乙炔二聚反應(yīng)是工業(yè)氯丁橡膠生產(chǎn)過程中的第一步,同時(shí)也是最重要的一步。現(xiàn)生產(chǎn)工藝中采用的主要是鼓泡床反應(yīng)器,乙炔氣體在整個(gè)二聚反應(yīng)過程中以氣泡形式通過催化劑,完成傳質(zhì)傳熱過程,此種工藝過程存在工藝路線過長,乙炔的轉(zhuǎn)化率低,MVA收率不高,過程能耗高,操作壓力波動(dòng)大,反應(yīng)器堵塞嚴(yán)重,安全隱患大等問題,尤其是轉(zhuǎn)化率低這一問題,給氯丁橡膠在生產(chǎn)中帶來了麻煩。同時(shí),氯丁橡膠生產(chǎn)過程中,產(chǎn)品氯丁膠乳中存在一定量的未反應(yīng)單體氯丁二烯及揮發(fā)性溶劑,使得膠乳具有刺鼻性異味,對(duì)操作及使用者身體產(chǎn)生危害。針對(duì)上述問題,本文對(duì)乙炔二聚反應(yīng)和膠乳脫揮過程進(jìn)行研究,并依據(jù)研究結(jié)果進(jìn)行簡單設(shè)備設(shè)計(jì)。本文二聚反應(yīng)過程采用三級(jí)噴淋反應(yīng)器,即催化劑以噴淋的形式從反應(yīng)器頂部噴下,氣體反應(yīng)介質(zhì)從反應(yīng)器底部進(jìn)入,通過逆流接觸實(shí)現(xiàn)傳熱傳質(zhì),完成反應(yīng)過程。結(jié)果表明:多級(jí)反應(yīng)可以提高乙炔的轉(zhuǎn)化率,但同時(shí)副反應(yīng)發(fā)生的機(jī)會(huì)增多,造成反應(yīng)的MVA的收率和選擇性下降;有機(jī)溶劑的添加,乙炔在催化劑中的溶解度增高,使得催化劑溶液中銅離子具有卓越配位能力,從而使乙炔二聚反應(yīng)可以更快的進(jìn)行,催化劑的性能得以提高,提高二聚反應(yīng)過程乙炔的轉(zhuǎn)化率。通過研... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

乙炔二聚反應(yīng)器Figure1-2Acetylenedimerizationreactor

碩士學(xué)位論文6TakashiTachiyama[41,42,43]等認(rèn)為乙炔配位到金屬離子Cu(I)上生成鍵合的絡(luò)合物，它解離一個(gè)質(zhì)子生成π鍵合乙炔銅化合物。雖然，乙炔是非常弱的酸，但由于金屬離子的配位而加速了質(zhì)子的解離。在過量的乙炔存在下，乙炔化銅和另一個(gè)乙炔分子配位。配位的乙炔插入到中Cu-乙炔化物鍵中生成銅絡(luò)合的二聚體，最后質(zhì)子化得到乙烯基乙炔。但所有這些反應(yīng)都發(fā)生在銅的原子簇絡(luò)合物中。圖1-1乙炔二聚反應(yīng)機(jī)理示意圖Figure1-1Schematicdiagramofacetylenedimerizationreactionmechanism1.2乙炔二聚反應(yīng)器乙炔二聚反應(yīng)是一種非�；镜臍庖悍磻�(yīng)進(jìn)程，二聚反應(yīng)過程的反應(yīng)裝置有以下幾種，一類是帶攪拌器的臥式反應(yīng)器，另一類是立式鼓泡反應(yīng)器（BubbleColumnReactor,BCR），而鼓泡床反應(yīng)器又分為內(nèi)循環(huán)型、外循環(huán)性、帶篩板塔式，其中篩板塔式反應(yīng)器又叫立式多孔塔，反應(yīng)過程如下：從反應(yīng)器的下部通入乙炔氣體，催化劑溶液從塔頂噴出，這樣既可以提高了催化劑與反應(yīng)物的的反應(yīng)時(shí)間和接觸機(jī)會(huì)，又可以在二聚反應(yīng)過程不斷地把副產(chǎn)物從催化劑上分離開。圖1-2乙炔二聚反應(yīng)器Figure1-2Acetylenedimerizationreactor

碩士學(xué)位論文132.2.3實(shí)驗(yàn)裝置建立了圖2-1流程的實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行了相關(guān)氧排除、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)等試驗(yàn)，對(duì)裝置的氣密性進(jìn)行驗(yàn)證，以此保障反應(yīng)過程安全和實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步進(jìn)行。圖2-1實(shí)驗(yàn)裝置流程圖Figure2-1Flowchartoftheexperimentaldevice圖中：1-水槽；2,19,25,32,38-泵；3-液體流量計(jì)；4-N2鋼瓶；5-氣體流量計(jì)；6-電石反應(yīng)釜；7-恒溫水槽；8-CuSO4溶液；9-NaoH溶液；10,11-壓力表；12,13-氣體流量計(jì)；14,20,27-水浴循環(huán)裝置；15-二聚反應(yīng)一級(jí)預(yù)熱器；16-二聚反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)器；17，24，31-收集瓶；18,26,33-催化劑；21,28,34-旋風(fēng)分離器；22-二聚反應(yīng)一級(jí)預(yù)熱器；23-二聚反應(yīng)二級(jí)反應(yīng)器；29-二聚反應(yīng)三級(jí)預(yù)熱器；30-二聚反應(yīng)三級(jí)反應(yīng)器；35-緩沖瓶；36-空氣泵；37-氣體流量計(jì)；38-水箱；39-尾氣處理2.2.4實(shí)驗(yàn)過程1）催化劑的配制本實(shí)驗(yàn)催化劑采用晉膠高新技術(shù)（上海）有限公司提供催化劑專用配方，經(jīng)過鼓泡床反應(yīng)器對(duì)其性能評(píng)價(jià)，催化劑性能較高，轉(zhuǎn)化率及收率優(yōu)于生產(chǎn)用催化劑。首先，將N2通入三頸燒瓶，排盡空氣，隨后將HCl和NH4Cl溶解于去離子水中，并80℃水浴加熱至溶解，將CuCl放入三頸燒瓶中至全部溶解，隨后快速將催化劑轉(zhuǎn)移到一級(jí)反應(yīng)和二級(jí)反應(yīng)和三級(jí)反應(yīng)的催化劑試劑瓶中，并不斷通入氮?dú)狻?）實(shí)驗(yàn)流程將電石放入三頸燒瓶中，之后連續(xù)通入30分鐘N2，排盡裝置內(nèi)的空氣，打開水閥，控制流量，燒瓶內(nèi)產(chǎn)生的乙炔氣體依次通過CuSO4溶液（除去氣體中摻雜的PH3和H2S）和NaOH溶液,乙炔氣體通過預(yù)熱器預(yù)熱，催化劑從二聚反應(yīng)塔塔頂噴淋而出，反應(yīng)后的氣體通過旋風(fēng)分離器，進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)預(yù)熱器和二級(jí)反應(yīng)器，反應(yīng)后氣體通過旋風(fēng)分離器，進(jìn)入三級(jí)反應(yīng)預(yù)熱器和三級(jí)反應(yīng)器，反應(yīng)后的氣體通過旋風(fēng)分離器，氣體經(jīng)過無水氯化鈣等處理后?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]聚合物高效脫揮技術(shù)進(jìn)展[J]. 奚楨浩,仇梟逸,趙玲.  化工進(jìn)展. 2019(01)
[2]水渣冷卻塔噴淋裝置的改進(jìn)[J]. 賈菁菁.  天津冶金. 2017(S1)
[3]乙炔二聚反應(yīng)非水相催化體系的研究[J]. 劉海月,謝建偉,劉平,劉志勇,代斌.  石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(05)
[4]關(guān)于錐形封頭設(shè)計(jì)計(jì)算的探討[J]. 梅宇光.  化工設(shè)備與管道. 2015(05)
[5]紐蘭德催化劑催化乙炔二聚反應(yīng)過程[J]. 張一科,賈則琨,甄彬,韓明漢.  化工學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]聚乙二醇/Nieuwland催化劑對(duì)乙炔二聚反應(yīng)的影響[J]. 盧俊龍,劉海月,謝建偉,劉平,代斌,劉志勇.  化學(xué)工程. 2015(06)
[7]關(guān)于錐形封頭形式參數(shù)的計(jì)算[J]. 郭阿賓.  化工設(shè)備與管道. 2015(01)
[8]LaCl3改性Nieuwland催化劑催化乙炔二聚反應(yīng)[J]. 劉作華,余亞玲,杜軍,范興,陶長元.  功能材料信息. 2014 (05)
[9]斜插穿流式擋板強(qiáng)化鼓泡塔內(nèi)流體混合的研究[J]. 劉作華,孫瑞祥,寧偉征,劉仁龍,陶長元,王運(yùn)東.  化學(xué)工程. 2013(02)
[10]半頂角大于60°錐形封頭的分析[J]. 梁文元,鄭岳山,溫澤勝.  廣州化工. 2012(03)

碩士論文
[1]乙炔二聚合成乙烯基乙炔研究及應(yīng)用[D]. 劉博.吉林大學(xué) 2016
[2]改性Nieuwland催化劑強(qiáng)化水體系下乙炔二聚的研究[D]. 黃蓉.重慶大學(xué) 2016
[3]高速脫揮反應(yīng)器的研究[D]. 王佳寧.北京化工大學(xué) 2015
[4]乙炔二聚反應(yīng)中催化劑優(yōu)化研究[D]. 尹利娟.重慶大學(xué) 2014
[5]乙炔二聚制備乙烯基乙炔的優(yōu)化研究[D]. 余亞玲.重慶大學(xué) 2013
[6]乙炔二聚水體系中催化劑優(yōu)化研究[D]. 彭敏.重慶大學(xué) 2012
[7]乙炔二聚合成乙烯基乙炔反應(yīng)過程的研究[D]. 馬紀(jì)翔.重慶大學(xué) 2012
[8]多級(jí)鼓泡塔流體力學(xué)參數(shù)的測(cè)量與混合特性的研究[D]. 秦嶺.北京化工大學(xué) 2010
[9]乙炔二聚中高聚物的成因及控制方法研究[D]. 鄭習(xí)霞.重慶大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3606362