工藝技術謝瑩瑩校優(yōu)秀設計年產(chǎn)萬噸環(huán)氧丙烷初步工藝設計

1、指導教師鄧克勤（工藝技術）謝瑩瑩校優(yōu)秀設計年產(chǎn)萬噸環(huán)氧丙烷初步工藝設計20XX年XX丿多年的企業(yè)咨詢顧問經(jīng)驗經(jīng)過實戰(zhàn)驗證可以落地執(zhí)行的卓越管鯉75案，值得您下載擁育湖南科技大學瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）年產(chǎn)2.5萬噸環(huán)氧丙烷題目初步工藝設計作者謝瑩瑩學院化學化工學院專業(yè)應用化學學號0756020113二O一一年六月十日湖南科技大學瀟湘學院畢業(yè)設計(論文)任務書化學化工院應用化學系(教研室)系(教研室)主任：(簽名)年月日學生姓名：謝瑩瑩學號:0756020113專業(yè)：應用化學1設計(論文)題目及專題：年產(chǎn)2.5萬噸環(huán)氧丙烷初步工藝設計2學生設計(論文)時間：自2011年3月8日開始至2011年6

2、月10日止3設計(論文)所用資源和參考資料：(1)化工設計；(2)化工原理；(3)化工設備選型；(4)化工手冊；(5)化工工藝制圖；(6)輕化工設備及設計等4設計(論文)應完成的主要內(nèi)容：(1)產(chǎn)品基本概況；(2)工藝流程的選擇及論證(3)主要工藝計算(4)主要設備計算（5）環(huán)境保護和三廢處理（6）安全生產(chǎn)（5）環(huán)境保護和三廢處理（6）安全生產(chǎn)（7）廠址選擇及車間布置（8）裝置的經(jīng)濟技術評價（9）設計結論（10）3張CAD圖紙5提交設計（論文）形式（設計說明與圖紙或論文等）及要求：設計說明書規(guī)范、整潔，文字力求簡練；（2）設計3張圖紙，圖紙規(guī)范、整潔；（3）嚴格按照湖南科技大學論文格式撰寫論文

3、；6發(fā)題時間：2011年3月8日指導教師：（簽名）學生：（簽名）瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）指導人評語主要對學生畢業(yè)設計（論文）的工作態(tài)度，研究內(nèi)容與方法，工作量，文獻應用，創(chuàng)新性，實用性，科學性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進行綜合評價指導人：（簽名）年月日指導人評定成績湖南科技大學瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）評閱人評語主要對學生畢業(yè)設計（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究內(nèi)容與方法，實用性與科學性，結論和存在的不足等進行綜合評價評閱人：（簽名）年月日評閱人評定成績湖南科技大學瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）答辯記錄日期:學生:學號:班級:題目：提交畢業(yè)設計（論文）答辯委員會下列材料：1設計

4、（論文）說明書共頁2設計（論文）圖紙共頁3指導人、評閱人評語共頁畢業(yè)設計（論文）答辯委員會評語：主要對學生畢業(yè)設計（論文）的研究思路，設計（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對設計論文）的介紹，回答問題情況等進行綜合評價答辯委員會主任：（簽名）委員：（簽名）（簽名）（簽名）簽名）答辯成績成績摘要本設計是年產(chǎn)2.5萬噸環(huán)氧丙烷的工藝設計。設計采用了氯醇法進行環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)。主要是利用氯氣和水反應生成次氯酸，然后利用次氯酸與丙烯反應生成氯丙醇，氯丙醇再進入皂化塔與氫氧化鈣反應生成產(chǎn)品環(huán)氧丙烷。設計說明書共有八章。介紹了環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝流程的選擇和論證，對整個工藝裝置進行了物料和能量衡算，對非標準設備和

5、主要管道進行了計算和選型，最后對該工藝流程的安全生產(chǎn)和三廢處理作了相關說明。關鍵詞環(huán)氧丙烷；工藝設計；工藝流程；氯醇法ABSTRACTChlorohydrinationmethodwasadoptedfortheprocessdesignoftheproductionofpropyleneoxide.Propyleneandchlorinereactedinthepresenceofwatertoformtheintermediate.andpropylenechlorohydrinwasdehydrochlorinatedbyacalciumhydroxidesolutiontoformpr

6、opyleneoxide.Thisdesigncontainseightparagraphs.Thisdocumentismainlytointroducethedemonstrationandchoosingoftheprocessdesignfortheproductionofpropyleneoxide.Thecalculationofmaterialandenergybalanceofpropyleneoxidewerecarriedoutbasedonthetechnologicalequipments.Thenon-standardequipmentequipmentsandmai

7、npipelineswerecalculatedandchoosed.Finally,theworksafetyandthreeindustrialwastesdisposalwasalsointroduced.Keywords:propyleneoxide；technologicalplanning；processflow；chlorohydrinationmethod目錄第一章緒論11.1環(huán)氧丙烷的實際意義11.2原料的性質(zhì)1121丙烯1122氯氣11.2.3石灰11.3環(huán)氧丙烷性質(zhì)及性能2131產(chǎn)品名稱與結構式2132理化性質(zhì)2133環(huán)氧丙烷安全與毒性21.4國內(nèi)外環(huán)氧丙烷工業(yè)發(fā)展史31

8、41國外的環(huán)氧丙烷工業(yè)發(fā)展階段3142中國環(huán)氧丙烷工業(yè)發(fā)展史31.5環(huán)氧丙烷市場發(fā)展簡介41.6技術發(fā)展趨勢6第二章環(huán)氧丙烷工藝的選擇72.1典型工藝介紹72.1.1氯醇法72.1.2共氧化法72.1.3異丙苯氧化法82.1.4過氧化氫直接氧化法（HPPO法）82.1.5氧氣直接氧化法92.1.6電化學法92.2工藝方法的選擇92.2.1氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷機理9222反應速率的影響因素10第三章工藝流程說明133.1生產(chǎn)過程133.1.1氯醇法工序133.1.2皂化工序143.1.3精制工序153.1.4電石渣預處理工序163.1.5廢水預處理工序17第四章物料衡算部分184.1計算依據(jù)184

9、.2第1部分的物料衡算194.3第2部分的物料衡算204.4皂化塔的物料衡算214.5成品塔的物料衡算224.6回收塔的衡算23第五章熱量衡算25皂化第一冷凝器255.2皂化第二冷凝器265.3皂化第三冷凝器275.4工藝水加熱器275.5皂化塔熱量衡算285.6成品塔的熱量衡算295.7回收塔的熱量衡算305.8蒸汽耗量總表31第六章耳備準設備的計算及定型設備選型326.1非標準設備的計算32定型設備的選擇346.3工藝管道計算35第七章安全與三廢治理387.1原料物的特征及防護措施387.2廢氣的排放387.3廢水的排放39第g技術經(jīng)濟分析408.1建廠成本408.2成本計算408.3前景

10、分析41第九章結論42參考文獻43致謝44第一章緒論1.1環(huán)氧丙烷的實際意義環(huán)氧丙烷簡稱(PO)是一種重要的有機化工原料，化學性質(zhì)很活潑，特別是能與帶活性氫的化合物反應，具有重要的工業(yè)價值。PO還能與水反應生成丙二醇(PG)，與氨反應生成異丙醇胺，與乙烯和胺反應生成一氧基乙二胺。在堿性催化劑作用下，環(huán)氧丙烷能與各種醇類、胺類和酸反應生成聚醚多元醇，和鹵化氫反應生成鹵代醇類，和二氧化碳反應生成碳酸丙二醇醋。此外，它還能和醛、烯丙醇產(chǎn)生異構化反應。環(huán)氧丙烷常用于制造丙二醇、丙醛、異丙醇胺、聚醚、石油破乳劑、消泡劑、合成甘油、有機酸等，可作為合成樹脂、泡沫塑料、增塑劑及表面活性劑等化工原料；亦可作硝

11、酸纖維素、氯乙烯、醋酸乙烯、氯丁二烯等樹脂和有機物質(zhì)的低沸點溶劑等。目前，環(huán)氧丙烷的最重要的用途是生產(chǎn)聚醚多元醇，其次是生產(chǎn)丙二醇。1.2原料的性質(zhì)1.2.1丙烯分子式C3H6，結構式CH3-CH=CH2，分子量42,常溫常壓下，無色氣體，帶有甜味。氣體的密度1.87kg/m3,液體的密度513.9kg/m3。熔點-1852C,沸點-47.7C。化學性質(zhì)很活潑，與空氣混合形成爆炸性混合物，爆炸極限2.011.0(體積)。主要用于制環(huán)氧丙烷、聚丙烯、丙烯腈等。一般由熱裂化和催化裂化氣體中分出，也是輕油裂解制乙烯時的副產(chǎn)品。1.2.2氯氣分子式Cl2，分子量70.91。在常溫常壓下，是一種黃綠色、

12、具有刺激性氣味的氣體，能溶于水。沸點-34.6工。密度3.17kg/ma。氯氣的毒性很大，能刺激粘膜、呼吸道和眼睛，還可引起肺水腫，使用時要特別注意，防止中毒。氯氣的化學性質(zhì)非?；顫?，能氧化幾乎所有的金屬、氫以及許多處于低價態(tài)的元素化合物，還能與水、堿等發(fā)生反應。氯氣和氫氣混合時能發(fā)生爆炸，爆炸極限為4.096.0（氫氣體積含量）。氯氣由氯堿車間供給，用電解飽和食鹽水的方法制得。本工段通過氯氣跟水及丙烯反應得到氯丙醇。此外氯可用于合成農(nóng)藥、塑料、纖維、橡膠等。1.2.3石灰主要成分是氧化鈣，分子式CaO,純的為白色，含有雜質(zhì)時為淡灰色或淡黃色，一般呈塊狀，有時呈粉狀。露置在空氣中漸漸吸收CO2

13、而生成CaCO3。氧化鈣的密度為3350kg/ma，熔點為2580工。易溶于酸，難溶于水，但能與水化合生成氫氧化鈣，可用石灰石置于石灰窖中煅燒而制得。1.3環(huán)氧丙烷性質(zhì)及性能1.3.1產(chǎn)品名稱與結構式產(chǎn)品名稱：環(huán)氧丙烷英文名稱：Propyleneoxide;簡稱：PO結構式分子式：c3H6o36分子量：58.08摩爾質(zhì)量：58.08g/mol1.3.2理化性質(zhì)環(huán)氧丙烷在常溫常壓下為無色透明低沸易燃液體，具有類似醚類氣味；環(huán)氧丙烷工業(yè)產(chǎn)品為兩種旋光異構體的外消旋混合物。凝固點：-112.13工沸點：34.24C相對密度（20C）:0.859折射率（nD）:1.3664粘度（25C）:0.28mP

14、aS蒸汽壓（25C）:75.86kPa燃燒熱：1887.6kJ/mol標準摩爾燃燒焓：1915kJ/mol（據(jù)石油化工設計手冊）閃點（開杯）：-37C爆炸極限（在空氣中）（V/V%）:3.127.5%（VOL）溶解性：與水部分混溶20C時水中溶解度40.5%（重量）；水在環(huán)氧丙烷中的溶解度12.8（重量），與乙醇、乙醚混溶，并與二氯甲烷、戊烷、戊烯、環(huán)戊烷、環(huán)戊烯等形成二元共沸物?；瘜W性質(zhì)：活潑，易開環(huán)聚合，可與水、氨、醇、二氧化碳等反應，生成相應的化合物或聚合物。在含有兩個以上活潑氫的化合物上聚合，生成的聚合物通稱聚醚多元醇。1.3.3環(huán)氧丙烷安全與毒性環(huán)氧丙烷產(chǎn)品是易燃品，應貯存于通風、干

15、燥、低溫（25C以下）陰涼處，不得于日光下直接曝曬并隔絕火源。環(huán)氧丙烷有毒性，液態(tài)的環(huán)氧丙烷會引起皮膚及眼角膜的灼傷，其蒸汽有刺激和輕度麻醉作用，長時間吸入環(huán)氧丙烷蒸汽會導致惡心、嘔吐、頭痛、眩暈和腹瀉等癥狀。所有接觸環(huán)氧丙烷的人員應穿戴規(guī)定的防護用品，工作場所應符合國家的安全和環(huán)保規(guī)定。環(huán)氧丙烷是易燃、易爆化學品，其蒸汽會分解。應避免用銅、銀、鎂等金屬處理和貯存環(huán)氧丙烷。也應避免酸性鹽（如氯化錫、氯化鋅）、堿類、叔胺等過量地污染環(huán)氧丙烷。環(huán)氧丙烷發(fā)生的火災應用特殊泡沫液來滅火。1.4國內(nèi)外環(huán)氧丙烷工業(yè)發(fā)展史1.4.1國外的環(huán)氧丙烷工業(yè)發(fā)展階段3（1）工業(yè)萌芽階段：環(huán)氧丙烷最早工業(yè)化生產(chǎn)是在1

16、931年，在國際上已有39年的歷史。美國有UCC,BowChem,WyandotteChem,OlinMathilson,JeffersonChem,Celanese等六家公司生產(chǎn)，日本從1959年開始有旭電化、三井化學、昭和電工等公司開始生產(chǎn)，以后又有旭硝子、日本曹達、周南化學等公司開始生產(chǎn)，都是用氯醇法生產(chǎn)的。（2）量的增長階段：1968年美國Oxirane公司新建過氧化物法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷工廠，規(guī)模為73000噸每年。西班牙也有一個工廠用此法生產(chǎn)。荷蘭在Europoort地區(qū)擬由AtlanticRiohfield廠籌建一座規(guī)模為72000噸每年的工廠。近年來由于聚氨配泡沫塑料所需要的聚醚產(chǎn)量

17、增加很快，環(huán)氧丙烷的需要量也顯著增加，1955-1960年平均年增長率為23.7%,1960-1965年為14.7%，近幾年每年增長率在5%以上。在美國,環(huán)氧丙烷需要量已經(jīng)超過環(huán)氧乙烷，1962年美國需要量為190000噸，1965年為220000噸，其中丙二醇用35%，聚醚用55-60%；日本需要量1962年為13424噸，1966年為48610噸，丙二醉用22.5%，聚醚用76.3%，其他用1.2%。1.4.2中國環(huán)氧丙烷工業(yè)發(fā)展史中國環(huán)氧丙烷生產(chǎn)始于20世紀60年代。當時國內(nèi)環(huán)氧丙烷裝置能力小，單套裝置年生產(chǎn)能力均為幾千噸，生產(chǎn)裝置均采用自有技術，工藝技術落后，原材料及公用工程消耗較高，

18、“三廢”污染嚴重。20世紀80年代，我國先后引進了日本旭硝子公司、三井東壓公司、昭和電工公司和美國陶氏公司技術。同時國內(nèi)自行開發(fā)的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝技術水平也有較大幅度地提高。錦化化工、山東濱化、中石化上海高橋石化、天津大沽化工、沈陽金碧蘭、福建湄洲灣氯堿等企業(yè)已成為國內(nèi)環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的主力。2006年3月，隨著中海殼牌年產(chǎn)25萬t環(huán)氧丙烷裝置投產(chǎn)，國內(nèi)環(huán)氧丙烷市場格局發(fā)生重大變化。中海殼牌項目是目前國內(nèi)最大的環(huán)氧丙烷裝置，也是國內(nèi)唯一采用環(huán)氧丙烷苯乙烯共氧化聯(lián)產(chǎn)法工藝的環(huán)氧丙烷裝置。截至2007年末，中國環(huán)氧丙烷產(chǎn)能已增長至110萬a。除中海殼牌的環(huán)氧丙烷裝置采用聯(lián)產(chǎn)苯乙烯的共氧化法外。其他環(huán)氧

19、丙烷裝置均采用氯醇法。產(chǎn)量約90萬t。截至2008年底，國內(nèi)氯醇法環(huán)氧丙烷產(chǎn)能總計為104萬噸。加上中海殼牌石油化工的25萬噸年共氧化法環(huán)氧丙烷，國內(nèi)環(huán)氧丙烷產(chǎn)能已經(jīng)達到129萬噸。2007年中國主要環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廠情況見表41.1:1.5環(huán)氧丙烷市場發(fā)展簡介34表1.1我國環(huán)氧丙烷的主要生產(chǎn)廠家生產(chǎn)單位生產(chǎn)能力，萬噸/年采用技術技術來源投產(chǎn)日期金陵石化二廠10氯醇法日本昭和電工88.2天津大沽化工廠15氯醇法日本三井東壓8910錦西化工總廠15氯醇法日本旭硝子90.2山東張店化工廠10氯醇法日本三井東壓90.12江西九江化工廠15氯醇法日本旭硝子94.11浙江太平洋公司15氯醇法美國道化學94

20、.10沈陽石化4.0氯醇法國內(nèi)技術89年上海高橋化工廠13氯醇法國內(nèi)技術上海石化三廠10氯醇法國內(nèi)技術92年前幾年，我國聚氨酷生產(chǎn)發(fā)展較快，在那個時候國內(nèi)引進的裝置已有100多套，生產(chǎn)能力達1820萬噸/年，需要環(huán)氧丙烷1213萬噸年。1993年我國進口聚醚6萬噸，廣東、福建兩省外向型企業(yè)進口6萬噸左右，共折合環(huán)氧丙烷10萬噸左右。2000年，我國聚醚需求量為3336萬噸，屆時需環(huán)氧丙烷2831萬噸。環(huán)氧丙烷水合制得的丙二醇是不飽和聚酯樹脂的主要原料。不飽和聚酯樹脂大量用來制造表面涂料及增強塑料，1993年我國進口3.013萬噸，折環(huán)氧丙烷2.43萬噸。2000年我國生產(chǎn)丙二醇需消耗環(huán)氧丙烷5

21、.14萬噸。環(huán)氧丙烷還用來生產(chǎn)多種表面活性劑。1991年我國用于生產(chǎn)表面活性劑的環(huán)氧丙烷為1.36萬噸，2000年達到3.2萬噸。環(huán)氧丙烷的用途還很廣泛。在我國，許多的下游產(chǎn)品還正處在初級開發(fā)的階段，前景光明。19901995年我國環(huán)氧丙烷的消費構成、需求量及價格分別見表1.2、表1.3和表1.4。表1.2國內(nèi)環(huán)氧丙烷的消費構成%消費去向1990年1991年1992年1993年聚醚5442.155.963.4丙二醇4.7其他37.651.740.631.9表1.3國內(nèi)環(huán)氧丙烷需求量單位：萬噸年份1992199319941995需求量12.716.317.518.7表1.4國內(nèi)

22、環(huán)氧丙烷價格單位：千元/噸年份1991199219931994價格8.5-9.28.4-9.48.2-9.89.2-9.8從表1.2可以看出，我國環(huán)氧丙烷的消費構成也是比較正常的。世界各主要生產(chǎn)國環(huán)氧丙烷的消費構成比一般是聚醚6265%，丙二醇2325%，其他13%。由此看來,我國丙二醇生產(chǎn)的發(fā)展還要加快步伐。根據(jù)世界各主要生產(chǎn)國的經(jīng)驗，我國環(huán)氧丙烷消費量今后將以1112%的速度增長，因此我國的總需求量將為我國環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)帶來巨大的市場。由表1.3可以看出，國內(nèi)環(huán)氧丙烷需求量增長較快，1992年至1995年的年均增長率達15.7%。美國從1931年實現(xiàn)環(huán)氧丙烷的工業(yè)化生產(chǎn)后經(jīng)過27年，即到1

23、958年,其產(chǎn)量僅為7.3萬噸。相比之下，我國環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)和市場的發(fā)展比當年的美國要快得多。然而2008年國內(nèi)環(huán)氧丙烷市場整體狀況不佳價格一直窄幅波動4，目前市場價格集中在1250012700元/噸。導致國內(nèi)市場低迷的主要原因是產(chǎn)能迅速擴張，行業(yè)整體效益下降。本來出口是消化過剩產(chǎn)能的理想途徑之一，但7月1日起，環(huán)氧丙烷出口退稅又被取消，新增產(chǎn)能不得不仍主要在國內(nèi)市場消化，因此國內(nèi)環(huán)氧丙烷后市堪憂。去年下游行業(yè)良好的發(fā)展態(tài)勢激發(fā)了環(huán)氧丙烷市場需求，2006年醇醚、碳酸二甲酯、丙二醇等行業(yè)在原料資源充沛的前提下，產(chǎn)量均有大幅提高，加上環(huán)氧丙烷價格較前兩年低，給下游行業(yè)發(fā)展提供了一定空間。下游行業(yè)

24、的發(fā)展反過來拉動環(huán)氧丙烷的需求，國內(nèi)環(huán)氧丙烷新項目紛紛上馬：去年中海殼牌25萬噸，年裝置投產(chǎn)，成為國內(nèi)最大的環(huán)氧丙烷供應商；萊昂德爾與鎮(zhèn)海煉化合資的28萬噸年裝置將在2009年投產(chǎn)：南京金浦錦湖石油化工計劃新建10萬噸年環(huán)氧丙烷一體化裝置等。這些新項目建成后，國內(nèi)環(huán)氧丙烷產(chǎn)能將進一步增加。隨著國內(nèi)燒堿裝置的擴產(chǎn)，氟堿平衡正在向氟產(chǎn)品延伸，更加刺激了環(huán)氧丙烷的擴產(chǎn)熱情。國內(nèi)大量新建、擴建環(huán)氧丙烷裝置投入運營，國內(nèi)產(chǎn)品從供不應求到供需平衡最后導致供過于求，市場價格也隨著國內(nèi)產(chǎn)能的增加而逐年降低，行業(yè)整體利潤下降，市場競爭加劇。隨著國內(nèi)產(chǎn)能和產(chǎn)量的增加，進口萎縮，出口量近來不斷增加。2007年1月份

25、環(huán)氧丙烷進口量為13515噸，出口42噸；5月份進口環(huán)氧丙烷8555噸，出口433噸，相比1月進口減少36.7%，出口增加近10倍?？梢婋S著國內(nèi)供應量的增加，出口市場是有效消化國內(nèi)產(chǎn)量的理想途徑之一。但是國家從7月1日起，取消環(huán)氧丙烷出口退稅，出口市場將因此受到很大影響。出口受阻使得國外市場對消化國內(nèi)新增產(chǎn)能的作用大大降低，并使國內(nèi)市場壓力增加。因此，國內(nèi)下游需求仍將是影響國內(nèi)環(huán)氧丙烷市場的關鍵因素。由于環(huán)氧丙烷市場形勢前幾年較為樂觀，行業(yè)利潤可觀，而且又是消耗氯的有效途徑之一，因而隨著氯堿行業(yè)的擴產(chǎn)，環(huán)氧丙烷也開始越來越受到業(yè)內(nèi)人士的關注，產(chǎn)能擴張的空間仍很大。在這種情況下，如何避免市場無序

26、競爭和保持整體行業(yè)利潤將是今后業(yè)內(nèi)關注的問題。1.6技術發(fā)展趨勢以前我國主要使用的是氯醇法，然而現(xiàn)今世界的發(fā)展以及我國處于這種后市堪憂的狀態(tài)，我國的技術應該要不斷的提升。如2010年10月，天津大沽化工公司與天津科技大學、華東理工大學等通過產(chǎn)學研合作，建成國內(nèi)首套無污染物排放的直接法環(huán)氧丙烷中試裝置7。解決了我國現(xiàn)有氯醇法制環(huán)氧丙烷帶來的廢渣、廢水排放問題，實現(xiàn)了環(huán)氧丙烷清潔生產(chǎn)，是我國在化工綠色制造技術上取得的重大突破，也期待這樣不斷進步的技術能給我國經(jīng)濟帶來巨大效益。第二章環(huán)氧丙烷工藝的選擇2.1典型工藝介紹目前環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝主要有氯醇化法、共氧化法(也稱間接氧化法)和直接氧化法2。現(xiàn)在

27、世界生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的主要工業(yè)化方法為氯醇化法和共氧化法，其中共氧化法又分為乙苯共氧化法和異丁烷共氧化法。近幾年，異丙苯氧化法和過氧化氫直接氧化法已開發(fā)成功并先后實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，以氧氣作為氧化劑的直接氧化法也在開發(fā)中。氯醇法生產(chǎn)歷史悠久，工業(yè)化已有60多年，以美國陶氏化學(DowChemical)公司的氯醇法為代表。氯醇法的主要工藝過程為丙烯氯醇化、石灰乳皂化和產(chǎn)品精制，其特點是生產(chǎn)工藝成熟、操作負荷彈性大、選擇性好，對原料丙烯的純度要求不高，從而可提高生產(chǎn)的安全性，建設投資少。由于固定資產(chǎn)投入少，產(chǎn)品成本較低，其產(chǎn)品具有較強的成本競爭力。目前世界環(huán)氧丙烷約40%的產(chǎn)能為氯醇法。氯醇法的缺點是水資

28、源消耗大，產(chǎn)生大量廢水和廢渣，每生產(chǎn)1t環(huán)氧丙烷產(chǎn)生4050t含氯化物的皂化廢水和2t以上的廢渣，該廢水具有溫度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和懸浮物含量高的“五高”特點，難以處理。同時，氯醇法還消耗大量高能耗的氯氣和石灰原料，而氯和鈣在廢水和廢渣中排放掉，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的次氯酸對設備的腐蝕也比較嚴重。中國環(huán)氧丙烷生產(chǎn)始于20世紀60年代，采用自行開發(fā)的氯醇法工藝路線。20世紀80年代末和90年代初，中國先后引進了日本旭硝子公司、三井東壓公司、昭和電工公司和美國陶氏公司氯醇法技術，錦化化工、山東濱化、中石化上海高橋石化、天津大沽化工等企業(yè)環(huán)氧丙烷裝置建成投產(chǎn)后取得了較好的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)

29、水平得到較大提高。目前，除中海殼牌25萬t/a環(huán)氧丙烷裝置采用共氧化法外，國內(nèi)現(xiàn)有80%的環(huán)氧丙烷產(chǎn)能使用氯醇法。2.1.2共氧化法共氧化法又稱哈康法，包括異丁烷共氧化法和乙苯共氧化法2種，分別由異丁烷或乙苯與丙烯進行共氧化反應，生成叔丁醇或苯乙烯，同時聯(lián)產(chǎn)環(huán)氧丙烷。共氧化法由美國奧克蘭公司開發(fā)，現(xiàn)為美國萊昂德爾（Lyondell，也譯為利安德）公司所有。共氧化法克服了氯醇法的腐蝕大、污水多等缺點，具有產(chǎn)品成本低（聯(lián)產(chǎn)品分攤成本）和環(huán)境污染較小等優(yōu)點。自1969年工業(yè)化以來，在世界范圍發(fā)展迅速，目前，共氧化法環(huán)氧丙烷產(chǎn)能已占世界總產(chǎn)能的55%左右。共氧化法的缺點是工藝流程長，原料品種多，丙烯純

30、度要求高，工藝操作在較高的壓力下進行，設備材質(zhì)多采用合金鋼，設備造價高，建設投資大。同時，環(huán)氧丙烷在共氧化法生產(chǎn)中，只是1個產(chǎn)量較少的聯(lián)產(chǎn)品，每噸環(huán)氧丙烷要聯(lián)產(chǎn)2.5t苯乙烯或2.3t叔丁醇，原料來源和產(chǎn)品銷售相互制約因素較大，必須加以妥善解決，只有環(huán)氧丙烷和聯(lián)產(chǎn)品市場需求匹配時才能顯現(xiàn)出該工藝的優(yōu)勢。此外，共氧化法產(chǎn)生的污水含COD也比較高，處理費用約占總投資的10%。國內(nèi)環(huán)氧丙烷生產(chǎn)一直采用氯醇法工藝。2006年3月，隨著中海殼牌年產(chǎn)25萬t環(huán)氧丙烷裝置投產(chǎn)，環(huán)氧丙烷生產(chǎn)格局發(fā)生一定變化。中海殼牌項目是目前國內(nèi)最大的1套環(huán)氧丙烷裝置，也是唯一采用環(huán)氧丙烷/苯乙烯共氧化聯(lián)產(chǎn)法工藝的環(huán)氧丙烷裝

31、置。2009年底,Lyondell與中石化合資在鎮(zhèn)海建設的28萬t/a共氧化法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)裝置已經(jīng)建成投產(chǎn)。2.1.3異丙苯氧化法異丙苯氧化法由日本住友（Sumitomo）化學公司開發(fā)，采用鈦基催化劑的固定床反應器，以過氧化氫異丙苯（CHP）為氧化劑，CHP使丙烯環(huán)氧化得到環(huán)氧丙烷和二甲基芐醇，后者脫水為a-甲基苯乙烯，然后再加氫生成異丙苯，異丙苯氧化成CHP后循環(huán)使用。異丙苯氧化法實際是共氧化法的1種改進，與共氧化法的主要區(qū)別在于使用異丙苯替代了乙苯，并且異丙苯循環(huán)使用，不產(chǎn)生聯(lián)產(chǎn)品。由于該工藝無需聯(lián)產(chǎn)苯乙烯所需的輔加設備，裝置投資費用比共氧化法約低1/3，也無需使用氯氣的氯醇法工藝所需的防

32、腐設備。2003年5月，住友化學公司投資1億多美元，在日本千葉建成采用其獨有異丙苯氧化法工藝的20萬t/a環(huán)氧丙烷裝置。此外，住友與沙特阿拉伯-美國石油公司（SaudiAramco）在沙特的合資企業(yè)也將采用住友異丙苯氧化法技術建設20萬t/a的環(huán)氧丙烷裝置。2.1.4過氧化氫直接氧化法（HPPO法）過氧化氫真接氧化法是由過氧化氫（雙氧水）催化環(huán)氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的新工藝，生產(chǎn)過程中只生成環(huán)氧丙烷和水，工藝流程簡單，產(chǎn)品收率高，沒有其他聯(lián)產(chǎn)品，基本無污染，屬于環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)系統(tǒng)。目前過氧化氫真接氧化法工藝分別由贏創(chuàng)工業(yè)集團（原德固薩，Degussa）與伍德（Uhde）公司、陶氏化學和巴斯夫（

33、BASF）公司聯(lián)合開發(fā)和工業(yè)化推廣。2001年，贏創(chuàng)工業(yè)集團和伍德公司在德國法蘭克福建設了1套過氧化氫法試驗性裝置，測試最佳催化劑和測定臨界參數(shù)，并開始對技術進行工業(yè)化設計。2003年，贏創(chuàng)推出該技術的商業(yè)化工藝包。2006年5月，韓國環(huán)氧丙烷和聚酯薄膜生產(chǎn)商SKC公司從贏創(chuàng)和伍德購買專利，開始在韓國蔚山建設世界第1套過氧化氫法環(huán)氧丙烷裝置，該裝置生產(chǎn)規(guī)模為10萬t/a，2008年7月已建成投產(chǎn)，生產(chǎn)運行良好。贏創(chuàng)工業(yè)集團正在與俄羅斯天然氣寡頭Gazprom的子公司Sibur談判，計劃在俄羅斯建設過氧化氫和環(huán)氧丙烷聯(lián)合生產(chǎn)裝置。2001年，陶氏化學從EniChem公司購買了利用過氧化氫作為氧化

34、劑來生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的實驗室技術，還包括在意大利的1套試驗裝置。2003年，陶氏化學和巴斯夫開始合作開發(fā)過氧化氫法技術并將其商業(yè)化。2006年，陶氏化學與巴斯夫公司共同宣布在比利時安特衛(wèi)普合資建設30萬t/a過氧化氫法環(huán)氧丙烷裝置，計劃于2009年初建成投產(chǎn)。2008年6月，陶氏化學與泰國SiamCement集團（SCG）合資建立的SCG-DOW集團在泰國的環(huán)氧丙烷裝置動工，使用陶氏與巴斯夫聯(lián)合開發(fā)的過氧化氫法工藝產(chǎn)能為39萬t/aj亥項目預計將于2011年投入運營。陶氏化學還計劃2010年在瑞士開工建設38萬t/a過氧化氫法環(huán)氧丙烷項目。中國大連化學物理研究所也從事過氧化氫法技術的研究。2002

35、年，大連化物所與中石化簽訂了中試合作合同，2005年上半年大連化物所“反應控制相轉(zhuǎn)移催化丙烯氧化制環(huán)氧丙烷小試研究”通過了由中石化組織的技術鑒定。2008年8月，大連化物所研發(fā)的雙氧水直接氧化丙烯制環(huán)氧丙烷技術通過了由遼寧省科技廳組織的鑒定。2.1.5氧氣直接氧化法美國Lyondell公司正在開發(fā)將丙烯、氫氣、氧氣轉(zhuǎn)化為環(huán)氧丙烷的直接氧化技術，使用1種由鈀和鈦的硅酸鹽組成的雙功能催化劑，用氫和氧產(chǎn)生過氧化氫后立即將丙烯轉(zhuǎn)化為環(huán)氧丙烷，整個工藝過程在1臺反應器內(nèi)完成。該公司在美國建有1套實驗裝置，以進一步將此工藝推向工業(yè)化。目前該工藝尚處于試驗階段。2.1.6電化學法本法為Kellogg公司提出

36、的專利。在氯化鈉水溶液中，以多孔的石墨為陽極多孔的鋼或不銹鋼為陰極，于常溫通電的情況下，從陽極通入烯烴，烯烴和陽極生成的次氯酸反應，轉(zhuǎn)變?yōu)槁却?。氯醇和陰極生成的堿反應，脫HCI變?yōu)榄h(huán)氧丙烷，同時NaCl再生。據(jù)專利報導，此法除產(chǎn)生少量的二氯化物外不生成其它的副產(chǎn)物。丙烯轉(zhuǎn)化率20-58%,選擇性可高達98%，二氯丙烷的含量可低到02%。2.2工藝方法的選擇目前，國際上環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝主要采用氯醇法和共氧化法。氯醇法工藝簡單，技術成熟，建設規(guī)模靈活缺點是能耗大、三廢多。而共氧化法工藝流程長，技術難度較大，裝置規(guī)模不能過小并受聯(lián)產(chǎn)品平衡的制約等。根據(jù)國情，我國均采用氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷。2.2.1氯

37、醇法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷機理由文獻可知氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷分三步進行，即氯氣先于水反應生成次氯酸，丙烯同次氯酸反應生成氯丙醇，后者皂化生成環(huán)氧丙烷5。其反應式如下：Cl2+H2O二HCI+HCIO（這是可逆反應）OHClClQH-CH=CHf+HCIOCH；CHCH,或CH?cHyH上述過程是按內(nèi)部親核取代SN2機理進行的氯丙醇在堿性催化解離平衡中發(fā)生閉環(huán)反應形成環(huán)氧丙烷。自反應物中迅速除去產(chǎn)物，有利于平衡向右移動。OH0匕CH3H+CHH73=CTCjHHj+Cl_-|-H3O在堿性環(huán)境中環(huán)氧丙烷還會開環(huán)水解形成丙二醇：CM,CR沖2CH4CHSS越M啟矗_OEl9m.HH%mx(qLL.)+%96x

38、%0CNx8lssEMs翠書i回邑。96只叢MS如M、譽Z、5堰廂刪則寶回顯、鋌如K-E皿昭鴉麗陋種-C卜69CNLHUD寸-CCNCNLHLH9LHO-C卜i19CN00&LHmCXIol9m職磁兇-stffl。1啟66喳Q-R0SWdRmSDig回ffi二5.36HD99%+(71D)l%FH15.36+150.74H166.1aDH13.98kmo-、h、WH152.12kmo-、h2回ssss.h15UU6ai孕Mh15NJ100rw、M000I-l岳旦S9I-I2937已Ktx田UO8SZ寸pe19、(程0E00U_、pse19(程0E00HlUO9SfuoOI-迢4;底呂UO8b.

39、omJSCN-曼底量(MWEM)aeKBSS卩8卜.0罷1(sm.寸m6寸I-IX-C6CNUS匕、00cnxm0s9H(S2)=do/v6i3IS82OTX6CNcn0s9HS6.0XOIXhus寸89%0%SifisSS.I-IOHHOI-IXh-寸ggHOIX(&0-C+CN8.CNI-ICN+CNS.CNCN99)0MoIX&of(9叩001-|匸86冬mCN.o+8m.-cmx000-pmCN.oucyMOIXCN8Z帀進料環(huán)氧丙烷59.87kmol/h56C冷凍水150.62kmol/h10C(由化學手冊查到冷凍水一般712C,這里我們?nèi)?0C)設出料環(huán)氧丙烷冷凝80%，冷凝后溫度

40、為27C出料環(huán)氧丙烷(g)59.87x20%27C環(huán)氧丙烷(l)59.87x80%27C冷凍水150.62kmol/h15C2計算熱平衡Q=59.87x(56-27)x80.79=140270.02kJ環(huán)氧丙烷的相變熱Q2=59.87x0.8x26.99x1000=12.93x105kJQ=Q1+Q2=140270.02+12.93x105=14.33x105kJ取熱損失為5%,Q總二Q/0.95=15.08x105kJ總換熱面積的計算At=辰6-15)(27-10)/ln&-15)/(27-10)=27.25C同上由文獻12可知取K=1000S=Q/(KAtm)=15.08x100000/3

41、600/27.25=15.37m2冷凍水的用量W=15.08x105/(15-10)/75.291=4005.79kJ5.3皂化第三冷凝器1.已知進料環(huán)氧丙烷59.87x20%27C出料環(huán)氧丙烷59.87x20%10C設冷凍鹽水進料溫度為5C,出料時12C。2.計算(1)熱平衡環(huán)氧丙烷的降溫冷凝熱為59.87x20%x(27-10)+59.87x20%x26.99x1000=323178.26kJ取損失為5%，則Q為323178.26/0.95=340187.64kJ換熱面積的計算At=血7-12)-(10-5)/In(27-12)/(10-5)=9.1C同上由文獻12,156165，取K=1

42、000S=Q/(KAtm)=15.08x100000/3600/9.1=46.03m2冷凍鹽水的量W=340187.64/(12-5)/75.291=645.47kJ5.4工藝水加熱器1.已知進料工藝水268818.38kg/h14934.35kmol/h25C加熱蒸汽取140C,以68.1kmol/h通入。出料工藝水40C2.熱量衡算(1)工藝水升溫熱=14934.35x75.291x(40-25)=16.87KJ/h=4686.11kw設傳熱時熱損失為5%=4686.11x1.05=4920.42kw(2)傳熱面積的計算加熱介質(zhì)：140C-80C被加熱介質(zhì)25C-40CAt=應40-40)

43、(80-25)/In(140-40)/(80-25)=75.27同時由文獻12可知取K=3000S=Q/(KAtm)=468.611/3000/75.27=2075.24m2加熱蒸汽耗量的計算1kg該蒸汽冷凝到80C放出的熱量為：qmr+1000/18x75.291x(140-80)/1000=16.87x1000000/qm得蒸汽的量為5588.2kg/h5.5皂化塔熱量衡算1.已知：進料氯丙醇，氫氧化鈣溶液為80C,設反應全在皂化塔中進行（即在混合器中不反應）物質(zhì)的進出料組成見皂化塔物料衡算表4.4。2.計算：各物質(zhì)的參數(shù)表如下表145.2：表5.2各物質(zhì)熱力學數(shù)據(jù)表物質(zhì)CP(J/mol.

44、K)物質(zhì)CP(J/mol.K)水75.291二氯丙烷99.6環(huán)氧丙烷80.79氫氧化鈣87.5氯化鈣738塔頂物質(zhì)的平均比熱為：75.291x31%+80.79x65%+99.6x4%=79.84J/mol.k（塔頂主要為環(huán)氧丙烷出料，但水的比例還是占31%）塔底物質(zhì)的平均比熱為75.291x99.14%+87.5x0.27%+738x0.59%=79.23J/mol.k（塔底水的比例非常大，幾乎占了99.14%）氫氧化鈣和氯化氫的反應熱為32.48x-129.59x1000=-4.21x106kJ氫氧化鈣和氯丙醇的反應熱為63.02x33x1000=2.08x106kJ所以塔內(nèi)反應共生成熱為

45、-4.21x106+2.08x106=-2.13x106kJ將塔內(nèi)物料加熱到所需溫度吸收的熱量為：塔頂水汽化熱為：150.62x40.66x1000=6.12x106kJ塔頂二氯丙烷的汽化熱為0.23x31.38x1000=7217.4kJ塔頂物料升溫熱為(59.87+150.62+0.23)x79.84x(100-80)=0.3365d06kJ塔底物料的升溫熱為(14911.71+0.07+95.57)x79.23x(105-80)=29.73x106kJ皂化塔共需補償?shù)臒崃繛?2.13x106+6.12x106+7217.4kJ+0.3365x106+29.73x106kJ=34.06x1

46、06kJ設實際生產(chǎn)中，熱損失為5%，J則補償量為1.05x34.06x106=35.77x1060共需140C的水蒸氣為35.77x106/75.291/(140-80)x18=142526kg/h另閃蒸罐將塔底物料降為95C,回收節(jié)約蒸汽為：(105-95)x79.23=792.3kg/h則共需蒸汽=142526-792.3=141733.7kg/h5.6成品塔的熱量衡算1.已知：進出料組成見成品塔物料衡算表4.5設進料溫度15C,塔頂出料35C,塔底出料80C。2.計算（1）熱平衡成品塔中無化學反應，成品塔再沸器要提供的熱量為塔內(nèi)各物種的升溫熱和汽化熱。環(huán)氧丙烷的升溫，汽化熱為：55.22

47、x80.79x(35-15)+4.65x80.79x(80-15)=113643.25二氯丙烷和水的升溫熱（因二氯丙烷的含量很少，計算時按純水計算）0.56x75.291x（35-15）+150.29x75.291x（80-15）=736349.74成品塔需要提供的熱量為113643.25+736349.74=849992.99取傳熱效率為5%，外界蒸汽提供熱量為849992.99/0.95=894729.47（2）換熱面積的計算被加熱介質(zhì)溫度取恒溫80工，加熱蒸汽為140工的水蒸汽，加熱介質(zhì)后冷凝為100C。At=（60-20）/ln（60/20）=36.41C依文獻12,156165可知取

48、K=1000S=Q/（KAtm）=894729.47/1000/3600/36.41x1000=6.83m2（3）需要蒸汽量的計算1kg140C的水蒸汽冷凝至100C放出的熱量為：40.66x68.1+1000/18x75.291x（140-100）/1000=2935.93蒸汽的量為：894729.47/2935.93=304.75kg/h5.7收塔的熱量衡算1.已知：進出料組成見回收塔物料衡算表4.6物質(zhì)的進料溫度為20C2.計算（1）熱平衡1）環(huán)氧丙烷的汽化升溫熱為：15.21x80.79x（35-20）+0.15x80.79x（80-20）=19159.352）水的升溫熱為0.14x7

49、5.291x15+150.6x75.291x60=680487.59回收塔需要提供的熱量為：680487.59+19159.35=699646.94取熱損失為5%，則需總熱量為：699646.94/（1-0.05）=736470.46kJ（2）換熱面積的計算1）加熱介質(zhì)看做恒溫80工，加熱介質(zhì)水蒸汽為140100工。）At=（60-20）/ln（60/20）=36.41C）依文獻12,156165可知取K=1000）s=Q/（KAtm）=736470.46/1000/3600/36.41x1000=5.62m2（3）蒸汽耗量的計算為：736470.46/2935.93=250.85kg/h5.

50、8蒸汽耗量總表蒸汽的耗量見表5.3。表5.3蒸汽耗量表項目kmol/hkg/h藝水熱耗蒸汽310.465588.3皂化塔加熱器耗蒸汽7874.09141733.7成品塔再沸器耗蒸汽16.93304.75回收塔再沸器耗蒸汽13.94250.85蒸汽消耗總量8215.42147877.6第六章非標準設備的計算及定型設備選型6.1非標準設備的計算6.1.1管式反應器取管徑為165mmx4.5mm已知進入管式反應器的液體流量為270000kg/h出管流量為268818.38kg/h268.82m3/h則流體的流速為：u=4qJCdd)=4x268.82/3600/3.14/0.156/0.156=3.

51、76m/s(公式來源于文獻13)6.1.2塔式反應器和氯醇塔：由于在物料衡算時已經(jīng)將它們看做一個整體，這里的計算我們也把它們看做一個整體，意思就是把這兩個塔用一個總塔來使用，凡是符合這個總塔規(guī)格的兩個反應塔都可以使用在本設計中。根據(jù)化工設計的經(jīng)驗選取塔的直徑為1400mmu=4qJCdd)=4x268.82/3600/3.14/1.4/1.4=0.049m/s取反應的時間為300s則塔高為300 x0.006=14.7m考慮到其他因素，塔的高度取整為15m。6.1.3皂化塔的計算：皂化塔大致分上下兩段，下段直徑較大，為反應餾出段；上段直徑較小，為分餾段。因此皂化塔的計算因結構復雜，缺乏相關數(shù)據(jù)

52、，根據(jù)參考眾多設計皂化塔的具體資料選擇o1400/900 x26000,不銹鋼材料。6.1.4成品塔的計算：（1）已知進料：環(huán)氧丙烷3654.95x0.95=3472.2kg/h59.87kmol/h水2711.22kg/h150.62kmol/h二氯丙烷26.17kg/h0.23kmol/h塔頂出料：環(huán)氧丙烷55.22kmol/h水，二氯丙烷0.56kmol/h塔釜出料：環(huán)氧丙烷4.65kmol/h水，二氯丙烷150.29kmol/h塔頂壓力：18kpa（表壓）塔頂溫度：35C塔釜溫度:80C（2）物理數(shù)據(jù)的計算1）液相密度：由1/p=a/p+a/p公式14可得1AABB1/p=150.29

53、/154.94/1000+4.56/154.94/8231則p=990.099kg/m32）氣相體積：Vh=(55.22+0.56)x1000 x22.4x血73+35)x1.013/273/1.193/1000Vh=(55.22+0.56)x1000 x22.4x血73+35)x1.013/273/1.193/1000=55.782x2.4x0.958=1196.97m3/h=0.33m3/s氣相密度:p=W/V=(55.22x58+0.56x18)/1196.97=2.684kg/m3ggG4)液相流量:L=(150.29x18+4.56x58)/990.099=2.9967m3/hh求得

54、：l/Vx,W=2.9967/1196.97*19.2=0.0481hhXlg(3)取塔間距為400mm，塔上液體高為50.H=300mm=0.3m由文獻15,6470可知：C20=0.058C=0.058x&/20)=0.058x564.3/20=0.0732Umax=0.0732x”(990.0992.684)/丫2684=1.404m/sU=(0.6-0.8)Umax取U=0.6Umax=0.71.4x04=0.983m/s則d4x0.33/3.14/0.983=0.654=654mm取標準塔徑圓整800mm成品塔理論塔板數(shù)的求法Ni=lgRx/(Lx)/(x/(L-x)/lgd(公式見

55、文獻13)minDDWWma為平均相對揮發(fā)度，飽和蒸汽壓35C時，水的為5.621kpa，飽和蒸氣壓m80C時，水的為47.38kpa，我們只知道25C時，環(huán)氧丙烷的為75.86kpa，由Antoine方程式13計算得35C時，環(huán)氧丙烷的為85.21kpa,80C時，環(huán)氧丙烷的為167.45kpa所以平均相對揮發(fā)度為：7.16所需最少理論塔板數(shù)為N.=lg（x/G-x）/（x/G-x）/lga=6.12minDDWWm取整數(shù)，得Nm.n=7m.n（5）塔板效率的計算：由典型塔板效率經(jīng)驗數(shù)值中以及文獻13,310和最常用的方法OConnell中Eo=49（ua）-0.25再利用其全塔板效率的關聯(lián)

56、圖，該設計的效率為35%。則塔高Z二N/ExH=7/0.35x400=8000mm（公式見文獻13,310311此塔高不包含再沸器，再沸器取3000mm含再沸器為11000mm6.2定型設備的選擇6.2.1主要的定型設備的選擇主要的定型設備有氯醇循環(huán)泵，成品回流泵，成品進料泵，二氯丙烷泵，氯醇過料泵，工藝總水壓力泵，因該設計設備很多，設備規(guī)格見主要設備明細表。（1）氯醇化反應溶液循環(huán)量的計算氯丙醇溶液的濃度為4%，每平方米（該溶液的密度為1000kg/m3）溶氯40/94.5=0.423kmol=9.478nm3/m3為簡化條件，氯丙醇水溶液的密度和氯在水中溶解度都按純水計算，在常壓下和50C

57、時，氯在水中的溶解度為1.225nm3/m3，設吸收氯至飽和度75%，則循環(huán)溶液和氯丙醇溶液的比為：9.478/（1.225x0.75）=10.316對于年產(chǎn)2.5萬噸的該環(huán)氧丙烷裝置，每小時循環(huán)氯丙醇液量=6203.53/0.04x10.316=1599.9噸/時=1599.9m3/h則平均每臺循環(huán)泵的循環(huán)量為：1599.9/6=266.6m3/h（2）第二氯醇塔循環(huán)泵：流量約為270m3/h，裝置所需揚程約為20米。循環(huán)泵的功率為VxHxpxG/n=1599.9/3600 x20 x1000 x9.81/0.8=108.99kw選擇不銹鋼材6.3工藝管道計算6.3.1工藝水的進入總管水的流

58、量V=270000kg/h=270m3/h=0.075m3/s其中水的密度為1000kg/m3依據(jù)水的粘度和實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)取管內(nèi)水的流速為3.8m/sd=、：4V/呼=,4x0.075/3.14/3.8=158mm依文獻13,381可選取D=168mm的無縫鋼管，其中d=158mm。6.3.2丙烯進入總管丙烯的流量=4943.56kg/h=3386m3/h=0.94m3/s（氣態(tài)丙烯的密度為1.46）取丙烯的流速為36m/sd=.4V/呼二心4x0.94/3.14/36=182mm依文獻13,381可選取D=219mm，其中d=183mm。6.3.3氯氣進入總管氯氣的流量=4708.16kg/h

59、=1961.73m3/h=0.544m3/s（氯氣的密度為2.4）取氯氣的流速為36m/sd=；4V/叩二、:：4X0.544/3.14/36=139mm依文獻13可選取D=159mm，其中d=139mm。6.3.4氯醇化反應出料管該管道中物料由物料衡算可知，因氯丙醇和氯化氫大部分溶于水，近似處理為溶液的體積等于水的體積。貝,V=270000kg/h=270m3/h=0.075m3/s由管式反應器的計算可知流速為3.76m/s貝。d=x0.075/3.14/3.76=158mm依文獻13,381可選取D=168mm，其中d=158mm。6.3.5氫氧化鈣輸入管計算時氫氧化鈣為7000.4kg/

60、h，濃度為30%,則整個流體的體積為：7000.4/0.3/3600 x1000=0.0065m3/s取流速為1.2m/sd=J4V/呼=I98O卜寸WB0S9匡誣扣mKim匡詛婆kkh002匡、泵庇崛兇s.o匡、唱0A匡誣底第0SCN9匡、岷獲KSm9I匡、IK曠K旺=IH4mJs庶g00S8-旺SIK頂(w)庶goos-旺SIK越M(a)限口OOOI-Hi(m)庶口OOOI-H叢(H)庶口0009-SMS()丙烯4943.56kg/h水268818.38生石灰7000.4kg/h（三）產(chǎn)品及副產(chǎn)品產(chǎn)量環(huán)氧丙烷3654.95kg/h二氯丙烷26.17kg/h氯化鈣32.48kg/h）原材料成