環(huán)氧乙烷固定床反應(yīng)器物量衡算-全文預(yù)覽
【正文】 通過(guò)物料恒算、并確定反應(yīng)器的選型和尺寸，計(jì)算壓降，催化劑用量等，設(shè)計(jì)出符合要求的反應(yīng)器。初期，氯乙烯采用電石，乙炔與氯化氫催化加成的方法生產(chǎn)，簡(jiǎn)稱乙炔法。1960年，美國(guó)陶氏化學(xué)公司開發(fā)了乙烯經(jīng)氧氯化合成氯乙烯的方法，并和二氯乙烷法配合，開發(fā)成以乙烯為原料生產(chǎn)氯乙烯的完整方法，此法得到了迅速發(fā)展。 化學(xué)性質(zhì)氯乙烯的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡芘c很多化合物進(jìn)行反應(yīng)，其反應(yīng)主要是氯乙烯與其它化合物進(jìn)行加成反應(yīng)，放出大量反應(yīng)熱，有的反應(yīng)進(jìn)行得非常劇烈，甚至產(chǎn)生爆炸。①與鹵化氫的加成氯乙烯可以與鹵化氫再爽檢出發(fā)生加成作用，生成2氯乙烷。④與鹵素反應(yīng)氯乙烯容易與氯或溴發(fā)生加成反應(yīng)。按所用氧化劑和反應(yīng)條件的不同，主要在雙鍵位置上發(fā)生反應(yīng)，得到各種氧化產(chǎn)物。（4） 臭氧化反應(yīng) 將含有臭氧的空氣與氯乙烯混合，臭氧即和氯乙烯作用，生成臭氧化物。聚氯乙烯耐酸，耐堿，抗腐蝕，具有良好的電絕緣性，它是目前大量生產(chǎn)的優(yōu)良高分子材料。反應(yīng)熱可通過(guò)冷卻水或產(chǎn)品二氯乙烷汽化來(lái)移出。產(chǎn)物溫度冷卻到50～150℃后，進(jìn)入脫氯化氫塔。在乙炔發(fā)生器中，電石與水反應(yīng)產(chǎn)生乙炔，經(jīng)精制并與氯化氫混合、干燥后進(jìn)入列管式反應(yīng)器。副產(chǎn)物是1，1二氯乙烷（約1%），也有少量乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。CH2=CH2+Cl2→CH2=CHCl+HCl（4）乙烯氯化裂解法這是為解決乙烯直接氯化法存在的問(wèn)題而開發(fā)的生產(chǎn)工藝，此法產(chǎn)率高。混合烯炔法該法是以石油烴高溫裂解所得的乙炔和乙烯混合氣（接近等摩爾比）為原料，與氯化氫一起通過(guò)氯化汞催化劑床層，使氯化氫選擇性地與乙炔加成，產(chǎn)生氯乙烯。本設(shè)計(jì)采用的是乙炔法。 環(huán)氧乙烷生產(chǎn)工藝條件的確定氯乙烯的生產(chǎn)受反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、空間速度與空管線速度、原料配比和循環(huán)比等工藝條件的制約。當(dāng)溫度提高到一定程度時(shí)，為了提高氯乙烯的產(chǎn)率，此時(shí)應(yīng)將低溫度。目前，工業(yè)生產(chǎn)上采用加壓操作不是出于化學(xué)平衡的需要，其目的是提高乙炔和氯化氫的分壓，加快反應(yīng)速率，提高反應(yīng)器單位容積的產(chǎn)率，以強(qiáng)化生產(chǎn)。對(duì)于乙炔加成過(guò)程，實(shí)踐證明，提高空速，轉(zhuǎn)化率會(huì)略有下降，而選擇性將有所上升，在一定范圍內(nèi)提高空速可提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。 原料配比 原料中乙炔與氯化氫的配比對(duì)反應(yīng)過(guò)程影響很大，其值主要決定于原料混合氣的爆炸極限。 穩(wěn)定劑的選擇世界上生產(chǎn)氯乙烯的專利很多，使用的致穩(wěn)劑有：氮?dú)狻⒓淄?、二氧化碳、乙烷等? 環(huán)氧乙烷生產(chǎn)的工藝流程氯乙烯生產(chǎn)裝置的主要設(shè)備有反應(yīng)器、吸收塔、反應(yīng)系統(tǒng)的氣氣換熱器和循環(huán)氣冷卻器。其計(jì)算依據(jù)是工藝流程圖、在工廠采集的數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)時(shí)要求的和查得的各種參數(shù)。串聯(lián)轉(zhuǎn)化，一次轉(zhuǎn)化率68%，溫度150℃，進(jìn)料溫度80℃，轉(zhuǎn)化后溫度110℃；%，溫度為140℃，進(jìn)料和出料溫度設(shè)110℃，進(jìn)口水溫97℃，出口水溫102℃，不急熱損失，導(dǎo)出液對(duì)管壁的傳熱系數(shù)為：④催化劑為圓柱狀，Φ3mm6mm，~，反應(yīng)器內(nèi)催化劑填充高度為管長(zhǎng)的95%，每根管長(zhǎng)3000mm,轉(zhuǎn)化器的直徑有Φ2400、Φ3000、Φ3200.2 反應(yīng)原理在氯化汞做催化劑，：⑴主反應(yīng)：+⑴⑵副反應(yīng)：⑵⑶3物料衡算⑴由原料組成（wt%)乙炔氣（wt%)：氯化氫（wt%)：得：表4—1 乙炔氣的組成組分,總量mol%表4—2 氯化氫的組成組分總量mol%⑵反應(yīng)部分的基礎(chǔ)計(jì)算由乙炔氣/氯化氫=1:，以進(jìn)料氣中乙炔氣為100kmol/h為基準(zhǔn)，則氯化氫為110kmol/h。表4—5 第二個(gè)反應(yīng)器入口和出口的組成組成氯乙烯二氯乙烷入口出口⑶實(shí)際裝置每小時(shí)生產(chǎn)的氯乙烯可折算為綜上所述，進(jìn)料氣體中乙炔氣為100kmol/h,，則*100/=摩爾流量表組分氯乙烯二氯乙烷總進(jìn)料 轉(zhuǎn)化后 出料 質(zhì)量流量表組分 氯乙烯二氯乙烷總進(jìn)料00轉(zhuǎn)化后出料摩爾流量表組分 氯乙烯二氯乙烷總進(jìn)料001轉(zhuǎn)化后1出料14 反應(yīng)器的熱量衡算設(shè)原料氣帶入的熱量為,反應(yīng)器出料帶出的熱量，反應(yīng)熱，反應(yīng)器的撤走熱量。組氯乙烯二氯乙烷合計(jì) 由計(jì)算結(jié)果可知 （4—8）由公式4—8可?反應(yīng)熱在操作條件下，主副反應(yīng)的熱效應(yīng)分別為主反應(yīng)： （4—4）副反應(yīng)： （4—5）則主反應(yīng)的放熱量為：副反應(yīng)的放熱量為：總反應(yīng)的放熱量為：?轉(zhuǎn)化后氣體帶出的熱量，則 （4—7）計(jì)算結(jié)果列于表
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