HCl反应脱水耦合贫氧氧化制Cl2开题报告

 2021-08-14 17:53:23

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

[1]张林浩,梁日忠,等.聚氨酯中间体生产过程氯循环利用的生态工业模式[j]. 化工进展,2011年第30卷,第12期.

[2]吴玉龙,魏飞,韩明汉,等.回收利用副产氯化氢制氯气的研究进展[j]. 过程工程学报,2004,4(3): 269~275.

1. 课题的研究意义

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

在涉及非传统天然气化学、氯代芳烃、聚氨酯以及聚碳酸酯的生产过程将大量消耗cl2。在这些过程中氯原子的利用率最高只有50%,会生成大量经济附加值低的副产hcl,直接中和后将其排放会造成巨大的污染和浪费。因此,将副产hcl转化为cl2循环利用是具有广阔应用前景的绿色环保工艺。其中将hcl催化氧化转变为cl2的deacon法最具工业化应用前景。

迄今为止,对于hcl催化氧化制cl2的工业化研究集中在基于高效催化剂的过程强化。自上世纪九十年代以来出现了基于cu基催化剂的两段式流化床工艺,但该工艺中存在着返混严重以及内部结构复杂的问题;sumitomo开发了基于ru基催化剂的一种列管式换热式固定床工艺,通过换热介质消除固定床反应器常见的飞温问题;bayer则以绝热床设备制造简单、成本低为优势开发了一种多段绝热工艺。上述报道的方法,反应尾气中含有大量的o2,无法在下游生产中直接利用,需要采用专门的高耗能蒸馏工艺分离cl2。为了得到可以直接用于下游氯化反应的反应混合气,hcl氧化产物中o2体积百分数需满足y(o2)≤1%。

此外,上述有关使用固定床反应器的方法中,都采用共同进料方式,无法在反应过程中实现对反应的控制。而分步进料方式可以通过调节反应物在反应器内的停留时间以实现对反应过程的控制。westerterp等最早提出了反应物分步进料的概念,当在反应过程中将调节反应物浓度,可以获得一些有用的反应结果。lu等开发了基于可逆和不可逆串联-平行反应系统分步进料的数学模型,通过计算在反应器出口处主产物的最佳产率,作者认为延长停留时间对提升主产物的产率有利。此外,作者还发现当分步进料次数相同时,优化分步进料气体量分布可以使主产物选择性进一步提升。mohammad等采用不同分步进料策略对在固定床中生产顺丁烯马来酸酐做了模拟计算,并得到了与lu的报道相似的结论。但mohammad指出有关分步进料反应的研究局限于幂级数形式的动力学方程,这限制了他们研究结论的一般化推广。

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