【正文】 hkmol/hmol%kg/hWt%kmol/hmol%kg/hWt%N2 % % 0 0 0 0 HCl % % 0 0 0 0 C3=138．8868 % % 00 00 2e% % % % 2a % % % % AC % % % % 12Da 0 0 0 0 % % 13De 0 0 0 0 % % Σ159．9237100% 100% 100% 100% 氯精一塔物料衡算表 氯精一塔物料衡算結(jié)果表組分i進(jìn)料塔頂塔底F(kmol/h)zi mol%Di kmol/hXD,imol%Wi kmol/hXw,imol%C3=0 0 0 0 0 0 2e % % 0 0 2a % % % AC % % % 12Da % 0 0 % 13De % 0 0 % ∑ 100% 100% 100% 氯精二塔物料衡算 氯精二塔物料衡算表組分i進(jìn)料塔頂塔底F(kmol/h)zi mol%Di kmol/hXD,imol%Wi kmol/hXw,imol%2a % % 0 0 AC % % % 12Da % % % 13De % % % ∑ 100% 100% 100% 物料衡算總表（見附錄1） 熱量衡算由Aspen plus運(yùn)算得出熱量衡算結(jié)果一覽表 反應(yīng)器熱量衡算圖31 反應(yīng)器結(jié)果圖 塔前換熱器熱量衡算圖32 塔前換熱器結(jié)果圖 冷凝蒸出塔熱量衡算圖33 冷凝蒸出塔結(jié)果圖圖34 氯精一塔結(jié)果圖 設(shè)備計(jì)算圖35 氯精二塔結(jié)果圖四、設(shè)備計(jì)算 管式反應(yīng)器設(shè)備計(jì)算 操作條件1)～(表壓)。沈陽化工大學(xué)學(xué)士論文 工藝流程圖 沈陽化工大學(xué)學(xué)士論文 工藝敘述 工藝流程圖 氯丙烯工段工藝流程圖旋風(fēng)分離器粗氯化物貯罐2粗氯化物貯罐1塔前換熱器大換熱器丙烯貯罐精餾一塔丙烯分配臺(tái)冷蒸塔套管換熱器壓縮機(jī)氯化換熱器精餾二塔水洗塔堿洗塔干燥器立式丙烯貯罐臥式丙烯貯罐冷凝器電感爐氯化反應(yīng)器氯丙烯DD混合劑氯氣圖21 高溫氯化法合成氯丙烯工藝流程圖 氯丙烯工段Aspen Plus模型流程圖本設(shè)計(jì)應(yīng)用Aspen Plus計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，模擬流程圖見下：圖22 氯丙烯工段Aspen Plus模型流程圖 設(shè)備模型說明表設(shè)備名稱模型參數(shù)反應(yīng)器 R001BRstoic入口溫度339℃ 出口溫度500℃ 冷蒸塔 T101Radfrac入口溫度10℃ 出口溫度58℃ 輕關(guān)鍵組分C3H6 重關(guān)鍵組分2e精餾一塔 B1DSTWU回流比40 輕關(guān)鍵組分2a 重關(guān)鍵組分AC 精餾二塔 B12DSTWU回流比2 輕關(guān)鍵組分AC 重關(guān)鍵組分1,2Da 混合器 B5Mixer混合器 R001AMixer換熱器 H003AHeater溫度10℃ 溫度10℃ 換熱器 H004Heater溫度20℃ 溫度20℃ 換熱器 H005A1Heater溫度230℃ 溫度230℃ 換熱器 H005A2Heater溫度350℃ 溫度350℃ 換熱器 H006AHeater溫度360℃ 溫度360℃ 換熱器 H006BHeater溫度427℃ 壓力 0. 175MPa溫度427℃ 換熱器 H005BHeater溫度250℃ 溫度250℃ 換熱器 H003BHeater溫度100℃ 溫度100℃ 換熱器 H007Heater溫度10℃ 溫度10℃ 換熱器 B4Heater溫度25℃ 溫度25℃ 換熱器 B9Heater溫度25℃ 溫度25℃ 泵 B7Pump泵 B8Pump 物料衡算和熱量衡算 物料衡算 設(shè)計(jì)任務(wù)： 年產(chǎn)3600噸環(huán)氧氯丙烷工段工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù)：1． 年工作日：按300天計(jì),每天24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn),即7200小時(shí)/年2． 消耗定額：3． 各段收率：氯化75%,氯精98%,環(huán)化64%,%4． 原料純度：新鮮丙烯：丙烯98%,丙烷2%,循環(huán)丙烯 100% （mol%） 液 氯：%,%5． 中間產(chǎn)品規(guī)格：3氯丙烯（AC）≥ 98% (mol%)6． 原料配比：氯氣 :丙烯 = 1 :5 (mol) （管式反應(yīng)器）7． 氯化反應(yīng)方程式及粗氯化物（反應(yīng)產(chǎn)物中除C3=,HCl,N2外）組成хi(mol)：1) CH2=CHCH3 + Cl2 → CH3CCl=CH2 + HCl %2) CH2=CHCH3 + HCl → CH3CHClCH3 %3) CH3CH2CH3 + Cl2 → CH3CHClCH3 + HCl %4) CH2=CHCH3 + Cl2 → CH2=CHCH2Cl + HCl %5) CH2=CHCH3 + Cl2 → CH3CHClCH2Cl %6) CH2=CHCH3 + 2Cl2 → CH2ClCH=CHCl + 2HCl %(忽略C3=在Cl2中燃燒)進(jìn)料Cl2和C30全部反應(yīng)掉（α=100%）本次設(shè)計(jì)使用的是Aspen Plus軟件的簡單模型來計(jì)算相關(guān)的衡算過程，通過模擬實(shí)際，繪畫出流程圖，進(jìn)而使用模型進(jìn)行設(shè)定和試運(yùn)行，最終使用最優(yōu)結(jié)果作為下一步設(shè)計(jì)的材料來完成本次設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是原料氯氣引起的設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，對丙烯純度和反應(yīng)器的材質(zhì)要求高，能耗大，氯耗量高，副產(chǎn)物多，產(chǎn)品收率低。2CH2=CHCH2Cl +2HOCl→ ClCH2CHClCH2OH + ClCH2CHOHCH2Cl(2,3二氯丙醇，70%) (1,3二氯丙醇，30%)二氯丙醇水溶液與Ca(OH)2或NaOH反應(yīng)生成環(huán)氧氯丙烷。精制后得氯丙烯產(chǎn)品，同時(shí)副產(chǎn)DD混劑(1,2二氯丙烷和1,3二氯丙烯)，氯化氫氣體經(jīng)水吸收后得到工業(yè)鹽酸。丙烯高溫氯化法和醋酸丙烯酯法各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況以及生產(chǎn)需求，本設(shè)計(jì)采用丙烯高溫氯化法。主要缺點(diǎn)是工藝流程長，催化劑壽命短，投資費(fèi)用相對較高。（3）工藝過程無副產(chǎn)鹽酸產(chǎn)生。 生產(chǎn)方法的評述及選擇與傳統(tǒng)的丙烯高溫氯化法相比較，醋酸丙烯酯法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）避免了高溫氯化反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和，易于控制，不結(jié)焦、操作穩(wěn)定，丙烯、氫氧化鈣和氯氣的用量大大減少，反應(yīng)副產(chǎn)物和含氯化鈣廢水的排放量也大大減少。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是合成氯丙烯工段，對其進(jìn)行相應(yīng)的物料、熱量計(jì)算和設(shè)備的選擇。目前，世界上90%以上的環(huán)氧氯丙烷采用該方法進(jìn)行生產(chǎn)。根據(jù)廠址的實(shí)際情況和生產(chǎn)環(huán)境及條件可以選擇不同的方法，但是各有利弊，視實(shí)際情況而定。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。 環(huán)氧氯丙烷也是一種重要的有機(jī)化工原料和精細(xì)化工產(chǎn)品，用途十分廣泛。像氯仿臭，可與大部分有機(jī)溶劑混合，稍溶于水?！≈饕猛居糜谥骗h(huán)氧樹脂，也是一種含氧物質(zhì)的穩(wěn)定劑和化學(xué)中間體 。分子量：，蒸汽壓 ℃，閃點(diǎn)：34℃ ，熔點(diǎn)：℃，沸點(diǎn)：℃，溶解性為微溶于水，可混溶于醇、醚、四氯化碳、苯。分子式：C3H5ClO；CH2OCHCH2Cl。49 工藝敘述 二、工藝敘述(ECH)的性質(zhì) ECH的物理性質(zhì)環(huán)氧氯丙烷的英文名稱：3Chloro1,2epoxypropane；Epichlorohydrin等。2005年我國環(huán)氧氯丙烷的需求量將達(dá)到20余萬噸。據(jù)有關(guān)資料預(yù)計(jì)，合成甘油和氯醇橡膠在2005年將消耗環(huán)氧氯丙烷4萬噸左右。因此，僅環(huán)氧樹脂一項(xiàng)就消耗環(huán)氧氯丙烷15萬噸以上。該領(lǐng)域亦是我國進(jìn)口環(huán)氧樹脂的主要領(lǐng)域，隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施投入建設(shè)，將使復(fù)合材料有較大的需求增長。環(huán)氧樹脂是環(huán)氧氯丙烷最大的下游消費(fèi)產(chǎn)品，其主要消費(fèi)領(lǐng)域包括：涂料、復(fù)合材料、電子電器、膠粘劑。目前，世界環(huán)氧氯丙烷的總消費(fèi)量約為120萬噸/年，產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂、合成甘油、氯醇橡膠以及縮水甘油醚等，其中環(huán)氧樹脂的消費(fèi)量約占消費(fèi)量的75%。中國科學(xué)院成都化學(xué)研究所采用氣固同晶取代法制備的TiZSM5催化劑，進(jìn)行了氯丙烯/ H2O2的環(huán)氧化研究。成孔物質(zhì)的量為鈦沸石粉末的量的5%～35%，硅粘結(jié)劑的量為鈦沸石粉末的量的5%～20%。【3】Solvay公司使用擠條型鈦沸石基顆粒催化劑，將氯丙烯和H2O2作用，合成環(huán)氧氯丙烷，催化劑的制備方法為：將鈦沸石粉末、水、硅粘結(jié)劑、成孔物質(zhì)、其他添加劑混合成糊狀物，擠條、干燥、焙燒。在新技術(shù)的開發(fā)方面，主要是基于TS1（硅鈦分子篩）為催化劑的新工藝開發(fā)。該工藝的原料丙烯醛是由丙烯催化氧化制取的。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。 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。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)。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)。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。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。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。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。 allyl chloride distillation colum