探索生产甲烷氯化物的氯化反应器设计研究

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1、四川大学硕士学位论文生产甲烷氯化物的氯化反应器设计研究姓名：尹学新申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：夏代宽;邓宏解20040320四川大学工程硕士专业学位论文生产甲烷氯化物的氯化反应器设计研究专业化学工程研究生尹学新指导教师夏代宽邓宏解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，CH3CI、CH2C12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

2、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

3、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。生产荦烷氯纯蘩静蘸像反应器餮{}研究C1+C12一C2+HCI(1)C2+c12一C3+

4、配l(2)C3+C12一C4+HCI(3)其中：Cl=CH3Ci，C2=CH2C12，C3=CHCl3，C4=CCh推荐的动力学模型是～个二级反应模型，根据幂瀚数定律动力学方程，即，繇令反应豹爱疲速率霹表这磐下：rl=kl[C1][C12]r2=k2[C2][C12】r3=kj[C3

5、】【c12】按阿累惩岛斯方程，薮l，‰和毽可交达如下：ki=Aiexp[·Ei／(RD】关键词；甲烷氯化物氯化反威器设计Il四川大学工程硕士专业学位论文TheReactorDesignandStudyforProductionChloromethanesChemicalEngineeringRealmPostgraduate：YinXuexinSupervisor：XiaDalkuan(Professor)DengHonRiie(SeniorEngineer)InChina,methane，astherawmaterial，isusedtoproducethemethyl

6、chlorides．Buttheeffectiveisnotgood，itismeaningtheconsumptionisveryhi曲andtheproductsratioisdifficulttocontr01．Thecarbontetrachlorideisveryhighinthemixtureoftheproducts．AndwedonothopetoSeCmorecarbontetrachloridewithintheproducts，henceourHongheCompanyimporttheprocessofmethanolroutfromSpanish

7、AragonesasCompany．Theprocessisconsistedoftwostages．Thefn'ststageistoproducemethylchloridefromthereactionofmethanolandHel．Thesecondstageistoproducemethylenechloride，chloroformandsmallquantitycarbontetrachioridefrommethylchlorideandliquidchlorine．Thepaperdeseriptthephaseanalysisfirstly,andt

8、hencarryonthekineticanalysis，atthelastfinishthereactorcalculation．Theresultforthereactorcalculationisprovedright．Thelengthofthereactorisenough，andthereactionissafe．Atthesametime，itisprovedthatthecalculationwayofthispaperisright．ThekineticmodelforhiglI—pressurechlori