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《重庆大学》 2011年
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1,3-二氯-2-丁烯氯化过程强化研究

冉启诚  
【摘要】:在氯化1,3-二氯-2-丁烯(DCB)制取2,3,4-三氯-1-丁烯(TCB)的过程中,有难降解的副产物1,2,3,3-四氯丁烷(TCBd)和1,2,2,3,4-五氯丁烷(PCB)生成。当前,国内某大型化工厂在氯化DCB的过程中,由于使用低效催化剂和落后机械搅拌槽,有大量副产物生成,导致环境污染大、节能减排任务重。 发展以低物耗、高产率、环保为目的的化工过程强化技术是实现化工行业可持续发展的保证。在Cl_2—DCB有机气液反应过程中,气液传质和反应的选择性是制约物耗和产率的关键因素。 本文采用国内某大型化工厂使用的DCB的精馏液(≥93wt%)和氯气(工业级)为原料。为了强化Cl_2—DCB气液传质和提高TCB的选择性,本文主要研究了催化剂和搅拌器对TCB产率的影响,同时还探索了反应时间、反应温度、氯气流量对TCB产率的影响。 首先,本文考查了金属氯化物催化剂(ZnCl_2、CuCl、FeCl_3、AlCl_3)、离子液体催化剂([Bmim]Cl_、[Bmim]PF_6、[Bmim]BF_4)、自由基抑制剂(苯胺、苯酚、氮氧自由基哌啶醇、乙二胺)对1,3-二氯-2-丁烯氯化反应的影响,其结论表明:与无添加剂时相比,金属氯化物、离子液体抑制了TCB的生成;然而,自由基抑制剂提高了TCB的产率。 其次,在氯气偏心射流的条件下,本文使用MixSim2.0.2模拟了二直叶桨式搅拌器、4cm斜叶圆盘搅拌器、5cm斜叶圆盘搅拌器对气液流场、能耗的影响,同时,研究了搅拌器对DCB氯化反应实验的影响,其结果说明:5cm斜叶圆盘搅拌器的气液传质效果较好。 最后,本文还探索了反应时间、反应温度、氯气流量对1,3-二氯-2-丁烯氯化反应的影响,表明:生成TCB和TCBd反应是平行反应,PCB是TCB连续反应的深度氯化物;温度越低、氯气流量越小越有利于TCB的生成。 根据以上对DCB氯化过程强化研究,初步得出最佳工艺条件为:当DCB为600mL的情况下,氯气流速为0.01m~3/h,温度为0℃,氮氧自由基哌啶醇为0.015mol,使用5cm圆盘搅拌器(转速为100rpm),反应4小时后,反应液中TCB的含量可达80.5%,比原工艺的小试增加5.4%。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ222.4

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【参考文献】
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