【正文】 內(nèi)容摘要年產(chǎn)3600噸環(huán)氧氯丙烷車間氯丙烯合成工段工藝設(shè)計(jì) 內(nèi)容摘要 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 3600噸的環(huán)氧氯丙烷的氯丙烯工段設(shè)計(jì)。環(huán)氧氯丙烷的主要應(yīng)用是生產(chǎn)環(huán)氧樹脂，用于制造涂料、粘合劑、塑料。它同樣用于人工合成甘油，紡織品，造紙，油墨和染料，溶劑，表面活性劑和醫(yī)藥品。它還能作為一種惰性成分用于農(nóng)藥。目前，較常用的生產(chǎn)氯丙烯的方法仍然是高溫氯化法，也是合成環(huán)氧氯丙烷的經(jīng)典方法，此法對丙烯的選擇性可以達(dá)到75%80%,對氯氣的選擇性可達(dá)到75%。此反應(yīng)的副產(chǎn)物1，3二氯丙烯為有效的殺蟲劑能夠創(chuàng)造出很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此法也存在著一定的缺點(diǎn)，如副產(chǎn)物多，有 1，2二氯丙烷，2氯丙烯，2氯丙烷等。本設(shè)計(jì)采用丙烯高溫氯化法，要求丙烯和氯氣的摩爾比為5:1,因?yàn)檎麄€(gè)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，伴隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度是升高的，反應(yīng)溫度不超過 510℃，本設(shè)計(jì)控制溫度在 500℃左右。本設(shè)計(jì)著重于以下六個(gè)部分的設(shè)計(jì)：氯化反應(yīng)器，冷凝器蒸出塔，氯丙烯精餾一塔，氯丙烯精餾二塔、水洗塔、堿洗塔。氯丙烯通過采用兩步蒸餾的方法被回收。氯化氫通過水洗塔和堿洗塔被吸收。本文主要闡述了氯丙烯在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用、工業(yè)生產(chǎn)方法、生產(chǎn)原理、工藝流程。采用Aspen plus對主要設(shè)備如：混合器、反應(yīng)器、環(huán)氧氯丙烷吸收塔、環(huán)氧氯丙烷解吸塔，冷凝器，脫輕組分塔等進(jìn)行物料衡算和熱量橫算，對氯丙烯反應(yīng)器，進(jìn)料產(chǎn)品第一換熱器，冷卻器等幾個(gè)設(shè)備進(jìn)行熱量衡算，并對氯丙烯反應(yīng)器和換熱器進(jìn)行設(shè)備計(jì)算。確定了操作參數(shù)、設(shè)備類型和材質(zhì)，使用CAD繪制相應(yīng)的工藝流程圖。最后對此工藝過程可能存在的安全隱患及相應(yīng)措施做了簡要說明。 關(guān)鍵詞: 氯丙烯。 環(huán)氧氯丙烷。 高溫氯化反應(yīng)器。精餾塔 Abstract AbstractThe design was done based on annual output of 3600 tons of the allyl chloride of epichlorohydrin design section. The primary use of epichlorohydrin was in the production of epoxy resins used in coatings, adhesives, and plastics, Which is also used in the manufacture of synthetic glycerine, textiles, paper, inks and dyes, solvents, surfactants and pharmaceuticals. Epichlorohydrin is also listed as an inert ingredient in mercial pesticides.The direct high temperature chlorination of propylene continues to be the primary route for the mercial production of allyl chloride. The reaction results in allylchloride selectivity of 7580% from propylene and about 75% from chlorine. Additionally, a significant byproduct of this reaction, 1,3dichloropropene, which used as an effective insecticides for the creation of a very high economic value. This method also has certain shortings, such as remaining byproduct include 1,2dichloropropane, 2chloropropene and 2chloropropane. In this design, the direct high temperature chlorination of propylene was used. The mole ratio of chlorine and propylene was 1:5. Because the whole reaction was exothermic reaction, acpanied by reaction, the temperature was elevated .Optimally the reaction temperature should not exceed 510℃. The temperature of reaction in this design was about 500℃.The design focused on the following parts: chlorization reactor。 the condensation evaporation tower。 two towers of distillation of allyl chloride。 washing towers, alkaline wash tower . Allyl chloride was recoveried by using twostep distillation method. HCl can be acplished by adsorption in water and alkali.In this paper, the position and the function in the national economy, the produce methods in industry, the principle of produce, process were interpred. For the main equipments such as:mixtor, reactor, the absorb tower of epichlorohydrin,the stripper of epichlorohydrin,condenser, the dehydrogenation ponents of the tower etc. calculating of material balance were done by using aspen plus, calculation of energy balance were carried on for the chloropropylene reactor, heat exchanger,and condenser etc six equipments in all. And equipment calculations for reactor, heat exchanger etc . They use CAD corresponding technics process chart for the high purity epoxyethane rectifier was draw. Finally, a brief explanation to the most possible existed dangers and correspond measures for the production process were givenKey words: allyl chloride；epichlorohydrin； high temperature chlorine reactor。 allyl chloride distillation colum 目錄目 錄一、引言 1 環(huán)氧氯丙烷在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用 1 歷史上生產(chǎn)技術(shù) 1 未來生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展動(dòng)向 2 3二、工藝敘述 4(ECH)的性質(zhì) 4 ECH的物理性質(zhì) 4 ECH的化學(xué)性質(zhì) 4 4 丙烯高溫氯化法 5 醋酸丙烯酯法 5 生產(chǎn)方法的評述及選擇 5 環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)原理及流程 5 工藝流程圖 6 氯丙烯工段工藝流程圖 6 氯丙烯工段Aspen Plus模型流程圖 8 設(shè)備模型說明表 8 10 物料衡算 10 設(shè)計(jì)任務(wù)： 10 設(shè)計(jì)依據(jù)： 10 11 管式反應(yīng)器物料衡算 11 塔前換熱器物料衡算 12 冷凝蒸出塔物料衡算 13 氯精一塔物料衡算 13 氯精二塔物料衡算 14 物料衡算總表（見附錄1） 14 熱量衡算 15 反應(yīng)器熱量衡算 15 塔前換熱器熱量衡算 15 冷凝蒸出塔熱量衡算 16 16 17四、設(shè)備計(jì)算 18 管式反應(yīng)器設(shè)備計(jì)算 18 操作條件 18 混合氣計(jì)算 18 喉管尺寸計(jì)算 19 反應(yīng)器的長與內(nèi)徑 20 安裝尺寸的計(jì)算 21 氯精一塔設(shè)計(jì)的主要物性參數(shù) 22 氯精一塔塔頂冷凝器 26 換熱器設(shè)備的選型 26五、能量利用、安全和環(huán)保 28 能量的合理利用 28 28致 謝 31附錄 32 引言一、引言 環(huán)氧氯丙烷在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用環(huán)氧氯丙烷是一種重要的有機(jī)化工原料和精細(xì)化工產(chǎn)品，用途十分廣泛。以它為原料制得的環(huán)氧樹脂具有粘結(jié)性強(qiáng)，耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕、收縮率低、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗沖擊強(qiáng)度高以及介電性能優(yōu)異等特點(diǎn)，在涂料、膠粘劑、增強(qiáng)材料、澆鑄材料和電子層壓制品等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。此外，環(huán)氧氯丙烷還可用于合成甘油、硝化甘油炸藥、玻璃鋼、電絕緣品、表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、膠料、離子交換樹脂、增塑劑、（縮）水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品，用作纖維素酯、樹脂、纖維素醚的溶劑，用于生產(chǎn)化學(xué)穩(wěn)定劑、化工染料和水處理劑等。近年來，由于環(huán)氧樹脂等需求量的不斷增加，國內(nèi)環(huán)氧氯丙烷發(fā)展前景看好，有許多廠家先后新建或擴(kuò)建環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)裝置。隨著生產(chǎn)能力的不斷增加，我國環(huán)氧氯丙烷的產(chǎn)量也不斷增加。 歷史上生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的工藝技術(shù)有很多。丙烯高溫氯化法是工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的經(jīng)典方法，其工藝過程主要包括丙烯高溫氯化制氯丙烯，氯丙烯與次氯酸合成二氯丙烯，二氯丙烯皂化合成環(huán)氧氯丙烷3個(gè)反應(yīng)過程。醋酸丙烯酯法是利用醋酸丙烯酯為原料生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)工藝。前蘇聯(lián)是采用先氯化后水解工藝，昭和電工則采用先水解后氯化工藝。 歷史上環(huán)氧氯丙烷最早于1854年由Berthelot用鹽酸處理粒甘油，然后用堿液水解時(shí)首先發(fā)現(xiàn)的。20世紀(jì)60年代前后，為適應(yīng)環(huán)氧樹脂生產(chǎn)發(fā)展的需求，環(huán)氧氯丙烷開始以氯丙烯為原料作為主要產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)?！?】目前，工業(yè)上環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)方法主要有丙烯高溫氯化法和醋酸丙烯酯法兩種。前者由美國Shell公司于1948年首次開發(fā)成功并應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，當(dāng)前世界上90%以上的環(huán)氧氯丙烷采用該方法進(jìn)行生產(chǎn)。后者由前蘇聯(lián)科學(xué)院以及日本昭和電工公司于20世紀(jì)80年代分別開發(fā)成功。 未來生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展動(dòng)向傳統(tǒng)技術(shù)的改進(jìn)和新技術(shù)開發(fā)是ECH重要發(fā)展方向。傳統(tǒng)氯丙烯法合成ECH的過程存在著設(shè)備腐蝕較嚴(yán)重，能耗大，耗氯量高，副產(chǎn)物多，并且產(chǎn)生大量含氯化鈣和有機(jī)氯化物的廢水(每生產(chǎn)1噸ECH約產(chǎn)生50～60m3廢水)等弊端。許多廠商對氯丙烯法進(jìn)行了改進(jìn)，如環(huán)化反應(yīng)由采用Ca(OH)2改為CaO，以回收熱量；環(huán)化塔由常壓改為減壓操作，以節(jié)省50%的蒸汽消耗；用叔丁基次氯酸鹽法合成二氯丙醇，以降低蒸汽消耗、提高收率、減少廢水排放量；而減少廢水排放量對降低生產(chǎn)成本具有關(guān)鍵作用。Dow開發(fā)了丙烯醛制ECH的工藝，首先將丙烯醛氯化生成2，3二氯丙醛，然后將2，3二氯丙醛加氫生成2，3二氯丙醇，最后2，3二氯丙醇可