乙烯、丙烯制冷原理

乙烯、丙烯制冷原理

一、基本概念

（1）汽化潜热(简称汽化热)

在一定压力下，1千克饱和液体汽化成为等温干饱和蒸汽所需吸收的热量，叫做汽化潜热。所谓干饱和蒸汽(简称干蒸汽)是指在饱和蒸汽中没有饱和液体微粒时的蒸汽，而湿饱和蒸汽(简称湿蒸汽)是指在饱和蒸汽中夹带部分雾状的饱和液体微粒时的蒸汽。对于每一种液体，在不同的饱和压力下，汽化潜热的数值是不同的，饱和压力愈高，汽化潜热愈小。 （2）汽化

在任一温度下，液体内总有一些运动速度足够快的分子，也就是“活跃分子”，这些“活跃分子”能克服邻近分子对它的吸引力和液体表面张力而跃出液面，随即飞散到自由空间中，形成蒸汽，随着温度的升高，则液体中这种“活跃分子”就愈多，蒸汽的产生过程就愈迅速。上述这种由液体变为蒸汽的过程叫汽化。 （3）饱和蒸汽压

液体在汽化的同时，液面上方也会有一些蒸汽分子因与液面碰撞，又被液体分子吸住而返回液体。在密闭容器中，当某一时间内，从液体逸出的分子数等于回到液体内的分子数时，液体和它的蒸汽处于“动平衡状态”，液面上方蒸汽的密度就不再改变，这种状态称为饱和状态。饱和蒸汽的压力叫做饱和蒸汽压。液体的饱和蒸汽压与温度有关，温度一定，饱和蒸汽压就一定；反之亦然。

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二、节流膨胀制冷工作原理

当流体在管道中流动时，若中途经过横截面突然缩小的通路，如阀门或孔口时，会由于摩擦损耗使其压力下降，体积膨胀，这种现象叫节流。

因为流体通过阀门或孔口很快，所以在阀门或孔口附近的流体和外界的热交换很小，可以忽略不计，因此节流过程可以认为是一种绝热膨胀过程，通常把它叫做绝热节流。通常情况下，流体节流后，温度总是降低的。

在制冷装置中，就是利用节流膨胀使高温制冷液体的温度降低以达到制冷目的。

三、压缩制冷的工作原理

压缩制冷装置的主要设备有：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器(如上图)。

在制冷系统中冷媒是用来吸收热量（即产生冷量）的物质。高压液态冷媒通过节流阀降压（同时降温）后进入蒸发器，在蒸发器中通

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过热交换吸收被冷却介质(如工艺物料)的热量而汽化，随即被压缩机吸入，经过压缩机压缩后（压力和温度均得到提高）,进入冷凝器与冷却介质(如冷却水)进行热交换，放出热量，冷凝为高压液态冷媒，液化了的高压冷媒再经过节流阀进入蒸发器。这样不断地循环过程叫做压缩制冷循环。

从以上可知，蒸汽制冷循环要经过四个过程：（1）压缩过程；（2）冷凝过程；（3）膨胀过程；（4）制冷过程（蒸发过程）。根据冷媒的性质，通过对冷媒的蒸发加压的方法，使冷媒自低温处吸热，向高温处排热，以实现热量自低温物质向高温物质传递的目的，从而构成一个封闭的热力过程。

四、乙烯—丙烯复迭制冷系统

为了给混合进料、催化剂配制、聚合反应等提供-100℃左右的低温，要选用乙烯为制冷介质，而乙烯的临界温度为9.21℃，需要液态丙烯作为使乙烯冷凝的冷剂，这样在乙烯制冷循环中由丙烯向乙烯供冷，在丙烯制冷循环中由冷却水向丙烯供冷，使乙烯、丙烯制冷系统复迭起来，组成复迭制冷系统。

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丁基橡胶聚合反应机理

丁基橡胶聚合过程是典型的阳离子反应，一般认为，这类反应系在某些能释放H+的质子酸或Lewis酸的作用下，使具有供电子性能的不饱和烃单体产生链引发，进而发生链的增长。丁基橡胶聚合反应则是用AlCl3作催化剂形成离子络合物，贡献出质子或正电氢原子给异丁烯分子，因此形成一个正碳离子，依次引发聚合，形成聚合物链。以下是对丁基橡胶聚合反应历程的假设。

（1）链引发 根据阳离子反应机理，通常认为只有在助催化剂存在下才能产生引发反应，本装置采用的助催化剂是水。

Alcl3+HOH--→H[ Alcl3·OH] 缔合离子对

+

-

CH3 CH3 | |

CH3-C=CH2+ H[Alcl3·OH]--→CH3-C[Alcl3·OH] 引发离子对

+

-+

-

|

CH3

（2）链增长

链增长主要是通过将单体加入到引发的正碳离子中来实现。

CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 | | | | |

+-+-CH-C[Alcl3·OH]+nCH2=C--→CH-C-CH2-C～C[Alcl3·OH]

| | | | | CH3 CH3 CH3 CH3 CH3

CH3 CH3 CH3 | | |

+- + CH2=C-CH=CH2--→CH3-C-CH2-C～C-CH2-C=CH-CH2[Alcl3·OH]

| | | | | CH3 CH3 CH3 CH3 CH3

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