样本二氯甲烷的氯化吸收工艺设计29047.docx

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1、第一章 总论题 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；前言二氯甲烷烷具有溶溶解能力力强和毒毒性低的的优点，大大量用于于制造安安全电影影胶片、聚聚碳酸酯酯，其余余用作涂涂料溶剂剂、金属

2、属脱脂剂剂，气烟烟雾喷射射剂、聚聚氨酯发发泡剂、脱脱模剂、脱脱漆剂。二氯甲甲烷为无无色液体体，在制制药工业业中做反反应介质质，用于于制备氨氨苄青霉霉素、羟羟苄青霉霉素和先先锋霉素素等;还还用作胶胶片生产产中的溶溶剂、石石油脱蜡蜡溶剂、气气溶胶推推进剂、有有机合成成萃取剂剂、聚氨氨酯等泡泡沫塑料料生产用用发泡剂剂和金属属清洗剂剂等。目录第一章总总论1概述11.1.1产品品的物理理化学性性质1.1.22质量标标准1.1.33产品的的主要用用途1.1.44产品的的市场需需求1.2原原材料的的规格来来源及净净化第二章生生产工艺艺流程简简述2.1二二氯甲烷烷的生产产原理及及生产方方法2.1.11生产原原

3、理2.1.2二氯氯甲烷的的生产方方法及特特点2.2生生产工艺艺与流程程简述22.2.1甲烷烷氯化物物生产工工艺流程程简述2.2.2二氯氯甲烷生生产工艺艺流程简简图第三章物物料衡算算和热量量衡算3.1计计算基准准3.2物物料衡算算和热量量衡算33.2.1反应应器的物物料衡算算和热量量衡算3.2.2空冷冷器的物物料衡算算和热量量衡算33.2.3膜式式吸收器器的物料料衡算和和热量衡衡算3.2.44填料塔塔第四章主主要设备备的工艺艺计算及及选型4.1空空冷器44.2第第一膜式式吸收器器4.33第二膜膜式吸收收器 44.4填填料塔44.5硫硫酸干燥燥塔4.6热交交换器44.7冷冷凝器44.8盐盐酸分离离

4、器4.9稀酸酸分离器器4.110碱液液泵4.11配配碱槽44.122浓酸中中间槽44.133浓酸泵泵4.114压缩缩机4.15粗粗氯化液液液储槽槽第五章综综合表 第六章章设备一一览第七章管管路设计计 评评述 参考文文献第一章 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氯甲烷烷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名称单位产品二氯甲烷烷分子量84.994外观无色透明明不分层层液体分子式CH2CCl2沸点40.44液体比重重D42001.3226蒸汽比重重2.933蒸汽密度度g/l3.300汽化潜热热Cal/g78.77液

5、体比热热Cal/g.0.2888蒸汽比热热Cal/g.0.1555在水中溶溶解度g/1000g水水1.322临界压力力Kg/ccm260.99临界温度度237临界密度度0.4227冰点-96.7在空气中中爆炸范范围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二氯甲烷烷是无色色、透明明、比水水重、易易挥发的的液体，有有类似醚醚的气味味和甜味味，不燃燃烧，但但与高浓浓度氧混混合后形形成爆炸炸的混合合物。二二氯甲烷烷微溶于于水，与与绝大多多数常用用的有机机溶剂互互溶，与与其他含含氯溶剂剂、乙醚醚、乙醇醇也可以以任意比比例混溶溶。室温温下二氯氯甲烷难难溶于液

6、液氨中，能能很快溶溶解在酚酚、醛、酮酮、冰醋醋酸、磷磷酸三乙乙酯、甲甲酰胺、环环己胺、乙乙酰乙酸酸乙酯中中。纯二二氯甲烷烷无闪点点，含等等体积的的二氯甲甲烷和汽汽油、溶溶剂石脑脑油或甲甲苯的溶溶剂混合合物是不不易燃的的，然而而当二氯氯甲烷与与丙酮或或甲醇液液体以110：11比例混混合时，其其混合特特具有闪闪点，蒸蒸发后与与空气会会形成易易燃的混混合物。 二氯甲甲烷是甲甲烷氯化化物中毒毒性最小小的，其其毒性仅仅为四氯氯化碳毒毒性的00.111%。如如果二氯氯甲烷直直接溅入入眼中，有有疼痛感感并有腐腐蚀作用用。二氯氯甲烷的的蒸汽有有麻醉作作用。当当发生严严惩的中中毒危险险时应立立即脱离离接触并并移

7、至新新鲜空气气处，一一些中毒毒症状就就会得到到缓解或或消失，不不会引起起持久性性的损害害。有麻麻醉作用用，主要要损害中中枢神经经和呼吸吸系统。人人类接触触的主要要途径是是吸入。已已经测得得，在室室内的生生产环境境中，当当使用二二氯甲烷烷作除漆漆剂时，有有高浓度度的二氯氯甲烷存存在。一一般人群群通过周周围空气气、饮用用水和食食品的接接触，剂剂量要低低得多。据据估计，在在二氯甲甲烷的世世界产量量中，大大约800%被释释放到大大气中去去，但是是由于该该化合物物光解的的速率很很快，使使之不可可能在大大气中蓄蓄积。其其初始降降解产物物为光气气和一氧氧化碳，进进而再转转变成二二氧化碳碳和盐酸酸。当二二氯甲

8、烷烷存在于于地表水水中时，其其大部分分将蒸发发。有氧氧存在时时，则易易于生物物降解，因因而生物物蓄积似似乎不大大可能。呼吸吸系统防防护：空空气中浓浓度超标标时，应应该柚戴戴直接式式防毒面面具(半半面罩)。紧急急事态抢抢救或撤撤离时，佩佩戴空气气呼吸器器。1.1.2质量量标准工业二氯氯甲烷产产品的技技术指标标（GBB41117-992）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 %0.04400.05500.0660色度 101010蒸发残渣渣 %0.000050.00010

9、0.000301.1.3产品品的主要要用途 二二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。二氯氯甲烷具具有溶解解能力强强和毒性性低的优优点，大大量用于于制造安安全电影影胶片、聚聚碳酸酯酯，其余余用作涂涂料溶剂剂、金属属脱脂剂剂，气烟烟雾喷射射剂、聚聚氨酯发发泡剂、脱脱模剂、脱脱漆剂。二

10、氯甲烷烷为无色色液体，在在制药工工业中做做反应介介质，用用于制备备氨苄青青霉素、羟羟苄青霉霉素和先先锋霉素素等;还还用作胶胶片生产产中的溶溶剂、石石油脱蜡蜡溶剂、气气溶胶推推进剂、有有机合成成萃取剂剂、聚氨氨酯等泡泡沫塑料料生产用用发泡剂剂和金属属清洗剂剂等。二氯甲烷烷在中国国主要用用于胶片片生产和和医药领领域。其其中用于于胶片生生产的消消费量占占总消费费量的550%，医医药方面面占总消消费量的的20%，清洗洗剂及化化工行业业消费量量占总消消费量的的20%，其他他方面占占10%。1.14产品品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

11、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，世世界二氯氯甲烷供供需基本本平衡，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，

12、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。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)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

13、材第二章 生生产工艺艺流程简简述21二二氯甲烷烷的生产产原理及及生产方方法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CH22C

14、l2+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CCll3.+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

15、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4430。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+HCll+244.0119千卡卡/克分分子CH3CCl+CCl2CH2Cl2+HCCl+223.6660千千卡/克克分子CH2CCl2

16、+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+

17、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合合；c. 有效和及及时引出出反应热热。2.1.2二氯氯甲烷的的生产方方法及特特点二氯甲烷烷的主要要生产路路线是甲甲烷和氯氯甲烷的的氯化。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

18、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

19、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

20、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

21、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

22、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

23、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，

24、再经经压缩机机压缩至至0.440.66Mpaa（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

25、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

26、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=

27、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（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）

28、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：0.1147kkmoll/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/

29、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）32.669/00.966=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 N22:344.0664%+233.2

30、553%=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：1022.19

31、9+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%CH2CCl2:5.94/1433.0771000%=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

32、.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/hhCH4107.8575.3317255.685.77659.99413722.166Cl232.66922.88523200.999CH3CCl13.8899.711701.4155CH2CCl25.9444.155504.9CHCll32.1111.477252.1455CCl440.14470.10022.6638CO20.46650.33320.4460.46650.33320.446N22.05581.46

33、657.66242.05581.46657.6642HCl32.66822.88411922.855总计143.0710041244.6774143.0710041244.67742.热量量衡算（以以1h，255oC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 -100

34、0 -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 299.966 522.277 300.655输出焓：输出H=nt （332）=(

35、133.899666.077+5.9445.9755+2.1188.2877+0.1477988.8887+332.668229.996+2.005830.65+52.270.4465)(4420-25) =99.81055KJ输入焓：输入H=0 Q放放出=H （33）=Hrro+输出H+输入H=-3.071066+9.81105 =-2.091066KJ222.50各物质质的（J/mmol.k）物质 CH33Cl N2 CCH4 CO22（J/mmol.k） 54.83 330.881 49.62 53.43循环气带带出的热热量为：Q带走=mt=13.8954.83+2.005830.81+

36、85.7649.62+0.446553.43)4220-225) =11.9881006KJ考虑5%热损失失，则22.0991006(11-5%)=11.9881006KJ即 Q放放出= Q带走走 循环环气能带带走的热热量恰好好为反应应气放出出的热量量，使反反应温度度保持在在4200左右，维维持反应应顺利进进行。3.2.2空冷冷器的物物料衡算算和热量量衡算 由于气气体温度度太高，直直接进入入吸收器器不利于于氯化氢氢气体吸吸收。因因此，先先用空冷冷器冷却却降温，保保证吸收收的顺利利进行。1 计算依据据 进口气气体4220，组成成和流量量与反应应器出口口相同；出口气气体800，操作作压力00.06

37、6MPaa（表压压）2 热量衡算算定性温度度t=(4200+800)/22=2550250各物质质的（J/mmol.k）物质 CCH3Cl CCH2Cl2 CCHCll3 CCll4 CO22 N22 HCCl CH44（J/mmol.k）556.3361 69.6399 811.9220 996.5558 45.06 29.6111 299.2993 447.7752热负荷QQ=W(T2-T1) （334）=(133.899566.3661+55.944699.6339+22.111811.9220+00.1447996.5558+0.446545.06+2.005829.6111+322.

38、688299.2993+665.776447.7752)(4220-880) =2.3371106KJ/h3.2.3膜式式吸收器器的物料料衡算和和热量衡衡算Lx2 Vy22 Vy22Lx2 本本设计用用两个石石墨降膜膜吸收器器串联吸吸收，气气体经一一膜吸收后后再经二二膜吸收收，吸收收剂水先先经二膜膜吸收成成稀酸一二 再去一一膜吸收收成高浓浓度酸。两两膜吸收收剂用量量相同，惰惰气膜膜流量量也相同同，因此此液气比比l/VV也相同同。Lx1 Vyy1 LLx1 VVy1第一膜式式吸收器器1.计算算依据(1).一膜进进口气体体中氯化化氢含量量22.84%（摩尔尔）,出口气气体氯化化氢含量量8%,二膜出

39、出口气体体氯化氢氢含量00.6%(2)一一膜进口口气体温温度800, 出口口气体温温度700, 二膜膜出口气气体温度度60(3).吸收水水温422(4).进口气气体组成成同反应应器出口口(5).操作压压力0.6MPPa（表压压）(6).出口酸酸浓度228%（质质量），即即16%（摩尔尔）(7).冷却水水进口温温度2552.物料料衡算 对并流流高浓度度气体吸吸收，操操作线方方程为： LL()=V(-) （35）解得：xx2=0.0511即一膜进进口酸，二二膜出口口酸浓度度为0.0511需要的吸吸收剂用用量： = =1167.2Kmmol/h副产盐酸酸的量：l0=V0（y2-y1）/(xx1-x2

40、) =1443.007(00.22284-0.006)/0.116 =1198.9Kmmol/h吸收剂的的单位耗耗用量（气气体入口口处） l=L/V=1677.1/(1443.007-332.668)=1.551被吸收的的氯化氢氢气体的的量：wwA=1443.007(00.22284-0.008)=21.23KKmoll/h剩余气体体总量：1433.077-211.233=1221.884Kmmol/h各气体的的含量：CH3Cl 113.889/1121.841000%=111.44%CH2CCl2 5.994/1121.841000%=44.9%CHCll2 2.11/1211.844100

41、0%=11.7%CCl44 00.1447/1121.841000%=00.122%HCl (32.68-21.23)/1221.8841000%=99.4%N2 22.0558/1121.841000%=11.699%CH4 885.776/1121/841000%=770.339%CO2 00.4665/1121.841000%=00.388%3.热量量衡算 42氯化氢氢溶解成成16%的盐酸酸的溶解解热=91172.65KKJ/KKmollQ溶解=91772.6651944.8=1.77106KJ/h 在定性性温度tt=(880+770)/2=775下下的等压压热容CCP(KJJ/Kmmol.)CH3CCl CH22Cl2 CCHCll3 CCll4 HCCl CCH4 N22 CCO244.55 566.111 7