2019年万吨年氯丙烯生产过程设计.ppt
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设计方案项目背景:氯乙烯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于塑料、橡胶、涂料、农药等多个领域。
我国是全球最大的氯乙烯生产和消费国家之一,但生产设备老化、能耗高等问题制约了其可持续发展。
因此,本设计方案旨在设计一套年产量为10万吨的氯乙烯工艺,利用先进的技术和设备,提高产能和能源利用效率。
设计方案:1.原料准备:该工艺采用乙烯和氯气为原料,通过氯化反应生成氯乙烯。
乙烯和氯气作为主要原料需要在储罐中储存,并通过气体管道输送至反应箱进行反应。
为确保原料的供给稳定和安全,需要设计合适的储存和输送系统,并设置相应的自动控制和安全设备。
2.反应过程:该工艺采用常压氯化法进行氯化反应。
乙烯和氯气通过催化剂在反应箱中进行氯化反应生成氯乙烯。
为提高反应效率和选择性,需要选择合适的催化剂和反应条件,并设计适当的反应器结构和控制系统。
同时,需要考虑废气处理和安全措施,避免有毒气体泄漏和环境污染。
3.分离和提纯:反应产生的气体混合物需要经过分离和提纯才能得到纯净的氯乙烯产品。
首先通过冷凝和压缩将气体混合物转化为液体,然后采用分离技术如蒸馏、吸附等进行分离和提纯。
分离后的氯乙烯产品需要经过后续的脱水、脱色等工艺步骤,得到满足市场要求的产品。
4.能源回收利用:为提高能源利用效率,该工艺设计考虑了能源回收利用系统。
具体包括废热回收、废气回收等。
废热回收可以通过余热锅炉进行,将废热转化为蒸汽等能源进行再利用;废气回收可以通过气体分离和净化系统,将有价值的气体组分进行回收利用。
5.自动控制系统:为确保生产过程的稳定和安全,该工艺设计采用自动控制系统进行全面控制。
通过传感器和仪表对关键工艺参数进行监测和控制,自动化地调节反应条件、制备工艺等,提高生产效率和产品质量。
同时,系统还需要具备报警、故障诊断等功能,保证生产的安全和可靠性。
6.安全环保措施:该工艺设计重点考虑安全和环保问题。
针对反应过程中有毒气体的泄漏和排放,需要设计相应的密封装置和废气处理系统,降低对环境和人体的影响。
年产10万吨氯乙烯工艺设计项目设计方案第一章绪论1.1聚氯乙烯1.1.1聚氯乙烯性质和用途⑴常温常压下,氯乙烯(vinyl chloride ,CH2=CHCI是无色气体,具有微甜气味,微溶于水,溶于烃类,醇,醚,氯化溶剂和丙酮等有机溶剂中,氯乙烯沸点-13.9 C,易聚合,并能与乙烯、丙烯、醋酸乙烯酯,偏二氯乙烯、丙烯腊、丙烯酸酯等单体共聚,而制得各种性能的树脂,加工成管材、面膜、塑料地板、各种压塑制品、建筑材料、涂料和合成纤维等。
近年来世界和中国聚氯乙烯树脂消耗比例分别见表 1.1和表1.2。
表1.1近年来世界聚氯乙烯树脂消耗比例品种比例/% 品种比例/%管材33 薄膜片材13 PVC 护墙板8 PVC 地板地砖 3硬薄膜和片材8 软合成皮革 3制吹塑制品 5 制电线电缆8品其他 6 品其他13合计60 合计40表1.2近年来中国聚氯乙烯树脂消耗比例品种比例/% 品种比例/%管材14 薄膜片材11 PVC 护墙板18 PVC 地板地砖8硬薄膜和片材15 软合成皮革7制吹塑制品 5 制电线电缆 4品其他 5 品其他13合计57 合计431.2 氯乙烯VC1.2.1 氯乙烯在国民经济中的地位和作用自1835 年法国化学家V.Regnault 首先发现了氯乙烯,于1838年他又观察到聚合体,这就是最早的聚氯乙烯。
聚氯乙烯自工业化问世至今,六十多年来仍处不衰之势。
占目前塑料消费总量的29%以上。
到上世纪末,聚氯乙烯树脂大约以3%的速度增长。
这首先是由于新技术不断采用,产品性能亦不断地得到改进,品种及牌号的增加,促进用途及市场的拓宽。
其次是制造原料来源广、制造工艺简单。
产品质量好。
在耐燃性、透明性及耐化学药品性能方面均较其它塑料优异。
又它是氯碱行业耗“氯”的大户,对氯碱平衡起着举足轻重的作用。
从目前世界主要聚氯乙烯生产国来说:一般耗用量占其总量的20〜30%。
特别是60 年代以来,由于石油化工的发展,为聚氯乙烯工业提供廉价的乙烯资源,引起了人们极大的注意,因而促使氯乙烯合成原料路线的转换和新制法以及聚合技术不断地更新,使聚氯乙烯工业获得迅猛的发展。
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由裂解气净化与分离工段的丙烯精馏塔分离出的丙烯除了用于生产聚丙烯外,还大量地作为生产丙烯腈,丁醇,辛醇,环氧丙烷,异丙醇等产品的主要原料。
为了更好的提高生产能力,本着投资少,能耗低,效益高的想法,本文对年产6万吨丙烯精馏塔进行了设计。
本设计首先采用简捷法初步算出了理论塔板数,利用恩特伍德公式确定最小回流比,然后以简捷法的计算结果作为初值,应用Aspen Plus软件对丙烯精馏塔操作进行了稳态模拟,并以经济指标为目标函数,对操作条件进行了优化,得出了塔顶丙烯收率为99.6%的最佳塔板数、回流比以及进料位置(murphree板效率为60%)。
接着进行全塔模拟,依然以塔顶丙烯收率为99.6%为标准,确定了各塔(乙烯塔、乙烷塔、丙烯塔、丙烷塔、甲烷塔)的塔板数、回流比及进料位置(murphree板效率为60%)等设计参数。
本科毕业论文(设计)年产10万吨丙烯分离工段工艺设计姓名:指导教师:院系:化学化工学院专业:化学工程与工艺提交日期:2012年5月5日目录中文摘要 (1)外文摘要 (2)引言 (3)1.绪论 (3)1.1概述 (3)1.1.1简介 (3)1.1.2丙烯的性质 (3)1.1.3丙烯的用途 (3)1.2丙烯生产工艺选择及分离流程确定 (3)1.2.1生产工艺选择 (3)1.2.2分离流程确定 (4)1.3设计任务书 (5)2.工艺流程 (5)2.1工艺流程图 (5)2.2工艺流程简述 (6)3.物料衡算 (6)3.1设计依据 (6)3.2裂解气及各组分产量 (6)3.3各裂解产物的相对分子量 (7)3.4脱丙烷塔物料衡算 (7)3.5脱甲烷塔物料衡算 (10)3.6脱乙烷塔物料衡算 (12)3.7乙烯精馏塔物料衡算 (15)3.8丙烯精馏塔物料衡算 (16)4.热量衡算 (18)4.1乙烯精馏装置热量衡算 (18)4.2丙烯精馏装置热量衡算 (23)4.3脱甲烷精馏装置热量衡算 (26)4.4脱乙烷精馏装置热量衡算 (30)4.5脱丙烷精馏装置热量衡算 (33)5.设备选型 (37)5.1丙烯精馏塔 (37)5.1.1丙烯精馏塔操作压力及温度的确定 (37)5.1.2丙烯精馏塔密度、表面张力的计算 (39)5.1.3塔板数的确定 (42)5.1.4精馏塔主要尺寸计算 (44)5.1.5塔板流体力学验算 (50)5.1.6主要设备设计与选型 (53)5.1.7塔高的计算 (55)5.1.8浮阀塔设计一览表 (56)5.2换热器 (57)5.2.1试算和初选换热器规格 (57)5.2.2核算总传热系数 (58)6.生产安全及三废处理 (62)6.1生产安全 (62)6.2废气处理 (62)6.3废渣处理 (62)6.4废水处理 (62)结束语 (63)参考文献 (64)致谢 (65)附录 (66)年产10万吨丙烯分离工段工艺设计刘洋指导老师:崔秀云(黄山学院化学化工学院,黄山,安徽245041)摘要:本设计为年产10万吨丙烯分离工段工艺设计。
内容摘要设计对年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段进行了工艺设计。
并对环氧氯丙烯的生产方法、生产原理、流程路线,物料衡算,能量衡算以及主要设备等进行了论述和计算。
关键词:环氧氯丙烯AbstractThis design synthesizes the production method of the work segment and produce to 42,00ton EC/year principle, process route and main equipments etc. proceeded the treatise.Keywords: 3-chloro-1- propene、3-chloropropene、引言环氧氯丙烯是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途十分广泛。
以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强,耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。
此外,环氧氯丙烷还可用于合成甘油、硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、(缩)水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品,用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂,用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。
目录内容摘要 (i)引言 ...................................................................................................................................... i ii 目录 ...................................................................................................................................... i ii 1 文献综述 (1) (1) (1) (1)..................................................................................................................................................................................................................................................................................2 生产流程和设备 (3)理论生产流程简述 (3)设备生产流程建树 ...................................................................... 错误!未定义书签。
一、总体技术方案
1.1产品和质量要求
本工艺设计是针对每年产10万吨氯乙烯的,氯乙烯工艺流程采用芳
烃炔反应法生产,氯乙烯产品的质量指标应符合GB1408-93的质量标准,
即重量分析:99.6%以上;含醚:≤0.1%;酸值:≤0.1%;氯代烷烃:
≤0.3%;芳香族烃:≤0.2%;苯、邻苯和对苯二甲酸盐:≤0.05%;其
他不溶物:≤0.05%。
1.2主要工艺装置
本工艺设计中,主要工艺装置有芳烃炔反应塔(精炼装置)、精馏装置、蒸发装置、精分装置、气液混合装置、冷凝装置、蒸馏装置、再精馏
装置、萃取装置、汽油装置、热交换装置、分离装置、调节装置等。
1.3工艺流程
(1)芳烃炔反应:用氢气与乙炔反应在芳烃炔反应塔(精炼装置)内,产生氯乙烯油和稀释气,氯乙烯油经过精馏和蒸发进行净化,获得氯
乙烯产品;
(2)水蒸馏:将氯乙烯油送入蒸发器,加入混合物,经过精分后进
入气液混合装置,使稀释混合物加热混合,然后经过冷凝器,进入蒸馏器,经过混合,蒸发内循环,使氯乙烯油升温进行深度蒸馏,从而获得氯乙烯
产品;。
年产3600吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计.doc年产3600吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计内容摘要本设计是年产3600吨的环氧氯丙烷的氯丙烯工段设计。
环氧氯丙烷的主要应用是生产环氧树脂,用于制造涂料、粘合剂、塑料。
它同样用于人工合成甘油,纺织品,造纸,油墨和染料,溶剂,表面活性剂和医药品。
它还能作为一种惰性成分用于农药。
目前,较常用的生产氯丙烯的方法仍然是高温氯化法,也是合成环氧氯丙烷的经典方法,此法对丙烯的选择性可以达到75%-80%,对氯气的选择性可达到75%。
此反应的副产物1,3-二氯丙烯为有效的杀虫剂能够创造出很高的经济价值。
此法也存在着一定的缺点,如副产物多,有1,2-二氯丙烷,2-氯丙烯,2-氯丙烷等。
本设计采用丙烯高温氯化法,要求丙烯和氯气的摩尔比为5:1,因为整个反应是放热反应,伴随着反应的进行,温度是升高的,反应温度不超过510℃,本设计控制温度在500℃左右。
本设计着重于以下六个部分的设计:氯化反应器,冷凝器蒸出塔,氯丙烯精馏一塔,氯丙烯精馏二塔、水洗塔、碱洗塔。
氯丙烯通过采用两步蒸馏的方法被回收。
氯化氢通过水洗塔和碱洗塔被吸收。
本文主要阐述了氯丙烯在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。
采用Aspen plus对主要设备如:混合器、反应器、环氧氯丙烷吸收塔、环氧氯丙烷解吸塔,冷凝器,脱轻组分塔等进行物料衡算和热量横算,对氯丙烯反应器,进料-产品第一换热器,冷却器等几个设备进行热量衡算,并对氯丙烯反应器和换热器进行设备计算。
确定了操作参数、设备类型和材质,使用CAD绘制相应的工艺流程图。
最后对此工艺过程可能存在的安全隐患及相应措施做了简要说明。
关键词: 氯丙烯; 环氧氯丙烷; 高温氯化反应器;精馏塔AbstractThe design was done based on annual output of 3600 tons of the allyl chloride of epichlorohydrin design section.The primary use of epichlorohydrin was in the production of epoxy resins used in coatings, adhesives, and plastics, Which is also used in the manufacture of synthetic glycerine, textiles, paper, inks and dyes, solvents, surfactants and pharmaceuticals. Epichlorohydrin is also listed as an inert ingredient in commercial pesticides.The direct high temperature chlorination of propylene continues to be the primary route for the commercial production of allyl chloride. The reaction results in allylchloride selectivity of 75-80% from propylene and about 75% from chlorine. Additionally, a significant by-product of this reaction, 1,3-dichloropropene, which used as an effective insecticides for the creation of a very high economic value. This method also has certain shortcomings, such as remaining by-product include 1,2-dichloropropane, 2-chloropropene and 2-chloropropane. In this design, the direct high temperature chlorination of propylene was used. The mole ratio of chlorine and propylene was 1:5. Because the whole reaction was exothermic reaction, accompanied by reaction, the temperature was elevated .Optimally the reaction temperature should not exceed 510℃. The temperature of reaction in this design was about 500℃.The design focused on the following parts: chlorization reactor; the condensation evaporation tower; two towers of distillation of allyl chloride; washing towers, alkaline wash tower . Allyl chloride was recoveried by using two-step distillation method. HCl can be accomplished by adsorption in water and alkali.In this paper, the position and the function in the national economy, the produce methods in industry, the principle of produce, process were interpred. For the main equipments such as:mixtor, reactor, the absorb tower of epichlorohydrin,the stripper of epichlorohydrin,condenser, the dehydrogenation components of the tower etc. calculating of material balance were done by using aspen plus, calculation of energy balance were carried on for the chloropropylene reactor, heat exchanger,and condenser etc six equipments in all. And equipment calculations for reactor, heat exchanger etc . They use CAD corresponding technics process chart for the high purity epoxyethane rectifier was draw. Finally, a brief explanation to the mostpossible existed dangers and correspond measures for the production process were givenKey words: allyl chloride;epichlorohydrin;high temperature chlorine reactor; allyl chloride distillation colum目录一、引言 (1)1.1 环氧氯丙烷在国民经济中的地位和作用 (1)1.1.1 历史上生产技术 (1)1.1.2 未来生产技术发展动向 (2)1.2环氧氯丙烷的市场需求状况 (3)二、工艺叙述 (4)2.1环氧氯丙烷(ECH)的性质 (4)2.1.1 ECH的物理性质 (4)2.1.2 ECH的化学性质 (4)2.2生产方法的评述及选择 (4)2.2.1 丙烯高温氯化法 (5)2.2.2 醋酸丙烯酯法 (5)2.2.3 生产方法的评述及选择 (5)2.3 环氧氯丙烷的生产原理及流程 (5)2.4 工艺流程图 (6)2.4.1 氯丙烯工段工艺流程图 (6)2.4.2 氯丙烯工段Aspen Plus模型流程图 (8)2.5 设备模型说明表 (8)三.物料衡算和热量衡算 (10)3.1 物料衡算 (10)3.1.1 设计任务: (10)3.1.2............................................................................. 设计依据:103.1.3氯丙烯工段工艺计算 (11)3.1.4 管式反应器物料衡算 (11)3.1.5 塔前换热器物料衡算 (12)3.1.6 冷凝蒸出塔物料衡算 (13)3.1.7 氯精一塔物料衡算 (13)3.1.8 氯精二塔物料衡算 (14)3.1.9 物料衡算总表(见附录1) (14)3.2 热量衡算 (15)3.2.1 反应器热量衡算 (15)3.2.2 塔前换热器热量衡算 (15)3.2.3 冷凝蒸出塔热量衡算 (16)3.2.4氯精一塔热量衡算 (16)3.2.5氯精二塔热量衡算 (17)四、设备计算 (18)4.1 管式反应器设备计算 (18)4.1.1 操作条件 (18)4.1.2 混合气计算 (18)4.1.3 喉管尺寸计算 (19)4.1.4 反应器的长与内径 (20)4.1.5 安装尺寸的计算 (21)4.2 氯精一塔设计的主要物性参数 (22)4.3 氯精一塔塔顶冷凝器 (26)4.4 换热器设备的选型 (26)五、能量利用、安全和环保 (28)5.1 能量的合理利用 (28)5.2安全和环保 (28)致谢 (31)附录 (32)一、引言1.1 环氧氯丙烷在国民经济中的地位和作用环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途十分广泛。