二氯甲烷的氯化吸收工艺设计.doc

课 程 设 计 设计题目：年产4000吨氯甲烷氯化吸取工段的初步设计 学院：化学工程学院 专业： 化学工程与工艺 班级： 化工082 学生： 原始数据： 4kt/a二氯甲烷氯化吸取，年工作日330天，其余数据以工厂实际收集为准 第一章 总论 1.原材料的规格、来源及净化 原料规格： 氯气 纯度 Cl2≥95.0%(V) 水份H2O≤0.05%(wt) 天然气 纯度 CH4≥96.0%(V) C2和C2以上组分C2+≤0.6%(V)（净化天然气） C2+≤0.01%(V)（净化天然气） 二.原料来源 1．氯气：来自烧碱车间电解产生的氯气 2. 天然气：由于自贡丰富的天然气资源，因此就地取材 三.天燃气净化 采用变压吸附技术(Pressure Swlng Adsorptlon.简称PSA)脱出天然气中C2+以上自分，重要运用吸附剂对不同气体自分的吸附容量随压力变化而呈现差异的特性，在吸附剂选择吸附条件下，加压吸附原料起中C2+以上烃类组分难吸附的CH4作为产品起由吸附塔出口排出，减压时吸附的C2+组分脱附，同时吸附剂获得再生，整个过程是在环境温度下进行的。 2．1二、三氯甲烷的生产原理及生产方法 2．1．1生产原理 甲烷热氯化机理和其它烷烃氯化机理相似，都是自由基连锁反映。氯分子的活化是通过高温来实现的，其自由基连锁反映历程，可分三步表达： 1．链引发 Cl2 Cl.+Cl-57.8千卡/克分子 2．增链 CH4+Cl. CH3.+HCl+1.0千卡/克分子 CH3.+Cl2 CH3Cl+Cl.+25.7千卡/克分子 CH3Cl+Cl. CH2Cl.+HCl+4.6千卡/克分子 CH2Cl.+Cl2 CH2Cl2+Cl.+20.7千卡/克分子 CH2Cl2+Cl. CHCl.2+HCl+8.8千卡/克分子 CHCl.2+Cl2 CHCl3+Cl.+15.7千卡/克分子 CHCl3+Cl. CCl3.+HCl+13.0千卡/克分子 CCl3.+Cl2 CCl4+Cl.+10.6千卡/克分子 3． 链终止 下列情况存在都也许产生链终止 （1）活化分子与器壁碰撞 Cl.+Cl.+M Cl2+M （2）活化分子之间碰撞 R．+Cl. 不活泼产物 R．+R。 不活泼产物 （3）原料气中氧的存在能阻碍反映。 在甲烷热氯化反映过程中，反映温度不高时，反映按自由基连锁反映进行。当反映温度升高到370。C时，连锁反映机理的相对作用随之减低，反映温度超过430。C，甲烷氯化反映事实上是一逐级取代不可逆的双分子均相反映。反映过程 中四种氯化物同时生成，所以甲烷直接氯化不也许得到单一的产品，其反映方程式如下： CH4+Cl2 CH3Cl+HCl+24.019千卡/克分子 CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl+23.660千卡/克分子 CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl+24.696千卡/克分子 CHCl3+Cl2 CCl4+HCl+23.930千卡/克分子 甲烷氯化反映是强放热反映。在反映开始前供应热量，当反映开始后所需能量可由反映热供应。由于放热量大，如不采用措施控制反映热并及时带走温度会急剧升高，这样会产生剧烈的燃烧反映或氯化物产生裂解反映。 CH4+2Cl2 C+4HCl+70千卡/克分子 2CHCl3 C2Cl4+2HCl 3CHCl3 C2Cl6+CH2Cl2+HCl 2CCl4 C2Cl4+Cl2 2CCl4 C2Cl6+Cl2 同样局部氯气浓度过浓时，也会使反映进行极为剧烈，甚至产生爆炸。因此，要保证甲烷热氯化反映顺利进行的重要条件是： 保证原料气的对的配比； 保证甲烷和氯气充足均匀混合； 有效和及时引出反映热。 2.1 最初的甲烷热氯化以德国Hoechst公司为代表。反映器形式有内循环式、蓄热式、列管式和沸腾床等多种形式。我国多采用内循环式反映器。 1．（甲烷）天燃气热氯化法 天燃气与氯气反映，经水吸取氯化氢副产盐酸后，用碱液除去残余微量的氯化氢，再经干燥、压缩、冷凝、蒸馏得到产品。 甲烷氯化机理是游离基连锁反映，通过升高温度或用3000—5000A的光源辐射来实现氯分子的活化。在工业操作中，为保持一个稳定的自由基连锁反映，需要将温度维持在380—450℃ 甲烷氯化是强放热反映，反映温度的控制十分重要和困难。为解决这一问题，在工业上已成功地采用了下列反映装置设计：1、大量循环甲烷或产生的氯代甲烷使用的多级反映器，以保证足够