二氯甲烷的氯化吸收工艺设计（DOC 55页）(2)12077.docx

《二氯甲烷的氯化吸收工艺设计（DOC 55页）(2)12077.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二氯甲烷的氯化吸收工艺设计（DOC 55页）(2)12077.docx（71页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、四 川川 理理 工工 学学 院院 毕 业业 设 计 (论 文文) 说说 明 书题 目 二氯甲甲烷的氯氯化吸收收工艺设设计作 者 系 别别 材材料与化化学工程程系专 业 有机化化工999.1班班指导教师师 接受任务务日期年22月244日完成任务务日期年6月月10日日论文评阅阅教师论文答辩辩教师毕业设计计（论文文）任务务书学生姓名名专 业业 有有 机 班 级级 九九九级一班班指导教师师 （签签名）题 目年年产40000吨吨的氯甲甲烷氯化化吸收工工段的初初步设计计原始数据据：4kt/a二氯氯甲烷氯氯化吸收收，年工工作日3330天天，其余余数据以以工厂实实际收集集为准。说明书内内容：1进行行工段工工艺

2、流程程设计；2进行行工段物物料、热热量衡算算，并编编制物料料平衡数数据表；3进行行工段设设备设计计或选型型，编制制设备一一览表；4编制制工段初初步设计计说明书书。图纸要求求：1绘制制带控制制点的工工艺流程程图；2绘制制主要设设备的设设备图及及设备布布置图；学生综合合训练方方面的要要求：完成期限限：20003年年2月224日至至20003年55月233日教研室主主任： （签签名）220033年 6 月 22 日第一章 总论1概述1.1.1产品品的物理理化学性性质一.产品品的物理理性质二，三氯氯甲烷都都是无色色透明不不分层液液体，在在氧气中中易爆炸炸，其具具体物理理性质如如下表： 表111名称单位

3、产品二氯甲烷烷三氯甲烷烷分子量84.994119.39外观无色透明明不分层层液体无色透明明不分层层液体分子式CH2CCl2CHCll3沸点40.4461.33液体比重重D42001.32261.4889蒸汽比重重2.9334.133蒸汽密度度g/l3.3004.366汽化潜热热Cal/g78.7759.33液体比热热Cal/g.0.28880.2334蒸汽比热热Cal/g.0.15550.1442在水中溶溶解度g/1000g水水1.3220.799临界压力力Kg/ccm260.9953.88临界温度度237263.4临界密度度0.42270.5000冰点-96.7-61.3在空气中中爆炸范范围

4、V%13.00188.0在氧气中中爆炸范范围V%13.00188.0二产品品的化学学性质1 二氯甲烷烷二氯甲烷烷在四种种甲烷氯氯化物中中对热分分解和水水解的稳稳定性仅仅次于一一氯甲烷烷。在干干燥空气气中最低低的热解解温度是是1200OC，热热解温度度随水含含量增加加而降低低，热解解主要生生成氯化化氢和微微量光气气。在33004500oC，有铁铁和金属属氯化物物存在时时，在气气相中二二氯甲烷烷有焦化化倾向，会会生成黑黑色的固固体聚合合物。二二氯甲烷烷进一步步氯化得得到三氯氯甲烷和和四氯化化碳外，还还具有下下面一些些化学性性质。（1） 氧化铜触触媒存在在下，与与空气作作用生成成光气触媒 CCH2C

5、l2+O2COCCl2+H2O450OOC（2） 在一定条条件下与与水蒸气气作用生生成甲醇醇、甲酸酸和氯化化氢 2CH22Cl2+3H2O(汽 )CH3OH+HCOOOH+4HCCl（3） 在触媒存存在的条条件下，4450OOC时与水水蒸气作作用生成成甲醛 硫酸锌锌CH2CCl2+H2O(汽) HHCHOO+2HHCl450OOC（4）在在碱的水水溶液中中加压可可皂化成成甲醛CH2+2NaaOHHCCHO+H2O+22NaCl（5） 铝的存在在下，与与溴反应应生成氯氯溴甲烷烷和二溴溴甲烷 44CH22Cl2+3Br22 2CHH2Br2+22Cl22（6） 1001255OC下，与与乙醇溶溶液

6、中的的氨反应应生成六六甲撑四四胺（即即乌洛托托品）乙酸溶液液 66CH22Cl2+16NNH3(CHH2)6N4+122NH44Cl 10001225OC2 三氯甲烷烷 三氯甲甲烷在四四种氯化化物中最最容易水水解，水水解产物物是甲酸酸和氯化化氢。升升高温度度会大大大加快水水解反应应，有氯氯化铁等等金属氯氯化物存存在回催催化水解解反应。三三氯甲烷烷在2990OC以下下不会热热分解，但但在四种种甲烷氯氯化物中中对热的的稳定性性比二氯氯甲烷差差。在室室温下若若受长时时间光照照会慢慢慢分解，有有空气存存在时即即使在暗暗处也回回引起分分解，生生成光气气、氯化化氢、氯氯气等。2CHCCl3+O22COOC

7、l22+2HHCl4CHCCl3+5OO24COO2+6CCl2+2HH2O71第一章 总论 氯仿仿除可氯氯化生成成四氯化化碳外，还还具有下下面一些些化学性性质。（1） 与稀碱溶溶液加热热，生成成甲酸盐盐和氯化化钠CHCll3+4NNaOHHCCOONNa+3NNaCl+2H22O（2） 浓碱溶液液加热，生生成一氧氧化碳和和氯化钠钠CHCll2+3NNaOHCOO+3NNaCl+2H22O （3） 与赤热热的铜或或钠汞接接触生成成乙炔2CHCCl2+3CCuC2H2+3CCuCl2 （4）有有催化剂剂存在，与与氟化氢氢反应生生成氟里里昂CHCll3+HFFHCll+CHHCl22F(FF_11

8、)CHCll3+2HHF3HHCl+CHCClF22(F_12)CHCll3+3HHF3HHCl+CHFF3(F_13) （5）三三氯甲烷烷加热到到4500OC以上产产生热解解，生成成四氯乙乙烯，六六氯乙烷烷，氯化化氢和少少量其他他氯代烃烃2CHCCl2 C2Cl6+2HHCl 3CHHCl33 C2Cl6+3HHCl1.1.2质量量标准1工业业二氯甲甲烷产品品的技术术指标（GGB41117-92）表122指标名称称指标优等品一等品合格品纯度(PPt-CO) %99.5599.0098.00酸度（以以HCll计）%0.000040.000080.00010水份 %0.04400.05500.0

9、660色度 101010蒸发残渣渣 %0.000050.000100.000302.工业业三氯甲甲烷产品品标准的的技术指指标（GGB41118-92）表133指标名称称 指指标优等品一等品合格品纯度 %99.5599.0098.00色度(PPt-CO)101525四氯化碳碳 %0.0550.211一一二氯乙乙烷 %0.0440.1酸度 %0.00010.00010.0003水份（以以HCll计）%0.0330.0330.0551.1.3产品品的主要要用途一.二氯氯甲烷二氯甲烷烷是优良良的有机机溶剂，具具有很高高的溶解解能力，沸沸点低，不不燃和毒毒性很低低等特点点。广泛泛用作溶溶剂，大大量二氯氯

10、甲烷在在安全胶胶片制造造中用作作醋酸纤纤维素的的溶剂；三醋酸酸纤维素素抽丝的的溶剂和和双酚AA制造聚聚碳酸中中用作溶溶剂。二二氯甲烷烷亦用于于天然存存在的热热敏物质质的萃取取，如除除去咖啡啡、啤酒酒蛇麻子子中的咖咖啡因；二氯甲甲烷还用用于制药药工业，在在淄族化化合物、抗抗菌素和和维生素素制造中中的溶剂剂。二氯甲烷烷广泛用用作油漆漆和凡立立水的脱脱膜剂。以以二氯甲甲烷为主主要成分分的典型型油漆脱脱膜剂可可含有石石蜡、有有机胺、低低级脂肪肪酸和醇醇、丙酮酮和磺化化洗涤剂剂等。它它亦可用用于配制制快干油油漆。对对金属表表面漆层层的除去去，二氯氯甲烷蒸蒸汽喷雾雾是有效效的方法法。二氯甲烷烷与F12一一

11、起，可可作为低低压推进进剂烟雾雾剂。二二氯甲烷烷亦大量量用作聚聚醚型尿尿烷泡沫沫辅助发发泡剂，在在尿烷泡泡沫塑料料工业中中，二氯氯甲烷还还用于生生产过程程结束后后浇口和和管道的的立即清清洗。二氯甲烷烷可作为为气溶胶胶溶剂包包装。二二氯甲烷烷在工业业清洗操操作的应应用也是是很多的的。如金金属和塑塑料加工工工业中中用作气气相脱脂脂剂，尤尤其适合合不耐三三氯乙烯烯和四氯氯乙烯等等其它高高温脱脂脂溶剂的的产品清清洗。亦亦可与石石油和其其它氯代代烃混合合在金属属制造工工业中清清净剂。等等重量的的二氯甲甲烷、甲甲苯混合合物已推推荐用于于清洗印印刷铅字字。二三氯氯甲烷 三三氯甲烷烷主要用用于制造造氟里昂昂（

12、F22）的的原料。三三氯甲烷烷是优良良的有机机氯溶剂剂，能迅迅速溶解解脂肪、油油脂和蜡蜡，常用用于干洗洗和工业业品的脱脱脂溶剂剂的配制制。在粘粘结剂、食食品包装装塑料和和树脂的的调和中中用作溶溶剂。三氯甲烷烷在染料料、杀蠕蠕虫药、杀杀真菌剂剂和烟草草苗防霉霉剂生产产中用作作中间体体。三氯甲烷烷作为麻麻醉剂的的应用已已停止，但但在一些些兽药品品中仍用用作麻醉醉剂。在在医药工工业上的的应用有有：青霉霉素，生生物碱，淄淄族化合合物，维维生素，调调味品及及葡萄糖糖等的萃萃取和 提纯中中用作溶溶剂。它它亦可用用于痛软软膏、祛祛痰剂、牙牙膏和排排除肠胃胃剂的配配制。还还可用于于配制熏熏蒸清毒毒剂。 1.1

13、4产品品的市场场需求一 二氯甲烷烷的市场场需求二氯甲烷烷又称甲甲叉二氯氯、氯化化次甲基基。二氯氯甲烷主主要用作作不燃性性溶剂，如如三乙酸酸纤维脂脂电影胶胶片的溶溶剂、金金属表面面油漆层层的清洗洗脱膜剂剂、气溶溶胶的推推动剂、石石油脱蜡蜡溶剂、热热不稳定定性物质质的萃取取剂。从从羊皮提提取羊肢肢和从椰椰中提取取食用油油的萃取取剂、也也用作低低温载体体、矿物物油的闪闪点升高高剂、灭灭火剂、烟烟雾剂的的推进剂剂、脲泡泡沫的发发泡剂目前，我我国二氯氯甲烷生生产厂家家主要为为巨化集集团，北北京农药药二厂，天天津大沽沽化工厂厂，河南南男阳化化工厂，四四川自贡贡鸿鹤化化工厂等等。19998年年我国二二氯甲烷

14、烷生产能能力约为为1.88万t。而国国内表现现消费量量为5万万t。从目目前国内内市场来来看，二二氯甲烷烷有很大大的缺口口。从二二氯甲烷烷的国内内应用前前景分析析，随着着人民生生活水平平不断提提高，加加之国产产胶卷的的不断发发展，必必将推动动胶片行行业的发发展。119933年我国国进口二二氯甲烷烷224431tt，出口口1311t；19994年年进口1179446t，出口口2066t；19995年年进口2207118t，出口口67tt；19996年年进口2251119t，出口口2944t；19997年年进口3325665t，出口口14225t；预计计20005年消消费二氯氯甲烷110万tt。自1

15、9995年以以来，国国内市场场二氯甲甲烷价格格比较稳稳定，不不象其它它化工产产品经历历了大起起大落的的过程。119955年1月月，国内内市场二二氯甲烷烷价格为为85000-98800元元/t；19995年年7月，价价格为995000元/tt；19996年年3月，为为86000-98800元元/t，与119955年初基基本一致致。19997年年12月月为86600元元/t；19998年年3月为为81000-87700元元/t，价格格有所下下滑，主主要是受受整个化化工市场场行情回回落的影影响。估估计近期期国内市市场二氯氯甲烷价价格不会会有大的的波动，将将以平稳稳为主。目前，世世界二氯氯甲烷供供需基

16、本本平衡，但但由于产产品和国国家地区区之间发发展不平平衡，其其未来产产量的增增减也因因地区而而异。由由于美国国、西欧欧、日本本相继出出口一些些环保法法规，严严格控制制排放，尽尽可能回回收，预预计美国国等工业业发达国国家和地地区消费费将逐年年递减，而而世界的的其它国国家和地地区，如如东欧、中中东、亚亚洲和拉拉美等发发展中国国家对二二氯甲烷烷的需求求量将保保持较快快的增长长速度，预预计世界界范围内内20000-20005年年对二氯氯甲烷的的需求量量将以22%3%左左右的速速度增加加。二 三氯甲甲烷的需需求状况况三氯甲烷烷为无色色透明液液体，是是重要的的有机合合成原料料，主要要用于生生产致冷冷剂、染

17、染料和药药品等。目前在中中国三氯氯甲烷主主要用于于生产HHCFCC_222（二氟氟一氯甲甲烷）其其消费量量占总消消费量的的75%以上。另另外，在在医药工工业中主主要用作作萃取剂剂等。预预计20005年年致冷剂剂的三氯氯甲烷消消费将超超过100万t。国外三氯氯甲烷也也主要用用于制备备HCFFC22。几几十年来来，HCCFC222被人们们广泛用用作致冷冷剂及用用于制备备有机氟氟高分子子材料。由由于世界界至今尚尚未开发发和生产产出完全全令人满满意的CCFC11，CCFC12的的替代物物。所以以HCFFC22被被为空调调和超级级市场致致冷剂的的替代品品。200世纪990年代代中期HHCFCC22生生产

18、发展展迅猛，但但是，HHCFCC222毕竟是是破坏大大气臭氧氧层的物物质，只只是作为为家用空空调和商商业制冷冷剂CFFC11和CFCC12的过过渡产品品。目前前发达国国家消费费量已逐逐年3减减少，全全球将于于20440年停停止HCCFC22作作为制冷冷剂和发发泡剂使使用。但但其作为为聚四氟氟乙烯等等高分子子有机氟氟材料则则不受限限制。由由于世界界范围内内高分子子有机含含氟材料料的需求求增长非非常快，因因此基本本抵消了了制冷剂剂需求下下降造成成的影响响，预计计20000220055年，世世界对三三氯甲烷烷的需求求量将保保持小幅幅增长，增增长率不不超过00.5%。三氯甲烷烷在20040年年以前将将

19、以价格格低廉而而保持其其应有的的市场占占有率。在在20110年只只、之前前其在制制冷剂方方面的消消费允许许继续增增长。即即使20040年年停止作作为制冷冷剂和发发泡剂使使用，但但其作为为含氟合合成材料料的用量量将大幅幅增长，抵抵消了禁禁用的影影响，未未来十年年，三氯氯甲烷仍仍处于有有利的发发展期，国国内企业业应抓住住机遇，规规模化生生产。1.1.5其它它由于本过过程产生生大量的的盐酸，可可出售。另另外，中中和塔排排出的废废碱需进进行处理理后才能能排放，以以免污染染环境。1.2原原材料的的规格、来来源及净净化一 原料规格格：1 氯气纯度 CCl295.0%(V) 水水份H2O0.005%(wt)

20、2 天然气纯度 CH496.0%(V)C2和CC2以上组组分C2+0.66%(VV)（净净化天然然气）C2+0.001%(V)（净净化天然然气）二.原料料来源1氯气气：来自自烧碱车车间电解解产生的的氯气 2. 天然然气：因因为自贡贡丰富的的天然气气资源，因因此就地地取材三.天燃燃气净化化采用变压压吸附技技术(PPresssurre SSwlnng AAdsoorpttlonn.简称称PSAA)脱出出天然气气中C2+以上自自分，主主要利用用吸附剂剂对不同同气体自自分的吸吸附容量量随压力力变化而而呈现差差异的特特性，在在吸附剂剂选择吸吸附条件件下，加加压吸附附原料起起中C2+以上烃烃类组分分难吸附

21、附的CHH4作为产产品起由由吸附塔塔出口排排出，减减压时吸吸附的CC2+组分脱脱附，同同时吸附附剂获得得再生，整整个过程程是在环环境温度度下进行行的。1.3生生产方案案的确定定由于自贡贡地区盐盐化工发发达，氯氯化钠电电解法制制烧碱规规模较大大，为合合理利用用电解过过程中产产生的大大量氯气气，再结结合自贡贡丰富的的天然气气资源，故故选用甲甲烷热氯氯化法生生产二、三三氯甲烷烷。第二章 生生产工艺艺流程简简述21二二、三氯氯甲烷的的生产原原理及生生产方法法211生产产原理甲烷热氯氯化机理理和其它它烷烃氯氯化机理理相似，都都是自由由基连锁锁反应。氯氯分子的的活化是是通过高高温来实实现的，其其自由基基连

22、锁反反应历程程，可分分三步表表示：1链引引发Cl2Cl.+Cll-577.8千千卡/克克分子2增链链CH4+Cl.CH3.+HCCl+11.0千千卡/克克分子CH33.+Cll2CH3Cl+Cl.+255.7千千卡/克克分子CH33Cl+Cl. CHH2Cl.+HCCl+44.6千千卡/克克分子CH22Cl.+Cll2CH2Cl2+Cll.+200.7千千卡/克克分子CH22Cl2+Cll.CHCCl.2+HCCl+88.8千千卡/克克分子CHCCl.2+Cll2CHCCl3+Cll.+155.7千千卡/克克分子CHCll3+Cll. CCll3.+HCCl+113.00千卡/克分子子CCll

23、3.+Cll2CCll4+Cll.+100.6千千卡/克克分子3链终终止下列情况况存在都都可能产产生链终终止（1）活活化分子子与器壁壁碰撞Cl.+Cl.+MCl2+M（2）活活化分子子之间碰碰撞R+CCl.不活泼泼产物R+RR。不活泼泼产物（3）原原料气中中氧的存存在能阻阻碍反应应。R.N.PPeasse等人人曾研究究了甲烷烷氯化反反应中第二章 生产工艺流程简述第二章 物料衡算和热量衡算对链终止止的影响响。 在甲烷烷热氯化化反应过过程中，反反应温度度不高时时，反应应按自由由基连锁锁反应进进行。当当反应温温度升高高到3770。C时，连连锁反应应机理的的相对作作用随之之减低，反反应温度度超过443

24、0。C，甲甲烷氯化化反应实实际上是是一逐级级取代不不可逆的的双分子子均相反反应。反反应过程程第二章 生产工艺流程简述中四种氯氯化物同同时生成成，所以以甲烷直直接氯化化不可能能得到单单一的产产品，其其反应方方程式如如下：CH4+Cl22CH3Cl+HHCl+24.0199千卡/克分子子CH3CCl+CCl2CH2Cl2+HCCl+223.6660千千卡/克克分子CH2CCl2+Cll2CHCCl3+HCCl+224.6696千千卡/克克分子CHCll3+Cll2 CCll4+HCCl+223.9930千千卡/克克分子甲烷氯化化反应是是强放热热反应。在在反应开开始前供供给热量量，当反反应开始始后所

25、需需能量可可由反应应热供给给。由于于放热量量大，如如不采取取措施控控制反应应热并及及时带走走温度会会急剧升升高，这这样会产产生剧烈烈的燃烧烧反应或或氯化物物产生裂裂解反应应。CH4+2Cl2C+4HCll+700千卡/克分子子 2CCHCll3C2Cl4+2HCll 3CHHCl33C2Cl6+CHH2Cl2+HCCl2CCll4C2Cl4+Cll22CCll4C2Cl6+Cll2 同样局局部氯气气浓度过过浓时，也也会使反反应进行行极为猛猛烈，甚甚至产生生爆炸。因因此，要要保证甲甲烷热氯氯化反应应顺利进进行的主主要条件件是：a. 保证原料料气的正正确配比比；b. 保证甲烷烷和氯气气充分均均匀混

26、合合；c. 有效和及及时引出出反应热热。2.1.2二、三三氯甲烷烷的生产产方法及及特点二、三氯氯甲烷的的主要生生产路线线是甲烷烷和氯甲甲烷的氯氯化。其其生产方方法最早早采用甲甲烷和氯氯甲烷的的高温气气相热氯氯化法，后后来发展展了光氯氯化法。119722年美国国C-EE luummuus 公公司和AArm-strrongg公司共共同开发发了甲烷烷氧氯化化法，119799年日本本德山曹曹达化学学公司开开发了氯氯甲烷低低温液相相自由基基引发氯氯化法制制取氯甲甲烷的技技术。目目前广泛泛用于工工业生产产的是热热氯化法法。最初初的甲烷烷热氯化化以德国国Hoeechsst公司司为代表表。反应应器形式式有内循

27、循环式、蓄蓄热式、列列管式和和沸腾床床等多种种形式。我我国多采采用内循循环式反反应器。1（甲甲烷）天天燃气热热氯化法法天燃气与与氯气反反应，经经水吸收收氯化氢氢副产盐盐酸后，用用碱液除除去残余余微量的的氯化氢氢，再经经干燥、压压缩、冷冷凝、蒸蒸馏得到到产品。甲烷氯化化机理是是游离基基连锁反反应，通通过升高高温度或或用3000050000A的的光源辐辐射来实实现氯分分子的活活化。在在工业操操作中，为为保持一一个稳定定的自由由基连锁锁反应，需需要将温温度维持持在38804500。甲烷氯化化是强放放热反应应，反应应温度的的控制十十分重要要和困难难。为解解决这一一问题，在在工业上上已成功功地采用用了下

28、列列反应装装置设计计：1、大大量循环环甲烷或或产生的的氯代甲甲烷使用用的多级级反应器器，以保保证足够够的进料料比；22、采用用雾化四四氯化碳碳或较低低的氯甲甲烷为热热载体；3、采采用流化化床反应应器。2氯甲甲烷氯化化法将氯甲烷烷与氯气气氯化反反应，光光氯化法法在40000KKw光照下下进行，或或采用热热氯化法法工艺，热热氯化生生产控制制氯甲烷烷与氯气气之比为为（22.5）:1，反反应温度度为4220。C，反反应压力力19KKpa，反应应冷却吸吸收、碱碱液除去去氯化氢氢、蒸馏馏、压缩缩精馏，分分别除去去三氯甲甲烷，四四氯甲烷烷在塔顶顶得到产产品。氯甲烷生生产二氯氯甲烷时时，反应应成1mmol氯氯

29、化氢，此此时氯化化氢可返返回甲醇醇氢化装装置作为为制取氯氯甲烷原原料，可可以制造造一个氯氯的闭路路循环系系统。这这种氯化化氢装置置与热氯氯化系统统结合生生产甲烷烷氯代物物的过程程是一高高效的过过程。生生产二氯氯甲烷时时，通常常产生出出80%的二氯氯甲烷、115%的的三氯甲甲烷、55%四氯氯化碳。22生生产工艺艺流程简简述2.2.1甲烷烷氯化物物生产工工艺流程程简述 分别来来自烧碱碱车间、配配气站和和反应装装置的氯氯气、天天然气和和循环气气，按一一定配比比经计量量进入混混合器，混混合均匀匀后进入入反应器器，进行行甲烷热热氯化反反应，反反应组成成为：甲甲烷氯化化物、氯氯化氢、过过量的甲甲烷、惰惰性

30、气体体和微量量的游离离氯。反反应气经经空气冷冷却器冷冷却后进进入碳黑黑分离器器，除去去反应中中产生的的少量碳碳黑，进进入水洗洗系统除除去氯化化氢。从碳黑分分离器出出来的反反应气（77090。C），与与稀酸分分离器来来的酸，进进入第一一膜式吸吸收器顶顶部，顺顺流而下下，进行行降膜吸吸收氯化化氢后，反反应气与与稀盐酸酸入盐酸酸分离器器进行气气液分离离，大于于16%浓度的的副产盐盐酸送至至沉钙车车间。反反应气与与计量后后的吸收收水，入入第二膜膜式吸收收器顶部部进行第第二次吸吸收，反反应气与与稀酸入入稀酸分分离器，稀稀酸入第第一膜式式吸收器器，反应应气则进进酸雾分分离器除除去酸雾雾，进入入中和塔塔。第

31、一一、第二二膜式吸吸收器管管间冷却却水逆流流串联使使用。反应气经经两次水水洗，除除去酸雾雾（氯化化氢含量量低于11%），再再进行中中和，中中和塔用用10%20%的氢氧氧化钠溶溶液除去去反应中中残余的的氯化氢氢、游离离氯、二二氧化碳碳等。烧烧碱车间间送来的的碱液，由由贮槽放放至碱液液配制槽槽加入水水配成规规定的浓浓度，用用泵送至至碱液冷冷却器冷冷却，进进中和塔塔，当碱碱液浓度度降到规规定值（33%5%）后后，送至至废碱处处理装置置。从中中和塔塔塔顶出来来的反应应气，进进入干燥燥系统；碱液分分离器底底部的液液体定时时排放。中和后的的反应气气进入硫硫酸干燥燥塔，从从硫酸干干燥塔底底部进入入进行脱脱水

32、干燥燥；988%的浓浓硫酸由由浓硫酸酸大贮槽槽压入浓浓硫酸中中间槽，用用泵送至至浓硫酸酸高位槽槽，计量量后进入入干燥塔塔顶部，由由塔中段段流出的的硫酸入入塔下段段，稀硫硫酸（880%90%）从塔塔釜排至至稀硫酸酸中间槽槽，定时时用稀硫硫酸泵送送至稀硫硫酸大贮贮槽，以以备出售售。干燥燥后的反反应气，从从干燥塔塔顶部出出来进入入固碱中中和器，除除去硫酸酸干燥过过程中生生成的硫硫酸酸雾雾，再经经压缩机机压缩至至0.40.66Mpaa（表压压）。压缩后的的反应气气经缓冲冲罐和机机后冷却却器冷却却至400.C以下，进进入热交交换器，与与冷凝器器来的循循环气进进行换热热，使反反应气温温度降至至25.C左右

33、右，热交交换器中中冷凝的的少量甲甲烷氯化化物进粗粗氯化液液贮槽。冷冷凝器管管间所需需的-225。C-300。C的冷冷冻盐水水由冷冻冻岗位送送给。冷冷凝器中中未冷凝凝的气体体称为循循环气（其其中大部部分为甲甲烷、少少量的甲甲烷氯化化物和惰惰性气体体）。循循环气经经热交换换器后，汇汇同二氯氯甲烷蒸蒸馏一塔塔顶部来来的一氯氯甲烷（该该一氯甲甲烷经过过了气液液分离器器，液体体流回粗粗氯化液液贮槽）气气体，一一部分作作为生产产四氯化化碳原料料气，另另一部分分经减压压至0.20.33Mpaa（表压压）返回回氯化反反应器和和调节硫硫酸干燥塔气量量。粗氯氯化液作作精馏二二氯甲烷烷、三氯氯甲烷成成品用。222二

34、、三三氯甲烷烷生产工工艺流程程简图 水 155%的氢氢氧化钠钠第二膜式吸收器空冷器第一膜式吸收器中和塔稀酸分离器 天然气气 混混合器反应器盐酸分离器循环气氯气98%的的硫酸 循循环气 -225冷冻盐水水粗氯化液贮槽冷凝器热交换 器机后冷凝器缓冲罐压缩机干燥塔第三章 物料衡算和热量衡算第三章 物料衡衡算和热热量衡算算31 计算基基准以单位时时间为基基准，按按年工作作3300天，每每天244小时，二二氯甲烷烷小时生生产量Kg/hh32 物料衡衡算和热热量衡算算3.2.1反应应器的物物料衡算算和热量量衡算本反应过过程是强强放热反反应，由由于放热热量大，如如不采取取措施控控制反应应热并及及时移走走，温

35、度度会急剧剧升高，这这样会产产生强烈烈的燃烧烧反应，使使反应或或使氯化化物产生生裂解反反应。因因此利用用加入过过量甲烷烷得到的的循环气气为稀释释剂而移移走反应应热量。1 计算依据据（1） 二氯甲烷烷产量5505.05KKg/hh. 即即5.994Kmmol/h.（2） 原料组成成 含含Cl2 966%, CHH495%.（3） 进反应器器的原料料配比（摩摩尔比）Cl2：CH4：循环环气=11：0.68：3.00（4） 出反应器器的比例例CH2CCl2：CHCCl3=1：00.5（质质量比）(CHCCl3+CCCl4)/CCH2Cl3=0.38（摩摩尔比）（5） 操作压力力 00.088MPaa

36、（表压压）（6） 反应器进进口气体体温度 25ooC,出口口温度4420ooC2物料料衡算 Cl2反反CH3Cl应 CHH2Cl2CH4 器器 CHHCl33CCl44HCl假设循环环气不参参与反应应，只起起带走热热量的作作用。设设进口甲甲烷X kmool/hh,出反反应器一一氯甲烷烷Ykmmol/h,氯氯化氢ZZkmool/hh 由由CH2Cl2:CHHCl3=1:00.5（质质量比）第三章 物料衡算和热量衡算CHCll3时产量量：5005.00500.5=2522.5KKg/hh=2.11kkmoll/h(CHCCl3+CCCl4)/CCH2Cl2=0.38（质质量比）CCl44的量：0.

37、1147kkmoll/h由于反应应复杂，用用元素守守衡法：则 Cl元素素守衡 22.966X=YY+5.942+22.1113+0.11474 (1) H元元素守衡衡 4XX=3YY+Z+5.99422+2.11 (2) C 元素守守衡 XX=Y+5.994+22.111+0.1477 (3)解方程（11）（22）（33）得 X=22.09 kmool/hh Y=13.89 kmool/hh Z=32.68kkmoll/h（1） 所以反应应器进口口原料中中各组分分的流量量 CCl2: 222.00911.488=322.699kmool/hh=7332.226Nmm3/h（纯纯）32.669/

38、00.966=344.066kmool/hh= 7762.94NNm3/h（含含杂）CH4:22.09kkmoll/h(纯), 22.09/0.995=223.225 kkmoll/h =5220.88 Nmm3/h（含含杂）循环气流流量：33.034.06=1022.199kmool/hh=22289.06NNm3/h其中CHH3Cl:13.89 N2:344.0664%+233.2553%=2.0588kmool/hh COO2:233.2552%=0.4655kmool/hh CHH4:1002.119-113.889-22.0558-00.4665=885.776kmmol/h进口气体

39、体总量：32.68+24.25+(1002.119-113.889)=1433.077kmool/hh（2） 反应器出出口中各各组分流流量CH3CCl: 133.899kmool/hhCH2CCl2: 5.994 kkmoll/hCHCll3: 2.11 kmool/hhCCl44: 00.1447 kkmoll/h循环气：1022.199 kmmol/h出口气体体总量：1022.199+322.688+5.94+2.111+00.1447=1143.07 kmool/hh（3） 出口气体体中各组组分的含含量CHCll3:133.899/1443.0071100%=9.71%CH2CCl2:5

40、.94/1433.0771000%=4.115%CHCll3:2.11/1433.0771000%=1.447%CCl44:0.1477/1443.0071100%=0.10%HCl:32.68/1433.0771000%=33.84%N2:22.0558/1143.071000%=11.466%CO2:0.4465/1433.0771000%=0.333%CH4:85.76/1433.0771000%=59.94%（4） 反应器物物料平衡衡表 表211组分反应器进进口反应器出出口Kmoll/h组成%(moll)Kg/hhKmoll/h组成%(moll)Kg/hhCH4107.8575.331

41、7255.685.77659.99413722.166Cl232.66922.88523200.999CH3CCl13.8899.711701.4155CH2CCl25.9444.155504.9CHCll32.1111.477252.1455CCl440.14470.10022.6638CO20.46650.33320.4460.46650.33320.446N22.05581.46657.66242.05581.46657.6642HCl32.66822.88411922.855总计143.0710041244.6774143.0710041244.67742.热量量衡算（以以1h，255

42、oC为基准准）参加反应应的各物物料的Hf(KJJ/kmmol)输入 CHH4 Cl22 COO2输出 CH33Cl CHH2Cl2 CCHCll3 CCCl44 HCCl量(kmmol)22.09 322.699 00.4665 113.889 5.94 2.111 00.1447 322.688 Hf -744.855 00 -3393.51 -81.92 -887.886 -1000 -1066.766 92.3Hroo=生成物物UlHf-反应物物UlHf （331）=13.89(-881.992)-5.994887.886-22.1111000-00.14471106.76-32.6892.3+222.009774.885+00.46653393.51 =-3.071066KJ420各物质质的（J/mmol.k）物质 CCH3Cl CH22Cl2 CHHCl33 CCCl4 HCCl CCO2 N22（J/mmol.k）666.007 455.9775 888.2887 98.8877 299.966 522.277 300.65