Получение хлористого винила пиролизом дихлорэтана в процессе дегидрохлорировании дихлорэтана в паровой фазе. Характеристика продуктов и сырья для получения винилхлорида. Аппаратурное оформление процесса. Расчет материального и теплового баланса процесса.
Аннотация к работе
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине: “Химический реактор”Винилхлорид - органическое вещество; бесцветный газ со слабым сладковатым запахом, имеющий формулу C2H3Cl и представляющий собой простейшее хлорпроизводное этилена. Промышленное производство винилхлорида входит в первую десятку крупнейших многотоннажных продуктов основного органического синтеза; при этом почти весь производимый объем используется для дальнейшего синтеза полихлорвинила (ПВХ), мономером которого и является винилхлорид.Сущность получения хлористого винила пиролизом дихлорэтана заключается в дегидрохлорировании дихлорэтана в паровой фазе в присутствии катализатора-активированного угля-при температуре 500°С. Дихлорэтан центробежным насосом подается в напорный бак, из которого самотеком поступает в подогреватель-испаритель. При температуре 100°С пары дихлорэтана направляются в перегреватель, вмонтированный в контактную печь, откуда с температурой 300°С пары дихлорэтана поступают в контактный аппарат. Трубки контактного аппарата засыпаны катализатором-активированным углем. Продукты реакции, выходящие из контактной печи при температуре 500°С, поступают в пылеуловитель.Винилхлорид (хлористый винил) представляет собой при нормальных условиях бесцветный газ с температурой кипения-13,9 °С. Он хорошо растворяется в хлороформе, дихлорэтане, этаноле, эфире, ацетоне, углеводородах нефти и очень мало в воде. Наличие двойной связи обусловливает его способность к реакциям полимеризации.В печи пиролиза R-501А, В размещен змеевик из 96 горизонтальныхтруб, в печи пиролиза R-501С из 88 горизонтальных труб, который по потоку условно делится назоны подогрева, испарения, перегрева паров и реакции. Зона подогрева печи пиролиза R-501А, В состоит из двух рядного встроенного подогревателя, состоящего из 8 горизонтальных труб диаметром 114,3?4 мм по 4 трубы в каждом и десятирядного подогревателя, состоящего из 40 горизонтальных труб диаметром 114,3?4 мм по 4 трубы в каждом ряду. Зона подогрева печи пиролиза R-501С представляет собой десятирядный подогреватель из труб диаметром 114,3?4 мм по 4 трубы в каждом ряду, общей длиной 544 п.м.Трубы пяти верхних рядов имеют оребренную поверхность. Зона испарения состоит из 14 горизонтальных труб диаметром 168,3?5,6 мм, общей длиной 191 п.м., размещенных в пять рядов, по 3 трубы в каждомряду; в пятом 2 трубы. Зона перегрева паров состоит из 8 горизонтальных труб диаметром 168,3?9,5 мм, общей длиной 109 п.м., размещенных в 2 ряда, по 4 трубы в каждомряду.Мощность печи по винилхлориду т/г Время работы печи в году, ч Конверсия 1,2 - дихлорэтана, % масс. 1,2 - дихлорэтан Легкокипящие Бензол 1,1,2 - трихлорэтан Высококипящие Состав газов пиролиза, % масс. Инерты Хлорид водорода Ацетилен Метилхлорид Винилхлорид Легкокипящие Бензол 1,2 - дихлорэтан 1,1,2 - трихлорэтан Высококипящие 135000 8000 50 98,58 49,30 99,33 0,004 0,65 0,001 0,02 0,03 18,14 0,04 0,003 30,95 0,20 0,72 49,58 0,01 0,33 С учетом примесей, количество дихлорэтана, подаваемого на пиролиз, составляет: G = 16875 * 99 / 62,5 = 26730 кг/ч С учетом конверсии сырья, селективности образования винилхлорида, расход дихлорэтана составит: G = 26730 * 98,58 / 49,3 = 53449 кг/чТаблица 2 - Расчет теплового баланса Тепло, вносимое сырьем 26087789 23 Нагрев сырья 40184401 36 Тепло от сгорания топливного газа 57646212 51 Тепло реакции 18332590 16 Тепло, вносимое сырьем: Q = 53810·1,0102·473 = 26087789 КДЖВремя пребывания газовой смеси: Скорость подачи газовой смеси: Производительность аппарата: Необходимое количество реакторов: Vгаза = m * = 53810 * 1,253 = 67424В ходе работы была рассчитана стадия пиролиза 1,2 - дихлорэтана для получения винилхлорида.