【正文】 μ=%+%+%+%+%+%+%+% =平均粘度：M=%+85%+%+154%+%+44%+28%+16% =出口氣體質(zhì)量流速： G0=(4)/(π61)=105Kg/ DG0/=(105)/()= kG=205106Kmol/出口端的壓力P=()= Ky==205106105=HCl被吸收一半時(shí)（即xc處）的查取 氣體總量：剩余HCl的量 ：各氣體的含量：CH3Cl 100%=% CH2Cl2 100%=% CHCl3 100%=% CCl4 100%=% HCl 100%=% CO2 100%=% N2 100%=% CH4 100%=%查得t=(80+70)/2=75℃下的μ(181。1． 計(jì)算依據(jù)（1）進(jìn)出空冷器的流量和組成：組分 CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 CO2 N2 HClKmol/h %(kmol/h) （2）設(shè)計(jì)溫度 40℃（3）進(jìn)空冷器溫度420℃，出空冷器溫度80℃（4）（表壓）（5）換熱量Q=106KJ/h2． 設(shè)計(jì)計(jì)算 查《化工裝置的工藝設(shè)計(jì)》表931得輕有機(jī)物的傳熱系數(shù)為10英熱單位/. 換算為國(guó)際單位制：K=10=℃℃按逆流：△t1==℃ △t2=8040=40℃ △tm1=℃取溫差校正系數(shù)Φ=△tm=△==℃則所需普通光管的表面積：A0=Q/K.△tm （4—1）=106/(=由(T2T1)/K=《化工裝置的工藝設(shè)計(jì)》圖9120得：最佳管排數(shù)為n=6又由n=6查表933得迎面風(fēng)速FV=165米/分表面積/迎風(fēng)面積=A0/F2=則：F2=A0/=由F1= Q/(t2t1) （4—2）式中Q—換熱量,Kcal/h (t2t1)—空氣溫升 FV—迎面風(fēng)速，米/分代入數(shù)據(jù) F1=106/(165=取ξ=F2F1===≤ξ即空氣出口溫度假設(shè)合理由于資料有限，無法查到標(biāo)準(zhǔn)空冷器系列及翅片規(guī)格。1． 計(jì)算依據(jù) 進(jìn)口氣體420℃，組成和流量與反應(yīng)器出口相同；出口氣體80℃，（表壓）2． 熱量衡算定性溫度t=(420+80)/2=250℃250℃各物質(zhì)的（J/）物質(zhì) CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 CO2 N2 HCl CH4（J/） 熱負(fù)荷Q=W(T2T1) （3—4）=(+++++++)(42080) =106KJ/hLx2 Vy2 Vy2 Lx2 本設(shè)計(jì)用兩個(gè)石墨降膜吸收器串聯(lián)吸收，氣體經(jīng)一 膜吸收后再經(jīng)二膜吸收，吸收劑水先經(jīng)二膜吸收成稀酸 一 二 再去一膜吸收成高濃度酸。Σ反應(yīng)物UlΔHf216。1． 計(jì)算依據(jù)（1） （2） 原料組成 含Cl2 96%, CH495%.（3） 進(jìn)反應(yīng)器的原料配比（摩爾比） Cl2：CH4：循環(huán)氣=1：：（4） 出反應(yīng)器的比例CH2Cl2：CHCl3=1：（質(zhì)量比）(CHCl3+CCl4)/CH2Cl3=（摩爾比）（5） 操作壓力 （表壓）（6） 反應(yīng)器進(jìn)口氣體溫度 25oC,出口溫度420oC2．物料衡算 Cl2 反 CH3Cl 應(yīng) CH2Cl2CH4 器 CHCl3 CCl4HCl 假設(shè)循環(huán)氣不參與反應(yīng)，只起帶走熱量的作用。循環(huán)氣經(jīng)熱交換器后，匯同二氯甲烷蒸餾一塔頂部來的一氯甲烷（該一氯甲烷經(jīng)過了氣液分離器，液體流回粗氯化液貯槽）氣體，一部分作為生產(chǎn)四氯化碳原料氣，—（表壓）返回氯化反應(yīng)器和調(diào)節(jié)硫酸干燥塔氣量。冷凝器管間所需的25。從中和塔塔頂出來的反應(yīng)氣，進(jìn)入干燥系統(tǒng)；堿液分離器底部的液體定時(shí)排放。反應(yīng)氣與計(jì)量后的吸收水，入第二膜式吸收器頂部進(jìn)行第二次吸收，反應(yīng)氣與稀酸入稀酸分離器，稀酸入第一膜式吸收器，反應(yīng)氣則進(jìn)酸霧分離器除去酸霧，進(jìn)入中和塔。2．2生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述 分別來自燒堿車間、配氣站和反應(yīng)裝置的氯氣、天然氣和循環(huán)氣，按一定配比經(jīng)計(jì)量進(jìn)入混合器，混合均勻后進(jìn)入反應(yīng)器，進(jìn)行甲烷熱氯化反應(yīng)，反應(yīng)組成為：甲烷氯化物、氯化氫、過量的甲烷、惰性氣體和微量的游離氯。C，反應(yīng)壓力19Kpa，反應(yīng)冷卻吸收、堿液除去氯化氫、蒸餾、壓縮精餾，分別除去三氯甲烷，四氯甲烷在塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品。在工業(yè)操作中，為保持一個(gè)穩(wěn)定的自由基連鎖反應(yīng)，需要將溫度維持在380—450℃。反應(yīng)器形式有內(nèi)循環(huán)式、蓄熱式、列管式和沸騰床等多種形式。其生產(chǎn)方法最早采用甲烷和氯甲烷的高溫氣相熱氯化法，后來發(fā)展了光氯化法。由于放熱量大，如不采取措施控制反應(yīng)熱并及時(shí)帶走溫度會(huì)急劇升高，這樣會(huì)產(chǎn)生劇烈的燃燒反應(yīng)或氯化物產(chǎn)生裂解反應(yīng)。C時(shí)，連鎖反應(yīng)機(jī)理的相對(duì)作用隨之減低，反應(yīng)溫度超過430。 不活潑產(chǎn)物（3）原料氣中氧的存在能阻礙反應(yīng)。從羊皮提取羊肢和從椰中提取食用油的萃取劑、也用作低溫載體、礦物油的閃點(diǎn)升高劑、滅火劑、煙霧劑的推進(jìn)劑、脲泡沫的發(fā)泡劑目前，世界二氯甲烷供需基本平衡，但由于產(chǎn)品和國(guó)家地區(qū)之間發(fā)展不平衡，其未來產(chǎn)量的增減也因地區(qū)而異。二氯甲烷在中國(guó)主要用于膠片生產(chǎn)和醫(yī)藥領(lǐng)域。等重量的二氯甲烷、甲苯混合物已推薦用于清洗印刷鉛字。工業(yè)二氯甲烷產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)（GB411792）表1—2指標(biāo)名稱指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品純度(PtCO) %≥酸度（以HCl計(jì)）%≤水份 %≤色度 ≤101010蒸發(fā)殘?jiān)? %≤ 二氯甲烷可作為氣溶膠溶劑包裝。當(dāng)二氯甲烷存在于地表水中時(shí)，其大部分將蒸發(fā)。已經(jīng)測(cè)得，在室內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境中，當(dāng)使用二氯甲烷作除漆劑時(shí)，有高濃度的二氯甲烷存在。二氯甲烷的蒸汽有麻醉作用。室溫下二氯甲烷難溶于液氨中，能很快溶解在酚、醛、酮、冰醋酸、磷酸三乙酯、甲酰胺、環(huán)己胺、乙酰乙酸乙酯中。　二氯甲烷為無色液體，在制藥工業(yè)中做反應(yīng)介質(zhì)，用于制備氨芐青霉素、羥芐青霉素和先鋒霉素等。題 目 年產(chǎn)4000噸的氯甲烷氯化吸收工段的初步設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：4kt/a二氯甲烷氯化吸收，年工作日330天，其余數(shù)據(jù)以工廠實(shí)際收集為準(zhǔn)。還用作膠片生產(chǎn)中的溶劑、石油脫蠟溶劑、氣溶膠推進(jìn)劑、有機(jī)合成萃取劑、聚氨酯等泡沫塑料生產(chǎn)用發(fā)泡劑和金屬清洗劑等。純二氯甲烷無閃點(diǎn)，含等體積的二氯甲烷和汽油、溶劑石腦油或甲苯的溶劑混合物是不易燃的，然而當(dāng)二氯甲烷與丙酮或甲醇液體以10：1比例混合時(shí)，其混合特具有閃點(diǎn)，蒸發(fā)后與空氣會(huì)形成易燃的混合物。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)懲的中毒危險(xiǎn)時(shí)應(yīng)立即脫離接觸并移至新鮮空氣處，一些中毒癥狀就會(huì)得到緩解或消失，不會(huì)引起持久性的損害。一般人群通過周圍空氣、飲用水和食品的接觸，劑量要低得多。有氧存在時(shí)，則易于生物降解，因而生物蓄積似乎不大可能。二氯甲烷在工業(yè)清洗操作的應(yīng)用也是很多的。二氯甲烷具有溶解能力強(qiáng)和毒性低的優(yōu)點(diǎn)，大量用于制造安全電影膠片、聚碳酸酯，其余用作涂料溶劑、金屬脫脂劑，氣煙霧噴射劑、聚氨酯發(fā)泡劑、脫模劑、脫漆劑。其中用于膠片生產(chǎn)的消費(fèi)量占總消費(fèi)量的50%，醫(yī)藥方面占總消費(fèi)量的20%，清洗劑及化工行業(yè)消費(fèi)量占總消費(fèi)量的20%，其他方面占10%。由于美國(guó)、西歐、日本相繼出口一些環(huán)保法規(guī)，嚴(yán)格控制排放，盡可能回收，預(yù)計(jì)美國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)消費(fèi)將逐年遞減，而世界的其它國(guó)家和地區(qū)，如東歐、中東、亞洲和拉美等發(fā)展中國(guó)家對(duì)二氯甲烷的需求量將保持較快的增長(zhǎng)速度，預(yù)計(jì)世界范圍內(nèi)20002005年對(duì)二氯甲烷的需求量將以2%—3%左右的速度增加。50 / 50對(duì)鏈終止的影響。C，甲烷氯化反應(yīng)實(shí)際上是一逐級(jí)取代不可逆的雙分子均相反應(yīng)。 CH4+2Cl2 C+4HCl+70千卡/克分子 2CHCl3 C2Cl4+2HCl 3CHCl3 C2Cl6+CH2Cl2+HCl 2CCl4 C2Cl4+Cl2 2CCl4 C2Cl6+Cl2 同樣局部氯氣濃度過濃時(shí)，也會(huì)使反應(yīng)進(jìn)行極為猛烈，甚至產(chǎn)生爆炸。1972年美國(guó)CE lummus 公司和Armstrong公司共同開發(fā)了甲烷氧氯化法，1979年日本德山曹達(dá)化學(xué)公司開發(fā)了氯甲烷低溫液相自由基引發(fā)氯化法制取氯甲烷的技術(shù)。我國(guó)多采用內(nèi)循環(huán)式反應(yīng)器。甲烷氯化是強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度的控制十分重要和困難。氯甲烷生產(chǎn)二氯甲烷時(shí)，反應(yīng)成1mol氯化氫，此時(shí)氯化氫可返回甲醇?xì)浠b置作為制取氯甲烷原料，可以制造一個(gè)氯的閉路循環(huán)系統(tǒng)。反應(yīng)氣經(jīng)空氣冷卻器冷卻后進(jìn)入碳黑分離器，除去反應(yīng)中產(chǎn)生的少量碳黑，進(jìn)入水洗系統(tǒng)除去氯化氫。第一、第二膜式吸收器管間冷卻水逆流串聯(lián)使用。中和后的反應(yīng)氣進(jìn)入硫酸干燥塔，從硫酸干燥塔底部進(jìn)入進(jìn)行脫水干燥；98%的濃硫酸由濃硫酸大貯槽壓入濃硫酸中間槽，用泵送至濃硫酸高位槽，計(jì)量后進(jìn)入干燥塔頂部，由塔中段流出的硫酸入塔下段，稀硫酸（80%—90%）從塔釜排至稀硫酸中間槽，定時(shí)用稀硫酸泵送至稀硫酸大貯槽，以備出售。C—30。粗氯化液作精餾二氯甲烷、三氯甲烷成品用。設(shè)進(jìn)口甲烷X kmol/h,出反應(yīng)器一氯甲烷Ykmol/h,氯化氫Zkmol/h 由CH2Cl2:CHCl3=1:（質(zhì)量比）CHCl3時(shí)產(chǎn)量：=(CHCl3+CCl4)/CH2Cl2=（質(zhì)量比）CCl4的量：由于反應(yīng)復(fù)雜，用元素守衡法：則 Cl元素守衡 =Y+2+3+4 (1) H元素守衡 4X=3Y+Z+2+ (2) C 元素守衡 X=Y+++ (3)解方程（1）（2）（3）得 X= kmol/h Y= kmol/h Z=（1） 所以反應(yīng)器進(jìn)口原料中各組分的流量 Cl2: =（純）（含雜）CH4:(純), （含雜）循環(huán)氣流量：=其中CH3Cl: N2:4%+3%= CO2:2%= CH4:=進(jìn)口氣體總量：++()=（2） 反應(yīng)器出口中各組分流量CH3Cl: CH2Cl2: kmol/hCHCl3: kmol/hCCl4: kmol/h循環(huán)氣： kmol/h出口氣體總量：++++= kmol/h（3） 出口氣體中各組分的含量CHCl3:100%=%CH2Cl2:100%=%CHCl3:100%=%CCl4:100%=%HCl:100%=%N2:100%=%CO2:1