【正文】 CFC 22 ,盡管對聚四氟乙烯的需求增長,但總的趨勢是遞減的,預(yù)計2002～2007 年三氯甲烷需求量將以0. 2 %/ a 的速率遞減。在2010年之前其在制冷劑方面的消費(fèi)允許繼續(xù)增長。第二章 生產(chǎn)方案的確定 生產(chǎn)規(guī)模本甲烷氯化物裝置的設(shè)計規(guī)模定為：年產(chǎn)二氯甲烷13萬噸，氯仿12萬噸、一氯甲烷13萬噸，四氯化碳12萬噸。甲醇法是以甲醇為原料與氯化氫反應(yīng)生成一氯甲烷，一氯甲烷再進(jìn)行氯化反應(yīng)生成多氯甲烷，氯化反應(yīng)副產(chǎn)的氯化氫再作為甲醇?xì)渎然脑?，其原料來源方便，可長距離運(yùn)輸。目前國外甲烷氯化物生產(chǎn)裝置以甲醇法為主，其次是甲烷法。本裝置采用甲醇法生產(chǎn)甲烷氯化物。甲烷法不包括天然氣凈化的投資；生產(chǎn)成本中未計副產(chǎn)品回收費(fèi)用。（1）液相法液相法是甲醇與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)式如下CH3OH + HClCH3Cl + H2O反應(yīng)過程中有少量二甲醚生成：CH3OH（CH3）2O + H2O一氯甲烷可制得二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，即：CH3Cl + Cl2CH2Cl2 + HClCH2Cl2 + Cl2CHCl3 + HClCHCl3 + Cl2CCl4 + HCl（2）氣相法氣相法是氣化后的甲醇與氫氣在氯化器中反應(yīng)，反應(yīng)式為：CH3OH + Cl2 + H2CH3Cl + H2O + HCl一氯甲烷再與氯氣反應(yīng)制二氯甲烷、三氯甲烷及四氯化碳。氣相法比液相法具有較高的設(shè)備生產(chǎn)能力。工業(yè)生產(chǎn)中，液相法和氣相法都被采用。液相法催化劑是以氯化鐵、氧化鋅一類的金屬氯化物的水溶液。．工藝流程甲醇?xì)渎然萍淄榱鞒倘鐖D105所示。一氯甲烷在氯化器中與氯氣反應(yīng)，生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。氣體在驟冷塔（2）冷卻，再分離出大部分HCl，未分離的HCl和Cl2在HCl氣提塔中（4）分離，HCl去氫氯化段，未反應(yīng)的Cl2返回氯化器。 工藝技術(shù)方案的選擇鑒于國內(nèi)甲醇法生產(chǎn)甲烷氯化物的工藝技術(shù)尚不完備，與國外差距較大，國內(nèi)正規(guī)引進(jìn)的日本德山技術(shù)(浙江巨化)、法國ATOCHEM技術(shù)(寧夏大元)、西班牙阿拉貢技術(shù)(四川鴻鶴)雖然技術(shù)先進(jìn)，但軟件費(fèi)較高、裝置投資較大，故本工藝采用成熟的甲醇?xì)庀啻呋瘹渎然?一氯甲烷熱氯化工藝，由美國WEN公司提供技術(shù)和工藝包。另外還配備酸堿貯存單元、冷凍單元、蒸汽及冷凝水回收單元等輔助設(shè)施。氯化氫吸收及鹽酸解吸單元●氯化氫吸收氯化單元副產(chǎn)的HCl（含少量氯甲烷）溫度－28℃，(G)的，其中大部分返回氫氯化單元作為氫氯化反應(yīng)的原料，多余部分送入氯化氫吸收和鹽酸解吸單元的鹽酸降膜吸收器，用來自鹽酸尾氣吸收塔的15%的稀鹽酸吸收，吸收器操作溫度45℃，(G)。31％的鹽酸進(jìn)入相分離罐，分離出夾帶的尾氣，然后在進(jìn)入氣提塔進(jìn)料罐，用氣提塔進(jìn)料泵送入有機(jī)物氣提塔，去除殘留的微量有機(jī)物。塔底排出液經(jīng)31％鹽酸冷卻器冷卻至37℃，用泵送往31％鹽酸貯槽，作為副產(chǎn)品出售。降膜吸收器底部分離出的尾氣（含有氯甲烷、氯化氫、氮?dú)饧把鯕猓┡c相分離罐和氣提塔進(jìn)料罐的放空氣一起送入尾氣塔。未被吸收的尾氣。●鹽酸解吸 考慮到氯化單元停車時氫氯化單元能獨(dú)立開車，設(shè)一套鹽酸解吸系統(tǒng)。塔頂氣相為氯化氫氣體及水分，經(jīng)鹽酸汽提塔冷凝器冷卻至60℃，再經(jīng)鹽酸冷凝器冷卻至－5℃，水分及少量鹽酸冷凝為液體，回流至高壓鹽酸汽提塔，為冷凝的氯化氫送往氫氯化單元。100%=%HCl： 247。100%=%各組分出料量：CH3Cl：277kmol/hCH2Cl2：153 kmol/hCHCl3：96kmol/hCCl4： 81 kmol/h H2O：=607 kmol/h HCl：153+96+81+= CH3OH: = kmol/h Cl2: = kmol/h出料總量： 277+153+96+81+607+++= kmol/h各組分出料百分含量：CH3Cl： 277247。100%=%CHCl3： 96247。100%=%H2O： 607247。100%=%CH3OH: 247。100%=%表41 整個工藝過程的物料平衡表組分進(jìn)料口出料口百分含量kmol/h百分含量kmol/hCH3Cl277%CH2Cl2153%CHCl396%CCl481%H2O607%HCl%%CH3OH%%Cl2%%總計 對HCl吸收及鹽酸解析單元進(jìn)行物料衡算 設(shè)氯化單元副產(chǎn)的HCl的85%返回氫氯化單元作為氫氯化反應(yīng)的原料15%的HCl送入氯化氫吸收和鹽酸解吸單元。 因為進(jìn)料前相分離罐中分離出的尾氣中的HCl可忽略不計。設(shè)塔頂氣相中水的摩爾含量不超過1%%Xf= F=／h設(shè)塔頂塔釜料液的摩爾比為1：49則D== kmol／h W== kmol／hXw=則FXf=DXd+WXw=Xd+Xd=設(shè)水作為重關(guān)鍵組分，HCl為輕關(guān)鍵組分，塔頂氣相中水的摩爾含量不超過2%塔底液相中HCl的摩爾含量為Xw=19/(19/+81/18)=Xf= FXf=DXd+WXw =+因為F=D+W解之得：D= kmol／h W= kmol／h塔底排出液溫度為98℃，經(jīng)31%鹽酸冷卻器冷卻至37℃。2= kJ／() =18 J／()= J／()HCl的Cp2=（+）247。　　塔徑估算　　取塔板間距H=350mm= ,　　塔板上層深度hl=50mm=　　故分離空間有： Hhl==　　動能參數(shù)： （Ls/Vs）(Pl/Pv)=()()=　　由圖查得：負(fù)荷系數(shù)：C20=　　液體表面張力б=C= C20(б/20105) =[(105/20105)] =　　最大允許空速： Umax=C[(PlPv)/Pv]1/2=[()/287] 1/2=　　　　取U=== m/s　　則塔徑： DT=(VS/)1/2 =()1/2=　　按強(qiáng)度條件：筒體所需要的厚度： Sd=PDi/(2[б]tφP)+C1+C2 =2580/(2170)+=　　按剛度要求，筒體所需要的最小厚度： Smin=2Di/1000=22580/1000=　　且Smin不小于3mm　　故按剛度條件， mm　　現(xiàn)在假設(shè)塔體的厚度為：Sn=12mm　　則假設(shè)塔體的有效厚度為： Se=SnC==　　采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，則 Sd= PDi/(2[б])+ C1+C2=2580/(2170)+=　　為了便于焊接，取封頭與筒體的厚度 Sn=12mm　　標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的K=1，由　　　即1=1/б[2+(2580－24)/2hi)]　　解得： hi=639mm　　由壁厚12mm查得直邊高度所以，風(fēng)頭高度為：639mm+40mm=679mm　　塔筒體高度： 37=　　底座高度為：1m　　所以塔的總高度為：1++=⒈ 塔重塔體重量： Q1=6652kg塔盤等內(nèi)件重量： Q2=2259kg保溫層重量： Q3=3500kg操作平臺及斜槽重量：Q4=2800kg料液重量： Q5=1570kg裙座重量： Q6=789kg充水質(zhì)量： Q7=19400kg塔體操作時的重量： Q11= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5 =17543kg塔體與裙座操作時的中量：Q00= Q11+ Q6=18332kg全塔最大重量： Q00max= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q6+ Q7 =35400 kg　　全塔最小重量： Qmin= Q1+ Q4+ Q6=10241 kg⒉ 標(biāo)準(zhǔn)塔盤的選擇　　取動力因素F0=12,則： U0=F0/Pv1/2=12/2871/2=　　塔盤上的閥孔直徑：d0=　　故閥門數(shù)為： N=4Vs/п()2=（個)　　按N=37來計算　　所以，校核動能因數(shù)F0即： U0=4Vs/пd02 N =4（）237 = F0= U0Pv1/2 =2871/2⒊塔截面積與溢流裝置⑴ 塔的截面積 AT AT=(п/4)DT2 =(п/4)=⑵ 溢流管的截面積Af及溢流管的寬度Wd Lw/DT=1807/2580=　　查得： Af/At=　　所以； Af=== Wd===⑶ 溢流堰高度：hw　　因為是一般的物系，故取液流收縮系數(shù)E近似等于1，則堰上的液層高度：h0w=(3600Ls/Lw) =1(3600) =hw=hl h0w ==⑷ 溢流管底與塔盤間距離h0　　取液封高度hw h0為3mm 故 h0===　　校核降液出口速度UD1=Ls