生产甲烷氯化物的氯化反应器设计研究

摘要

该文先对氯化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.同时也正证明该文的计算方法是正确的.该文采用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.C<,1>+Cl<,2>→C<,2>+HCl (1)C<,2>+Cl<,2>→C<,3>+HCl (2)C<,3>+Cl<,2>→C<,4>+HCl(3)其中:C<,1>=CH<,3>Cl,C<,2>=CH<,2>Cl<,2>,C<,3>=CHCl<,3>,C<,4>=CCl<,4>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:r<,1>=k<,1>[C<,1>][Cl<,2>]r<,2>=k<,2>[C<,2>][Cl<,2>]r<,3>=k<,3>[C<,3>][Cl<,2>]按阿累尼乌斯方程,k<,1>,k<,2>和k<,3>可表达如下:k<,i>=A<,i> exp[-E<,i>/(RT)]

目录

文摘

英文文摘

1引言

2世界甲烷氯化物生产工艺的现状及发展趋势

2.1世界甲烷氯化物生产工艺的现状

2.2市场预测

2.2.1概述

2.2.2产品用途

2.2.3国外甲烷氯化物供需状况和发展趋势

2.2.4国内甲烷氯化物供需状况及需求预测

2.3工艺技术方案

2.3.1原料路线确定的原则和依据

2.3.2甲醇法国内外工艺概况

3鸿化公司30kt/a CMS装置技术简介

3.1总则

3.2一氯甲烷生产

3.3一氯甲烷的精制、洗涤

3.4一氯甲烷氯化

3.5产品精制

4一氯甲烷高压氯化反应相态分析

4.1概述

4.2反应混合物真实临界参数的计算

4.2.1采用Chueh-Prausnitz方法计算混合物的临界温度－TCT

4.2.2采用Chueh-Prausnitz方法计算混合物的临界体积－VCT

4.2.3采用Chueh-Prausnitz方法计算混合物的临界压力－PCT

4.3管式反应器的进口组成及每种物质的临界参数

4.4管式反应器的出口组成

4.5反应器进出口临界点的比较

4.6相态分析

5对反应器的模拟计算

5.1说明

5.1.1动力学模型

5.1.2动力学参数的估算

5.2求解反应器

5.2.1动力学参数

5.2.2反应器出口反应物浓度的计算

5.3反应器出口混合物温度的计算

5.3.1在0到0.4米反应器中反应所放出的热量的计算

5.3.2 0.4米处混合物的混合热容

5.3.3该段反应器出口处的温度为

5.4在该段反应器出口处的体积计算

5.4.1选择状态方程

5.4.2计算出口处的混合体积

5.4.3计算出口处的密度

5.4.4计算机迭代计算

6结论

参考文献

攻读工程硕士期间发表论文情况

附图

附件一：计算程序（使用Mathematica4。编写）

附件二：计算结果（仅列出了前5。5米的计算结果，已经可以说明问题）

致谢

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