工艺技术谢莹莹校优秀设计年产万吨环氧丙烷初步工艺设计

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1、工艺技术谢莹莹校优秀设计年产工艺技术谢莹莹校优秀设计年产 万吨环氧丙烷初步工艺设计万吨环氧丙烷初步工艺设计 （工艺技术）谢莹莹校优（工艺技术）谢莹莹校优 秀设计年产万吨环氧丙烷秀设计年产万吨环氧丙烷 初步工艺设计初步工艺设计 湖 南 科 技 大 学 潇湘学院毕业设计（论潇湘学院毕业设计（论 文）文） 题目题目 年产 2.5 万吨环氧丙烷年产 2.5 万吨环氧丙烷 初步工艺设计初步工艺设计 作者作者谢莹莹谢莹莹 学院学院化学化工学院化学化工学院 专业专业应用化学应用化学 学号学号07560201130756020113 指导教师指导教师邓克勤邓克勤 二一一 年 六 月 十 日 湖湖 南南 科科

2、技技 大大 学学 潇湘学院毕业设计（论文）任务书潇湘学院毕业设计（论文）任务书 化学化工 院 应用化学 系（教研室） 系（教研室）主任: （签名） 年 月 日 学生姓名: 谢莹莹 学号: 0756020113 专业: 应用化学 学生姓名: 谢莹莹 学号: 0756020113 专业: 应用化学 1 设计（论文）题目及专题： 年产 2.5 万吨环氧丙烷初步工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自 2011 年 3 月 8 日开始至 2011 年 6 月 10 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： (1)化工设计； (2)化工原理； (3)化工设备选型； (4)化工手册； (5)化工工艺制图；

3、 (6)轻化工设备及设计 等 4 设计（论文）应完成的主要内容： (1)产品基本概况； (2)工艺流程的选择及论证 (3)主要工艺计算 (4)主要设备计算 (5)环境保护和三废处理 (6)安全生产 (7)厂址选择及车间布置 (8)装置的经济技术评价 (9)设计结论 (10)3 张 CAD 图纸 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： (1)设计说明书规范、整洁，文字力求简练； (2)设计 3 张图纸，图纸规范、整洁； (3)严格按照湖南科技大学论文格式撰写论文； 6 发题时间： 2011 年 3 月 8 日 指导教师： （签名） 学 生： （签名） 湖湖 南南 科科 技技

4、大大 学学 潇湘学院毕业设计（论文）指导人评语潇湘学院毕业设计（论文）指导人评语 主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性， 实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价 指导人：指导人： （签名） 年 月 日 指导人评定成绩： 指导人评定成绩： 湖湖 南南 科科 技技 大大 学学 潇湘学院毕业设计（论文）评阅人评语潇湘学院毕业设计（论文）评阅人评语 主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实 用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价 评阅人：评阅人： （签名）（签名） 年年 月月 日日 评阅人评定

5、成绩： 评阅人评定成绩： 湖湖 南南 科科 技技 大大 学学 潇湘学院毕业设计（论文）答辩记录潇湘学院毕业设计（论文）答辩记录 日期： 日期： 学生： 学号： 班级： 学生： 学号： 班级： 题目： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料： 1 1 设计（论文）说明书共 页设计（论文）说明书共 页 2 2 设计（论文）图设计（论文）图 纸共 页纸共 页 3 3 指导人、评阅人评语共 页指导人、评阅人评语共 页 毕业设计（论文）答辩委员会评语：毕业设计（论文）答辩委员会评语： 主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度

6、和对设 计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价 答辩委员会主任：答辩委员会主任： （签名） 委员：委员： （签名） （签名） （签名） （签名） 答辩成绩： 答辩成绩： 总评成绩： 总评成绩： 摘摘 要要 本设计是年产 2.5 万吨环氧丙烷的工艺设计。设计采用了氯醇法进行环氧丙 烷的生产。主要是利用氯气和水反应生成次氯酸，然后利用次氯酸与丙烯反应生 成氯丙醇，氯丙醇再进入皂化塔与氢氧化钙反应生成产品环氧丙烷。 设计说明书共有八章。介绍了环氧丙烷生产工艺流程的选择和论证，对整个 工艺装置进行了物料和能量衡算，对非标准设备和主要管道进行了计算和选型， 最后对该工艺流程的安全生产和三废处理作了

7、相关说明。 关键词关键词 环氧丙烷；工艺设计；工艺流程；氯醇法 ABSTRACTABSTRACT Chlorohydrination method was adopted for the process design of the production of propylene oxide. Propylene and chlorine reacted in the presence of water to form the intermediate. and propylene chlorohydrin was dehydrochlorinated by a calcium hydroxid

8、e solution to form propylene oxide. This design contains eight paragraphs. This document is mainly to introduce the demonstration and choosing of the process design for the production of propylene oxide. The calculation of material and energy balance of propylene oxide were carried out based on the

9、technological equipments. The non-standard equipment equipments and main pipe lines were calculated and choosed. Finally, the work safety and three industrial wastes disposal was also introduced. Keywords:Keywords: propylene oxide ； technological planning ； process flow ； chlorohydrination method 湖南

10、科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文） - i - 目目 录录 第一章 绪 论1 1.1 环氧丙烷的实际意义 1 1.2 原料的性质1 1.2.1 丙烯 1 1.2.2 氯气 1 1.2.3 石灰 1 1.3 环氧丙烷性质及性能 2 1.3.1 产品名称与结构式 2 1.3.2 理化性质 2 1.3.3 环氧丙烷安全与毒性 2 1.4 国内外环氧丙烷工业发展史 3 1.4.1 国外的环氧丙烷工业发展阶段 3 1.4.2 中国环氧丙烷工业发展史 3 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文） - ii - 1.5 环氧丙烷市场发展简介 4 1.6 技术发展趋势 6 第二章 环氧丙烷工艺的选择7

11、2.1 典型工艺介绍 7 2.1.1 氯醇法 7 2.1.2 共氧化法 7 2.1.3 异丙苯氧化法8 2.1.4 过氧化氢直接氧化法（HPPO 法）8 2.1.5 氧气直接氧化法 9 2.1.6 电化学法 9 2.2 工艺方法的选择 9 2.2.1 氯醇法生产环氧丙烷机理 9 2.2.2 反应速率的影响因素 10 第三章 工艺流程说明13 3.1 生产过程 13 3.1.1 氯醇法工序 13 3.1.2 皂化工序 14 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文） - iii - 3.1.3 精制工序 15 3.1.4 电石渣预处理工序 16 3.1.5 废水预处理工序 17 第四章 物料衡算

12、部分18 4.1 计算依据 18 4.2 第 1 部分的物料衡算19 4.3 第 2 部分的物料衡算 20 4.4 皂化塔的物料衡算 21 4.5 成品塔的物料衡算22 4.6 回收塔的衡算 23 第五章 热量衡算25 5.1 皂化第一冷凝器25 5.2 皂化第二冷凝器26 5.3 皂化第三冷凝器27 5.4 工艺水加热器27 5.5 皂化塔热量衡算28 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文） - iv - 5.6 成品塔的热量衡算29 5.7 回收塔的热量衡算30 5.8 蒸汽耗量总表31 第六章 非标准设备的计算及定型设备选型32 6.1 非标准设备的计算 32 6.2 定型设备的选择

13、34 6.3 工艺管道计算35 第七章 安全与三废治理38 7.1 原料物的特征及防护措施38 7.2 废气的排放38 7.3 废水的排放39 第八章 技术经济分析40 8.1 建厂成本40 8.2 成本计算40 8.3 前景分析41 第九章 结 论42 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文） - v - 参考文献43 致谢44 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文） - 1 - 第一章 绪 论 1.1 环氧丙烷的实际意义 环氧丙烷简称(PO)是一种重要的有机化工原料，化学性质很活泼，特别是能 与带活性氢的化合物反应，具有重要的工业价值。PO 还能与水反应生成丙二醇 (PG)，与氨反应

14、生成异丙醇胺，与乙烯和胺反应生成一氧基乙二胺。在碱性催化 剂作用下，环氧丙烷能与各种醇类、胺类和酸反应生成聚醚多元醇，和卤化氢反 应生成卤代醇类，和二氧化碳反应生成碳酸丙二醇醋。此外，它还能和醛、烯丙 醇产生异构化反应。环氧丙烷常用于制造丙二醇、丙醛、异丙醇胺、聚醚、石油 破乳剂、消泡剂、合成甘油、有机酸等，可作为合成树脂、泡沫塑料、增塑剂及 表面活性剂等化工原料；亦可作硝酸纤维素、氯乙烯、醋酸乙烯、氯丁二烯等树 脂和有机物质的低沸点溶剂等。目前，环氧丙烷的最重要的用途是生产聚醚多元 醇，其次是生产丙二醇。 1.2 原料的性质 1.2.1 丙烯 分子式 C3H6，结构式 CH3-CH=CH2，分子量 42，常温常压下，无色气体，带有 湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文） - 2 - 甜味。气体的密度 1.87 kg/m3，液体的密度 513.9 kg/m3。熔点-185.2 ，沸点 -47.7 。化学性质很活泼，与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸极限 2.011.0 （体积）。主要用于制环