乙烷裂解：二氯乙烷被加热至高温即发生裂解反应，脱去氯化氢而转化成氯乙烯。 2 乙烯氧氯化法-氯乙烯清洁生产工艺 3.2 氯乙烯清洁生产 (3) 乙烯氧氯化：乙烯与氯化氢和氧气反应生成二氯乙烷。 61 工业生产上的上述反应所需氧气一般取空气。乙烯氧氯化法生产氯乙烯工艺主要过程如图4—3所示： 2 乙烯氧氯化法-氯乙烯清洁生产工艺 可见乙烯氧氯化法生产氯乙烯工艺从理论上不产生无用有害的“三废”，而原料路线也比较合理，而这些均是清洁生产的基本条件。 3.2 氯乙烯清洁生产 62 第三节 化工清洁生产实例 湿法磷酸清洁生产 氯乙烯清洁生产 银杏有效成分清洁提取工艺 63 银杏又名白果，有裸子植物活化石之称，为我国特有的树种。银杏中含有黄酮类、萜内酯类及银杏酚酸等活性成分,对中枢神经系统、血液循环系统等有较强的活血化瘀通络等生理活性，同时有抗菌消炎，抗过敏，消除自由基等作用，自20世纪60年代起，国内外的许多学者对其化学成分及提取工艺进行了大量的研究，开发了一种清洁提取工艺-超临界萃取工艺。 1 银杏的药用价值 3.3 银杏有效成分清洁提取工艺 64 以60％的丙酮为提取溶剂，经过一系列的过程得提取产品，提取物经测定，含灰分约O.25％，重金属约20ug／g。 此类工艺缺点：需要进行长时间提取，多次的洗涤、过滤和萃取，工艺路线长；消耗了大量的有机溶剂，生产成本高；收率低，产品的质量较差；产生大量的废液和废渣，对环境污染大；产品中含有重金属和有机溶剂的残余，会给人们带来毒副作用。 2 银杏的传统溶剂萃取法 3.3 银杏有效成分清洁提取工艺 65 取绿色银杏叶干燥粉碎，经过预处理后，分次装到萃取器中压紧密封，打开萃取器、分离器和系统的其他加热装置，进行整个系统的预热，同时设定萃取分离所需的温度；输入二氧化碳，启动压缩机，使压力达到所需的范围。当温度和压力达到萃取的要求时，保持一定时间；打开分离用的阀。进行分离操作；当实验压力为l0MPa并稳定时，进行脱除银杏酚酸和叶绿素等杂质的过程；当实验压力大于10MPa并稳定时，进行银杏叶有效成分的萃取分离和收集。 3 银杏的超临界萃取工艺 3.3 银杏有效成分清洁提取工艺 66 将SCFE方法和溶剂萃取法进行比较可知： SCFE的萃取率(3.4％)高，比溶剂萃取法高2倍; SCFE流程短，萃取分离一次完成，萃取操作时间比溶剂萃取法缩短了11倍，提高了效率； 银杏有效成分质量(银杏黄酮含量为28％，银杏内酯含量7.2％)高于国际上公认的标准。 SCFE采用了二氧化碳为萃取介质，在35～40℃进行萃取操作，保持了银杏叶有效成分的天然品质，没有重金属和有毒溶剂残留。 与溶剂法相比，SCFE提取银杏有效成分是一条较好的清洁化工艺。 3 银杏的超临界萃取工艺