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摘要烯丙基氯又名3－氯丙烯，无色易燃液体，有腐蚀性和刺激性臭味。
烯丙基氯作为一种重要的石油化工中间产品，一般不直接作为商品出售。
烯丙基氯的主要用途就是生产环氧氯丙烷。
在工业上主要有两种制备方法即丙烯高温氯化法和丙烯氧氯化法。
目前，世界上烯丙基氯生产能力约为90万吨／a。
Aspen Plus是生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。
Aspen Plus软件对化工过程进行设计不仅可以准确的再现化工生产过程，而且大大缩短设计时间，降低设计消费。
Aspen Plus 在整个工艺装置的从研发、工程到生产生命周期中，提供了经过验证的巨大的经济效益。
本文使用Aspen Plus软件，对烯丙基氯的生产过程进行了概念设计。
首先，根据相关的烯丙基氯的生产过程，选择了最优的烯丙基氯的生产工艺，确定了烯丙基氯的生产流程，其中包括换热器，吸收塔，共沸塔。
根据各单元操作的工艺特点及优化操作参数，降低操作费用和公用工程的费用，对流程作经济权衡，节省生产成本。
通过对烯丙基氯的生产过程的设计以及各参数的优化，我们得到了一套比较合理的流程和参数，根据Aspen Plus的结果表明，产品的纯度和收率，达到了项目的要求。
关键词：Aspen Plus，烯丙基氯，优化设计IAbstractAllylic chlorine, also names 3- allyl chloride, appearance is colorless flammable liquid, has corrosiveness and the irritant smell. Allyl chloride as a kind of important petrochemical products, generally not directly sale. And it is the main purpose of the production of epichlorohydrin. In industry to basically have two kinds of preparation methods that LvHuaFa propylene temperature and propylene LvHuaFa oxygen. At present, the world allylic chlorine production capacity for about 90 million t/a.Aspen Plus is the production of equipment design, optimization of the steady-state simulation and universal process simulation system. Aspen Plus software design of chemical process can not only accurate representation of the chemical production process, but also greatly shorten the time, reduce the consumption of design of design. Aspen Plus in the entire craft installment from the research and development, the project to produces in the life cycle, provided underwent the confirmation the huge economic efficiency.This paper used aspen Plus software, the production of Allylic chlorine conceptual design process. Firstly, according to the relevant Allylic chlorine production process, select the optimal allylic chlorine production process, determines the allylic chlorine production processes, including heat exchanger, absorption tower, extraction. According to the technological characteristics of each unit operations and optimizing the operation parameters, lower operating costs and expenses for public works, economic weighing, save for process production cost.Through the allylic chlorine manufacture process design and optimization of parameters, we got a relatively reasonable process and parameters, according to the results, Aspen Plus the purity and yield of product, to project requirements.Key words: Aspen Plus, Allylic chlorine, optimization designII摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................... I I 第一章引言 (1)1.1 烯丙基氯的简介 (2)1.1.1 烯丙基氯的理化性质 (2)1.1.2 烯丙基氯的生产消费情况 (3)1.1.2.1国外生产和消费情况 (3)1.1.2.2国内生产和消费情况 (4)1.2 烯丙基氯的生产技术分析 (5)1.2.1 丙烯高温氯化法[7-8] (5)1.2.2 丙烯氧氯化法 (6)1.3 Aspen Plus简介 (6)1.3.1 Aspen Plus软件的应用实例 (7)1.4 本课题研究的意义 (8)第二章烯丙基氯的生产设计要求与分析 (10)2.1 Aspen Plus工艺模拟步骤 (10)2.1.1 生产工艺模型的建立 (10)2.1.2 操作单元的设定 (10)2.1.3 精馏塔单元的设定 (11)2.2 烯丙基氯生产的设计要求 (12)2.2.1 原料及产品规格 (12)2.2.2 设计要求 (12)2.3 烯丙基氯生产过程的分析 (12)2.3.1 烯丙基氯生产的流程选用 (12)2.3.2 反应系统分析 (13)2.3.2.1 反应过程分析 (14)2.3.2.2 反应的循环结构 (14)2.3.2.3 物料平衡分析 (14)2.3.2.4 分离系统分析 (15)2.3.2.5 换热网络的合成 (16)2.4 流程叙述 (17)III第三章烯丙基氯生产流程的设计与优化 (19)3.1 流程的设计与优化 (19)3.1.1 反应器R-101反应条件的确立 (19)3.1.1.1 精榴塔T-101的设计 (19)3.1.1.2 分离参数的初步设定 (20)3.1.1.3 回流比对分离效果的影响 (20)3.1.1.4 进料板位置对分离效果的影响 (21)3.1.1.5 塔顶采出率对分离效果的影响 (22)3.1.2 精馏塔T-102操作条件确定 (23)3.1.3 精馏塔T-103操作条件确定 (24)3.1.3.1 精榴塔T-103的初步设定 (24)3.1.3.2 回流比对烯丙基氯纯度的影响 (25)3.1.3.3 采出率对烯丙基氯分离的影响 (25)3.1.3.4 进料板对烯丙基氯分离的影响 (26)3.1.4 吸收塔T-104的设定 (27)3.1.4.1 吸收剂流量对吸收效果的影响 (27)3.2 设备的设计与校核 (28)3.2.1 精馏塔T-103的设计 (28)3.2.2 热器E-101的设计 (31)3.2.2.1 换热器E－101的工艺参数 (34)3.2.2.2 换热器E－101的选型和校核 (34)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录一：Aspen Plus 计算说明报告 (40)附录二：生产工艺流程图 (65)附录三：设备结构图 (66)IV第一章引言概念设计又称为“预设计”，是在根据开发基础研究成果、文献数据、现有类似的操作数据和工作经验基础上，按照所开发的新技术工业化规模要求而作出的预设计，用以指导过程研究及提出对开发性的基础研究进一步的要求，所以它是实验研究和过程研究的指南，是开发研究过程中十分关键的一个步骤。
摘要本文综述了PVC的生产方法，确定了电石乙炔法为本设计的工艺路线，悬浮聚合法为生产聚氯乙烯的聚合方法。
通过物料衡算、热量衡算和设备计算等确定了年产1万吨PVC 树脂的主要设备的设计参数，评述了本生产工艺的安全与环保，及技术经济。
根据设计结果，绘制了工艺流程图，车间平面布置图，和聚合釜装置图等。
通过本次设计，了解了化工工艺生产的各个环节和实施步骤，掌握了化工设计的基本程序和方法。
关键词：聚氯乙烯；生产工艺；悬浮聚合法；经济技术AbstractThis article provided an overview of polyvinyl chloride polymer production method and identified calcium carbide acetylene method for the design of the route, method for the production of polyvinyl chloride polymer polymerization by suspension polymerization method. Through calculation of material balance, energy accounting and equipment to determine an annual output of 10,000 tons of main design parameters of the equipment of polyvinyl chloride polymer resin. Meanwhile, it reviews the production safety and environmental protection and technical economy. According to design results, process flow diagram s, workshop floor plans, and polymerization reactor unit figures were drawn.As a result of this practice, we have a better understanding of chemical processes in the various segments of the production and implementation of steps to master the basic design of chemical processes and methods.Keywords: Polyvinyl chloride polymer; Process design; Suspension polymerization; Technical economy目录摘要 (I)Abstract (II)第一章文献综述 (1)1.1 聚氯乙烯的性质 (1)1.2 聚氯乙烯的主要用途 (2)1.3 聚氯乙烯工业的重要性 (3)1.4 国内外聚氯乙烯发展概况 (4)1.4.1 国外聚氯乙烯发展动态及趋势 (4)1.4.2 国内聚氯乙烯发展动态及趋势 (5)第二章设计方案论述 (6)2.1 VCM生产路线的选择 (6)2.1.1 电石法生产路线 (6)2.1.2 乙烯法生产路线 (7)2.1.3 两种生产路线的评价 (8)2.2 聚合方法选择 (9)2.2.1 本体聚合 (9)2.2.2 溶液聚合 (10)2.2.3 乳液聚合 (10)2.2.4 悬浮聚合 (10)2.2.5 四种聚合方法比较 (11)2.3 聚合机理 (11)2.3.1 自由基聚合机理 (11)2.3.2 链反应动力学原理 (12)2.3.3 成粒机理 (13)2.4 影响聚合产品质量的因素 (13)2.4.1 聚合工艺 (13)2.4.2 配方体系 (14)2.4.3 聚合反应的辅助时间 (15)2.5 防粘釜技术 (15)2.5.1 粘釜的形成原因 (15)2.5.2 聚合釜的防粘技术 (16)2.6 方案总述 (16)第三章工艺计算 (18)3.1 物料衡算 (18)3.1.1 原料用量计算 (18)3.1.2 各工段物料衡算 (20)3.2 热量衡算 (32)3.2.1 石墨冷却器 (32)3.2.2 转化器 (35)3.2.3 全凝器 (37)3.2.4 尾气冷凝器 (39)3.2.5 聚合阶段 (40)第四章设备的工艺计算与选型 (42)4.1 低沸塔设备计算 (42)4.1.1 塔板数的计算 (42)4.1.2 低沸塔的塔体工艺尺寸计算 (43)4.1.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (44)4.1.4 筛板的流体力学验算 (46)4.1.5 塔板负荷性能图 (48)4.1.6 低沸塔再沸器选型 (51)4.2 高沸塔设备计算 (53)4.2.1 塔板数的计算 (53)4.2.2 高沸塔的塔体工艺尺寸计算 (54)4.2.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (55)4.2.4 筛板的流体力学验算 (57)4.2.5 塔板负荷性能图 (59)4.2.6 高沸塔再沸器选型 (63)4.2.7 成品冷却器的选型 (64)4.3 聚合釜设计容积的计算 (65)4.3.1 聚合釜材质的选定 (65)4.3.2 聚合釜容积的确定 (65)4.3.3 聚合釜外形设计尺寸的设计 (66)4.3.4 内构件及搅拌轴封的设计 (68)4.4 设备工艺条件汇总 (72)第五章安全与环保 (73)5.1 工艺过程安全评述 (73)5.2 三废处理情况 (74)5.2.1 电石渣的处理 (74)5.2.2 电石渣上清液的处理 (74)5.2.3 热水的综合利用 (75)5.2.4 尾气的回收利用 (75)5.2.5 转化水洗塔水的回收利用 (75)第六章技术经济 (76)6.1 技术经济分析概述 (76)6.2 主要技术经济指标 (76)6.3 投资估算 (77)6.3.1 总投资费用估算 (77)6.3.2 成本估算 (77)6.3.3 收入、税收和利润 (80)6.3.4 经济评价 (81)总结 (82)参考文献 (83)致谢 (84)第一章文献综述1.1 聚氯乙烯的性质聚氯乙烯（polyvinylchloride，简称PVC）是氯乙烯单体（简称VCM）聚合而成的高分子化合物，它的结构式是：式中n表示平均聚合度。
年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计引言聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，简称PVC）是一种重要的合成材料，广泛应用于建筑、汽车、电子、食品包装等领域。
年产万吨聚氯乙烯的生产工艺设计对于提高生产效率、降低成本具有重要意义。
本文将详细介绍年产万吨聚氯乙烯生产工艺的设计方案。
工艺流程年产万吨聚氯乙烯的生产工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 原料准备聚氯乙烯的主要原料是乙烯和氯气。
乙烯是由石油和天然气中的轻烃类物质经过裂解、脱氢等加工步骤得到的。
氯气可以通过电解食盐水或者氯化氢与氧气反应得到。
2. 乙烯氯化将乙烯与氯气进行氯化反应，生成乙烯氯化物。
乙烯氯化反应一般在高温高压下进行，使用催化剂促进反应速度。
3. 聚合反应将乙烯氯化物进行聚合反应，生成聚氯乙烯。
聚合反应通常在聚合釜中进行，同时加入引发剂和调节剂来控制聚合反应的速率和分子结构。
4. 分离与精制将聚合物溶液进行分离，得到聚氯乙烯的粗品。
然后对粗品进行洗涤、脱水、干燥等工艺步骤，以获得高纯度的聚氯乙烯产品。
设计要点年产万吨聚氯乙烯生产工艺的设计要点包括以下几个方面：1. 工艺流程的稳定性与安全性工艺流程应具备良好的稳定性和安全性，确保生产过程的连续稳定运行。
在设计中应考虑到原料的质量波动、设备的故障停机等因素，合理设计反应釜和分离设备的容量和数量。
2. 能源消耗与环境保护在工艺流程设计中应考虑到能源消耗和环境保护的问题。
采用先进的能源回收技术和废气处理技术，降低生产过程中的能源消耗和排污量，提高资源利用效率。
3. 产品质量与生产效率在工艺设计中应注重产品质量和生产效率的提高。
选择合适的催化剂和控制剂，优化聚合反应条件，控制产品的分子量和分子量分布，以及产品的溶解度和熔点等性能。
4. 辅助设施与管理系统除了主要的生产设备外，还需考虑到辅助设施和管理系统的设计。
包括原料仓储系统、废水处理系统、工艺控制系统等，以提高生产效率和管理水平。
结论年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计是一个复杂的工程问题，需要综合考虑工艺流程的稳定性、安全性、能源消耗、环境保护、产品质量和生产效率等因素。
聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，简称PVC）是一种广泛应用于建筑、电子、包装、汽车等领域的合成材料。
年产万吨聚氯乙烯的生产工艺设计主要包括原料准备、聚合反应、聚合物处理和制品加工等过程。
下面将详细介绍该工艺设计。
一、原料准备聚氯乙烯的主要原料是乙烯和氯气。
乙烯是由石油或天然气制得的烃类气体，而氯气则是通过电解盐水制得。
原料准备过程主要包括乙烯和氯气的储存、输送和净化。
乙烯和氯气需要储存在专门的储罐中，通过管道输送到反应器中。
为了确保原料的纯度，乙烯和氯气需要经过净化处理，去除其中的杂质。
二、聚合反应聚合反应是将乙烯和氯气在反应器中进行化学反应，生成聚氯乙烯的过程。
这里主要采用的是自由基聚合反应。
具体的反应物料、反应条件和催化剂的选择根据具体的工艺设计而定。
在反应过程中，乙烯和氯气通过喷嘴进入反应器，并在一定的温度和压力下进行反应。
反应后，得到的聚合物溶液会经过分离和净化处理。
三、聚合物处理聚合物处理是将聚合反应产生的聚合物溶液进行分离、净化和浓缩的过程。
首先需要将聚合物溶液经过过滤器进行固液分离，去除其中的杂质和未反应的物质。
然后通过沉淀和离心等操作来进一步提纯。
最后，将提纯后的聚合物溶液通过蒸发器等设备进行浓缩，使其达到所需浓度。
四、制品加工制品加工是将处理后的聚合物溶液进行成型和后续处理的过程。
聚氯乙烯可以通过挤出、注塑、压延等方式制成各种形状的制品，如管材、板材、零件等。
这一过程中需要使用相应的机械设备和模具，根据产品的要求进行加工和成型。
加工后的制品还需要进行后续处理，如冷却、切割、喷涂等，以达到最终的产品质量要求。
以上是年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计的基本步骤。
具体的工艺参数和设备选择可以根据厂家的实际情况和市场需求来确定。
在设计过程中，还需要考虑能源消耗、废水处理、烟尘排放等环保和安全方面的问题，以确保生产过程的安全和环保性。
100000吨年PVC装置氯乙烯合成车间工艺设计第一章聚氯乙烯(PVC)生产技术概况1.1聚氯乙烯与氯乙烯2003年以前，国内PVC产量明显供不应求，下游塑料制品市场主要依赖进口来满足生产需求。
2003年对于中国PVC行业来讲是个重要的转折点，该年9月份我国对来自美、日、韩等国家进口PVC进行反倾销调查终裁，我方胜诉。
自此以后，国内开始对进口PVC征收反倾销税，进口PVC价格相应上调。
进口PVC价格上升，给国内下游塑料制品行业带来很大成本压力。
在此背景下，我国PVC行业抓住机遇加快自身发展，产业规模日益扩大，产能产量不断提高。
中国氯碱工业协会统计数据显示，2005年我国国内全年PVC产能达到972万吨，2006年全年产能增长至1158万吨，而到2007年底全年产能己经突破1500万吨大关，产能增速保持在20阶30%的平均水平。
1.1.1 氯工业在国民生产中的地位聚氯乙烯(pVC)是重要的有机合成材料。
英文名称是:polinylChloride，化学结构式为(CHZ一CHCL)n，是仅次于聚乙烯(PE)的第二大类商品生产的热塑性塑料。
其产品具有良好的物理性能和化学性能，广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、、公用事业等领域同时PVC出口量近两年成倍增长，对其他国家的PVC市场造成了一定的冲击，也遭遇一定的贸易摩擦。
预计今后我国企业还将寻求一切途径，继续向其他国家大量出口PVC产品。
1.1.2 世界氯乙烯单体概况PVC全球市场按区域划分为北美、南美、西欧、东欧、亚洲和中东六大地区。
从近年来全球PVC产能增速平稳，基本保持在5%左右的增长速度。
2006年全球PVC产能约为4278.8万吨，较2005年的4018.3万吨，增长了6.48%。
其中北美为866.6万吨，南美143.5万吨，西欧628.5万吨，东欧252.2万吨，亚洲2160.5万吨，中东227.5万吨。
从表中分析得出，2003年以来北美、南美和欧洲的PVC产能基本没有太大变化，全球产能的扩张主要来自于亚洲和中东地区，特别是亚洲地区的产能扩张速度最快，到2006年底产能总量已经达到2160.5万吨。
