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光引发生产氯化石蜡多釜串联反应器工艺的模拟

2014-03-28罗能镇张庆华相咸高徐义明陈英才周俊超詹晓力

化学反应工程与工艺 2014年2期

罗能镇,张庆华,相咸高,徐义明,陈英才,周俊超,詹晓力

(1.中建安装工程有限公司,江苏 南京 2100461;2.浙江大学化学工程与生物工程学系,浙江 杭州 310027)

氯化石蜡-52是由不同碳链长度的正构烷烃经氯代制得含氯量为52%的一类氯化衍生物[1]。氯化石蜡-52的生产工艺有热氯化、光氯化和催化氯化等方法,使用的反应器有釜式、管式及塔式等型式[2]。

热氯化工艺引发温度较高和反应周期较长(40~50 h),导致副反应多产物色泽较深且生产能力相对较低,同时对石蜡油的质量与前精制技术要求很高,能耗大;催化氯化工艺需要使用有机过氧化物作引发剂,存在一定危险性[3-6]。光引发氯化反应温度较低、能耗小,有利于提高产品质量和装置的生产能力,因此低温光引发连续化生产已成为当前氯化石蜡生产工艺技术的研究热点问题[7,8]。

本工作根据氯化石蜡慢引发,快取代,强放热、高腐蚀的生产特点,结合反应产物氯代程度要求均匀,需抑制生产中石蜡油的焦烧与缩合等技术要求,初步提出了多釜串联的连续化光引发生产氯化石蜡的反应工艺流程。参考文献的研究结论[7,8],根据多釜串联反应器的数学模型和氯代反应动力学模型,针对各釜的反应器体积是否相同、氯气流量是否均布等不同模式,开展了系统的模拟计算,以期为连续光氯代过程中的反应器设计与优化提供了一定理论依据。

1 计算模型

1.1 反应器数学模型

根据光引发生产氯化石蜡的特点,连续化氯化石蜡-52生产的工业反应器宜采用具有平推流特性的反应器型式,同时考虑到快速简便移走反应热、反应器结构简单及操作方便等因素,故认为采用多个带有外循环的反应器串联的组合式反应器较为合理。……

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