年產(chǎn)1萬噸烯丙基氯生產(chǎn)流程設(shè)計

1、年產(chǎn)1萬噸烯丙基氯生產(chǎn)流程設(shè)計1一、項目概述氯丙稀的理化性質(zhì)毒性分析 氯丙烯生產(chǎn)方法 丙烯高溫氯化法 丙烯氧氯化法 氯丙烯的應(yīng)用 2South China University of Technology市場調(diào)研國外氯丙烯的生產(chǎn)和消費情況3South China University of Technology國內(nèi)環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)和消費情況4South China University of Technology市場前景預(yù)測 幾年前氯丙烯主要用于環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)，但是隨著科技的發(fā)展和氯丙烯下游產(chǎn)品的不斷開發(fā)，氯丙烯在精細化工方面的用途越來越廣，產(chǎn)品缺口也在不斷增大。特別是去年上半年一直到現(xiàn)在，

2、氯丙烯價格不斷上漲，處于供不應(yīng)求狀態(tài)。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，市場前景將更加廣闊，需求會進一步擴大，抓住機遇，加快速度完成1萬噸規(guī)模的氯丙烯生產(chǎn)裝置的擴建。5South China University of Technology項目設(shè)計目標 （1）生產(chǎn)方法，原料及產(chǎn)品規(guī)格生產(chǎn)方法：丙烯高溫氯化法原料：丙烯98%，氯氣產(chǎn)品: 氯丙烯99.9%，2-氯丙烯95%，2,3-二氯丙烯95%，鹽酸31.5wt% （2）設(shè)計規(guī)模與設(shè)計要求估算本項目一期設(shè)計氯丙烯年生產(chǎn)能力1萬噸，生產(chǎn)時間為340天。要求最大程度實現(xiàn)綠色化生產(chǎn)，給出一個優(yōu)化的生產(chǎn)流程設(shè)計方案，優(yōu)化操作參數(shù)，提高丙烯和氯氣等原料利用率，減少

3、公用工程消耗，實現(xiàn)最大的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益。6South China University of Technology二、工藝選擇及技術(shù)分析R-60156MIXER34H-6012VALVE1E-6027E-603Propylene, 25C, 11.7barChlorine, 25C, 6.44barFluidized Bed Reactor8工藝流程 7South China University of Technology美國TBWS公司的氯丙烯分離裝置8South China University of Technology技術(shù)分析 反應(yīng)原理 主反應(yīng)：CH2CH-CH3 + Cl2

4、CH2=CH-CH2Cl + HCl, H1= -112kJ/mol (1)副反應(yīng)：CH2CH-CH3 + Cl2 CH2=CCl-CH3 + HCl, H2= -121kJ/mol (2)CH2CH-CH3 + 2Cl2 CH2=CCl-CH2Cl + 2HCl, H3= -222kJ/mol (3)CH2CH-CH3 + 3Cl2 3C + 6HCl, H4= -306kJ/mol (4)9South China University of Technology高溫氯化反應(yīng)過程控制條件的選擇(1) 反應(yīng)溫度 500左右，反應(yīng)收率較高 (2) 丙烯/氯氣摩爾比 (3) 反應(yīng)時間 (4) 反應(yīng)

5、壓力 (5) 丙烯、氯氣預(yù)熱溫度 10South China University of Technology三、流程模擬與優(yōu)化從裝置流程圖可以得知，V-601，T-601，T-603 的作用是分離出粗氯丙烯中的HCl 和未反應(yīng)的丙烯。丙烯和HCl 的分離主要是T-601 完成的，所以本設(shè)計通過改變T-601 的操作條件使其一個塔能夠徹底分離出丙烯和HCl，從而節(jié)約設(shè)備投資。另外，本設(shè)計作了換熱網(wǎng)絡(luò)及能量系統(tǒng)初步綜合優(yōu)化分析，提高了能量利用效率，降低了操作成本11Stream NO Temperature () -50-50-5046-57-562510Pressure (bar) 2.091

6、.501.501.501.401.503.001.40Vapor Fraction 0.01.00.00.00.00.0870.00.0MolarFlowrate (kmol/h) 95.616.9288.6918.3870.3177.2382.0101.0Propylene 58.082.7255.360.550.00.010.00.01Allyl Chloride 15.560.0115.5515.550.00.010.00.012-Chloropropene 0.460.00.460.460.00.00.00.0di-Chloro propene 1.810.01.811.810.00.

7、00.00.0HydrogenChloride 19.704.1915.510.0115.5519.690.019.11Water 0.00.00.00.00.00.082.081.88模擬結(jié)果 12Stream NO 1314161718192021Temperature () 10-405960103010655Pressure (bar) 1.31.52.01.51.31.41.51.4Vapor Fraction 1.01.01.00.00.00.00.00.0MolarFlowrate (kmol/h) 58.230.5617.8117.3858.080.471.8815.46Pro

8、pylene 57.530.550.00.058.080.00.00.0Allyl Chloride 0.00.015.5415.520.00.020.0815.442-Chloropropene 0.00.00.460.010.00.450.00.01di-Chloro propene 0.00.00.01.811.810.01.800.01HydrogenChloride 0.580.010.00.00.00.00.00.0Water 0.120.00.00.00.00.00.00.013改進后的分離流程 14塔T-603的靈敏度分析 15塔T-604的靈敏度分析 16氯丙烯生產(chǎn)裝置換熱流

9、程的改進原工藝流程簡圖 改進后流程示意圖 17South China University of Technology四、全流程經(jīng)濟衡算原料費用 產(chǎn)品及副產(chǎn)品價值 設(shè)備投資費用計算 操作費用計算全流程經(jīng)濟衡算18South China University of Technology五、結(jié)論本報告主要做了如下的改進與優(yōu)化：1）改進了預(yù)分離裝置，將原有的閃蒸塔V-601和精餾塔T-603去掉，通過調(diào)節(jié)塔T-601的操作條件，使得只用一個精餾塔T-601就能達到原來三個塔（V-601，T-601，T-603）才能達到的分離效果，使得大大降低了設(shè)備投資。2）對2-氯丙烯精餾塔、氯丙烯精餾塔的進料板位置進行了優(yōu)化，在一定的分離要求下，找到了使回流比最小的進料板位置，T-603第18塊理論板進料，T-604第23塊理論板進料為最佳進料位置，降低了公用工程能耗。3）本設(shè)計作了換熱網(wǎng)絡(luò)及能量系統(tǒng)初步綜合優(yōu)化分析，提高了能量利用效率，降低了生產(chǎn)成本。4）本設(shè)計作了初步的經(jīng)濟蘅算，年經(jīng)濟效益非常好為6248.06萬元。19South China University of Technology六、建議由于時間有限，所做的設(shè)計還有一些不足的地方，現(xiàn)提出如