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EP專(zhuān)題之ECH(二)負壓容器3

時(shí)間:2010-10-13 08:04來(lái)源: 作者: 點(diǎn)擊:
密度:相對密度.作為主要產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn).主要有丙烯高溫氯化法和醋酸丙烯酯法.前者由美國Shell公司1948年.當前世界上90%以上采用該方法進(jìn)行生產(chǎn).中者由前蘇聯(lián)科學(xué)院以及日本昭和電工公..

    環(huán)氧[HuanYang]氯丙烷[BingWan]國標編號61052、CAS號106-89-8,英文名稱(chēng):3-Chloro-1,2-epoxypropane;Epichlorohydrin。別名:3-氯-1,2-環(huán)氧[HuanYang]丙烷[BingWan]。外觀(guān)為無(wú)色油狀液體,有氯仿刺激氣味;分子量92.52、蒸汽壓1.8kPa/20℃、閃點(diǎn):34℃;熔點(diǎn)-25.6℃、沸點(diǎn)117.9℃;微溶于水,可混溶于醇、醚、四氯化碳、苯。密度:相對密度(水=1)1.18(20℃)、相對密度(空氣=1)3.29。主要[ZhuYao]用于制環(huán)氧[HuanYang]樹(shù)脂,也是一種含氧物質(zhì)的穩定劑和化學(xué)中間體。環(huán)氧[HuanYang]氯丙烷[BingWan]最早于1854年,由Berthelot用鹽酸處理粒甘油,然后用堿液水解時(shí)首先發(fā)現的。20世紀60年代前后,為適應環(huán)氧[HuanYang]樹(shù)脂生產(chǎn)發(fā)展的需求,環(huán)氧[HuanYang]氯丙烷[BingWan]開(kāi)始以氯丙烯為原料,作為主要[ZhuYao]產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)。目前工業(yè)上環(huán)氧[HuanYang]氯丙烷[BingWan]的生產(chǎn)方法,主要[ZhuYao]有丙烯高溫氯化法和醋酸丙烯酯法,以及較為環(huán)保的甘油法。前者由美國Shell公司1948年,首次開(kāi)發(fā)成功并應用于工業(yè)化生產(chǎn),當前世界上90%以上采用該方法進(jìn)行生產(chǎn);中者由前蘇聯(lián)科學(xué)院以及日本昭和電工公司,于20世紀80年代分別開(kāi)發(fā)成功;后者2007年前后工業(yè)化應用。國內環(huán)氧[HuanYang]氯丙烷[BingWan]基本用于制備環(huán)氧[HuanYang]樹(shù)脂,哪么其生產(chǎn)過(guò)程中如何節能減排,質(zhì)量控制有何新法,其它應用拓展怎樣,業(yè)內同樣是十分關(guān)心的。這位專(zhuān)家就此對于最新進(jìn)展,作了較為詳細的情況介紹。

    2、反應[FanYing]運率方程與反應[FanYing]時(shí)間[ShiJian] 
    (1)皂化反應[FanYing]預反應[FanYing] 
    在反應[FanYing](2)、(3)中它們屬于平行反應[FanYing],1,3-二氯丙醇在預反應[FanYing]過(guò)程中很快反應[FanYing]完畢,皂化塔中的反應[FanYing]主要[ZhuYao]是2,3-二氯丙醇的進(jìn)一步轉化,因此主要[ZhuYao]考察2,3-二氯丙醇的反應[FanYing]轉化率與反應[FanYing]時(shí)間[ShiJian]的關(guān)系。2,3-二氯丙醇在預反應[FanYing]器生成環(huán)氧[HuanYang]氯丙烷[BingWan]為一級反應[FanYing],其反應[FanYing]速度式可以寫(xiě)成:C=C0•exp(-kt)。其中:C為預反應[FanYing]器出口2,3-二氯丙醇的濃度,mol/L;C0為預反應[FanYing]器進(jìn)口2,3-二氯丙醇的濃度,mol/L;k=A•exp(B/RT)為速度常數,L/(mol•min);A、B為常數;T為溫度,K;R為常數,,cal/(mol•K);t為反應[FanYing]時(shí)間[ShiJian],min。預反應[FanYing]出口的ECH轉化率為50%來(lái)設計預反應[FanYing]的停留[TingLiu]時(shí)間[ShiJian]。在溫度為70℃時(shí),停留[TingLiu]時(shí)間[ShiJian]t為1.34s。

    (2)皂化反應[FanYing] 
    2,3-二氯丙醇在皂化塔生成環(huán)氧[HuanYang]氯丙烷[BingWan]仍為一級反應[FanYing],但是因為皂化塔有n塊塔盤(pán),實(shí)現了n次完全混合,分為n段反應[FanYing],故其反應[FanYing]速度方程為:1-X=1/(1+kt)n。其中:X為2,3-二氯丙醇的轉化率;k為速度常數,Aexp(B/RT),L/mol•min;A、B為常數;T為溫度,K;R為常數(cal/mol•K);t為反應[FanYing]時(shí)間[ShiJian],min;n為皂化塔塔板數。在轉化率達到99.9%的情況下,滿(mǎn)足方程式(1+kt)n=1000,操作溫度為90.7~101.1℃,此時(shí)k=1.1557(min-1),以31塊塔板數計算,可得停留[TingLiu]時(shí)間[ShiJian]12.96s。

    (三)反應[FanYing]器設計 
    在裝置生產(chǎn)能力滿(mǎn)足3萬(wàn)t/a的前提下,可據反應[FanYing]速率方程和已知的工藝條件,確定反應[FanYing]器的一些其他設計數據。 
    1、皂化反應[FanYing]預反應[FanYing]器 
    在預反應[FanYing]器內主要[ZhuYao]的目的:一是氯醇溶液與石灰乳液充分混合,二是混合過(guò)程中使氯醇反應[FanYing]的轉化率達到50%,同時(shí)減少返混現象、體現活塞流反應[FanYing]器的性能。預反應[FanYing]器進(jìn)料量在200m3/h,流體粘度為1.41mPa•s,設計需要滿(mǎn)足雷諾數>105,停留[TingLiu]時(shí)間[ShiJian]在1.34s左右。另外因為石灰乳為泥漿物、應防止堵塞,盡量采取結構簡(jiǎn)單、易于清洗的反應[FanYing]結構。預反應[FanYing]器一般采用圓筒型的容器,直徑DN250、長(cháng)度為1035mm的管式反應[FanYing]器可滿(mǎn)足要求,流速為1.57m/s,停留[TingLiu]時(shí)間[ShiJian]為1.33s。

    2、皂化塔 
    皂化塔提餾段采用板式塔板塔,既有利于快速用蒸汽將ECH從皂化塔塔頂蒸出,抑制甘油的產(chǎn)生,又利于避免石灰乳的結垢。同時(shí)由于采用了負壓操作,工藝條件與正壓條件下相比發(fā)生了變化,氣速、操作溫度、壓力的改變決定了皂化塔的設備尺寸的變化。皂化塔設計的已知工藝條件為:進(jìn)料量,200m3/h;操作壓力:塔頂-0.04MPa,塔釜0MPa;操作溫度:塔頂90℃,塔釜101℃;塔板類(lèi)型,精餾段:填料塔,提留段:篩板塔;堿倍率1.2;回流比3.0;停留[TingLiu]時(shí)間[ShiJian]>12.96s。根據上述條件,得到3萬(wàn)t/aECH裝置皂化塔內物料平衡表(見(jiàn)表1)。 

 


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