生产甲烷氯化物的氯化反应器设计研究

【摘要】：中国传统的甲烷氯化物生产工艺是甲烷法，即由甲烷热氯化生成四种甲烷氯化物。其生产工艺消耗高，CH_3Cl、CH_2Cl_2的产品比例不易调节，四氯化碳产品的比例高，用途受限制，而目前国内外大多采用甲醇法甲烷氯化物生产工艺，甲烷法面临着淘汰的危险。正因为如此，四川鸿鹤化工股份有限公司引进西班牙阿拉贡公司(实为杜邦)的甲醇法甲烷氯化物生产技工艺技术，该技术分为两步，第一步甲醇与氯化氢反应生成一氯甲烷和水，第二步一氯甲烷和氯在高温高压下反应生成二氯甲烷、三氯甲烷和少量的四氯化碳。由于对反应器的反应机理及反应器的计算长度存在争议，所以本文先对该反应器内的反应过程及反应动力学进行分析，最后着重对高压氯化反应进行研究核算，对高压氯化反应的数学模型进行计算机模拟计算，计算出反应器的长度。经过计算证明反应器的长度是足够的，反应是安全的。同时也正证明本文的计算方法是正确的。 本文采用MdE公司推荐的动力学模型，用于高压管式反应器的设计，经过计算证实所有加入反应器的氯大约在反应器最初几米处已完全反应。而反应器的长度取为80米，这个理念是基于安全考虑，是因为如果有未完全反应的氯存在于反应器中，则在随后的工艺操作中有可能形成潜在的爆炸性蒸汽。 结果证明鸿化甲烷氯化物装置选用的反应器是合适的。 在甲烷氯化物氯化反应过程中含有三个完全反应。 生产甲烷氛化物的氛化反应器设计研究 CI+C12一CZ+HCI(l) CZ+C12一C3+HCI(2) C3+C12一C4+HCI(3) 其中:CI=CH3CI，CZ=C HZC12，C3=CHC13，C4=CCh 推荐的动力学模型是一个二级反应模型，根据幂函数定律动力学方程，即， 每个反应的反应速率可表达如下: rl=k一[C:][C12] 几=kZ[CZ][C12] f3=k3[C3][C12] 按阿累尼乌斯方程，kl，场和场可表达如下: ki=Ai exP[一Ei/(盯)] 关键词:甲烷氯化物氯化反应器设计 【关键词】：甲烷氯化物 氯化反应器 设计
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TQ222
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-8
• 1 引言8-10
• 2 世界甲烷氯化物生产工艺的现状及发展趋势10-33
• 2．1 世界甲烷氯化物生产工艺的现状10
• 2．2 市场预测10-29
• 2．2．1 概述10-11
• 2．2．2 产品用途11
• 2．2．3 国外甲烷氯化物供需状况和发展趋势11-21
• 2．2．4 国内甲烷氯化物供需状况及需求预测21-29
• 2．3 工艺技术方案29-33
• 2．3．1 原料路线确定的原则和依据29-30
• 2．3．2 甲醇法国内外工艺概况30-33
• 3 鸿化公司30kt／a CMS装置技术简介33-36
• 3．1 总则33
• 3．2 一氯甲烷生产33-34
• 3．3 一氯甲烷的精制、洗涤34
• 3．4 一氯甲烷氯化34-35
• 3．5 产品精制35-36
• 4 一氯甲烷高压氯化反应相态分析36-43
• 4．1 概述36
• 4．2 反应混合物真实临界参数的计算36-40
• 4．2．1 采用Chueh-Prausnitz方法计算混合物的临界温度—T_(CT)37-38
• 4．2．2 采用Chueh-Prausnitz方法计算混合物的临界体积—V_(CT)38-39
• 4．2．3 采用Chueh-Prausnitz方法计算混合物的临界压力—P_(CT)39-40
• 4．3 管式反应器的进口组成及每种物质的临界参数40-41
• 4．4 管式反应器的出口组成41
• 4．5 反应器进出口临界点的比较41-42
• 4．6 相态分析42-43
• 5 对反应器的模拟计算43-56
• 5．1 说明43-45
• 5．1．1 动力学模型43-45
• 5．1．2 动力学参数的估算45
• 5．2 求解反应器45-50
• 5．2．1 动力学参数45-48
• 5．2．2 反应器出口反应物浓度的计算48-50
• 5．3 反应器出口混合物温度的计算50-54
• 5．3．1 在0到0.4米反应器中反应所放出的热量的计算50-51
• 5．3．2 0.4米处混合物的混合热容51-54
• 5．3．3 该段反应器出口处的温度为54
• 5．4 在该段反应器出口处的体积计算54-56
• 5．4．1 选择状态方程54-55
• 5．4．2 计算出口处的混合体积55
• 5．4．3 计算出口处的密度55
• 5．4．4 计算机迭代计算55-56
• 6 结论56-57
• 参考文献57-58
• 攻读工程硕士期间发表论文情况58-76
• 致谢76-77
• 声明77

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

氟化工建设项目清洁生产评价    张志华;于鲁冀;王燕飞;罗云,;

厌氧发酵装置虹吸出料的理论探讨及实验应用    曹鸥;张国用;张一群;牛治淮;

实际气体绝热压缩过程指数及终温的确定    柳松年,刘洪涛

严格法精馏过程模拟的加速收敛技术    王健红,魏寿彭

可燃液体多元混合物危险性评价依据计算    陆大才;

关于饱和烷烃沸点与分子拓扑指数的关联    凌天才

低温余热动力回收系统中确定最佳蒸发温度的热力学原则和计算式    冯霄,钱立伦,苏长荪

Gibbs反应器模型及其计算机实现    黄河,李政,倪维斗

计算机化物性系统的实现    黄河,李政,倪维斗

增压富氧燃烧烟气物性及对流传热系数的研究    马凯;阎维平;高正阳;

多元低温混合物工质迁移物性计算    公茂琼,罗二仓,周远

基于fluent的含硫气井井喷失控射流的模拟研究    车蕾;张来斌;马庆春;

电场作用下煤吸附甲烷的势模型    辜敏;鲜学福;杜云贵;

湿空气热物性参数的计算    王兴华;周鸣镝;成红娟;

环境质量遥感评价的熵模型研究    杨丙丰

镁基水冲压发动机内部燃烧过程与燃烧组织方法研究    黄利亚

三氟碘甲烷和二氟甲烷的热物理性质研究    段远源

新型半干法烟气脱硫的实验及机理研究    王乃华

混合工质节流制冷机的理论与实验研究    王勤

维里型和立方型地质流体状态方程的理论研究    胡家文

非平衡态湿蒸汽流动快速准确数值模拟方法研究    张冬阳

超临界溶液共沉析制备负载型茂金属催化剂微粒的研究    王靖岱

烟气循环流化床脱硫技术实验研究    马双忱

超临界流体色谱法分离与制备天然维生素E的研究    蒋崇文

板壳式换热器波纹板间流体流动与传热数值模拟    赵力伟

太阳能—空气双热源复合热泵运行模式研究    赵晓丹

超临界撞击流流场的实验研究与数值模拟    姚晓虹

大庆地区房屋结露发霉治理技术研究    由贵峰

注蒸汽井井下热采动态测试技术研究    刘伟伟

新型天然混合工质替代R22和R134a的研究    王辉

芳烃抽提及精馏装置的流程模拟研究    张花

汽油分镏塔及急冷系统的模拟与优化    秦岭

催化裂化主分馏塔数学模型    李鹏

循环悬浮式半干法烟气脱硫技术的试验和机理研究    王庆东

对环评中清洁生产评价的方法、内容的思考    张旭;

四氟乙烯清洁生产工艺和污染控制    陈美娟

国内外甲烷氯化物工业状况及其差距    孟祥凤

甲烷氯化物生产技术进展    徐继红

环境影响评价中清洁生产分析要点及方法    郝大举;杨娟娟;

四氟乙烯装置工业脱水优化技术研究    刘岭梅;管新华;

四氟乙烯生产装置的技术改造    何爱平

我国甲烷氯化物市场回顾与展望分析    唐啸峰,钟先荣,张开仕

鸿化甲烷氯化物工程开工    

中国甲烷氯化物行业发展的探讨    李君发

我国甲烷氯化物行业竞争状况分析    佳文;

我国甲烷氯化物产业现状和发展建议    田言;

甲烷氯化物市场将供过于求    索明艳;

江苏梅兰建成亚洲最大的甲烷氯化物生产装置    

梅兰建成亚洲最大甲烷氯化物生产装置    

甲烷氯化物现状分析、预测及发展探讨    

江苏已建成亚洲最大的甲烷氯化物生产装置    

PCS7在甲烷氯化物项目中的应用    张波;宫燕雪;

甲烷氯化物行情平稳    吕俭

甲烷氯化物期待走出市场低谷    陈大宏文咏祥

甲烷氯化物行业陷入全面亏损    特约记者 解小如

甲烷氯化物冲高缘何“短命”    华化

甲烷氯化物走势有差异    吕俭

甲烷氯化物价格稳中有升    吕俭

甲烷氯化物行情看好    吕俭

甲烷氯化物行情稳定    吕俭

甲烷氯化物产业发展进入快车道    本报记者 侯杰

梅兰建成亚洲最大甲烷氯化物生产装置    记者 叶桂华　通讯员 刘月青

生产甲烷氯化物的氯化反应器设计研究    尹学新

甲烷氯化物生产废水治理方法研究    蒋洪军

天然气热氯化法生产低含水量甲烷氯化物品的工程研究    曾晓彬