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《反应精馏型塔式氯丙醇皂化反应器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、工宁化1988年第l期反应精馏型塔式氯丙醇皂化反应器设计李家干f司鸿翰(沈阳市化工局)(沈阳石油化工厂,、几氯醇法环氧丙烷生产主要山丙烯次氯酸化氯丙醇皂化和环氧丙烷钊咯许工序组成。反应情抽巡埃式氮丙醇皂化反应器是。目前技术先迸国家普遍宋明的没价本文从反应动力学方程、汽液平衡模型出发,建立了化学反应兼精瀚过稗的效李袱型,介绍了用计算叽迸行优化设计的方法并对此数学模型进行了应用评价.、日前国内许多中小型规模的环氧丙烷这个带有化学反应的精馏过程规律性的数学模。,(PO)工业生产以及几套从国外引进的1一2型为此首先需要由实验确定氯丙醇皂化反。,万吨/年规漠沟PO装置全部采用氯醇工艺路应和PO水解反应的
2、功力学方程其次还要’,,选择适线这些厂家经历着用反应精馏型塔式氯丙醇根据一系列有关的汽液平衡数据自均皂化反应器这种先进装置取代落后的卧式一皂化汽液平衡模型,件确定相应的参数。为了使这。一反应器的过程上,个数学模型能达5jJ设计计算和寻找最优操作条无论从理论还是从生产实,,、件的目的还要确定适宜的用计算机进行计算践证明在降低原料丙烯氛气与水燕汽消耗。,,的方法和程序最后为了验证数学模型的正等方而反应精馏型塔式乌化反应器(简称塔式,。确性还需在一个小型工艺i式验装置上进行一反应器)要比卧式反应器优越灼多。些实验将实验结果与利用数学模型模拟计算塔式皂化反应器在结构上与普通精馏塔相,差无几,得到的结果
3、加以比较以检验数学模型的可靠但它兼有适宜进行反应和精馏的优越。,,程度性能塔内亦设多层筛板形戍一个近似活塞流,、型的反应器进免了因停留时间分布过宽而引一反应动力学。起转化率和产率的降低由于塔板有良好的分·,1离作用且每层塔板上的液层高度大大低于卧问题的简化式反应器的液层,,由丙烯次氯酸化反应生成的氯丙醇实际上所以各塔板液相反应生成。的PO容易与塔内上升蒸汽之间充分进行汽液是仲醇与伯醇之比约为9:1的混合物因这两,,。种异构体在皂化反应中具有相同的反应能力两相传质而脱离液相在增顶富集塔板的分。离作用还使反应器底部排出庄水中有机物的含故仅用仲醇来代表,,量也大为减少减轻了对环境的污染亦减少:刀cH
4、CH一CH:3O、C-,‘了PO水解生成副产物丙二醇的机会大大提e:[一eH一eH+Helo、r了H,,3。高了收率大幅度降低了水蒸汽的消耗节能、e11e壬王一eH,,。己效果也十分显著,为了设计塔式皂化反应器需建立能反映1988年第1期辽宁化工41·,10‘之ex一一在次氯酸化过程中还有一些副反应发生p(184全2/RT)〔pc〕〔oH〕。主要的副产物有二氯丙烷和二氯异丙醚因它(6)6“i:们不参加皂化反应,比较式(8)与式(如丁手少且与反应体系中大量存在1:一‘、一k的水相,,〔o工l〕(7)比己们的含量不大二氯丙烷的沸点::一。,,,由式(7)可得女/k一〔OH〕这表明又与水接近为简化
5、数学模型忽略它们的存在,,:。一个给定温度下i自k/Ic值也是该温度下在a:。,C(OH)饱和溶浓中赶OH〕值计算某在氯丙醇皂化反应过程中也有少量的丙:,aO子z、,。,,。温度下C(H)饱f溶欣中3J〔01一〕值淞产生同样为简化模型也予以忽略::发现它与相同温度下的k/k实验值比较接2.氯丙醇皂化反应动力学。近这也说明以上所采川的动力学模型是正确:反应式。的.3:3C玉JC玉{CHCI十O工IFO水解反应动力学H乙:反应式〔O上I〕。2:--C11CH一C玉1+HO+CI(2)CH、一CH一CH·十H:O-一~/。/O:2C全i一Cl注一Cl工.。833skJmol}1()反应放热/01
6、一1011工业上通常采用浓度为10~13肠的石灰。此副反应的进行降低了PO的收率进行乳,或用液体烧碱做碱性反应介质,按这两种,,FO水解反应动力学实验掌拦其规律是很,。情况分另lJ进行动力学实验动力学实验是在。,有必要的可利川i该磁共振分析方法通过测。一一个微型恒温的间歇搅拌反应器中进行因反定PO随日‘j问减少的情况来研究水解反应。,应是一个快速反应所以实验中须采用响应迅,。实验证明水解反应对于FO是一级的从实验。速的电势测量技术,,一可知当pH>汀反应速率与〔OH〕成正,该反应对氯丙醇是一实验研究结果表明,pHIc,一比而当<反应速率几乎不随〔OH〕,。级的对氢氧离子也是一级的。,的改变而变
7、化在同一温度下但在不同的条一r一k〔PC〕〔OH3〕()。言,件下实验得出的速度数是不同的速度常数;式中k为反应速度常数〔PC〕为氯丙醇的浓1。与〔OH〕之间有线性关系的趋势(见图);一。度(OH〕为氢氧离子的浓度.tl叶昨林
8、!(1)用石灰乳的情况一,可以将反应期间的(OH〕视为常数则:式(3)可简化为一,勺。!sr。·、o;l:;)=k(pC〕(4)x.上式所表示的拟一级反应动力学模型是符0浏
