二氯甲烷的氯化吸收工藝設(shè)計(jì)技術(shù)

1/11/1四 川 理 工學(xué) 院題目二氯甲烷的氯化吸取工藝設(shè)計(jì)作者系別材料與化學(xué)工程系專業(yè)99.1班指導(dǎo) 教師接期224完期610畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕任務(wù)書學(xué)生姓名 專 業(yè)有 機(jī)班 級(jí)九九級(jí)一班指導(dǎo)教師 〔簽名〕題 工段的初步設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：4kt/a330際收集為準(zhǔn)。說明書內(nèi)容：進(jìn)展工段物料、熱量衡算，并編制物料平衡數(shù)據(jù)表；進(jìn)展工段設(shè)備設(shè)計(jì)或選型，編制設(shè)備一覽表；編制工段初步設(shè)計(jì)說明書。圖紙要求：學(xué)生綜合訓(xùn)練方面的要求：完成期限：20232242023523教研室主任： 〔簽名〕2023年6 月 2日1產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)一.產(chǎn)品的物理性質(zhì)具體物理性質(zhì)如下表：1—1名稱單位 產(chǎn)品二氯甲烷三氯甲烷分子量84.94119.39外觀無色透亮不分層液體無色透亮不分層液體分子式CHClCHCl2 23沸點(diǎn)℃40.461.3液體比重D2041.3261.489蒸汽比重2.934.13蒸汽密度g/l3.304.36汽化潛熱Cal/g78.759.3液體比熱Cal/g.℃0.2880.234蒸汽比熱Cal/g.℃0.1550.142在水中溶解度g/100g1.320.79臨界壓力Kg/cm260.953.8臨界溫度℃237263.4臨界密度0.4270.500冰點(diǎn)℃-96.7-61.3在空氣中爆炸范圍V%13.0~18.0在氧氣中爆炸范圍V%13.0~18.0二．產(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì)二氯甲烷二氯甲烷在四種甲烷氯化物中對(duì)熱分解和水解的穩(wěn)定性僅次于12O量增加而降低，熱解主要生成氯化氫和微量光氣。在300—45C，外，還具有下面一些化學(xué)性質(zhì)。氧化銅觸媒存在下，與空氣作用生成光氣觸媒CHCl+O COCl+HO2 2 2 2 2450C在肯定條件下與水蒸氣作用生成甲醇、甲酸和氯化氫2CHCl3HO(汽)

OH+HCOOH+4HCl2 2+ 2 3在觸媒存在的條件下，45OC硫酸鋅CHCl+HO(汽) HCHO+2HCl2 2 2450OC在堿的水溶液中加壓可皂化成甲醛CH+2NOH HCHO+HO+2NCl2 a 2 a鋁的存在下，與溴反響生成氯溴甲烷和二溴甲烷4CHCl3B 2CHB+2Cl2 2+ r2 2r2 2100~125C〔即烏洛托品〕乙酸溶液6CHCl16NH (CH)N+12NHCl2 2+ 3 264 4100~125OC三氯甲烷上升溫度會(huì)大大加快水解反響，有氯化鐵等金屬氯化物存在回催化水29OC對(duì)熱的穩(wěn)定性比二氯甲烷差。在室溫下假設(shè)受長時(shí)間光照會(huì)漸漸分解，2CHCl+O

2COCl

+2HCl3 2 24CHCl

+5O 4CO+6Cl+2HO3 2 2 2 2氯仿除可氯化生成四氯化碳外，還具有下面一些化學(xué)性質(zhì)。與稀堿溶液加熱，生成甲酸鹽和氯化鈉CHCl

+4NOH HCOON+3NCl+2HO3 a a a 2濃堿溶液加熱，生成一氧化碳和氯化鈉CHCl

+3NOH CO+3NCl+2HO2 a a 2與赤熱的銅或鈉汞接觸生成乙炔2CHCl

+3C CH+3CCl2 u 22 u 2有催化劑存在，與氟化氫反響生成氟里昂CHCl

HF

F(_11)3+ 2CHCl3

+2HF 3HCl+CHClF2

(F12)CHCl3

+3HF 3HCl+CHF3

(F13)45OC乙烷，氯化氫和少量其他氯代烴2CHCl2

CCl2 6

+2HCl3CHCl

+3HCl3 2 6質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1．工業(yè)二氯甲烷產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)〔GB4117-92〕指標(biāo)名稱

指標(biāo)

合格品純度(PC)

99.5

99.0

98.0t-O酸度〔HCl計(jì)〕%≤0.00040.00080.0010水份%≤0.0400.0500.060色度≤101010蒸發(fā)殘?jiān)?≤0.00050.00100.00302.工業(yè)三氯甲烷產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)〔GB4118-92〕指標(biāo)名稱優(yōu)等品指標(biāo)合格品純度%≥99.599.098.0色度(P-C≤101525t O四氯化碳

0.05

0.21．1一二氯乙烷%≤ 0.04 0.1酸度

0.0010.03

0.0010.03

0.0030.05制造中用作醋酸纖維素的溶劑；三醋酸纖維素抽絲的溶劑和雙酚A業(yè)，在淄族化合物、抗菌素和維生素制造中的溶劑。二氯甲烷廣泛用作油漆和凡立水的脫膜劑。以二氯甲烷為主要除去，二氯甲烷蒸汽噴霧是有效的方法。F—12二氯甲烷還用于生產(chǎn)過程完畢后澆口和管道的馬上清洗。二氯甲烷可作為氣溶膠溶劑包裝。二氯甲烷在工業(yè)清洗操作的二．三氯甲烷〔F—22〕的原料。三氯甲烷是優(yōu)作溶劑。用作中間體。三氯甲烷作為麻醉劑的應(yīng)用已停頓，但在一些獸藥品中仍用作麻醉劑。在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用有：青霉素，生物堿，淄族化合可用于痛軟膏、祛痰劑、牙膏和排解腸胃劑的配制。還可用于配制熏蒸清毒劑。產(chǎn)品的市場需求一．二氯甲烷的市場需求泡劑19981.8t5t。從目前國內(nèi)市場來看，二氯甲烷有很大的缺口。從二氯甲烷的不斷進(jìn)展，必將推動(dòng)膠片行業(yè)的進(jìn)展。199317946t，206t；1995，出口，出口1425t202310t。自1995年以來，國內(nèi)市場二氯甲烷價(jià)格比較穩(wěn)定，不象其它化工產(chǎn)品經(jīng)受了大起大落的過程。199518500---980079500烷價(jià)格不會(huì)有大的波動(dòng)，將以平穩(wěn)為主。目前，世界二氯甲烷供需根本平衡，但由于產(chǎn)品和國家地區(qū)之間2023---2023年對(duì)二氯甲烷2%—3%左右的速度增加。二．三氯甲烷的需求狀況生產(chǎn)致冷劑、染料和藥品等。HCFC22〔二氟一氯甲烷〕202310t。22被人們廣泛用作致冷劑及用于制備有機(jī)氟高分子材料。由于世CFC—11，CFC—12HCFC—2220HCFC——22CFC—30.5%。20402023處于有利的進(jìn)展期，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，規(guī)?；a(chǎn)。其它需進(jìn)展處理后才能排放，以免污染環(huán)境。原材料的規(guī)格、來源及凈化1．氯氣純度Cl≥95.0%(V) O≤0.05%(wt)2 22．自然氣純度CH96.0%(V)4C和CC≤0.6%(V〔凈化自然氣〕2 2 2C≤0.01%(V〔凈化自然氣2二.原料來源2.三.天燃?xì)鈨艋惺茏儔何郊夹g(shù)(PressureSwlngAdsorptlonPSA)脫出C+2隨壓力變化而呈現(xiàn)差異的特性，在吸附劑選擇吸附條件下，加壓吸附原料起中C

+以上烴類組分難吸附的CH

作為產(chǎn)品起由吸附塔出口2 4C+2是在環(huán)境溫度下進(jìn)展的。生產(chǎn)方案確實(shí)定由于自貢地區(qū)鹽化工興旺，氯化鈉電解法制燒堿規(guī)模較大，為源，應(yīng)選用甲烷熱氯化法生產(chǎn)二、三氯甲烷。其次章 生產(chǎn)工藝流程簡述二、三氯甲烷的生產(chǎn)原理及生產(chǎn)方法生產(chǎn)原理氯分子的活化是通過高溫來實(shí)現(xiàn)的，其自由基連鎖反響歷程，可分三步表示：鏈引發(fā)Cl Cl.+Cl-57.8克分子2增鏈CH+Cl. CH+HCl+1.0/克分子4 3CH+Cl3 2

CHCl+C.+25.7克分子3CHCl+C. CHCl.+HCl+4.6克分子3 2CHCl+Cl CHCl+C.+20.7克分子2 2 2 2CHCl+C. CHC.+HCl+8.8克分子2 2 2CHCl.

+Cl

+C.+15.7克分子2 2 3CHCl3

+C. CCl3

+HCl+13.0克分子CCl

.+Cl CCl+Cl+10.6克分子3 2 4鏈終止以下狀況存在都可能產(chǎn)生鏈終止活化分子與器壁碰撞Cl+Cl+M

Cl+M2活化分子之間碰撞．+C. 不活潑產(chǎn)物．+。 不活潑產(chǎn)物原料氣中氧的存在能阻礙反響。R.N.Pease甲烷氯化反響中對(duì)鏈終止的影響。370。C一逐級(jí)取代不行逆的雙分子均相反響。反響過程的產(chǎn)品，其反響方程式如下：CH+Cl4 2

CHCl+HCl+24.019千卡/克分子3CHCl+Cl

+HCl+23.660千卡/克分子3 2 2 2CHCl+Cl +HCl+24.696/克分子2 2 2 3CHCl

+Cl CCl+HCl+23.930千卡/克分子3 2 4甲烷氯化反響是強(qiáng)放熱反響。在反響開頭前供給熱量，當(dāng)42CHCl42CHCl2CCl+2HCl32 43CHCl3CCl+CHCl+HCl2 6 2 22CCl4CCl+Cl2 4 22CCl4CCl+Cl2 6 2CH+2Cl C+4HCl+70千卡/克分子同樣局部氯氣濃度過濃時(shí)，也會(huì)使反響進(jìn)展極為猛烈，甚件是：保證原料氣的正確配比；保證甲烷和氯氣充分均勻混合；有效和準(zhǔn)時(shí)引出反響熱。.2二、三氯甲烷的生產(chǎn)方法及特點(diǎn)二、三氯甲烷的主要生產(chǎn)路線是甲烷和氯甲烷的氯化。其生lummusArm-strong發(fā)了甲烷氧氯化法，1979年日本德山曹達(dá)化學(xué)公司開發(fā)了氯甲烷生產(chǎn)的是熱氯化法。最初的甲烷熱氯化以德國Hoechst我國多承受內(nèi)循環(huán)式反響器。1〔甲烷〕天燃?xì)鉄崧然ㄊＳ辔⒘康穆然瘹?，再?jīng)枯燥、壓縮、冷凝、蒸餾得到產(chǎn)品。甲烷氯化機(jī)理是游離基連鎖反響，通過上升溫度或用3000—380—450℃。解決這一問題，在工業(yè)上已成功地承受了以下反響裝置設(shè)計(jì)：1、流化床反響器。2．氯甲烷氯化法4000Kw或承受熱氯化法工藝，熱氯化生產(chǎn)掌握氯甲烷與氯氣之比為〔2—塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品。1mol80%的二氯甲烷、15%的三氯甲烷、5%四氯化碳。生產(chǎn)工藝流程簡述2.2.1分別來自燒堿車間、配氣站和反響裝置的氯氣、自然氣和循從碳黑分別器出來的反響氣〔70—90C，與稀酸分別器來的酸，進(jìn)入第一膜式吸取器頂部，順流而下，進(jìn)展降膜吸取氯化氫16%濃度的副產(chǎn)鹽酸送至沉鈣車間。反響氣與計(jì)量后的吸取水，入其次膜式塔。第一、其次膜式吸取器管間冷卻水逆流串聯(lián)使用。反響氣經(jīng)兩次水洗，除去酸霧〔1%10%—20%的氫氧化鈉溶液除去反響中剩余的氯化氫、游離氯、二氧化碳等。燒堿車間送來的堿液，由貯槽放至堿液配制槽參加水配成規(guī)定的濃度，用泵送至堿液冷卻器冷卻，進(jìn)中和塔，當(dāng)堿液濃度降到規(guī)定值〔3%—5%〕后，送至廢堿處理裝置。從中和塔塔頂出來的反響氣，進(jìn)入枯燥系統(tǒng)；堿液分別器底部的液體定時(shí)排放。送至濃硫酸高位槽，計(jì)量后進(jìn)入枯燥塔頂部，由塔中段流出的硫酸入塔下段，稀硫酸〔80%—90%〕從塔釜排至稀硫酸中間槽，定時(shí)用稀硫酸泵送至稀硫酸大貯槽，以備出售?？菰锖蟮姆错憵?，從枯燥塔頂部出來進(jìn)入固堿中和器，除去硫酸枯燥過程中生成的0.4—0.6Mpa〔表壓。40.C入熱交換器，與冷凝器來的循環(huán)氣進(jìn)展換熱，使反響氣溫度降至2C左右，熱交換器中冷凝的少量甲烷氯化物進(jìn)粗氯化液貯槽。冷凝器管間所需的-25。C—-30。C凝器中未冷凝的氣體稱為循環(huán)氣〔其中大局部為甲烷、少量的甲。循環(huán)氣經(jīng)熱交換器后，匯同二氯甲烷蒸餾一塔頂部來的一氯甲烷〔該一氯甲烷經(jīng)過了氣液分別器，液體流回粗氯化液貯槽〕氣體，一局部作為生產(chǎn)四氯化碳原料氣，另一燥塔氣量。粗氯化液作精餾二氯甲烷、三氯甲烷成品用。2．2．2水 15%的氫氧化鈉第第二膜式中和塔自然氣混合器空冷器第一膜式循環(huán)氣氯氣反應(yīng)器稀酸分別器鹽酸分98%的硫酸 循環(huán)氣-25℃冷凍鹽水干壓干壓緩機(jī)熱冷燥縮沖后交凝塔機(jī)罐冷換器凝器粗氯化液第三章物料衡算和熱量衡算計(jì)算基準(zhǔn)以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，按年工作33024時(shí)生產(chǎn)量4000*103 505.05330*24

Kg/h物料衡算和熱量衡算反響器的物料衡算和熱量衡算走反響熱量。計(jì)算依據(jù)二氯甲烷產(chǎn)量505.05Kg/h.即5.94Kmol/h.原料組成含Cl96%, CH95%.2 4進(jìn)反響器的原料配比〔摩爾比〕ClCH1：0.68：3.02 4出反響器的比例CHCl：CHCl=1：0.5〔質(zhì)量比〕2 2 3(CHCl

)/CHCl=0.38〔摩爾比〕3 4 2 3操作壓力0.08MP〔表壓〕a反響器進(jìn)口氣體溫度2C,420C物料衡算Cl2反應(yīng)Cl2反應(yīng)3CHCl2 2CH 器 CHCl4 3CCl4HCl假設(shè)循環(huán)氣不參與反響，只起帶走熱量的作用。設(shè)進(jìn)口甲烷Xkmol/hYkmol/h,Zkmol/h由CH

質(zhì)量比〕2 2 ClCHCl3

：505.05×0.5=252.5Kg/h=2.11kmol/h(CHCl

)/CHCl=0.38〔質(zhì)量比〕3 4 2 2CCl4

的量：0.147kmol/h由于反響簡單，用元素守衡法：則 Cl元素守衡 2.96X=Y+5.94×2+2.11×3+0.147×4(1)H元素守衡 4X=3Y+Z+5.94×2+2.11 (2)C元素守衡 X=Y+5.94+2.11+0.147 (3)解方程〔〔〔3〕X=22.09kmol/hY=13.89kmol/hZ=32.68kmol/h所以反響器進(jìn)口原料中各組分的流量Cl22.09×1.48=32.69kmol/h=732.26Nm/h〔純〕232.69/0.96=34.06kmol/h=762.94Nm3/〔含雜〕CH:22.09kmol/h(22.09/0.95=23.25kmol/h4=520.8Nm/h〔含雜〕循環(huán)氣流量：3.×34.06=102.19kmol/h=2289.06N3/hCH

Cl:13.893N:34.06×4%+23.25×3%=2.058kmol/h2CO:23.25×2%=0.465kmol/h2CH:102.19-13.89-2.058-0.465=85.76kmol/h4進(jìn) 口 氣 體 總 量 32.68+24.25+(102.19-13.89)=143.07kmol/h反響器出口中各組分流量CHCl: 13.89kmol/h3CHCl: 5.94kmol/h2 2CHCl3

: 2.11kmol/hCCl

: 0.147kmol/h4循環(huán)氣：102.19kmol/h出口氣體總量：102.19+32.68+5.94+2.11+0.147=143.07kmol/h出口氣體中各組分的含量CHCl3

:13.89/143.07×100%=9.71%CHCl:5.94/143.07×100%=4.15%2 2CHCl3

:2.11/143.07×100%=1.47%CCl

:0.147/143.07×100%=0.10%4HCl:32.68/143.07×100%=33.84%N:2.058/143.07×100%=1.46%2:0.465/143.07×100%=0.33%2CH:85.76/143.07×100%=59.94%4〔4〕組分反響器物料平衡表進(jìn)口Kmol/h Kg/h反響器出口Kmol/h 組成%(mol)Kg/hCH107.8575.31725.685.76 59.941372.164Cl32.6922.852320.992CHCl13.899.71701.4153CHCl5.944.15504.92 2CHCl2.111.47252.1453CCl0.1470.1022.6384CO0.4650.3320.460.4650.3320.462N22.0581.4657.6242.0581.4657.642HCl32.6822.841192.85總計(jì)143.071004124.674143.071004124.674熱量衡算〔1h，25oC〕參與反響的各物料的ΔHf(KJ/kmol)輸入 CH Cl CO

輸出CH

Cl

CHCl

CCl4 2 2 3 2 2 3 4HCl量(kmol)22.09 32.69 0.465 13.89 5.94 2.110.147 32.68ΔH? -74.85 0 -393.51 -81.92 -87.86 -100-106.76–92.3ΔHro=

生 成

UΔ Hf?-l

反 應(yīng)

UΔ Hf?l〔3—1〕=13.89×(-81.92)-5.94×87.86-2.11×100-0.147×106.76-32.68×92.3+22.09×74.85+0.465×393.51=-3.07×10KJ420℃各物質(zhì)的Cp

〔J/mol.k〕物質(zhì)

Cl CHCl

CHCl

CCl

HCl CO3 2 2 3 4 2N2C 〔J/mol.k〕66.07 45.975 88.287 98.88729.9652.27Cp30.65輸 〔3—2〕

焓 ： ∑輸 出

H= ∑ n Δ tCpC=(13.89×66.07+5.94×45.975+2.11×88.287+0.147×98.887+32.68×29.96+2.058×30.65+52.27×0.465)×(420-25)=9.8×15KJ輸入焓：∑輸入

H=0Q = Δ H放 出〔3—3〕=ΔHr∑輸出

H+∑H輸入=-3.07×16+9.8×105=-2.09×16KJC222.50Cp

〔J/mol.k〕物質(zhì)

Cl

CH CO3 2 4 2C 〔J/mol.k〕54.83 30.81 49.6253.43Cp循環(huán)氣帶出的熱量為：CQ =C帶走 p

mΔt=13.89×54.83+2.058×30.81+85.76×49.62+0.465×53.43)×420-25)=1.98×1KJ52.09×1×(15%)=1.98×106KJ即Q Q放出= 帶走420℃左右，維持反響順當(dāng)進(jìn)展?？绽淦鞯奈锪虾馑愫蜔崃亢馑阋虼耍扔每绽淦骼鋮s降溫，保證吸取的順當(dāng)進(jìn)展。計(jì)算依據(jù)進(jìn)口氣體420℃，組成和流量與反響器出口一樣；出口氣體80℃，0.06MP〔表壓〕a熱量衡算定性溫度t=(420+80)/2=250℃250℃各物質(zhì)的Cp

〔J/mol.k〕物質(zhì) CH3

Cl CHCl2 2

CHCl3

CCl CO N4 2 2HCl CH4C 〔J/mol.k〕56.36169.63981.92096.55845.0629.61129.293Cp47.752C熱 負(fù) 荷 Q=W Cp

(T-T)2 1〔3—4〕=(13.89×56.361+5.94×69.639+2.11×81.920+0.147×96.558+0.465×45.06+2.058×29.611+32.68×29.293+65.76×47.752)×(420-80)=2.37×1KJ/h3.2.3Lx Vy2

VyLx2

本設(shè)計(jì)用兩個(gè)石墨降膜吸取器串聯(lián)吸取，氣體經(jīng)一膜吸取后再經(jīng)二膜吸取，吸取劑水先經(jīng)二膜吸取成稀酸一二再去一膜吸取成高濃度酸。兩膜吸取劑用量相一二同，惰氣膜 膜流量也一樣，因此液氣比l/V也一樣。LxVy1 1

LxVy1 1第一膜式吸取器計(jì)算依據(jù)8%0.6%70℃,二膜出口氣體溫度60℃進(jìn)口氣體組成同反響器出口操作壓力0.6MP〔表壓〕a(6)28〔質(zhì)量16%〔摩爾25℃物料衡算對(duì)并流高濃度氣體吸取，操作線方程為：L( x

)=V(

- y ) 1 2

2 1 1x1

1x2

1y2

1y1〔3—5〕yy2 1yL 1y 1y 2 1V x x 1 2 1x1

1x2解得：x=0.0512即一膜進(jìn)口酸，二膜出口酸濃度為0.051y y( 2 1 )

1y 1yL 2 1 x x 1 2 1x1

1x232.68)((143.07 0.228432.68)(= 10.2284

0.0810.08)0.1610.16

0.05110.051=167.2Kmol/h副產(chǎn)鹽酸的量：l=V〔y-y〕/(x-x)0 0 2 1 1 2=143.07(0.2284-0.06)/0.16=198.9Kmol/h吸收劑的單位耗用量〔氣體入口處〕l=L/V=167.1/(143.07-32.68)=1.51被 吸 收 的 氯 化 氫 氣 體 的 量 ：w=143.07(0.2284-0.08)=21.23Kmol/hA剩余氣體總量：143.07-21.23=121.84Kmol/h各氣體的含量：CH3

Cl 13.89/121.84×100%=11.4%CHCl2 2

5.94/121.84×100%=4.9%CHCl2

2.11/121.84×100%=1.7%CCl4

0.147/121.84×100%=0.12%HCl (32.68-21.23)/121.84×100%=9.4%N 2.058/121.84×100%=1.69%2CH 85.76/121/84×100%=70.39%4CO 0.465/121.84×100%=0.38%2熱量衡算4216%的鹽酸的溶解熱Φ=9172.65KJ/KmolQ =9172.65×194.8=1.7×10KJ/h溶解在定性溫度t=(80+70)/2=75℃下的等壓熱容CP

(KJ/Kmol.℃)CHClCHClCHClCClHClCHNCO32 23442244.55 56.11 71.25 88.93 28.86 37.21 28.7738.32Q=C

.m.ΔtP=(44.5513.89+56.11×5.94+71.25×2.11+88.93×0.147+28.86×32.68+37.12×85.76+28.77×2.058+38.32×0.465)×(80-70)=0.05×1KJ/hQ=1.7×106+0.05×1=1.75×10KJ/h總8℃，則冷卻水耗用量Cw

=4.18KJ/Kg.K=75.42KJ/Kmol.kW=1.75×10/75.42×8=2.95×10Kmol/hW其次膜式吸取器計(jì)算依據(jù)進(jìn)口氣體組成同一膜出口氣體組成(35.1%42℃，33℃

(表壓)a物料衡算需要吸取劑的量同一膜l=167.2Kmol/h得到稀酸的量l=V(y-y)/(x-x0 0 2 1 2 1=121.84(0.08-0.006)/(0.051-0)=176.8Kmol/h被吸取的氯化氫氣體量：w=143.07(0.08-0.006)=10.59a剩余氣體總量：121.84-10.59=111.25各氣體含量：CH3

Cl 13.89/111.25×100%=12.49%CHCl 5.94/11.25×100%=5.34%2CHCl3

2.11/111.25×100%=1.90%CCl4

0.147/111.25×100%=0.13%HCl 0.86/111.25×100%=0.77%N 2.058/111.25×100%=1.85%2CO 0.465/111.25×100%=0.42%2CH 85.76/111.25×100%=77.09%4熱量衡算5.1%的鹽酸的溶解熱Φ=3303.18Q =3303.18×176.8=6×10KJ/h溶解在定性溫度t=(70+60)/65℃下物質(zhì)的等壓熱容Cp

(KJ/kmol.℃)CHCl CHCl3 2

CHCl3

CCl4

HCl CH4

CO N2 243.87 55.49 70.81 87.99 28.5 37.0538.22 28.46Q=CP

.m.Δt=(43.78×13.89+55.49×5.94+70.81×2.11+87.99×0.147+28.51×10.59+37.04×85.76+38.22×0.465+28.46×2.058)×(70-60)=0.05×105Q=0.×10+0.0×15=0.6×105總33℃其溫升：Δt=0.6×15/(75.4×2.95×13)=2.87出口水溫：33+2.87=35.87℃3．2．4〔填料塔〕1．計(jì)算依據(jù)進(jìn)塔氣體組成同二膜出口氣體組成20℃，154%〔質(zhì)量〕60℃2.物料衡算

=111.25Kmol/hV惰氣流量：G=111.25-0.86-0.465=109.925Kmol/h012.49%+85x5.34%+119,51.90%+1540.42%+1677.09%+28×1.85%=26.64則入塔氣質(zhì)量流量：111.25×26.64=296.37kg/h入塔氣密度：ρV

=2963.7/(111.25×22.4)=1.19kg/3154%的氫氧化鈉溶液化為摩爾濃度：〕=

0.15/40 ×100%=7.35%〔摩爾〕0.15/400.85/184%〔質(zhì)量〕= 0.04/40 ×100%=1.84%〔摩爾〕0.04/400.96/18氫 氧 化 鈉 溶 液 耗 用 量 ：W=(0.86+0.465×2)/(7.35%-1.84%)=32.49Kmol/hl3Kmol/h的水蒸氣，G0

=112.925Kmol/h各氣體含量：CH3

Cl 13.89/112.925×100%=12.3%CHCl2 2

5.94/112.925×100%=5.3%CHCl3

2.11/112.925×100%=1.9%CCl4

0.147/112.925×100%=0.13%N 2.058/112.925×100%=1.82%2CH 85.76/112.925×100%=75.9%4HO 3/112.925×100%=2.66%2空冷器本過程傳熱量大，一般的換熱器不能到達(dá)換熱效果?？绽淦鲹Q熱應(yīng)選用空冷器。計(jì)算依據(jù)〔1〕進(jìn)出空冷器的流量和組成：組分 CH4

CHCl CHCl3 2

CHCl3

CCl CO N4 2 2HClKmol/h 85.76 13.89 5.94 2.11 0.147 0.465 2.05832.68%(kmol/h)59.94 9.71 4.15 1.47 0.1 0.33 1.4622.8440℃80℃

〔表壓〕a〔〕換熱量Q=2.37×106KJ/h設(shè)計(jì)計(jì)算9-3110F熱單位2.h.oF換算為國際單位制：K=1×0.8×4.18=204.25KJ/.h.℃假設(shè)空氣溫升15.3℃按逆流：△t1

=420-55.3=364.7℃

=80-40=40℃2△t=146.91℃m1取溫差校正系數(shù)Φ=0.8.Φ=146.91×0.8=117.53℃m m1則所需普通光管的表面積：A0

=Q/K.△tm〔4—1〕=2.37×10/(204.25×117.53=98.73m2由(T-T)/K=1.869-1202 1最正確管排數(shù)為n=6n=69-33外表積/迎風(fēng)面積=A/F=7.600 2則：F=A/7.60=98.73/7.60=12.9922 0由 F= Q/(t-t)FV17.31 2 1〔4—2〕式中Q—換熱量,Kcal/h-t2 1FV—迎面風(fēng)速，米/分代入數(shù)據(jù)F1

=2.37×16/(15.3×165×17.3=12.98m2取ξ=0.01=12.99=12.98=0.01≤ξ2 1即空氣出口溫度假設(shè)合理98.73m2傳熱系數(shù)及確定翅片面積參考鴻化廠選φ377×12L=98.73×4/π×0.353=1010u=143.07×22.4×4/π×0.352=2762.5m/h=9.2m/s15—30米/秒，故換熱管選擇合理空冷器規(guī)格及型號(hào)：φ371010 F=98.73m2第一膜式吸取器降膜式吸取器在吸取過程中不斷的將反響熱移走，其傳熱傳質(zhì)效果好，吸取效率高，在吸取系統(tǒng)內(nèi)壓力降低，所生產(chǎn)的酸溫度低，不用于處理量較大的吸取過程。因此選用降膜式石墨吸取器吸取氯化氫氣體。計(jì)算依據(jù)進(jìn)出口組成同空冷器出口組成80℃，70℃258℃5.116%

〔表壓〕A〔〕換熱量Q=1.75×106KJ/h〔7〕21.23Kmol/h計(jì)算換熱面積〔逆流〕3380℃70△t=80-33=47℃ =70-25=45℃

=45℃1 2 mK=3000KJ/m.h.℃S=Q/K.△t=1.75×16/3000×45=13.22m計(jì)算吸取面積〔并流〕為等溫吸取，在

O平衡數(shù)據(jù)如下：2x0 0.00998 0.0202 0.04120.133 0.151y0 0.00002 0.00008 0.00030.04 0.06x0.1610.172 0.181 0.1830.199y0.008 0.10 0.14 0.160.24

0.06310.00110.1890.18

0.0860.00410.1920.20

0.