年產(chǎn)10噸年甲醇法制二氯甲烷

四川理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)年產(chǎn)10噸/年甲醇法制二氯甲烷學(xué)生：張美利學(xué)號(hào)：07011010238專業(yè)：過(guò)程裝備與控制工程班級(jí)：過(guò)控2007.2四川理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院二0——年一月2畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)(論文)題目：甲醇法制二氯甲烷學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：過(guò)程裝備與控制工程班級(jí)：過(guò)控072班學(xué)號(hào)：07011010238教研室主任(簽名)院長(zhǎng)(簽名)1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容及基本要求(1)工藝流程圖一張(2號(hào)圖紙)(2)設(shè)備布置圖一張(3號(hào)圖紙)(3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份(不少于8000字)2.指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說(shuō)明《過(guò)程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南》(兼用本課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū))、《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》3.進(jìn)度安排教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)地點(diǎn)查資料、說(shuō)明書(shū)提綱、流程論證、工藝流程圖第一周設(shè)計(jì)室設(shè)備布置圖、說(shuō)明書(shū)整理、答辯。第二周設(shè)計(jì)室3本書(shū)從培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)的基本技能出發(fā)，根據(jù)國(guó)際化工發(fā)展的新趨勢(shì)和新成就所編寫。論述了甲醇法制二氯甲烷的理論基礎(chǔ)，簡(jiǎn)介了其過(guò)程中所用的主要設(shè)備及生產(chǎn)工藝流程，提出了二氯甲烷及其下游產(chǎn)品的應(yīng)用，以及三廢的治理方案。全書(shū)文字簡(jiǎn)潔，條理清晰，并配有相應(yīng)圖示以助理解。關(guān)鍵詞：甲醇法；二氯甲烷；工藝流程4目前我國(guó)甲烷氯化物的生產(chǎn)方法很多，按所用的原料分，約有以下七種，即甲烷熱氯化法、甲醇法、農(nóng)藥副產(chǎn)一氯甲烷氯化法、乙醛法、氯油法、二硫化碳法及廢氯代烴高溫氯化法等。其中除了引進(jìn)的廢氯代烴高溫氯化法工藝技術(shù)比較先進(jìn)外，國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)裝置的工藝技術(shù)水平、設(shè)備、管道的耐腐蝕性能及生產(chǎn)管理水平都比較落后。因此原材料消耗及能耗均高，三廢污染嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量差，成本高，難與進(jìn)口產(chǎn)品相競(jìng)爭(zhēng)，嚴(yán)重影響了工廠經(jīng)濟(jì)效益。甲烷氯化物(包括一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳)是基本有機(jī)化工原料，可以生產(chǎn)一系列的化工產(chǎn)品。本書(shū)主要介紹甲醇法制二氯甲烷。我國(guó)二氯甲烷的生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)量都不大，普遍采用甲烷法，生產(chǎn)技術(shù)落后、消耗高、腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)轉(zhuǎn)周期短、連續(xù)性差、三廢處理水平低，故使國(guó)產(chǎn)二氯甲烷生產(chǎn)成本高于進(jìn)口，而質(zhì)量低于進(jìn)口。隨著人民生活水平的日益提高，對(duì)二氯甲烷產(chǎn)品的需求量不斷擴(kuò)大，二氯甲烷的供需矛盾較為突出。為降低原材料消耗及能耗，采用了以甲醇為原料生產(chǎn)甲烷氯化物的工藝路線。以便提高國(guó)內(nèi)二氯甲烷的生產(chǎn)技術(shù)水平和生產(chǎn)能力，以滿足國(guó)內(nèi)需求。甲醇法生產(chǎn)甲烷氯化物由于產(chǎn)品質(zhì)量好，氯的利用率高，在國(guó)外甲醇法已逐步取代了甲烷氯化法。目前國(guó)內(nèi)甲醇法生產(chǎn)的二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的原料消耗仍然較高，我們?cè)谠O(shè)計(jì)甲醇法二氯甲烷制造的工藝過(guò)程中，充分考慮了副產(chǎn)物的綜合利用及排放的廢氣、廢液的回收。預(yù)計(jì)其原材料及動(dòng)力消耗將比目前國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)裝置要低得多?？紤]到最不利的情況，如果所選用的設(shè)備及管道的材質(zhì)的抗腐蝕性能能滿足生產(chǎn)要求，杜絕了跑、冒、滴、漏，各控制點(diǎn)的控制指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，氯氣及甲醇的吸收率可望達(dá)到90%以上。這個(gè)消耗指標(biāo)將大大低于國(guó)內(nèi)當(dāng)前的原料消耗指標(biāo)，接近國(guó)外先進(jìn) 3 4 11.1二氯甲烷的用途 11.2二氯甲烷的性質(zhì) 11.2.1二氯甲烷的物理性質(zhì) 11.2.2二氯甲烷的化學(xué)性質(zhì) 21.3二氯甲烷的市場(chǎng)需求 2第二章生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述 42.1工藝過(guò)程及原理 42.2工藝流程概述 42.3本工藝主要特點(diǎn) 62.3.1反應(yīng)過(guò)程特點(diǎn) 62.4下游產(chǎn)品及應(yīng)用 7 83.1計(jì)算基準(zhǔn) 83.2物料衡算和熱量衡算 83.2.1反應(yīng)器的物料衡算和熱量衡算 8 4.1吸收塔的選擇 4.1.1塔設(shè)備的的分類 4.2壓縮機(jī)的選擇 11.1二氯甲烷的用途二氯甲烷是優(yōu)良的有機(jī)溶劑，具有很高的溶解能力，沸點(diǎn)低，不燃和毒性很低等特點(diǎn)。廣泛用作溶劑，大量二氯甲烷在安全膠片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制造聚碳酸中用作溶劑。二氯甲烷亦用于天然存在的熱敏物質(zhì)的萃取，如除去咖啡、啤酒蛇麻子中的咖啡因；二氯甲烷還用于制藥工業(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。以二氯甲烷為主要成分的典型油漆脫膜劑可含有石蠟、有機(jī)胺、低級(jí)脂肪酸和醇、丙酮和磺化洗滌劑等。它亦可用于配制快干油漆。對(duì)金屬表面漆層的除去，二氯甲烷蒸汽噴霧是有效的方法。二氯甲烷與F—12一起，可作為低壓推進(jìn)劑煙霧劑。二氯甲烷亦大量用作聚醚型尿烷泡沫輔助發(fā)泡劑，在尿烷泡沫塑料工業(yè)中，二氯甲烷還用于生產(chǎn)過(guò)程結(jié)束后澆口和管道的立即清洗。二氯甲烷可作為氣溶膠溶劑包裝。二氯甲烷在工業(yè)清洗操作的應(yīng)用也是很多的。如金屬和塑料加工工業(yè)中用作氣相脫脂劑，尤其適合不耐三氯乙烯和四氯乙烯等其它高溫脫脂溶劑的產(chǎn)品清洗。亦可與石油和其它氯代烴混合在金屬制造工業(yè)中清凈劑。等重量的二氯甲烷、甲苯混合物已推薦用于清洗印刷鉛字1.2二氯甲烷的性質(zhì)1.2.1二氯甲烷的物理性質(zhì)二氯甲烷是無(wú)色透明不分層液體，在氧氣中易爆炸，其具體物理性質(zhì)如下表： 標(biāo)分子量84.94臨界溫度(℃)237外觀無(wú)色透明不分層液臨界密度0.427分子式沸點(diǎn)(℃)CH?Cl?40.4冰點(diǎn)(℃)-96.7在空氣中爆炸范圍(V%)13.0~1液體比重(D?20)蒸汽比重蒸汽密度(g/1)汽化潛熱(Cal/g)液體比熱(Cal/g.℃)在氧氣中爆炸范圍(V%)蒸汽比熱(Cal/g.℃)在水中溶解度(g/100g)臨界壓力(Kg/cm2)臨界溫度(℃)二氯甲烷在四種甲烷氯化物中對(duì)熱分解和水解的穩(wěn)定性僅次于一氯甲烷。在干燥空氣中最低的熱解溫度是120℃,熱解溫度隨水含量增加而降低，熱解主要生成氯化氫和微量光氣。在300—450℃,有鐵和金屬氯化物存在時(shí)，在氣相中二氯甲烷有焦化傾向，會(huì)生成黑色的固體聚合物。二氯甲烷進(jìn)一步氯化得到三氯甲烷和四氯化碳外，還具有下面一些化學(xué)性質(zhì)。(1)氧化銅觸媒存在下，與空氣作用生產(chǎn)光氣：(2)在一定條件下與水蒸氣作用生成甲醇、甲酸和氯化氫：2CH?Cl?+3H?O(汽)→CH?OH+HCOOH+4HCl(3)在觸媒存在的條件下，450℃是與水蒸氣作用生成甲醛：(4)在堿的水溶液中加壓可皂化成甲醛：CH?Cl+2NaOH→HCHO+H?O+2NaCl(5)鋁的存在下，與溴反應(yīng)生成氯溴甲烷和二溴甲烷：4CH?Cl?+3Br?→2CH?Br?+2Cl?(6)100~125℃下，與乙醇溶液中的氨反應(yīng)生成六甲撐四胺(即烏洛托品)乙酸溶液：6CH?Cl?+16NH?1.3二氯甲烷的市場(chǎng)需求二氯甲烷又稱甲叉二氯、氯化次甲基。二氯甲烷主要用作不燃性溶劑，如三乙酸纖3維脂電影膠片的溶劑、金屬表面油漆層的清洗脫膜劑、氣溶膠的推動(dòng)劑、石油脫蠟溶劑、熱不穩(wěn)定性物質(zhì)的萃取劑。從羊皮提取羊肢和從椰中提取食用油的萃取劑、也用作低溫載體、礦物油的閃點(diǎn)升高劑、滅火劑、煙霧劑的推進(jìn)劑、脲泡沫的發(fā)泡劑目前，世界二氯甲烷供需基本平衡，但由于產(chǎn)品和國(guó)家地區(qū)之間發(fā)展不平衡，其未來(lái)產(chǎn)量的增減也因地區(qū)而異。由于美國(guó)、西歐、日本相繼出口一些環(huán)保法規(guī)，嚴(yán)格控制排放，盡可能回收，預(yù)計(jì)美國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)消費(fèi)將逐年遞減，而世界的其它國(guó)家和地區(qū)，如東歐、中東、亞洲和拉美等發(fā)展中國(guó)家對(duì)二氯甲烷的需求量將保持較快的增長(zhǎng)速度，預(yù)計(jì)世界范圍內(nèi)對(duì)二氯甲烷的需求量將以2%—3%左右的速度增加。我國(guó)屬發(fā)展中國(guó)家，除四氯化碳外，其他甲烷氯化物產(chǎn)品市場(chǎng)近幾年均處于高速生長(zhǎng)期，目前已發(fā)展到一定規(guī)模。4第二章生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述2.1工藝過(guò)程及原理甲烷氛化物的生產(chǎn)方法主要為甲烷熱氯化法和甲醇法。按生產(chǎn)原料比例來(lái)看，甲醇法所占的比例是很大的。用甲醇為原料生產(chǎn)甲烷氯化物包含以下兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程。1.甲醇的氫氯化反應(yīng)甲醇與氯化氫在催化劑氯化鋅水溶液的作用下生成一氯甲烷和水，反應(yīng)溫度約130～150℃,化學(xué)反應(yīng)式為：CH?OH+HCl→CH?Cl+H?O2.氯甲烷的氯化反應(yīng)一氯甲烷在熱、光或催化劑的作用下與氯氣反應(yīng)生成其余三種甲烷氯化物。本工藝采用熱氯化法，反應(yīng)溫度400℃~420℃,其化學(xué)反應(yīng)式為：CH?Cl+Cl?→CH?Cl?+HClCH?Cl?+Cl?→CHCl?+HClCHCl?+Cl?→CCl?+HCl所以甲烷的氯化反應(yīng)不可能得到單一的產(chǎn)品，也不可能一步制得二氯甲烷的，需要再經(jīng)水洗、冷卻、壓縮、冷凝而得。同樣局部氯氣濃度過(guò)濃時(shí)，也會(huì)使反應(yīng)進(jìn)行極為猛烈，甚至產(chǎn)生爆炸。另外，此過(guò)程中氯化反應(yīng)生成的副產(chǎn)品氯化氫又可用作甲醇?xì)渎然磻?yīng)的原料，因而提高了氯氣的利用率，大大降低了氯氣的消耗。2.2工藝流程概述工藝流程分以下三個(gè)主要工序(參見(jiàn)甲醇法二氯甲烷流程示意圖):5(6)干燥恐(7)氯化反應(yīng)恐(8)凈將培(9)干燥塔(10)格斷塔工藝流程圖說(shuō)明：包括以下四個(gè)部分1.氫氛化工序甲醇蒸汽和氯化過(guò)程分離出來(lái)的氯化氫氣體在氫氯化反應(yīng)器內(nèi)以鼓泡方式通過(guò)催化劑一ZNC1溶液，在壓力0.05MP、溫度145℃及催化劑的作用下，甲醇與氯化氫反應(yīng)生成一氯甲烷和水。CH?OH+HC1→CH?Cl+H?O反應(yīng)氣中除生成有一氛甲烷、水和二甲醚外，還有未反應(yīng)的甲醉和氯化氫。本工序采用冷凝和吸收相結(jié)合的方法，將反應(yīng)生成的水及未反應(yīng)的甲醉、氯化氫與一氯甲烷氣體分離，再用堿中和剩下的氯化氫。然后，反應(yīng)氣體通過(guò)冷凝、吸收及水洗以除去未反應(yīng)的氯化氫、甲醇及反應(yīng)生成的水。得到的含有甲醇的稀鹽酸經(jīng)甲醇回收裝置回收甲醇后再送往氯化工序。未冷凝的反應(yīng)氣體(主要是一氯甲烷)經(jīng)堿洗、壓縮及干燥后送氯化工序。2.氯化工序氯甲烷與氯氣在氯化反應(yīng)器中進(jìn)行熱氯化反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在400一420℃,CH?Cl+Cl?→CH?Cl?+HClCH?Cl?+Cl?→CHCl?+HClCHCl?+Cl?→CCl?+HCl反應(yīng)氣經(jīng)淬冷、干燥及低溫冷凝使氯化氫與甲烷氯化物分離，氣相主要是氯化氫，其中一部分根據(jù)生產(chǎn)需要送氫氯化工序，作為甲醉氫氯化的原料，剩余的氯化氫用氫氯化工序送來(lái)的稀鹽酸吸收制得濃度約8%的副產(chǎn)鹽酸。冷凝下來(lái)的粗氯化液含有四種甲烷氯化物，少量的副產(chǎn)物及溶解的氯化氫等送精餾工序。63.精餾工序經(jīng)冷凝都得到初氯化溶液，粗氯化液經(jīng)初餾塔蒸餾，塔頂蒸出的二氯甲烷等低沸點(diǎn)組份，以氣體狀態(tài)返回氯化反應(yīng)器進(jìn)一步氯化，初餾塔釜蒸餾合格的氯化液(主要是二氯甲烷及四氯化碳),送入二氯甲烷精餾塔內(nèi)精餾，從塔頂?shù)玫蕉燃淄楫a(chǎn)品，塔釜液再送入四氯化碳精餾塔精餾而得到四氯化碳產(chǎn)品。4.氣化工序：設(shè)置本工序的目的是將液氯加熱氣化后送到氯化工序作為氯化反應(yīng)的原料。目前此設(shè)計(jì)的二氯甲烷裝置的最終產(chǎn)品主要是二氯甲烷。該裝置如果增加相應(yīng)的精餾設(shè)備，還可以生產(chǎn)一氯甲烷、三氯甲烷以及四氯化碳等產(chǎn)品。2.3本工藝主要特點(diǎn)2.3.1反應(yīng)過(guò)程特點(diǎn)1.裝置需用的原料甲醇是一種產(chǎn)量大、來(lái)源廣的基本有機(jī)化工原料，易于運(yùn)輸。建廠地點(diǎn)不象天然氣那樣受產(chǎn)地的限制，任何一個(gè)氯堿廠均可利用甲醇為原料，生產(chǎn)甲烷2.設(shè)計(jì)的二氯甲烷裝置以二氯甲烷為主產(chǎn)品，聯(lián)產(chǎn)約三分之一以上的三氯甲烷和四氯化碳。若減少相應(yīng)的精餾裝置即可生產(chǎn)一氯甲烷、三氯甲烷及四氯化碳等三種產(chǎn)品。并可根據(jù)市場(chǎng)的需要改變工藝控制參數(shù)，調(diào)節(jié)產(chǎn)品的分配比例。3.工業(yè)甲醇的純度較高，含碳二以上的有機(jī)雜質(zhì)很少。氯化反應(yīng)溫度較低副產(chǎn)品少，基本不含有兩碳以上的氯化物，所以CCl?的后處理比較簡(jiǎn)單。因此所生產(chǎn)的甲烷氯化物中的雜質(zhì)較少，各組分易于分離，產(chǎn)品質(zhì)量較高。4.本工藝的一氯甲烷在氯化過(guò)程生成的氯化氫與甲烷氯化物分離后，供甲醇?xì)渎然ば蜃髟?，提高了氯氣的利用率。不僅降低了氯氣消耗而且減少了副產(chǎn)鹽酸的生成量。5.本工藝考慮了稀鹽酸中甲醇的回收，并利用脫除甲醇后的稀酸吸收剩余的氯化氫，生產(chǎn)可供工業(yè)使用的副產(chǎn)鹽酸。減少了廢液的排放量。6.本工藝排放的廢氣及廢液均考慮了回收處理，從而降低了三廢的排放量，減輕了三廢，污染，減少了原料消耗，改善了操作環(huán)境。7.本工藝氫氯化工序的產(chǎn)品為氯化工序的原料，而氯化工序的副產(chǎn)物-—氯化氫又是氫氯化工序的原料，各工序間的相互依賴性很強(qiáng)，要求生產(chǎn)的穩(wěn)定性及連續(xù)性較高，裝置考慮了相應(yīng)的自控水平，因此對(duì)操作、管理人員的素質(zhì)及文化技術(shù)水平要求較高。72.4下游產(chǎn)品及應(yīng)用二氯甲烷具有高溶解力，不燃性，沸點(diǎn)較低，被廣泛地用作溶劑和清洗劑。用于醋酸纖維素成膜、三醋酸纖維素抽絲、石油脫蠟、氣溶膠和抗生紊、維生索、田族化合物生產(chǎn)中的溶劑，以及金屬表面漆層清洗脫脂及脫膜劑。航空工業(yè)是二氯甲烷一較大的用戶。還用于各物熏蒸和低壓冷凍機(jī)及空調(diào)裝置的致冷。在聚醚型尿烷泡沫塑料生產(chǎn)中作輔助發(fā)泡制，以及用作擠壓聚礬型泡沫塑料的發(fā)泡劑。二氯甲烷還是重要的有機(jī)合成中一氯甲烷主要用于生產(chǎn)甲基抓硅烷.全世界有50-90%的一氛甲烷用于有機(jī)硅生產(chǎn).此外還用于甲基纖維素、四甲基鉛、除草劑、丁基橡膠、季按化合物等的生產(chǎn).一氛甲烷進(jìn)一步氯化可生成二抓甲烷、氯仿和四抓化碳。還可用作致冷劑、發(fā)泡劑，以及橡膠、樹(shù)脂、有機(jī)化合物的溶劑.醫(yī)藥上用作局部麻醉劑。三抓甲烷可作為制作氟里昂(F--21,F—22,F-23)等的原料。醫(yī)藥上用作麻醉劑及天然或發(fā)酵藥物的萃取劑，也可作為香料、油脂、樹(shù)脂、橡膠的溶劑和萃取劑.與四氛化碳混合可制成不凍的防火液體.還可配制熏蒸劑，用作殺蟲(chóng)防盆劑等的合成中間體。四氛化碳用作溶劑，用于生產(chǎn)抓化石蠟，抓化橡膠、抓磺化聚乙烯，也曾用于滅火劑，但因噴射火焰時(shí)易產(chǎn)生光氣，已很少使用.還可用作有機(jī)物的氯化劑、香料的浸出劑、纖綽的脫脂劑、谷物熏蒸消毒劑、藥物的萃取劑并用于制造氟里昂和織物干洗劑。醫(yī)藥上司用作殺鉤蟲(chóng)藥。在金屬切削中用作潤(rùn)滑劑。8第三章物料與能量的衡算3.1計(jì)算基準(zhǔn)以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，按年工作330天，每天24小時(shí)，二氯甲烷小時(shí)生產(chǎn)量3.2物料衡算和熱量衡算3.2.1反應(yīng)器的物料衡算和熱量衡算HC1與CH?OH反應(yīng)過(guò)程是強(qiáng)放熱反應(yīng)，由于放熱量大，如不采取措施控制反應(yīng)熱并及時(shí)移走，溫度會(huì)急劇升高，使反應(yīng)或使氯化物產(chǎn)生裂解反應(yīng)。因此利用加入過(guò)量甲醇蒸汽得到的循環(huán)氣為稀釋劑而移走反應(yīng)熱量。計(jì)算依據(jù)二氯甲烷產(chǎn)量15151.44Kg/h.即178.25Kmol/h.原料組成含HC196%,CH?OH95%.進(jìn)反應(yīng)器(1)的原料配比(摩爾比)HCl:CH?OH=3:4HC1的轉(zhuǎn)化率為67%。故根據(jù)CH?OH+HCl=CH?Cl+H?O和(3)的原料配比可得2CH?Cl2.CH3C1與氯氣反應(yīng)CH?Cl與氯氣反應(yīng)過(guò)程是強(qiáng)放熱反應(yīng)，同前述的理由一樣，也需通入過(guò)量的氯氣，但也需注意不同的配料比會(huì)生成不同的參物。計(jì)算依據(jù)氯氣的轉(zhuǎn)化率為67%,純度為96%操作壓強(qiáng)為0.758MPa。出反應(yīng)器的比例CH?Cl?:CHCl?=1:0.5(質(zhì)量比)(CHCl?+CCl?)/CH?Cl?=0.38(摩爾比)故進(jìn)反應(yīng)器(1)和反應(yīng)器(7)的原料配比(摩爾比)物料衡算9假設(shè)循環(huán)氣不參與反應(yīng)，只起帶走熱量的作用。設(shè)進(jìn)口氯氣3Xkmol/h,出反應(yīng)器一氯甲烷Ykmol/h,氯化氫Zkmol/h由CH?Cl?:CHCl?=1:0.5(質(zhì)量比)(CHCl?+CCl?)/CH?Cl?=0.38(摩爾比)由于反應(yīng)復(fù)雜，用元素守衡法：H元素守衡8X=3Y+Z+178.25×2+63.36(2)C元素守衡2X=Y+178.25+63.36+4.4(3)解方程(1)(2)(3)得X=159.085kmol/hY=72.16kmol/hZ=636.34kmol/hCl:159.085×3=477.255kmol/h(純)b.反應(yīng)器(1)進(jìn)口的原料流量進(jìn)口氣體總量：497.14+669.83=1166.97kmol/hC.反應(yīng)器出口中各組分流量CHCl?:63.36kmol/hCCl?:4.4mol/hHC1:636.34kmol/h出口氣體中各組分的含量：CH?Cl?:178.25/1041.44×100%=17.1%Cl?:159.04/1041.44HC1:636.34/1041.44×100%=51.2%3.熱量衡算(以1h,25oC為基準(zhǔn))下面僅以CH?Cl與氯氣反應(yīng)作分析參加反應(yīng)的各物料的△HfO(KJ/kmol)(J/mol.k)物質(zhì)CH?ClCH?Cl?CHCl?CCl?HCl輸入焓：乙輸入H=0=△Hro+Z輸出H+Z輸入H同理查出222.50℃各物質(zhì)的℃,(J/mol.k)則循環(huán)氣帶出的熱量為：Q#L=C”mAt循環(huán)氣能帶走的熱量恰好為反應(yīng)氣放出的熱量，使反應(yīng)溫度保持在420左右，維持反應(yīng)順利進(jìn)行。第四章設(shè)備選擇4.1吸收塔的選擇4.1.1塔設(shè)備的的分類塔設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，形成了型式繁多的結(jié)構(gòu)以滿足各方面得特殊需要。為了便于研究和比較，人們從不同的角度對(duì)塔設(shè)備進(jìn)行分類。例如：按操作壓力分為加壓塔、常壓塔和減壓塔；按單元操作分為精餾塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反應(yīng)塔和干燥塔；按形成相際接觸界面的方式分為具有固定相界面的和流動(dòng)過(guò)程中形成相界面的塔；也有按塔釜型式分類的；但是長(zhǎng)期以來(lái)最常用的分類是按塔的內(nèi)件結(jié)構(gòu)分為板式塔和填料塔兩大類。4.1.2對(duì)塔設(shè)備的而要求該吸收塔作為主要用于傳質(zhì)過(guò)程的塔設(shè)備，首先必能使氣(汽)液兩相充分接觸，以獲得較高的傳質(zhì)效率。此化為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，培設(shè)備還得考慮下列各項(xiàng)要求：(1)生產(chǎn)能力大。在較大的氣(汽)液流速下，仍不敢發(fā)生大量的男沫夾徐攔液或濃泛等敗壞正常操作的現(xiàn)象。(2)操作穩(wěn)定、孫性大。當(dāng)塔設(shè)備的氣(汽)液負(fù)荷旦有較大的波動(dòng)叭仍能在較高的傳質(zhì)效球下進(jìn)行穩(wěn)定的操作。并見(jiàn)塔設(shè)備應(yīng)保證能長(zhǎng)期連續(xù)操作。(3)流體流動(dòng)的阻力小，即流體通過(guò)塔設(shè)備的壓力降小消耗，以降低經(jīng)話操作勿用。對(duì)于減壓蒸餾操作，較大的壓力降還將使系統(tǒng)無(wú)法維持必要的真空度。(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料耗用量小、制造和安裝容易。這可以減少基建過(guò)程中的投資費(fèi)用。(5)耐腐蝕和不易堵氮方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。事實(shí)上，對(duì)于現(xiàn)有的任何一種培型，都不可能完全滿足上述的所有要求，僅是在某些地方具有獨(dú)到之處。人們對(duì)于高效率、大生產(chǎn)能力、穩(wěn)定操作和低壓力降的追求，推動(dòng)著塔設(shè)備新結(jié)構(gòu)型式的不斷出現(xiàn)和發(fā)展。4.1.3填料塔和板式塔的優(yōu)缺點(diǎn)目前化學(xué)工業(yè)常用的塔設(shè)備主要是填料塔和板式塔。在特殊情況下可根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的塔設(shè)備。表4—1和4—2是填料塔和板式塔的性質(zhì)和優(yōu)缺點(diǎn)。表4—1填料塔和板式塔的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)名稱特性優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)板式塔空塔氣速0.3~1.0m/s;液氣比：1~壓力損失980~速高；氣體處理量較大；增加塔板數(shù)可以提高凈化效率或者處理濃度較安裝要求嚴(yán)格，否則吸收效率低操作彈性小，氣量急劇變化時(shí)不操作填料塔氣體的空塔速度0.3～1m/s;氣液比1~10L/m3:壓力損失490Pa/m塔高；噴淋密度15～20t/m3h吸收液適當(dāng)時(shí)效果比較可靠；對(duì)氣體變動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)；壓力損失不算大；可用耐腐蝕材料制作；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制作容易便表4—2板式塔和填料塔的比較塔型板式塔填料塔壓力降壓力降一般比填料塔大壓力將小空塔氣速(生產(chǎn)能空塔氣速大空塔氣速小塔效率效率較穩(wěn)定，大塔板效率比小塔板有所提高塔徑φ1.5m以下效率高，塔徑增大，效率會(huì)下降液氣比適應(yīng)范圍較大對(duì)液體噴淋量有一定的要求持液量較大較小材質(zhì)要求一般用金屬材料制成可用非金屬耐腐蝕材料安裝維修較容易較困難造價(jià)直徑大時(shí)一般比填料塔造價(jià)低φ800mm以下一般比板式塔便宜，直徑增大時(shí)，造價(jià)顯著增加重量較輕重由于板式塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空塔氣速高，氣體處理量較大。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的工藝要求，以及反應(yīng)氣體的性質(zhì)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素和操作檢修方便。所以本次設(shè)計(jì)的塔設(shè)備選擇4.2壓縮機(jī)的選擇本次設(shè)計(jì)的是甲醇法制二氯甲烷，根據(jù)反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)及特點(diǎn)，可選擇離心式壓縮機(jī)。離心壓縮機(jī)屬于速度式透平壓縮機(jī)的一種。在早期，離心壓縮機(jī)主要用來(lái)壓縮空氣，并且只適用于低、中壓力和氣量大的場(chǎng)合。后來(lái)，隨著各種生產(chǎn)工藝過(guò)程的需求和離心壓縮機(jī)制造工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，離心壓縮機(jī)已應(yīng)用到高壓領(lǐng)域。尤其近十幾年來(lái)，在離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)、制造方面，不斷采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新工藝，如采用三元葉輪等，使得壓縮機(jī)的效率提高；采用干氣密封較好地解決了高壓下的軸端密封；采用磁懸浮軸承則使得壓縮機(jī)結(jié)