二氯甲烷的氯化吸收工艺设计模板.doc
《二氯甲烷的氯化吸收工艺设计模板.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《二氯甲烷的氯化吸收工艺设计模板.doc(75页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 四 川 理 工 学 院 毕 业 设 计 (论 文) 说 明 书题 目 二氯甲烷氯化吸收工艺设计作 者 系 别 材料和化学工程系专 业 有机化工99.1班指 导 教 师 接 受 任 务 日 期 2月24日完 成 任 务 日 期 6月10日论 文 评 阅 教 师 论 文 答 辩 教 师 毕业设计(论文)任务书学生姓名 专 业 有 机 班 级 九九级一班指导老师 (署名)题 目 年产4000吨氯甲烷氯化吸收工段初步设计原始数据:4kt/a二氯甲烷氯化吸收,年工作日330天,其它数据以工厂实际搜集为准。说明书内容:1进行工段工艺步骤设计;2进行工段物料、热量衡算,并编制物料平衡数据表;3进行工段设备
2、设计或选型,编制设备一览表;4编制工段初步设计说明书。图纸要求:1绘制带控制点工艺步骤图;2绘制关键设备设备图及设备部署图;学生综合训练方面要求:完成期限:2月24日至5月23日教研室主任: (署名) 6 月 2 日第一章 总论1概述1.1.1产品物理化学性质一.产品物理性质二,三氯甲烷全部是无色透明不分层液体,在氧气中易爆炸,其具体物理性质以下表: 表11名称单位 产 品二氯甲烷三氯甲烷分子量84.94119.39外观无色透明不分层液体无色透明不分层液体分子式CH2Cl2CHCl3沸点40.461.3液体比重D4201.3261.489蒸汽比重2.934.13蒸汽密度g/l3.304.36汽
3、化潜热Cal/g78.759.3液体比热Cal/g.0.2880.234蒸汽比热Cal/g.0.1550.142在水中溶解度g/100g水1.320.79临界压力Kg/cm260.953.8临界温度237263.4临界密度0.4270.500冰点-96.7-61.3在空气中爆炸范围V%13.018.0在氧气中爆炸范围V%13.018.0二产品化学性质1 二氯甲烷二氯甲烷在四种甲烷氯化物中对热分解和水解稳定性仅次于一氯甲烷。在干燥空气中最低热解温度是120OC,热解温度随水含量增加而降低,热解关键生成氯化氢和微量光气。在300450oC,有铁和金属氯化物存在时,在气相中二氯甲烷有焦化倾向,会生成
4、黑色固体聚合物。二氯甲烷深入氯化得到三氯甲烷和四氯化碳外,还含有下面部分化学性质。(1) 氧化铜触媒存在下,和空气作用生成光气 触媒 CH2Cl2+O2 COCl2+H2O 450OC(2) 在一定条件下和水蒸气作用生成甲醇、甲酸和氯化氢 2CH2Cl2+3H2O(汽 ) CH3OH+HCOOH+4HCl(3) 在触媒存在条件下,450OC时和水蒸气作用生成甲醛 硫酸锌CH2Cl2+H2O(汽) HCHO+2HCl 450OC (4)在碱水溶液中加压可皂化成甲醛CH2+2NaOH HCHO+H2O+2NaCl(5) 铝存在下,和溴反应生成氯溴甲烷和二溴甲烷 4CH2Cl2+3Br2 2CH2B
5、r2+2Cl2(6) 100125OC下,和乙醇溶液中氨反应生成六甲撑四胺(即乌洛托品) 乙酸溶液 6CH2Cl2+16NH3 (CH2)6N4+12NH4Cl 100125OC 2 三氯甲烷 三氯甲烷在四种氯化物中最轻易水解,水解产物是甲酸和氯化氢。升高温度会大大加紧水解反应,有氯化铁等金属氯化物存在回催化水解反应。三氯甲烷在290OC以下不会热分解,但在四种甲烷氯化物中对热稳定性比二氯甲烷差。在室温下若受长时间光照会慢慢分解,有空气存在时即使在暗处也回引发分解,生成光气、氯化氢、氯气等。2CHCl3+O2 2COCl2+2HCl 4CHCl3+5O2 4CO2+6Cl2+2H2O 氯仿除可
6、氯化生成四氯化碳外,还含有下面部分化学性质。(1) 和稀碱溶液加热,生成甲酸盐和氯化钠CHCl3+4NaOH HCOONa+3NaCl+2H2O(2) 浓碱溶液加热,生成一氧化碳和氯化钠CHCl2+3NaOH CO+3NaCl+2H2O (3) 和赤热铜或钠汞接触生成乙炔 2CHCl2+3Cu C2H2+3CuCl2 (4)有催化剂存在,和氟化氢反应生成氟里昂CHCl3+HF HCl+CHCl2F(F_11)CHCl3+2HF 3HCl+CHClF2(F_12)CHCl3+3HF 3HCl+CHF3(F_13) (5)三氯甲烷加热到450OC以上产生热解,生成四氯乙烯,六氯乙烷,氯化氢和少许其
7、它氯代烃 2CHCl2 C2Cl6+2HCl 3CHCl3 C2Cl6+3HCl1.1.2质量标准1工业二氯甲烷产品技术指标(GB4117-92)表12指标名称指标优等品一等品合格品纯度(Pt-CO) %99.599.098.0酸度(以HCl计)%0.00040.00080.0010水份 %0.0400.0500.060色度 101010蒸发残渣 %0.00050.00100.00302.工业三氯甲烷产品标准技术指标(GB4118-92)表13指标名称 指标优等品一等品合格品纯度 %99.599.098.0色度(Pt-CO) 101525四氯化碳 %0.050.211一二氯乙烷 %0.040.
8、1酸度 %0.0010.0010.003水份(以HCl计)%0.030.030.051.1.3产品关键用途一. 二氯甲烷 二氯甲烷是优良有机溶剂,含有很高溶解能力,沸点低,不燃和毒性很低等特点。广泛用作溶剂,大量二氯甲烷在安全胶片制造中用作醋酸纤维素溶剂;三醋酸纤维素抽丝溶剂和双酚A制造聚碳酸中用作溶剂。二氯甲烷亦用于天然存在热敏物质萃取,如除去咖啡、啤酒蛇麻子中咖啡因;二氯甲烷还用于制药工业,在淄族化合物、抗菌素和维生素制造中溶剂。二氯甲烷广泛用作油漆和凡立水脱膜剂。以二氯甲烷为关键成份经典油漆脱膜剂可含有石蜡、有机胺、低级脂肪酸和醇、丙酮和磺化洗涤剂等。它亦可用于配制快干油漆。对金属表面漆
9、层除去,二氯甲烷蒸汽喷雾是有效方法。二氯甲烷和F12一起,可作为低压推进剂烟雾剂。二氯甲烷亦大量用作聚醚型尿烷泡沫辅助发泡剂,在尿烷泡沫塑料工业中,二氯甲烷还用于生产过程结束后浇口和管道立即清洗。二氯甲烷可作为气溶胶溶剂包装。二氯甲烷在工业清洗操作应用也是很多。如金属和塑料加工工业中用作气相脱脂剂,尤其适合不耐三氯乙烯和四氯乙烯等其它高温脱脂溶剂产品清洗。亦可和石油和其它氯代烃混合在金属制造工业中清净剂。等重量二氯甲烷、甲苯混合物已推荐用于清洗印刷铅字。二三氯甲烷 三氯甲烷关键用于制造氟里昂(F22)原料。三氯甲烷是优良有机氯溶剂,能快速溶解脂肪、油脂和蜡,常见于干洗和工业品脱脂溶剂配制。在粘
10、结剂、食品包装塑料和树脂调和中用作溶剂。三氯甲烷在染料、杀蠕虫药、杀真菌剂和烟草苗防霉剂生产中用作中间体。三氯甲烷作为麻醉剂应用已停止,但在部分兽药品中仍用作麻醉剂。在医药工业上应用有:青霉素,生物碱,淄族化合物,维生素,调味品及葡萄糖等萃取和 提纯中用作溶剂。它亦可用于痛软膏、祛痰剂、牙膏和排除肠胃剂配制。还可用于配制熏蒸清毒剂。 1.14产品市场需求一 二氯甲烷市场需求二氯甲烷又称甲叉二氯、氯化次甲基。二氯甲烷关键用作不燃性溶剂,如三乙酸纤维脂电影胶片溶剂、金属表面油漆层清洗脱膜剂、气溶胶推进剂、石油脱蜡溶剂、热不稳定性物质萃取剂。从羊皮提取羊肢和从椰中提取食用油萃取剂、也用作低温载体、矿
11、物油闪点升高剂、灭火剂、烟雾剂推进剂、脲泡沫发泡剂现在,中国二氯甲烷生产厂家关键为巨化集团,北京农药二厂,天津大沽化工厂,河南男阳化工厂,四川自贡鸿鹤化工厂等。1998年中国二氯甲烷生产能力约为1.8万t。而中国表现消费量为5万t。从现在中国市场来看,二氯甲烷有很大缺口。从二氯甲烷中国应用前景分析,伴随人民生活水平不停提升,加之国产胶卷不停发展,必将推进胶片行业发展。1993年中国进口二氯甲烷22431t,出口131t;1994年进口17946t,出口206t;1995年进口20718t,出口67t;1996年进口25119t,出口294t;1997年进口32565t,出口1425t;估计消费
12、二氯甲烷10万t。自1995年以来,中国市场二氯甲烷价格比较稳定,不象其它化工产品经历了大起大落过程。1995年1月,中国市场二氯甲烷价格为8500-9800元/t;1995年7月,价格为9500元/t;1996年3月,为8600-9800元/t,和1995年初基础一致。1997年12月为8600元/t;1998年3月为8100-8700元/t,价格有所下滑,关键是受整个化工市场行情回落影响。估量近期中国市场二氯甲烷价格不会有大波动,将以平稳为主。现在,世界二氯甲烷供需基础平衡,但因为产品和国家地域之间发展不平衡,其未来产量增减也因地域而异。因为美国、西欧、日本相继出口部分环境保护法规,严格控
13、制排放,尽可能回收,估计美国等工业发达国家和地域消费将逐年递减,而世界其它国家和地域,如东欧、中东、亚洲和拉美等发展中国家对二氯甲烷需求量将保持较快增加速度,估计世界范围内-对二氯甲烷需求量将以2%3%左右速度增加。二 三氯甲烷需求情况 三氯甲烷为无色透明液体,是关键有机合成原料,关键用于生产致冷剂、染料和药品等。现在在中国三氯甲烷关键用于生产HCFC_22(二氟一氯甲烷)其消费量占总消费量75%以上。另外,在医药工业中关键用作萃取剂等。估计致冷剂三氯甲烷消费将超出10万t。国外三氯甲烷也关键用于制备HCFC22。几十年来,HCFC22被大家广泛用作致冷剂及用于制备有机氟高分子材料。因为世界至
14、今还未开发和生产出完全令人满意CFC11,CFC12替换物。所以HCFC22被为空调和超级市场致冷剂替换品。20世纪90年代中期HCFC22生产发展迅猛,不过,HCFC22毕竟是破坏大气臭氧层物质,只是作为家用空调和商业制冷剂CFC11和CFC12过渡产品。现在发达国家消费量已逐年3降低,全球将于2040年停止HCFC22作为制冷剂和发泡剂使用。但其作为聚四氟乙烯等高分子有机氟材料则不受限制。因为世界范围内高分子有机含氟材料需求增加很快,所以基础抵消了制冷剂需求下降造成影响,估计,世界对三氯甲烷需求量将保持小幅增加,增加率不超出0.5%。三氯甲烷在2040年以前将以价格低廉而保持其应有市场拥有
15、率。在只、之前其在制冷剂方面消费许可继续增加。即使2040年停止作为制冷剂和发泡剂使用,但其作为含氟合成材料用量将大幅增加,抵消了禁用影响,未来十年,三氯甲烷仍处于有利发展期,中国企业应抓住机遇,规模化生产。1.1.5其它因为本过程产生大量盐酸,可出售。另外,中和塔排出废碱需进行处理后才能排放,以免污染环境。 1.2原材料规格、起源及净化一 原料规格:1 氯气纯度 Cl295.0%(V) 水份H2O0.05%(wt)2 天然气纯度 CH496.0%(V)C2和C2以上组分C2+0.6%(V)(净化天然气)C2+0.01%(V)(净化天然气)二.原料起源1氯气:来自烧碱车间电解产生氯气 2. 天
16、然气:因为自贡丰富天然气资源,所以就地取材三.天燃气净化 采取变压吸附技术(Pressure Swlng Adsorptlon.简称PSA)脱出天然气中C2+以上自分,关键利用吸附剂对不一样气体自分吸附容量随压力改变而展现差异特征,在吸附剂选择吸附条件下,加压吸附原料起中C2+以上烃类组分难吸附CH4作为产品起由吸附塔出口排出,减压时吸附C2+组分脱附,同时吸附剂取得再生,整个过程是在环境温度下进行。1.3生产方案确实定因为自贡地域盐化工发达,氯化钠电解法制烧碱规模较大,为合理利用电解过程中产生大量氯气,再结合自贡丰富天然气资源,故选择甲烷热氯化法生产二、三氯甲烷。第二章 生产工艺步骤简述21
17、二、三氯甲烷生产原理及生产方法211生产原理甲烷热氯化机理和其它烷烃氯化机理相同,全部是自由基连锁反应。氯分子活化是经过高温来实现,其自由基连锁反应历程,可分三步表示:1链引发Cl2Cl.+Cl-57.8千卡/克分子2增链 CH4+Cl.CH3.+HCl+1.0千卡/克分子CH3.+Cl2CH3Cl+Cl.+25.7千卡/克分子CH3Cl+Cl. CH2Cl.+HCl+4.6千卡/克分子CH2Cl.+Cl2CH2Cl2+Cl.+20.7千卡/克分子CH2Cl2+Cl.CHCl.2+HCl+8.8千卡/克分子CHCl.2+Cl2CHCl3+Cl.+15.7千卡/克分子CHCl3+Cl. CCl3
18、.+HCl+13.0千卡/克分子CCl3.+Cl2CCl4+Cl.+10.6千卡/克分子3 链终止下列情况存在全部可能产生链终止(1)活化分子和器壁碰撞 Cl.+Cl.+M Cl2+M(2)活化分子之间碰撞R+Cl.不活泼产物R+R。不活泼产物(3)原料气中氧存在能阻碍反应。R.N.Pease等人曾研究了甲烷氯化反应中对链终止影响。 在甲烷热氯化反应过程中,反应温度不高时,反应按自由基连锁反应进行。当反应温度升高到370。C时,连锁反应机理相对作用随之减低,反应温度超出430。C,甲烷氯化反应实际上是一逐层替换不可逆双分子均相反应。反应过程中四种氯化物同时生成,所以甲烷直接氯化不可能得到单一产
19、品,其反应方程式以下: CH4+Cl2 CH3Cl+HCl+24.019千卡/克分子 CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl+23.660千卡/克分子 CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl+24.696千卡/克分子 CHCl3+Cl2 CCl4+HCl+23.930千卡/克分子 甲烷氯化反应是强放热反应。在反应开始前供给热量,当反应开始后所需能量可由反应热供给。因为放热量大,如不采取方法控制反应热并立即带走温度会急剧升高,这么会产生猛烈燃烧反应或氯化物产生裂解反应。 CH4+2Cl2 C+4HCl+70千卡/克分子 2CHCl3 C2Cl4+2HCl 3CHCl3 C2Cl6+CH2Cl
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 二氯甲烷 氯化 吸收 工艺 设计 模板
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。