【正文】 排出的空氣，換算為第一級(jí)進(jìn)氣條件時(shí)氣體的體積流量，壓縮機(jī)進(jìn)口溫度按40℃，則換算為常溫下： Q=(273+40)/273=,故選用排氣量60m3/min的L860/7型壓縮機(jī)兩臺(tái)，正常操作1臺(tái)，備用1臺(tái)。再依式《化工原理》329算出分割粒徑，即d50=[ud/ul(ρsρ)]1/2 （4—16） =[105()]1/2=d/d50=8/=查《化工原理》圖311得η=70%4．9 稀酸分離器用標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器分離顆粒。一般用來(lái)除去氣流中直徑在5μm以上的塵粒。+=即Y1=100%=%因?yàn)橐合嘀谢顫娊M分的濃度足夠大，而且發(fā)生的是快速不可逆反應(yīng)，溶質(zhì)組分進(jìn)入液相后立即反應(yīng)而被消耗掉，則界面上的溶質(zhì)組份分壓為0，吸收過(guò)程速率為氣膜中的擴(kuò)散阻力所控制，因此可按氣膜控制的物理吸收計(jì)算。 中和塔（填料塔）填料塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力小，便于耐腐蝕材料制造，而且過(guò)程需要吸收的氣體量小，故選用填料塔。因此選用降膜式石墨吸收器吸收氯化氫氣體?？绽淦鲹Q熱效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約水資源，沒(méi)有水污染等問(wèn)題，比水冷更經(jīng)濟(jì)，故選用空冷器。因此，先用空冷器冷卻降溫，保證吸收的順利進(jìn)行。 0 100 –ΔHro=Σ生成物UlΔHf216。因此利用加入過(guò)量甲烷得到的循環(huán)氣為稀釋劑而移走反應(yīng)熱量。冷凝器中未冷凝的氣體稱為循環(huán)氣（其中大部分為甲烷、少量的甲烷氯化物和惰性氣體）。，進(jìn)入熱交換器，與冷凝器來(lái)的循環(huán)氣進(jìn)行換熱，熱交換器中冷凝的少量甲烷氯化物進(jìn)粗氯化液貯槽。燒堿車間送來(lái)的堿液，由貯槽放至堿液配制槽加入水配成規(guī)定的濃度，用泵送至堿液冷卻器冷卻，進(jìn)中和塔，當(dāng)堿液濃度降到規(guī)定值（3%—5%）后，送至廢堿處理裝置。C），與稀酸分離器來(lái)的酸，進(jìn)入第一膜式吸收器頂部，順流而下，進(jìn)行降膜吸收氯化氫后，反應(yīng)氣與稀鹽酸入鹽酸分離器進(jìn)行氣液分離，大于16%濃度的副產(chǎn)鹽酸送至沉鈣車間。生產(chǎn)二氯甲烷時(shí)，通常產(chǎn)生出80%的二氯甲烷、15%的三氯甲烷、5%四氯化碳。2．氯甲烷氯化法將氯甲烷與氯氣氯化反應(yīng)，光氯化法在4000Kw光照下進(jìn)行，或采用熱氯化法工藝，熱氯化生產(chǎn)控制氯甲烷與氯氣之比為（2—）:1，反應(yīng)溫度為420。甲烷氯化機(jī)理是游離基連鎖反應(yīng)，通過(guò)升高溫度或用3000—5000A的光源輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)氯分子的活化。最初的甲烷熱氯化以德國(guó)Hoechst公司為代表。 .2二氯甲烷的生產(chǎn)方法及特點(diǎn) 二氯甲烷的主要生產(chǎn)路線是甲烷和氯甲烷的氯化。在反應(yīng)開(kāi)始前供給熱量，當(dāng)反應(yīng)開(kāi)始后所需能量可由反應(yīng)熱供給。當(dāng)反應(yīng)溫度升高到370。氯分子的活化是通過(guò)高溫來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其自由基連鎖反應(yīng)歷程，可分三步表示：1．鏈引發(fā)Cl2 Cl.+2．增鏈 CH4+Cl. CH3.+HCl+ CH3.+Cl2 CH3Cl+Cl.+ CH3Cl+Cl. CH2Cl.+HCl+ CH2Cl.+Cl2 CH2Cl2+Cl.+ CH2Cl2+Cl. +HCl+ +Cl2 CHCl3+Cl.+ CHCl3+Cl. CCl3.+HCl+ CCl3.+Cl2 CCl4+Cl.+3． 鏈終止 下列情況存在都可能產(chǎn)生鏈終止（1）活化分子與器壁碰撞 Cl.+Cl.+M Cl2+M（2）活化分子之間碰撞R．+Cl. 不活潑產(chǎn)物R．+R。二氯甲烷主要用作不燃性溶劑，如三乙酸纖維脂電影膠片的溶劑、金屬表面油漆層的清洗脫膜劑、氣溶膠的推動(dòng)劑、石油脫蠟溶劑、熱不穩(wěn)定性物質(zhì)的萃取劑。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。亦可與石油和其它氯代烴混合在金屬制造工業(yè)中清凈劑。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí)，佩戴空氣呼吸器。其初始降解產(chǎn)物為光氣和一氧化碳，進(jìn)而再轉(zhuǎn)變成二氧化碳和鹽酸。人類接觸的主要途徑是吸入。如果二氯甲烷直接濺入眼中，有疼痛感并有腐蝕作用。二氯甲烷微溶于水，與絕大多數(shù)常用的有機(jī)溶劑互溶，與其他含氯溶劑、乙醚、乙醇也可以任意比例混溶。圖紙要求：1．繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖；2．繪制主要設(shè)備的設(shè)備圖及設(shè)備布置圖；前言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。說(shuō)明書內(nèi)容：1．進(jìn)行工段工藝流程設(shè)計(jì)；2．進(jìn)行工段物料、熱量衡算，并編制物料平衡數(shù)據(jù)表；3．進(jìn)行工段設(shè)備設(shè)計(jì)或選型，編制設(shè)備一覽表；4．編制工段初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書。目錄第一章總論第二章生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述第三章物料衡算和熱量衡算第四章主要設(shè)備的工藝計(jì)算及選型 第五章綜合表 第六章設(shè)備一覽第七章管路設(shè)計(jì) 評(píng)述 參考文獻(xiàn)第一章 總論1概述二氯甲烷是無(wú)色透明不分層液體，在氧氣中易爆炸，其具體物理性質(zhì)如下表： 表1—1名稱單位 產(chǎn) 品二氯甲烷分子量外觀無(wú)色透明不分層液體分子式CH2Cl2沸點(diǎn)℃液體比重D420蒸汽比重蒸汽密度g/l汽化潛熱Cal/g液體比熱Cal/g.℃蒸汽比熱Cal/g.℃在水中溶解度g/100g水臨界壓力Kg/cm2臨界溫度℃237臨界密度冰點(diǎn)℃在空氣中爆炸范圍V%~在氧氣中爆炸范圍V%~二．產(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì)二氯甲烷是無(wú)色、透明、比水重、易揮發(fā)的液體，有類似醚的氣味和甜味，不燃燒，但與高濃度氧混合后形成爆炸的混合物。 二氯甲烷是甲烷氯化物中毒性最小的，%?！　∮新樽碜饔茫饕獡p害中樞神經(jīng)和呼吸系統(tǒng)。據(jù)估計(jì)，在二氯甲烷的世界產(chǎn)量中，大約80%被釋放到大氣中去，但是由于該化合物光解的速率很快，使之不可能在大氣中蓄積。　　呼吸系統(tǒng)防護(hù)：空氣中濃度超標(biāo)時(shí)，應(yīng)該柚戴直接式防毒面具(半面罩)。如金屬和塑料加工工業(yè)中用作氣相脫脂劑，尤其適合不耐三氯乙烯和四氯乙烯等其它高溫脫脂溶劑的產(chǎn)品清洗。二氯甲烷為無(wú)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。．4產(chǎn)品的市場(chǎng)需求二氯甲烷又稱甲叉二氯、氯化次甲基。、來(lái)源及凈化一． 原料規(guī)格：1． 氯氣純度 Cl2≥%(V) 水份H2O≤%(wt)2． 天然氣純度 CH4≥%(V)C2和C2以上組分C2+≤%(V)（凈化天然氣）C2+≤%(V)（凈化天然氣）1．氯氣：來(lái)自燒堿車間電解產(chǎn)生的氯氣 2. 天然氣：因?yàn)樽载曍S富的天然氣資源，因此就地取材第二章 生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述2．1二氯甲烷的生產(chǎn)原理及生產(chǎn)方法2．1．1生產(chǎn)原理甲烷熱氯化機(jī)理和其它烷烴氯化機(jī)理相似，都是自由基連鎖反應(yīng)。 在甲烷熱氯化反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)溫度不高時(shí)，反應(yīng)按自由基連鎖反應(yīng)進(jìn)行。反應(yīng)過(guò)程中四種氯化物同時(shí)生成，所以甲烷直接氯化不可能得到單一的產(chǎn)品，其反應(yīng)方程式如下： CH4+Cl2 CH3Cl+HCl+ CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl+ CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl+ CHCl3+Cl2 CCl4+HCl+ 甲烷氯化反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)。因此，要保證甲烷熱氯化反應(yīng)順利進(jìn)行的主要條件是：a. 保證原料氣的正確配比；b. 保證甲烷和氯氣充分均勻混合；c. 有效和及時(shí)引出反應(yīng)熱。目前廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)的是熱氯化法。1．（甲烷）天燃?xì)鉄崧然ㄌ烊細(xì)馀c氯氣反應(yīng)，經(jīng)水吸收氯化氫副產(chǎn)鹽酸后，用堿液除去殘余微量的氯化氫，再經(jīng)干燥、壓縮、冷凝、蒸餾得到產(chǎn)品。為解決這一問(wèn)題，在工業(yè)上已成功地采用了下列反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)：大量循環(huán)甲烷或產(chǎn)生的氯代甲烷使用的多級(jí)反應(yīng)器，以保證足夠的進(jìn)料比；采用霧化四氯化碳或較低的氯甲烷為熱載體；采用流化床反應(yīng)器。這種氯化氫裝置與熱氯化系統(tǒng)結(jié)合生產(chǎn)甲烷氯代物的過(guò)程是一高效的過(guò)程。從碳黑分離器出來(lái)的反應(yīng)氣（70—90。反應(yīng)氣經(jīng)兩次水洗，除去酸霧（氯化氫含量低于1%），再進(jìn)行中和，中和塔用10%—20%的氫氧化鈉溶液除去反應(yīng)中殘余的氯化氫、游離氯、二氧化碳等。干燥后的反應(yīng)氣，從干燥塔頂部出來(lái)進(jìn)入固堿中和器，除去硫酸干燥過(guò)程中生成的硫酸酸霧，—（表壓）。C的冷凍鹽水由冷凍崗位送給。 2．2．2二氯甲烷生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖 水 15%的氫氧化鈉 第二膜式吸收器空冷器第一膜式吸收器中和塔稀酸分離器 天然氣 混合器 反應(yīng)器鹽酸分離器循環(huán)氣氯氣 98%的硫酸 循環(huán)氣 25℃冷凍鹽水粗氯化液貯槽冷凝器熱交換 器機(jī)后冷凝器緩沖罐壓縮機(jī)干燥塔 第三章 物料衡算和熱量衡算3．1 計(jì)算基準(zhǔn)以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，按年工作330天，每天24小時(shí)，二氯甲烷小時(shí)生產(chǎn)量 Kg/h3．2 物料衡算和熱量衡算本反應(yīng)過(guò)程是強(qiáng)放熱反應(yīng)，由于放熱量大，如不采取措施控制反應(yīng)熱并及時(shí)移走，溫度會(huì)急劇升高，這樣會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的燃燒反應(yīng)，使反應(yīng)或使氯化物產(chǎn)生裂解反應(yīng)。(KJ/kmol)輸入 CH4 Cl2 CO2 輸出 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl 量(kmol) ΔHf216。 由于氣體溫度太高，直接進(jìn)入吸收器不利于氯化氫氣體吸收。 Lx1 Vy1 Lx1 Vy1第一膜式吸收器(1).%（摩爾）,出口氣體氯化氫含量8%,% (2)一膜進(jìn)口氣體溫度80℃, 出口氣體溫度70℃, 二膜出口氣體溫度60℃(3).吸收水溫42℃(4).進(jìn)口氣體組成同反應(yīng)器出口(5).（表壓）(6).出口酸濃度28%（質(zhì)量），即16%（摩爾）(7).冷卻水進(jìn)口溫度25℃ 對(duì)并流高濃度氣體吸收，操作線方程為： L()=V() （3—5）解得：x2=即一膜進(jìn)口酸，需要的吸收劑用量： = =副產(chǎn)鹽酸的量：l0=V0（y2y1）/(x1x2 ) =()/ =吸收劑的單位耗用量（氣體入口處） l=L/V=()=被吸收的氯化氫氣體的量：wA=()=剩余氣體總量：=各氣體的含量：CH3Cl 100%=%CH2Cl2 100%=%CHCl2 100%=%CCl4 100%=%HCl ()/100%=%N2 100%=%CH4 100%=%CO2 100%=% 42℃氯化氫溶解成16%的鹽酸的溶解熱Φ=Q溶解==106KJ/h