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Keywords:

  • oxychlorination;
  • 1,2-dichloroethane;
  • fluidized bed

Abstract

Taking 1,2-dichloroethane from the oxychlorination reaction is a commercially very important process due to the large application of the 1,2-dichloroethane in the chemical industry of PVC production. This work presents the modeling and simulation of an oxychlorination reactor with a fluidized bed. The pseudo-homogeneous model with one-dimensional flow in steady state was applied based on the theory of fluidized bed in two phases. It allows the sensitivity analysis of the operational and project parameters of the reactor. The ordinary differential equations system that represents the mathematical model of the reactor was solved through the application of the numerical method of Newton–Raphson's. The results obtained have proved that the developed model represents the system suitably, in spite of the one-dimensional model. The effect of different parameters was investigated through the sensitivity analysis, and the results show that the parameters that have the largest influence on the reactor performances are: fluidized bed height, bubble diameter, residence time, cupric chloride weight in the catalyst, and emulsion phase temperature.

La récupération du 1,2-dichloroethane de la réaction d'oxychloration est un processus commercialement très important en raison de l'utilisation importante du 1,2-dichloroethane dans l'industrie chimique de la production du PVC. Ce travail présente la modélisation et la simulation d'un réacteur d'oxychloration avec lit fluidisé. Le modèle pseudo-homogène avec écoulement unidimensionnel à l'état stable a été appliqué, en se basant sur la théorie du lit fluidisé en deux phases. Cela permet l'analyse de sensibilité des paramètres opérationnels et de projet du réacteur. Le système d'équations différentielles ordinaires qui représente le modèle mathématique du réacteur a été résolu par l'application de la méthode numérique de Newton-Raphson. Les résultats obtenus ont prouvé que le modèle développé représente le système de façon appropriée, en dépit du fait qu'il s'agit d'un modèle unidimensionnel. L'effet des différents paramètres a été étudié par l'analyse de sensibilité et les résultats montrent que les paramètres ayant la plus forte influence sur le rendement du réacteur sont la hauteur du lit fluidisé, le diamètre des bulles, le temps de séjour, le poids de chlorure cuivrique dans le catalyseur et la température de la phase d'émulsion.