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1、沈阳化工学院本 科 毕 业 论 文题 目：年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计院 系：科亚学院专 业：化学工程与工艺班 级：科华工0401学生姓名：夏之光指导教师：刘东斌论文提交日期：2008年6月日论文答辩日期：年月日科亚学院专业班学生夏之光毕业设计（论文）任务书化学工程与工艺0401毕业设计（论文）题目：年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计毕业设计（论文）内容：毕业设计（论文）专题部分：指导教师：教研室主任：院 长：签字签字签字年年年月月月日日日内容摘要要设计对年年产42200吨吨环氧氯氯丙烷车车间氯丙丙烯合成成工段进进行了工工艺设计计。并对对环氧氯氯丙烯的生产
2、产方法、生生产原理理、流程程路线，物物料衡算算，能量量衡算以以及主要要设备等等进行了了论述和和计算。关键词：环氧氯氯丙烯AbsttracctThiss deesiggn ssyntthessizees tthe prooducctioon mmethhod of thee woork seggmennt aand prooducce tto 442,000toon EEC/yyearr prrincciplle, proocesss rroutte aand maiin eequiipmeentss ettc. prooceeededd thhe ttreaatisse.Keywwordds:
3、3-cchlooro-1- proopenne、33-chhlorroprropeene、引言环氧氯丙丙烯是一种种重要的的有机化化工原料料和精细细化工产产品，用用途十分分广泛。以以它为原原料制得得的环氧氧树脂具具有粘结结性强，耐耐化学介介质腐蚀蚀、收缩缩率低、化化学稳定定性好、抗抗冲击强强度高以以及介电电性能优优异等特特点，在在涂料、胶胶粘剂、增增强材料料、浇铸铸材料和和电子层层压制品品等行业业具有广广泛的应应用。此此外，环环氧氯丙丙烷还可可用于合合成甘油油、硝化化甘油炸炸药、玻玻璃钢、电电绝缘品品、表面面活性剂剂、医药药、农药药、涂料料、胶料料、离子子交换树树脂、增增塑剂、（缩缩）水甘甘油衍
4、生生物、氯氯醇橡胶胶等多种种产品，用用作纤维维素酯、树树脂、纤纤维素醚醚的溶剂剂，用于于生产化化学稳定定剂、化化工染料料和水处处理剂等等。目录内容摘要要i引言i目录i1 文献献综述111.1环环氧氯丙丙烯在国民民经济中中的重要要作用111.2环环氧氯丙丙烯的生产产原料及及主要产产品11.3环环氧氯丙丙烯的工业业生产方方法及选选择11.4环环氧氯丙丙烯的用用途1.5环环氧氯丙丙烯的物物理化学学性质2 生产产流程和和设备112.1 理论生生产流程程简述112.2 设备生生产流程程建树112.3 设备论论述及其其选择112.3.1 氯氯化反应应器2.3.2 冷冷蒸塔112.4 小结113 计算算13
5、.1 反应器器的物料料衡算113.1.1 管管式反应应器13.1.2 塔塔前换热热器13.1.3 冷冷蒸塔113.1.4 精精馏塔113.1.5水洗洗塔13.1.6碱洗洗塔13.2反反应器热热量计算算13.2.1反应应焓的计计算13.2.2部分分产物由由3555k7773 k焓值值的变化化13.2.3 11,2-Da, 1,3-DDe由3355kk7773 kk焓值的的变化113.2.4计算算丙烯预预热温度度13.3 设备衡衡算13.3.1反应应器13.3.2氯精精二塔114附录11参考文献献11 文献综述述1.1 环氧氯丙丙烯在国民民经济中中的重要要作用环氧氯丙丙烯是一种种重要的的有机化化工
6、原料料和精细细化工产产品，用用途十分分广泛。以以它为原原料制得得的环氧氧树脂具具有粘结结性强，耐耐化学介介质腐蚀蚀、收缩缩率低、化化学稳定定性好、抗抗冲击强强度高以以及介电电性能优优异等特特点，在在涂料、胶胶粘剂、增增强材料料、浇铸铸材料和和电子层层压制品品等行业业具有广广泛的应应用。此此外，环环氧氯丙丙烷还可可用于合合成甘油油、硝化化甘油炸炸药、玻玻璃钢、电电绝缘品品、表面面活性剂剂、医药药、农药药、涂料料、胶料料、离子子交换树树脂、增增塑剂、（缩缩）水甘甘油衍生生物、氯氯醇橡胶胶等多种种产品，用用作纤维维素酯、树树脂、纤纤维素醚醚的溶剂剂，用于于生产化化学稳定定剂、化化工染料料和水处处理剂
7、等等。1.2 环氧氯丙丙烯的生产原原料及主主要产品品环氧氯丙丙烯是一种种重要的的有机化化工原料料和精细细化工产产品，用用途十分分广泛。以以它为原原料制得得的环氧氧树脂具具有粘结结性强，耐耐化学介介质腐蚀蚀、收缩缩率低、化化学稳定定性好、抗抗冲击强强度高以以及介电电性能优优异等特特点，在在涂料、胶胶粘剂、增增强材料料、浇铸铸材料和和电子层层压制品品等行业业具有广广泛的应应用。此此外，环环氧氯丙丙烷还可可用于合合成甘油油、硝化化甘油炸炸药、玻玻璃钢、电电绝缘品品、表面面活性剂剂、医药药、农药药、涂料料、胶料料、离子子交换树树脂、增增塑剂、（缩缩）水甘甘油衍生生物、氯氯醇橡胶胶等多种种产品，用用作纤
8、维维素酯、树树脂、纤纤维素醚醚的溶剂剂，用于于生产化化学稳定定剂、化化工染料料和水处处理剂等等。1.3 环氧氯丙丙烯的工业业生产方方法及选选择目前，工工业上环环氧氯丙丙烯的生产产方法主主要有丙丙烯高温温氯化法法和乙酸酸丙烯酯酯法两种种。丙烯高温温氯化法法是工业业上生产产环氧氯氯丙烷的的经典方方法，由由美国SShelll公司司于19948年年首次开开发成功功并应用用于工业业化生产产。目前前，世界界上900%以上上的环氧氧氯丙烷烷采用此此法进行行生产。其其工艺过过程主要要包括丙丙烯高温温氯化制制氯丙烯烯，氯丙丙烯与次次氯酸化化合成二二氯丙醇醇，二氯氯丙醇皂皂化合成成环氧氯氯丙烷33个反应应单元。1
9、.4 环氧氯丙丙烯的用用途氯丙烯作作为一种种重要的的石油化化工中间间产品，一一般不直直接作为为商品出出售，主主要是 用于生产产环氧氯氯丙烷、丙丙烯醇、甘甘油、烯烯丙胺、烯烯丙酯等等下游产产品。由由于氯丙丙烯是含含氯 的的烯烃化化合物,具有氯氯有机化化合物和和烯烃的的重要特特征。能能与乙醇醇、氯仿仿、乙醚醚、丙酮酮、苯、 甲苯、四四氯化碳碳和石油油醚混溶溶。可发发生氧化化、加成成、取代代、烷基基化等多多种反应应,使其其在医 药、农农药、香香料、塑塑料阻燃燃、有机机合成等等方面具具有广泛泛的应用用。二战战期间得得到迅速速发展, 成为为有机合合成的重重要中间间体,其其消耗量量逐年增增加。氯氯丙烯一一
10、般不直直接作市市场商品品出售, 而是广泛泛用于合合成树脂脂、医药药、香料料、农药药和有机机合成原原料。其其主要用用途是生生产环氧氧氯 丙丙烷;用用作合成成甘油和和合成树树脂的原原料,其其余用来来生产丙丙烯 醇醇、丙烯烯胺和药药物等1.5 环氧氯丙丙烯的物物理化学学性质氯丙烯中中文名称称有3-氯-11-丙烯烯、3-氯丙烯烯、烯丙丙基氯；英文名名称有33-chhlorro-11- pproppenee、3-chllorooproopenne、cchlooridde、。化化学式：CH22=CHHCH22Cl；分子质质量：776.550； 性状：常温下下为无色色液体，有有辛辣味味，易挥挥发。性性活泼，
11、能能发生加加合反应应及聚合合反 应应，水解解成丙烯烯醇，易易燃。沸沸点：444.66；熔点点：-1136.4；相对对密度：液态 0.993822g/cc （200/4） 蒸蒸气压：49.05KKPa(25)；溶解解度：水水中：220时 00.366g/1100mml闪点点：-331.667自然温温度：3390爆炸极极限：下下限2.9%，上上限111.2%；油 水分配配系数：辛醇/水分配配系数的的对数值值：-00.244；遇热热或明火火有着火火危险，遇遇明火 可爆炸炸，危险险程度中中等，能能与HNNO3、HH2SOO4、哌哌嗪、乙乙二胺、氯氯磺酸，NNaOHH发生激激 烈反反应。2 生产流程程和
12、设备备2.1 理论生产产流程简简述1. 丙丙烯高温温氯化制制氯丙烯烯丙烯与氯氯气经干干燥、预预热后以以摩尔比比455:1混混合进入入高温氯氯化反应应器，短短时间(约3 s)内内进行反反应，生生成氯丙丙烯和氯氯化氢气气体。精精制后得得氯丙烯烯产品，同同时副产产D-DD混剂(1,22-二氯氯丙烷和和1,33-二氯氯丙烯)，氯化化氢气体体经水吸吸收后得得到工业业盐酸。CH2=CHCH2 + Cl2 CH2=CHCH2Cl +HCl2.氯丙丙烯次氯氯酸化合合成二氯氯丙醇氯气在水水中生成成次氯酸酸(或采采用介质质叔丁醇醇和氯气气在NaaOH溶溶液中反反应生成成叔丁基基次氯酸酸盐，该该盐水解解生成次次氯酸
13、，叔叔丁醇循循环使用用)，次次氯酸与与氯丙烯烯反应生生成二氯氯丙醇(过程中中二氯丙丙醇浓度度一般控控制在44%左右右)。2CH22=CHHCH22Cl +2HHOCll CClCHH2CHCClCHH2OH + CClCHH2CHOOHCHH2Cl(2,33-二氯氯丙醇，770%) (11,3-二氯丙丙醇，330%)3.二氯氯丙醇皂皂化合成成环氧氯氯丙烷二二氯丙醇醇水溶液液与Caa(OHH)2或NaaOH反反应生成成环氧氯氯丙烷。ClCHH2CHCClCHH2OH + CClCHH2CHOOHCHH2Cl + 11/2 Ca（OOH）22ClCHH2CHCClCHH2OH + CClCHH2C
14、HOOHCHH2Cl + 11/2 Ca（OOH）22丙烯高温温氯化法法的特点点是生产产过程灵灵活，工工艺成熟熟，操作作稳定，除除了生产产环氧氯氯丙烷外外，还可可生产甘甘油、氯氯丙烯等等重要的的有机合合成中间间体，副副产D-D混剂剂（1，33-二氯氯丙烯和和1，22-二氯氯丙烷）也也是合成成农药的的重要中中间体。缺缺点是原原料氯气气引起的的设备腐腐蚀严重重，对丙丙烯纯度度和反应应器的材材质要求求高，能能耗大，氯氯耗量高高，副产产物多，产产品收率率低。生生产过程程产生的的含氯化化钙和有有机氯化化物污水水量大，处处理费用用高，清清焦周期期短。2.2 数据生产产流程简简述1.丙烯烯：经各各部热交交换后与与反应器器的氯化化物逆向向进行热热交换，使使丙烯预预热至33603800，进入入氯化反反应器，与与氯气按按配比为为5：11的比例例在反应应器中反反应，生生成氯丙丙烯的的的混合物物，反应应温度控控制在5500，但不不能超过过5100。氯化化物进入入换热器器与丙烯烯间直接接进行热热交换后后进入冷冷蒸塔，以以丙烯液液体进入入喷淋；丙烯液液体汽化化吸收热热量进入入冷却器器除去高高氯化物物；从塔塔顶蒸出出丙烯与与氯化氢氢；然后后经过水水洗塔，碱碱洗塔，除除去HCCl气体体后进入入压缩机机，除水水，除油油，干燥燥，再压压缩，全全凝器后后进入丙丙烯贮罐罐。从塔塔釜出来来的高氯氯化物进进
