年产1万吨烯丙基氯生产流程设计

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1、 一、项目概述一、项目概述氯丙稀的理化性质氯丙稀的理化性质毒性分析毒性分析 氯丙烯生产方法氯丙烯生产方法 l丙烯高温氯化法丙烯高温氯化法 l丙烯氧氯化法丙烯氧氯化法 氯丙烯的应用氯丙烯的应用 South China University of Technology 市场调研市场调研国外氯丙烯的生产和消费情况国外氯丙烯的生产和消费情况 South China University of Technology国内环氧氯丙烷的生产和消费情况国内环氧氯丙烷的生产和消费情况 South China University of Technology市场前景预测市场前景预测 几年前氯丙烯主要用于环氧氯丙烷的

2、生产，几年前氯丙烯主要用于环氧氯丙烷的生产，但是随着科技的发展和氯丙烯下游产品的不断但是随着科技的发展和氯丙烯下游产品的不断开发，氯丙烯在精细化工方面的用途越来越广，开发，氯丙烯在精细化工方面的用途越来越广，产品缺口也在不断增大。特别是去年上半年一产品缺口也在不断增大。特别是去年上半年一直到现在，氯丙烯价格不断上涨，处于供不应直到现在，氯丙烯价格不断上涨，处于供不应求状态。随着国民经济的快速发展，市场前景求状态。随着国民经济的快速发展，市场前景将更加广阔，需求会进一步扩大，抓住机遇，将更加广阔，需求会进一步扩大，抓住机遇，加快速度完成加快速度完成1 1万吨规模的氯丙烯生产装置的扩万吨规模的氯丙

3、烯生产装置的扩建。建。South China University of Technology项目设计目标（1 1）生产方法，原料及产品规格）生产方法，原料及产品规格生产方法：丙烯高温氯化法生产方法：丙烯高温氯化法原料：丙烯原料：丙烯98%98%，氯气，氯气产品产品:氯丙烯氯丙烯99.9%99.9%，2-2-氯丙烯氯丙烯95%95%，2,3-2,3-二氯丙烯二氯丙烯95%95%，盐酸，盐酸31.5wt%31.5wt%（2 2）设计规模与设计要求）设计规模与设计要求估算本项目一期设计氯丙烯年生产能力估算本项目一期设计氯丙烯年生产能力1 1万吨，万吨，生产时间为生产时间为340340天。要求最大程

4、度实现绿色化生产，天。要求最大程度实现绿色化生产，给出一个优化的生产流程设计方案，优化操作参数，给出一个优化的生产流程设计方案，优化操作参数，提高丙烯和氯气等原料利用率，减少公用工程消耗，提高丙烯和氯气等原料利用率，减少公用工程消耗，实现最大的社会、环境和经济效益。实现最大的社会、环境和经济效益。South China University of Technology二、工艺选择及技术分析二、工艺选择及技术分析R-60156MIXER4H-6012VALVE1E-6027E-603Propylene,25C,11.7barChlorine,25C,6.44barFluidized Bed Re

5、actor8工艺流程工艺流程 South China University of TechnologyE-604V-601T-601T-603T-604T-605T-602V-603E-607M-602M-601457691010H11812161315181917212014watercrude allyl chloride美国美国TBWSTBWS公司的氯丙烯分离装置公司的氯丙烯分离装置 South China University of Technology技术分析技术分析 反应原理反应原理 主反应：主反应：CH2CH2CH-CH3+Cl2 CH2=CH-CH2Cl+HCl,CH-CH3+

6、Cl2 CH2=CH-CH2Cl+HCl,H1=-112kJ/mol(1)H1=-112kJ/mol(1)副反应：副反应：CH2CH2CH-CH3+Cl2 CH2=CCl-CH3+HCl,CH-CH3+Cl2 CH2=CCl-CH3+HCl,H2=-121kJ/mol(2)H2=-121kJ/mol(2)CH2CH2CH-CH3+2Cl2 CH2=CCl-CH2Cl+2HCl,CH-CH3+2Cl2 CH2=CCl-CH2Cl+2HCl,H3=-222kJ/mol(3)H3=-222kJ/mol(3)CH2CH2CH-CH3+3Cl2 3C+6HCl,CH-CH3+3Cl2 3C+6HCl,H

7、4=-306kJ/mol(4)H4=-306kJ/mol(4)South China University of Technology(1)(1)反应温度反应温度 500 500左右，反应收率较高左右，反应收率较高 (2)(2)丙烯丙烯/氯气摩尔比氯气摩尔比 (3)(3)反应时间反应时间 (4)(4)反应压力反应压力 (5)(5)丙烯、氯气预热温度丙烯、氯气预热温度 South China University of Technology三、流程模拟与优化三、流程模拟与优化从装置流程图可以得知，从装置流程图可以得知，V-601V-601，T-601T-601，T-603 T-603 的作用是分

8、离出粗氯丙烯中的的作用是分离出粗氯丙烯中的HCl HCl 和和未反应的丙烯。丙烯和未反应的丙烯。丙烯和HCl HCl 的分离主要是的分离主要是T-T-601 601 完成的，所以本设计通过改变完成的，所以本设计通过改变T-601 T-601 的的操作条件使其一个塔能够彻底分离出丙烯和操作条件使其一个塔能够彻底分离出丙烯和HClHCl，从而节约设备投资。，从而节约设备投资。另外，本设计作了换热网络及能量系统另外，本设计作了换热网络及能量系统初步综合优化分析，提高了能量利用效率，初步综合优化分析，提高了能量利用效率，降低了操作成本降低了操作成本Stream NO Temperature()-50-

9、50-5046-57-562510Pressure(bar)2.091.501.501.501.401.503.001.40Vapor 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-Ch

10、loro propene 1.810.01.811.810.00.00.00.0HydrogenChloride 19.704.1915.510.0115.5519.690.019.11Water 0.00.00.00.00.00.082.081.88模拟结果模拟结果 Stream 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

11、.8117.3858.080.471.8815.46Propylene 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 0.120.00.00.00.00.00.00.0E-6071016T-602171918E-60

12、49T-60111T-6031213T-6041415Crude Allyl ChlorideDeionized Water,25C,3.0bar31.5wt%HClPropylene Recycle2-chloro PropeneAllyl Chloridedi-Chloro Propene8改进后的分离流程改进后的分离流程 Sensitivity S-1 SummaryVARY 1 B3 4 FEEDS STAGEMMKCAL/H R 1012.51517.52022.52527.53032.53537.5400.10.1050.110.1150.120.1250.13-0.13-0.12

13、5-0.12-0.115-0.11-0.105-0.1-0.0953537.54042.54547.550R CQ RQ 塔塔T-603T-603的灵敏度分析的灵敏度分析 Sensitivity S-2 SummaryVARY 1 B4 6 FEEDS STAGEMMKCAL/H R 1516171819202122232425262728290.140.150.160.170.18-0.19-0.18-0.17-0.16-0.15-0.140.30.350.40.450.50.550.60.650.70.750.8R CQ RQ 塔塔T-604T-604的灵敏度分析的灵敏度分析 氯丙烯生产装

14、置换热流程的改进氯丙烯生产装置换热流程的改进原工艺流程简图原工艺流程简图 改进后流程示意图改进后流程示意图 South China University of Technology四、四、全流程经济衡算全流程经济衡算原料费用原料费用 产品及副产品价值产品及副产品价值 设备投资费用计算设备投资费用计算 操作费用计算操作费用计算全流程经济衡算全流程经济衡算 South China University of Technology五、结论五、结论本报告主要做了如下的改进与优化：本报告主要做了如下的改进与优化：1 1）改进了预分离装置，将原有的闪蒸塔）改进了预分离装置，将原有的闪蒸塔V-601V-60

15、1和精馏塔和精馏塔T-603T-603去掉，通过调节塔去掉，通过调节塔T-601T-601的操作条件，使得只用一个精的操作条件，使得只用一个精馏塔馏塔T-601T-601就能达到原来三个塔（就能达到原来三个塔（V-601V-601，T-601T-601，T-603T-603）才）才能达到的分离效果，使得大大降低了设备投资。能达到的分离效果，使得大大降低了设备投资。2 2）对）对2-2-氯丙烯精馏塔、氯丙烯精馏塔的进料板位置进氯丙烯精馏塔、氯丙烯精馏塔的进料板位置进行了优化，在一定的分离要求下，找到了使回流比最小的进行了优化，在一定的分离要求下，找到了使回流比最小的进料板位置，料板位置，T-60

16、3T-603第第1818块理论板进料，块理论板进料，T-604T-604第第2323块理论板进块理论板进料为最佳进料位置，降低了公用工程能耗。料为最佳进料位置，降低了公用工程能耗。3 3）本设计作了换热网络及能量系统初步综合优化分析，）本设计作了换热网络及能量系统初步综合优化分析，提高了能量利用效率，降低了生产成本。提高了能量利用效率，降低了生产成本。4 4）本设计作了初步的经济蘅算，年经济效益非常好为）本设计作了初步的经济蘅算，年经济效益非常好为6248.066248.06万元。万元。South China University of Technology六、建议六、建议由于时间有限，所做的

17、设计还有一些不足的地方，由于时间有限，所做的设计还有一些不足的地方，现提出如下一些改进意见：现提出如下一些改进意见：1 1）本设计在经济蘅算时，还有很多实际因素本设计在经济蘅算时，还有很多实际因素还没考虑进去，也没有作进一步的全程经济潜力分还没考虑进去，也没有作进一步的全程经济潜力分析，应分析产量、进料比、转化率等对经济效益的析，应分析产量、进料比、转化率等对经济效益的影响。影响。2 2）应引入环境火用经济学分析方法，将环境应引入环境火用经济学分析方法，将环境因素考虑进化工优化过程，同时由于现今石油因素考虑进化工优化过程，同时由于现今石油等能源和化工原料价格波动很大，本设计未做技术等能源和化工原料价格波动很大，本设计未做技术经济评价。经济评价。谢谢 谢谢！