无水三氯化铝的生产和投资分析

无水三氯化铝的生产和投资分析

摘要：本文介绍无水三氯化铝产品的用途、生产方法、投资和效益的分析，氯碱企业生产该产品具有更大的优势。

关键词：三氯化铝；用途；生产方法；投资；效益；分析

无水三氯化铝是一种重要的无机化学品，做为催化剂在化工、石油等领域应用广泛。国内氯化铝的生产厂一般非氯碱企业，该产品在氯碱企业生产做为氯气的深加工产品具有更大的优势。

一、无水三氯化铝性质和用途

1. 三氯化铝性质

三氯化铝，又名氯化铝，分子式为AlCl3，熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体Al2Cl6，含有两个三中心四电子氯桥键，更高温度下Al2Cl6二聚体则离解生成平面三角形AlCl3。

三氯化铝，白色颗粒或粉末，有强盐酸气味，工业品呈淡黄色。易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳，微溶于苯。熔化的氯化铝不易导电，和大多数含卤素离子的盐类（如氯化钠）不同。氯化铝的水溶液完全解离。氯化铝容易潮解，由于水合会放热，遇水可能会爆炸。它会部分水解，释放氯化氢或氢氯酸。溶液呈酸性，这是由于铝离子部分水解造成的。氯化铝是很常用的路易斯酸。在化学工业，它常是傅-克反应的催化剂。它亦用于烃的聚合和异构化反应中。

2. 三氯化铝用途

无水三氯化铝是重要的无机化工产品之一，主要用于制造洗涤剂的烷基化剂、合成药物、合成染料、合成橡胶、洗涤剂、塑料、香料等方面。同时三氯化铝也是一种十分重要的催化剂，特别是作为费瑞德-克莱福特反应的催化剂而得以广泛应用，世界各国的三氯化铝主要应用于做催化剂，少量用于非催化剂。

氯化铝主要用在傅-克反应中，例如以苯和光气为原料制备蒽醌，应用于染整工业；氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。它可以催化Ene反应，比如3-丁烯-2-酮（甲基乙烯基甲酮）与香芹酮的加成；AlCl3也常用在烃类聚合反应和异构化反应中，重要的例子包括工业上乙苯的生产。乙苯可用于进一步制备苯乙烯、聚苯乙烯以及用作清洁剂的十二烷基苯；在芳烃存在下，氯化铝与铝混合可用于合成二（芳烃）金属配合物，例如，二苯铬就是通过特定金属卤化物经由Fischer-Hafner合成制备的；用于制造农药、有机铝化合物、酞菁系有机颜料用催化剂；用于金属冶炼、润滑油的合成。

二、无水氯化铝的生产方法

1. 实验室制法

实验室用铝和盐酸在常温条件下制备（2Al+ 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑），在加热条件下可以加速制备。若用结晶氯化铝制备无水三氯化铝，由于其极易水解，需在氯化氢氛围下加热使其失去结晶水，或用氯化亚砜等脱水剂处理。

2. 工业生产方法

三氯化铝的工业生产方法主要由铝锭法和铝氧粉法。

2.1铝锭法

铝锭法也称金属铝法，是将氯气直接通过熔融的金属铝，两者直接接触反应制取，其反应方程式是：2A1+3C12 → 2AlCl3+Q ，铝锭法生产三氯化铝工艺流程简单，设备少，单位产品投资小。我国铝资源丰富，无水三氯化铝的生产基本都采用铝锭法。

2.2铝氧粉法

铝氧粉法是以铝氧粉（即氧化铝）、氯气及碳（以煤油、焦油或重油作原料）三者共同反应制取。1953年开始使用铝氧粉法制三氯化铝，当时采用固定床反应器，1977年后改用沸腾床反应器。沸腾床反应器与固定床反应器相比，具有工艺流程短、氯气利用率高、成本低、劳动强度低、三废量少等优点。但是即使如此，沸腾床反应器仍然达不到国外实验室做到的最差状态。我国上世纪90年代引进铝氧粉法技术，但是装置运行未成功。

3. 铝锭法工艺描述

液氯自槽车或者钢瓶进入液氯储罐，氯碱企业生产可直接用液氯包装泵输送到液氯储槽，经汽化器气化、缓冲罐稳压。将铝锭放入反应炉内用煤油或者炭加热熔化，至规定液位，缓慢开启氯气稳压罐出口阀门，使氯气流量稳定在工艺范围内，氯气经过管路进入反应炉，与液态的铝反应，温度大约在800～900℃。反应生成物三氯化铝经升华管进入捕集器，在捕集器中冷凝结晶附着在捕集器内壁，捕集器内壁的氯化铝结晶到一定的厚度用铁锤敲打或者刮切收集固体三氯化铝，包装得成品，尾气经氢氧化钠溶液吸收生成次氯酸钠溶液。

化学反应方程式：2Al + 3Cl2 → 2 AlCl3 ；2NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl + H2O

4. 工业无水氯化铝的质量标准（GB/T3959-94）：外观为白色、黄色或微带灰色的颗粒或粉末，不应有大于10mm的块状物。

5. 主要设备

目前国内生产工业无水氯铝的厂家大约有三四十家，生产规模都在几千吨左右。相当一部分厂家是自产自用。国内主要生产厂家有山东东营坤宝化工三氯化铝，生产能力达到2万吨。

氯化铝生产设备主要包括：液氯储罐、汽化器、缓冲罐、熔铝反应炉、冷却捕集器、粉碎机、循环吸收罐、吸收泵、液碱储罐、次氯酸钠储罐、电动行吊等。

三、投资估算

2. 效益估算

年产量5000t 销售单价4444元/t（出厂价按5200元/t）年销售收入2222万元年总成本1796万元年增值税85万元年利润341万元建设投资362万元税前静态投资回收期 1.06年。

五、结论

三氯化铝项目投资少，见效快，氯碱企业建设该项目不但可做为氯气深加工产品，也可平衡烧碱的生产，具有更大优势。5000t无水三氯化铝项目建设投资362万元，总投资613万元，年销售收入2222万元，年利润341万元，税前静态投资回收期1.06年。

参考文献

[1]. 闰曙光，石瑞文，工业无水三氯化铝的制备及其产品质量的控制. 内蒙古石油化工，. 2007（3）