aspen plus 集成法合成氯乙烷工艺

一、集成法合成氯乙烷工艺流程图

二、合成氯乙烷工艺流程及化学反应

在一个集成过程中制造氯乙烷

在第一反应器B4内反应的化学方程式：

C2H6+Cl2=C2H5Cl+HCl

在第二反应器B9内反应的化学方程式：

C2H4+HCl=C2H5Cl

制造C2H5Cl的工艺流程为：

以进料总物流1000mol/hr为基准。由600mol/hrCl2、197mol/hrC2H6、197mol/hr C2H4、6mol/hrCO2，组成进料1号物流，进入B1号混合器，同时与反应后的剩余反应物C2H4和Cl2循环物

流在常温25℃，压力为20pis下混合，之后，经B2号压缩机压缩至90pis，物流经B3加热器加热至800F，然后进入B4第一反应器，进行反应，C2H5Cl的单程转化率达到95%，此后，从反应器出来的物流进入B5冷凝器中冷凝8℃,然后进入B6闪蒸器，冷凝的产物C2H5CL由16号物流进入B12混合器，剩余反应物及未反应物质则由7号物流进入压缩机压缩至265psi，并与加热器加热至350F,进入B9第二反应器进行加成反应，C2H4的单程转化率为50%，混合物流由冷凝器冷凝至25℃，进入闪蒸器在55℃,20atm条件下闪蒸，产物及少量其他物质进入B13混合器，其余主要为C2H4，Cl2作为循环物流循环，并在B12分离器中派去1%的组分，其余循环至B1与原料进行混合。

三、（一）、1.对工艺流程进行全程物料衡算

基准为：进料流量为1000mol/hr

（1）组分编号

令入料物流为F1，出料物流为F2,

（2）方程与约束式

①物料平衡方程：

F1 x11-F2x21 -r1=0

F1x12-F2x22 -r2=0

F1x13-F2x23 -r1=0

-F2x2 +r1+r2=0

F1x14-F2x24=0

-F2x26 +r1-r2=0

②摩尔分数约束式：

x11+x12+x13+x14=1

x21+x22+x23+x24+x25+x26=1

③设备约束式：

转化率

γ1= F1x11-F2x21／F1x11

γ2=F1x12-F2x22／F1x12

（3）求解方程

已知

X11=0.197 X12=0.197 X13=0.6 X14=0.006

解得

F2=902.2

X21=0.0109 X22=0.109 X23=0.4576 X24=0.0067 X25=0.317 X26=0.0986

四能量衡算

对第一反应器进行能量衡算：

由Aspen可知：

5号物流H输出=-0.012 4号物流H输入=0.016

ΔH=H输出-H输=-0.028

说明需从第二反应器中每小时移去0.028 MMkcal的能量，才能保证

系统稳定按照要求生产。

对第二反应器进行能量衡算:

由Aspen可知：

10号物流H输出=-0.011 9号物流H输入=-0.004

ΔH=H输出-H输=-0.007

说明需从第二反应器中每小时移去0.007 MMkcal的能量，才能保证系统稳定按照要求生产。