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1、1万吨丙烯基氯生产流程设计,李黎仙 黎民乐 年 级：2007级硕士 单位名称：化学与化工学院,Company Logo,,主要内容,一、项目概述,二、项目分析与设计,三、过程模拟结果,四、经济衡算,六、参考文献,五、总结,Company Logo,,一、项目概述,1. 1 氯丙烯的性质及用途 氯丙烯又名3-氯-1-丙烯、3-氯丙烯、烯丙基氯，英文名为3-chloro-1-propene、3-chloropropene、Allyl chloride，化学式为CH2=CHCH2Cl，分子质量76.50。 1.1.1 性质 常温下为无色液体，有腐蚀性和刺激性气味，易燃，有毒。它的性质活泼，能发生氧化
2、、加成、聚合、水解、氨化、氰化、酯化等反应。微溶于水，与乙醇、氯仿、乙醚和石油醚混溶。,Company Logo,,1.1.2 用途 氯丙烯的主要用途是生产环氧氯丙烷、甘油、烯丙醇等有机中间体,也是农药、医药的原料，还可合成树脂、涂料、氯醇橡胶、胶粘剂、增塑剂、表面活性剂、阻燃剂、纸张增强剂、溶剂、土壤改性剂、香料等精细化工产品。,Company Logo,,1.2 项目背景 1.2.1 设计背景 由于生产工艺流程较长和氯气严重不足等多方面原因，在国内氯丙烯的生产一直处于低谷，同时也限制了下游产品的发展。近年来下游产品特别是环氧树脂生产装置相继建成投产，国内氯丙烯市场前境乐观，据专家预测，我国
3、环氧树脂用量今后十年以年均25%的速度增长，给氯丙烯生产提供了巨大的发展空间。,Company Logo,,1.2.2 市场分析 氯丙烯在精细化工方面的用途越来越广，产品缺口也在不断增大。特别是去年上半年一直到现在，氯丙烯价格不断上涨，处于供不应求状态。 2007年全球都在提高氯丙烯产量，美国陶氏公司今年增加了2万吨的产量，我国巴陵石化也将产量提高到5.3万吨/年。 随着国民经济的快速发展，市场前景将更加广阔，需求会进一步扩大，抓住机遇，加快速度完成年产1万吨规模的氯丙烯生产装置的扩建。,Company Logo,,二、项目分析与设计,丙烯高温氯化法 原料：丙烯、氯气 优点：工艺成熟，腐蚀小
4、缺点：要求原料纯度高， 单程转化率低， 能 耗高,氯丙烯 的生产方法,丙烯氧氯化法 原料：丙烯、氯化氢和氧 优点：可用90%粗丙烯，转 化率高，能耗低 缺点：使用碲、五氧化二矾 作催化剂，腐蚀大， 材质要求高,2.1 氯丙烯的生产方法,Company Logo,,2.1.1 生产工艺的选择 对比上面两种生产方法，高温氯化法虽然要求原料纯度比较高，单程转化率也较低，但是它的生产工艺比较成熟，对设备的腐蚀较小，而丙烯氧氯化法虽然转化率高，能耗低，但是要求使用碲、五氧化二矾等作催化剂，腐蚀大，对材质要求高，综合考虑各个方面的因素，本设计采用高温氯化法进行氯丙烯的生产。,Company Logo,,2
5、.2 反应原理 主反应： CH2CH-CH3 + Cl2 CH2=CH-CH2Cl + HCl 副反应： CH2CH-CH3 + Cl2 CH2=CCl-CH3 + HCl CH2CH-CH3+ 2Cl2 CH2=CCl-CH2Cl + 2HCl CH2CH-CH3 + 3Cl2 3C + 6HCl,Company Logo,,2.3 设计目标 生产方法：高温氯化法 原料：丙烯98%，氯气 产品：氯丙烯99.9%，2-氯丙烯95%，2，3-二氯丙烯 95%， 盐酸31.5wt%； 反应条件 (1) 反应温度： 500左右，反应收率较高 (2) 丙烯/氯气摩尔比 (3) 反应时间 (4) 反应压
6、力 (5) 丙烯、氯气预热温度,2.4 工艺设计 2.4.1 原有工艺设计,2.4.2 改进工艺 2.4.2.1 改进后的反应工段工艺设计,2.4.2.2 改进后的分离工段工艺设计,Company Logo,,三、过程模拟结果,Company Logo,,四、经济衡算,4.1 原料费用,表4-1 原料消耗费用表,4.2 设备费用,表4-2 设备费用一览表,设备的费用还包括不可预见费用和公用工程费用。 不可预见费用30设备费用0.32186655.8 公用工程费用25设备费用 0.252186 546.5 总的设备费用设备费用不可预见费用公用工程费用 2186+ 655.8+546.5 3388
7、.3(万元),表4-3 建厂费用估算表,4.3 建厂费用估算,Company Logo,,4.4 年操作费用,表4-4 年操作费用估算表,Company Logo,,4.5 销售收入,表4-5 销售收入表,Company Logo,,4.6 赢利分析 设备使用年限按10年计算。 经济效益销售收入年操作费用（建厂费用 /10） 原料费用 17929 5018(14400/10) 5672.8 5798.2万元/年,Company Logo,,五、总 结,本项目是在美国TBWS公司的氯丙烯生产工艺的基础上进行设计和优化的。本设计的改进与优化： (1)改变反应部分的换热器的位置，使能量得到充分利用；
8、 (2)优化T1，确定最佳进料板位置为第8板； (3)优化T2，确定最佳进料板位置为第4板； (4)优化T3，确定最佳进料板位置为第3板； (5)优化T4，确定最佳进料板位置为第20板； (6)在保证了各物料产品的质量纯度的前提下减少了一个塔T5，大大的减少了设备的投资费用。 通过改进，我们不仅从能量方面进行了优化，降低了能源消耗，节省了操作成本，而且减少了设备投资。通过优化模拟可以知道，改进后的工艺完全能够满足生产的要求，达到了设计的目的，所以该优化设计是成功的。,Company Logo,,六、参考文献,1 有机化工原料大全M.第一卷.北京:化学工业出版社.1989 2 梅群波,杜乃婴,吕满庚.氯丙烯及其衍生物的制备和应用. 精细化工中间体.2004（4） 3 薛祖源.环氧氯丙烷生产技术和发展意见. 中国氯碱. 2007（6） 4 张廷深.重要的有机原料中间体氯丙烯. 化工之友. 1995（4） 5 谢德龙,丁和斌.1万吨烯丙基氯生产流程设计. 2006 6 王保玉,黄华杰.1万吨烯丙基氯生产流程设计. 2006,Thank You !,
