【正文】 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。 二氯甲烷是甲烷氯化物中毒性最小的，%。說明書內(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)說明書。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。人類接觸的主要途徑是吸入。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí)，佩戴空氣呼吸器。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。氯分子的活化是通過高溫來實(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。在反應(yīng)開始前供給熱量，當(dāng)反應(yīng)開始后所需能量可由反應(yīng)熱供給。最初的甲烷熱氯化以德國Hoechst公司為代表。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。C），與稀酸分離器來的酸，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。，進(jìn)入熱交換器，與冷凝器來的循環(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。因此利用加入過量甲烷得到的循環(huán)氣為稀釋劑而移走反應(yīng)熱量。因此，先用空冷器冷卻降溫，保證吸收的順利進(jìn)行。因此選用降膜式石墨吸收器吸收氯化氫氣體。+=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。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。其中，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備已選定了型號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。結(jié)合自貢化工行業(yè)，氯氣不難從燒堿車間得到，甲烷是自貢豐富的天然資源，至于工業(yè)水，自貢不是缺水地區(qū)，也易得到，原料獲取實(shí)際上是可行的。 參考文獻(xiàn)[1]二氯甲烷的生產(chǎn)及消費(fèi) ，《河北化工》，1997（4）。[9]《化學(xué)工程手冊(cè)》編輯委員會(huì)編《化學(xué)工程手冊(cè)》第1篇 化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，化學(xué)工業(yè)出版社， 1979年。[17]《化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》編輯委員會(huì)編《化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》第五卷 非金屬化工設(shè)備及零部件（第二冊(cè)）。附錄。[15]化工設(shè)計(jì)手冊(cè)編輯委員會(huì)編《石墨制化工設(shè)備設(shè)計(jì)》，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1989年。[7]陳聲宗主編《化工設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2000年。從天然氣熱氯化的流程出發(fā)，系統(tǒng)的進(jìn)行了物熱衡算，設(shè)備計(jì)算及選型；二是采用了Visio軟件繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖和設(shè)備平面布置圖。原料消耗是合理的可以接受的。20℃CH2Cl2,CHCl3液體的密度分別為1397kg/m3,1564kg/m3,則一周的體積量為：[(85)/1397+()/1564]247=88m3，則堿液體積為88/=110m3, 故選用V=60m3,D=3200,L=8040的貯槽兩個(gè)。本過程選用標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器分離顆粒。因此本設(shè)計(jì)以二氧化碳為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算。因此無法校核傳熱系數(shù)及確定翅片面積參考鴻化廠選φ37712的換熱管管長L=4/π=1010米管內(nèi)流速u=4/π=u=—30米/秒，故換熱管選擇合理空冷器規(guī)格及型號(hào)：φ3771010 F=4．2第一膜式吸收器 降膜式吸收器在吸收過程中不斷的將反應(yīng)熱移走，其傳熱傳質(zhì)效果好，吸收效率高，在吸收系統(tǒng)內(nèi)壓力降低，所生產(chǎn)的酸溫度低，不需有后冷，且設(shè)備耐腐蝕，維修方便，使用壽命長，可制成較大規(guī)格。 （3—1）=()++ =106KJ420℃各物質(zhì)的（J/）物質(zhì) CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CO2 N2（J/） 輸出焓：∑輸出H=∑nΔt （3—2）=(++++++)(42025) =105KJ輸入焓：∑輸入H=0 Q放出=ΔH （3—3） =ΔHro+∑輸出H+∑輸入H =106+105 =106KJ℃各物質(zhì)的（J/）物質(zhì) CH3Cl N2 CH4 CO2（J/） 循環(huán)氣帶出的熱量為：Q帶走=mΔt=+++)42025) =106KJ考慮5%熱損失，106(15%)=106KJ即 Q放出= Q帶走 循環(huán)氣能帶走的熱量恰好為反應(yīng)氣放出的熱量，使反應(yīng)溫度保持在420℃左右，維持反應(yīng)順利進(jìn)行。粗氯化液作精餾二氯甲烷、三氯甲烷成品用。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。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。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。1972年美國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)。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)。由于美國、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)美國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)消費(fèi)將逐年遞減，而世界的其它國家和地區(qū)，如東歐、中東、亞洲和拉美等發(fā)展中國家對(duì)二氯甲烷的需求量將保持較快的增長速度，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。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。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。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。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?！《燃淄闉闊o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。二氯甲烷的蒸汽有麻醉作用。當(dāng)二氯甲烷存在于地表水中時(shí)，其大部分將蒸發(fā)。等重量的二氯甲烷、甲苯混合物已推薦用于清洗印刷鉛字。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。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。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。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℃。2．2生產(chǎn)工藝流程簡述 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。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。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。Σ反應(yīng)物UlΔHf216。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)（1）氣體組成同一膜出口處組成（2）出塔氣體中無氯化氫和二氧化碳?xì)怏w（3）（4）25mm25mm2． 確定空塔其速查《氯堿工業(yè)理化常數(shù)手冊(cè)》20℃，15%的NaOH溶液ρl=1169Kg/m3粘度μL=則WL/WV(ρV/ρL)=()= （4—6）式中WL,WV—分別為液相和氣相的摩爾流量,Kmol/hρV,ρL—分別為液體和氣體的密度Kg/m3查《化工原理》下冊(cè)圖3—24中亂堆填料泛點(diǎn)線，由表3—5知，25mm25mm=450m1，Ψ=ρ水/ρL=1000/1169=umax=()1/2 （4—7）=(1169/450)1/2=式中：umax—泛點(diǎn)氣速，m/sg—重力加速度，m/s2ρV,ρL—分別