烯丙基氯生产流程设计
年产1万吨丙烯基氯生产流程设计.
1.3.1氯丙烯的生产方法
丙烯高温氯化法 丙烯高温氯化制取氯丙烯的工艺原
常温下为无色液体,有腐蚀性和刺激性 气味,易燃,有毒。它的性质活泼,能发生氧 化、加成、聚合、水解、氨化、氰化、酯化等 反应。微溶于水,与乙醇、氯仿、乙醚和石油 醚混溶。
1.2氯丙烯的应用
由于氯丙烯可发生氧化、加成、取代、 烷基化等多种反应,使其在医药、农药、香料、 塑料阻燃、有机合成等方面具有广泛的应用。
理为丙烯和氯在高温(470~510℃)下 反应,氯主要取代丙烯β位的氢原子,而 几乎不发生双键上的加成反应,其反应 式如下: CH2=CHCH3+Cl2=CH2=CHCH2Cl+HCl
(ΔH= -112kJ/mol )
丙烯氧氯化法
丙烯氧氯化法是以丙烯、氯化氢和氧在 碲催化剂存在下,进行气相反应制取合 成反应式:
摩尔组成
15.46 0.47 1.88 107.63
氯丙烯 1.000 2-氯丙烯 3.208E-05
2-氯丙烯 0.951 氯丙烯 0.049
1,3-二氯丙烯 0.961 氯丙烯 0.039
丙烯 0.0695 氯化氢 0.1830 水 0.7474
3.5过程优化
改进的工艺流程图 热量匹配后的工艺流程图
3.1设计目标
原料: 丙烯>98%,氯气 产品: 氯丙烯>99.9%,2-氯丙烯>95%,
2,3-二氯丙烯>95%,盐酸31.5wt%
甲代烯丙基氯合成工艺报告
甲代烯丙基氯合成工艺报告一、 产品简介:甲代烯丙基氯是一种重要的有机中间体,可广泛用于医药、农药、香料、合成材料等领域。
是合成克百威、苯丁锡等杀虫杀螨剂的主要原料。
由甲代烯丙基氯制备的甲代烯丙基磺酸盐与丙烯腈共聚后可以极大地改善丙烯腈纤维的染色性能,被称为腈纶的“第三单体”,在合成纤维工业中具有重要意义。
其还可以制备2-甲基环氧氯丙烷、甲基甘油、甲基环氧树脂、甲代烯丙基醇、异油醛等。
二、 编写依据:由凯飞化学研发中心小试结果编写 三、 产品简述:1、学名:甲代烯丙基氯2、分子式:C 4H 7CL3、结构式:4、分子量:90.55 四、 生产设计能力200吨/年(年按7200小时计) 五、 工艺路线:本实验把氯气、异丁烯气体以一定的流速通入管式反应器中,在70℃左右、常压下反应制得。
CH 2CH 3CH 3Cl 2CH 2CH 2ClCH 3HClCH 3CCH 2CH 2CL付反应: 1. 生成叔丁基氯:HClCH 3CH 3CH 2CH 3CH3CH 3CL2.生成异巴豆基氯:HClCH 3CLCHCl CH 3CH3CH 2CH 33.生成二氯异丁烷:CLCH 2CH 3CH 3CLCHCH 3CH 3HClCL4.生成3,3—二氯异丁烯:Cl 2CH 2CH 2ClCH 3HClCH 2CHCL 2CH35.生成生成二氯异丁烯:Cl 2CH 2CH 2ClCH 3HClCH 2CH 2CLCH 2CL6.生成三氯异丁烷:HClCH3CH 2CLCH 2CL CL CH 2CH 2CLCH 2CL六、产品质量标准:七、原料、中间体及产品物化性质八.原材料质量标准九、小试工艺流程叙述及合成方法:小试反应器:带有冷凝夹套,直径为10mm、长为400mm的管式反应器。
气体喷头:中心管内径为3mm产品MAC的合成1)气体在反应器中停留时间定为1-2秒1.安装好管式反应器、冷凝器,尾气吸收装置。
2.接装好氯气、异丁烯气体流量计及压力表。
年产1万吨烯丙基氯生产流程设计(ppt 21页)
Allyl Chloride
15.56 0.01 15.55 15.55 0.0 0.01 0.0 0.01
2-Chloropropene 0.46 0.0 0.46 0.46 0.0 0.0 0.0 0.0
di-Chloro propene 1.81 0.0 1.81 1.81 0.0 0.0 0.0 0.0
生产时间为340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, 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。
6
二、工艺选择及技术分析
工艺流程
South China University of Technology
Propylene, 25C,V1A1.L7VbaEr
8
技术分析
South China University of Technology
反应原理
主反应:
CH2=CH-CH3 + Cl2 → CH2=CH-CH2Cl + HCl,
Δ H1= -112kJ/mol (1)
副反应:
CH2=CH-CH3 + Cl2 → CH2=CCl-CH3 + HCl,
Δ H2= -121kJ/mol (2)
VA RY 1 B 4 6 FEEDS STAGE
16
氯丙烯Байду номын сангаас产装置换热流程的改进
原工艺流程简图
改进后流程示意图 17
四、全流程经济衡算
原料费用 产品及副产品价值 设备投资费用计算 操作费用计算 全流程经济衡算
South China University of Technology
18
万吨年丙烯基氯生产项目设计
1
1-反应过程工艺
2-分离过程工艺
S19 S22
S23 S8
2-分离过程工艺
S19 S22
S23 S8
3-制冷工艺(Refrigeration Loop)
过程模拟
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
进料物流参数
组成 丙烯 氯
(100%) 100%)
温度 压力 摩尔气 物流 ) ( ℃ ) (bar) 相分率 1 2 25 25 11.7 6.44 1.0 1.0
1
• 工艺原理 工艺原理:丙烯和氯在高温(470~500℃)下反 应,氯主要取代丙烯β位的氢原子,而几乎不发生 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 双键上的加成反应,反应式如下: • 主反应 主反应:
CH2=CHCH3+Cl2→CH2=CHCH2Cl+HCl ∆H1= -112kJ/mol
1
价格及需求
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
• 氯丙烯的价格与宏观经济形势关系密切,也 与客户的需求有关; • 由于生产工艺流程较长和氯气严重不足等多 方面原因,国内氯丙烯的生产一直处于低谷 ; • 近年来下游产品特别是环氧树脂生产装置相 继建成投产,国内氯丙烯市场前境乐观; • 据专家预测,我国环氧树脂用量今后十年以 年均25%的速度增长,给氯丙烯生产提供了 巨大的发展空间。
1
目前和未来的价格
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
产品名称 规格型号 生产企业 氯丙烯 氯丙烯 氯丙烯 一级 二级 优级 巴陵石化 巴陵石化 巴陵石化
出厂价 单位 12000 11000 元/吨 元/吨 元/吨
甲代烯丙基氯合成工艺报告
甲代烯丙基氯合成工艺报告一、 产品简介:甲代烯丙基氯是一种重要的有机中间体,可广泛用于医药、农药、香料、合成材料等领域。
是合成克百威、苯丁锡等杀虫杀螨剂的主要原料。
由甲代烯丙基氯制备的甲代烯丙基磺酸盐与丙烯腈共聚后可以极大地改善丙烯腈纤维的染色性能,被称为腈纶的“第三单体”,在合成纤维工业中具有重要意义。
其还可以制备2-甲基环氧氯丙烷、甲基甘油、甲基环氧树脂、甲代烯丙基醇、异油醛等。
二、 编写依据:由凯飞化学研发中心小试结果编写 三、 产品简述:1、学名:甲代烯丙基氯2、分子式:C 4H 7CL3、结构式:4、分子量:90.55 四、 生产设计能力200吨/年(年按7200小时计) 五、 工艺路线:本实验把氯气、异丁烯气体以一定的流速通入管式反应器中,在70℃左右、常压下反应制得。
CH 2CH 3CH 3Cl 2CH 2CH 2ClCH 3HClCH 3CCH 2CH 2CL付反应: 1. 生成叔丁基氯:HClCH 3CH 3CH 2CH 3CH3CH 3CL2.生成异巴豆基氯:HClCH 3CLCHCl CH 3CH3CH 2CH 33.生成二氯异丁烷:CLCH 2CH 3CH 3CLCHCH 3CH 3HClCL4.生成3,3—二氯异丁烯:Cl 2CH 2CH 2ClCH 3HClCH 2CHCL 2CH35.生成生成二氯异丁烯:Cl 2CH 2CH 2ClCH 3HClCH 2CH 2CLCH 2CL6.生成三氯异丁烷:HClCH3CH 2CLCH 2CL CL CH 2CH 2CLCH 2CL六、产品质量标准:七、原料、中间体及产品物化性质八.原材料质量标准九、小试工艺流程叙述及合成方法:小试反应器:带有冷凝夹套,直径为10mm、长为400mm的管式反应器。
气体喷头:中心管内径为3mm产品MAC的合成1)气体在反应器中停留时间定为1-2秒1.安装好管式反应器、冷凝器,尾气吸收装置。
2.接装好氯气、异丁烯气体流量计及压力表。
《过程模拟与优化》课程报告烯丙基氯生产的概念设计
温度对反应的影响
反应温度 ℃ 丙烯预热温度 ℃ 丙烯/氯气 (mol) 通入氯气量 kg/h 氯丙烯产率 %
448 472 510 575
360 356 370 396
2.78 2.39 3.31 3.06
13.1 12.8 13.8 14.1
57.6 65.0 76.9 62.5
压力及停留时间对反应的影响
在世界范围内环氧氯丙烷的生产情况
1945年,美国壳牌化学公司开发成功丙烯氯化法工业生 产技术,并于1948年建成9.1万吨工业装置,开始了环氧 氯丙烷的大规模生产。 1960年以来,日本、前苏联、西欧、东欧相继建造许多 环氧氯丙烷工业装置,产量不断增加, 80年代中期,前苏联科学院与日本昭和电工公司又开发了 烯丙醇为原料的生产工艺。 目前,环氧氯丙烷的生产能力主要有丙烯高温氯化法和醋 酸丙烯酯法两种,其中全球90%左右的环氧氯丙烷是由丙 烯高温氯化法生产。 当前全球环氧氯丙烷生产能力约112万吨,年产量90万吨, 开工率在80%左右。1990年—2000年世界环氧氯丙烷产 量增加了70%,年增长率约为6%,高于经济平均发展速 度。
氯丙烯合成的工艺设计
工艺流程图
工艺流程分析及简述
首先液体氯丙烯先经过液化,然后输送到丙烯预热装置H-101。通过燃烧天燃 气,H-101把丙烯预热到反应所需要的温度,大约是510~540℃。然后与氯气 按严格的配比[丙烯:氯气=4:1(mol)]混合,通过喷嘴喷射到反应器中。
氯丙烯的精制工艺
丙烯热氯化法简介
丙烯热氯化法
(1)丙烯高温氯化制氯丙烯
CH2=CHCH2 + Cl2 →CH2=CHCH2Cl +HCl
烯丙基氯工艺过程设计
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。
APSEN 简述
第二章 烯丙基氯生产工艺2.1烯丙基氯的生产方案和选取2.1.1 烯丙基氯的生产方案烯丙基氯的工业生产方案主要有两种:丙烯高温氯化法和丙烯氧氯化法。
2.1.1.1丙烯高温氯化法丙烯高温氯化法的原理是过量的丙烯和氯气在高温(471-510 ℃)下反应,氯主要取代丙烯甲基上的氢原子,反应方程式为:CH 2=CH-CH 3 + Cl 2 → CH 2=CH-CH 2Cl + HCl此工艺的优点是工艺相对成熟,生产工艺较灵活;缺点是原料纯度要求较高,转化率较低,能耗较大。
所以丙烯高温氧化法的使用更普遍。
2.2.1.2丙烯氧氯化法丙烯氧氯化法的原理是丙烯、氧气和氯化氢在碲催化剂下反应生产烯丙基氯, 反应方程式为:CH 2CHCH 3 +HCl +0.5O 2=CH 2CHCH 2Cl + H 2O 。
此工艺的优点是原料纯度要求不是很高,达到90%即可,转化率较高,能耗较低;缺点是使用的催化剂碲造成较大的腐蚀,材质要求较高。
因此,使用较少。
2.1.2 生产方案的选取烯丙基氯的两种生产方案,丙烯高温氯化法要求原料纯度较高,但是工艺成熟,操作更熟练和稳定;丙烯氧氯化法虽然原料纯度要求不高,但是其催化剂对设备腐蚀大,必定造成设备投资增加。
综上所述,本次设计优先选择丙烯高温氯化法。
2.2烯丙基氯生产工艺说明主反应:23222CH CHCH Cl CH CHCH Cl HCl →=+=+ 副反应:2CH 2=CHCH 3+3Cl 2 CH 2=CHCH 2Cl+3HCl+CH 2=CClCH 2Cl (2,3-二氯丙烯)23223CH CHCH Cl CH CClCH HCl →=+=+(2-氯丙烯) 232CH CHCH 3Cl 3C 6HCl →=++(C )纯度为98%的丙烯经过干燥以后预热到350-400℃,加热后的丙烯与氯气以(氯气:丙烯)1:4的比例混合,通过喷嘴将混合物喷入反应器(反应器内温度为500℃左右)中进行反应,以得到主产品烯丙基氯,还会产生一些副产品如氯化氢、1,2-二氯丙烯、1,3-二氯丙烯、1,2,3-三氯丙烷等。
烯丙基氯生产工艺
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扩大生产规模
加强市场营销
强化成本管理
提高经济效益的途径
通过扩大生产规模,降低单位产品的生产成本,提高企业的经济效益。
通过加强市场营销,扩大产品销售渠道,提高产品的市场占有率和品牌知名度,从而增加企业的经济效益。
通过强化成本管理,控制各项费用支出,降低生产成本,提高企业的经济效益。
通过改进生产工艺、提高设备效率等方式降低生产成本,提高产品质量和收率,从而提高经济效益。
操作规程制定与执行
制定详细的生产操作规程,并确保员工严格遵守,避免因操作不当引发安全事故。
设备维护与检查
定期对生产设备进行检查和维护,确保设备正常运行,防止因设备故障导致的安全事故。
安全培训与演练
对员工进行安全培训和演练,提高员工的安全意识和应对突发情况的能力。
环保处理方法
废气处理
采用活性炭吸附、催化燃烧等方法处理生产过程中产生的废气,减少对环境的污染。
提纯过程中需要控制温度、压力、流量等工艺参数,以确保产品质量和产率。
01
02
03
产物分离与提纯
经过分离和提纯的烯丙基氯需要经过严格的包装和储存,以保证产品质量和安全。
最终产品包装与储存
04
烯丙基氯生产中的安全与环保问题
A
B
C
D
安全生产措施
严格控制原料和中间体的质量
确保使用合格的原料和中间体,避免因质量问题引发安全事故。
清洁与清洗
润滑与密封
维修与更换
01
02
04
03
对损坏或磨损的部件进行维修或更换,保持设备性能稳定。
对设备进行定期检查,确保其正常运转。
万吨丙烯基氯生产流程设计
[2] 梅群波,杜乃婴,吕满庚.氯丙烯及其衍生物的制备和应用. 精细化工中间体.2004(4)
[3] 薛祖源.环氧氯丙烷生产技术和发展意见. 中国氯碱. 2007(6)
[4] 张廷深.重要的有机原料中间体-氯丙烯. 化工之友. 1995(4)
T5,大大的减少了设备的投资费用。 通过改进,我们不仅从能量方面进行了优化,降低了能源
消耗,节省了操作成本,而且减少了设备投资。通过优化 模拟可以知道,改进后的工艺完全能够满足生产的要求, 达到了设计的目的,所以该优化设计是成功的。
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六、参考文献
精馏塔(T2)
47
换热器 泵
精馏塔(T3)
85
精馏塔(T4)
138
精馏塔(T5)
128
闪蒸槽 反应器 压缩机
总计
费用(/万元) 518 112 180 405 460 2186
设备的费用还包括不可预见费用和公用工程费用。 不可预见费用=30%设备费用=0.3×2186=655.8 公用工程费用=25%设备费用= 0.25×2186= 546.5 总的设备费用=设备费用+不可预见费用+公用工程费用
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1万吨丙烯基氯生产流程设计李黎仙Fra bibliotek黎民乐
年 级:2007级硕士
单位名称:化学与化工学院
主要内容
一、项目概述 二、项目分析与设计
三、过程模拟结果 四、经济衡算 五、总结 六、参考文献
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2.4 工艺设计
万吨丙烯基氯生产流程设计
生产流程设计的重要性
提高生产效率
01
合理的生产流程设计能够优化生产过程,减少不必要的环节和
。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
反应过程
在特定的温度、压力和催化剂 条件下,进行丙烯与氯气的取
代反应,生成丙烯基氯。
产品分离与提纯
通过蒸馏、萃取等方法,将生 成的丙烯基氯从反应混合物中
分离出来,并进行提纯。
生产流程中的关键控制点
温度控制
反应过程中的温度是关键控制点之一, 温度过高或过低都可能影响反应的进行
和产物的纯度。
催化剂选择与添加
根据反应动力学和热力学原理,优化反应压力, 以平衡反应速度和设备负荷。
原料配比
通过调整原料配比,降低副反应发生,提高目标 产物的纯度和选择性。
改进设备性能
01
02
03
反应器设计
采用高效、紧凑的反应器 设计,提高传热效率和混 合效果,降低能耗。
设备材质
选用耐腐蚀、耐高温的优 质材料,提高设备使用寿 命和安全性。
详细描述
泵的作用是输送流体,如原料、产物和溶剂 等,确保其在生产流程中的顺畅流动。压缩 机则用于提供气体或液体的压力,以满足工 艺需求。在丙烯基氯生产中,泵和压缩机用 于输送原料、气体和产物,以及提供反应所 需的压力条件。选择合适的泵和压缩机型号
,确保生产流程的稳定运行和高效性。
04
安全与环保措施
能耗,提高生产效率,降低生产成本。
保证产品质量
02
烯丙基氯生产工艺
4 经济衡算
4.1 原料费用
品名 丙烯 氯气 总计 单价(万元/吨) 用量(万吨/年) 1.02 0.12 0.606 1.119 费用(万元/年) 6181.2 1342.8 7524
4.2 年总操作费用估算 包括工人工资,设备维护,实验室研发以及水电费等 年总操作费用为6500(万元)
注:按年开工 310天计算 天计算
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年产1万吨烯丙基氯生产流程模拟与优化 年产 万吨烯丙基氯生产流程模拟与优化
Study on Process Flow Design and Optimization of 10,000 Tons Allyl Chloride Production
冯天照
陈文标
指导老师:李秀喜 钱 宇 学院:化学与化工学院 年级:2007级硕士研究生 日期:2007-12-27
2 项目分析与设计
2.1 氯丙烯的生产方法 生产方法
丙烯高 温氯化 法
丙烯氧 氯化法
2 项目分析与设计
2.1.1 丙烯高温氯化法
470~510℃高温下反应,氯主要取代丙烯β位的氢原子. 主反应: CH2=CHCH3+Cl2→CH2=CHCH2Cl+HCl Hrcac,298K= -112kJ/mol 副反应: CH2=CH-CH3+Cl2→CH2=CCl-CH3+HCl Hrcac,298K= -121kJ/mol CH2=CH-CH3+2Cl2→CH2=CCl-CH2Cl+2HCl Hrcac,298K= -222kJ/mol CH2=CH-CH3+3Cl2→3C+6HCl Hrcac,298K= -306kJ/mol
高温 氯化 法 丙烯 氧氯 化法
烯丙基氯的制备方法[发明专利]
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1362942A [43]公开日2002年8月7日[21]申请号01800395.8[21]申请号01800395.8[22]申请日2001.02.14[30]优先权[32]2000.02.15 [33]JP [31]2000-41417[32]2001.01.31 [33]JP [31]2001-24257[86]国际申请PCT/JP01/01050 2001.02.14[87]国际公布WO01/60772 JA 2001.08.23[85]进入国家阶段日期2001.11.01[71]申请人昭和电工株式会社地址日本东京[72]发明人臼井贤司 大石昌一 广俊孝 新井龙晴[74]专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所代理人程金山[51]Int.CI 7C07C 17/16C07C 17/383C07C 21/067//C0 7B61/00权利要求书 1 页 说明书 11 页 附图 1 页[54]发明名称烯丙基氯的制备方法[57]摘要一种烯丙基氯的制备方法,是在催化剂存在的情况下使烯丙醇和氯化氢反应,然后从反应系统中蒸馏出生成的烯丙基氯,特征在于降低反应系统中的烯丙醇/氯化氢的摩尔浓度比([AAL]1/2/[HCL])以抑制副产品二烯丙基醚的生成。
01800395.8权 利 要 求 书第1/1页 1、一种烯丙基氯的制备方法,其包括a)将烯丙醇和氯化氢供给反应器,使其反应生成烯丙基氯和水的步骤,b)将生成的烯丙基氯从反应系统中以气相形式蒸馏出来并将其回收的步骤,c)将反应溶液从反应器中抽出的步骤,d)将水从抽出的反应溶液中蒸馏出来并其分离的步骤,和e)将已蒸馏并分离出水的含有盐酸和催化剂的剩余溶液返回反应器的步骤。
2、一种烯丙基氯的制备方法,该方法是使烯丙醇和氯化氢在催化剂存在的情况下进行反应,把生成的烯丙基氯从反应系统中蒸馏出来,其中,烯丙基氯的制备方法包括在80-120℃下进行反应,供给的烯丙醇和氯化氢使反应溶液中以[烯丙醇]1/2/[氯化氢]表示的烯丙醇和氯化氢的摩尔浓度比不大于0.2。
甲代烯丙基氯(MAC)工艺技术
甲代烯丙基氯工艺过程:1.装置概况、生产能力、设计依据、工艺特点装置概况1.1 装置概况3-氯-2-甲基-1-丙烯(MAC)生产装置,采用成套技术建设MAC装置由反应及氯化氢(HCl)吸收副产盐酸系统、干燥碱洗系统、精馏系统、公用工程设施、“三废”处理设施组成。
1.1.1反应及副产盐酸系统将液氯、异丁烯汽化,将汽化的液氯和异丁烯反应,生产出3-氯-2-甲基-1-丙烯(MAC)粗产品,副产的氢化氢气体(HCI)用稀盐酸吸收精制出盐酸产品。
1.1.2干燥碱洗系统MAC粗产品、MAC产品干燥碱洗,除去水分及微量盐酸。
1.1.3精馏系统经干燥碱洗MAC粗产品,进精馏系统,切割出低、高沸物,产出高纯度的MAC产品。
1.1.4公用工程设施公用工程设施包括空气源设备、各系统用的电气、仪表盘、公用工程连管箱等。
1.1.5 “三废”处理设施整套生产装置本身没有废水排放,废水主要是清洗装置地面而产生,收集进厂区污水池处理后,送污水处理厂;罐区产品及副产品贮罐产生的废气用活性炭吸附后,连同干燥碱洗所产生的滤渣,送固废物处理厂焚烧。
1.2装置的生产能力1.2.1生产能力设计值MAC产品量5000 吨/年副产盐酸(30%) 3420 吨/年年操作时间7200小时1.2.2生产能力保证值MAC产量min 7吨/天1.3 装置的设计依据是一套技术先进、稳定、可靠的生产装置。
1.4 装置的工艺特点M AC装置以汽化的液氯和异丁烯反应,确定了工艺过程的连续性,MAC即是产品,又是下游产品3-羟基-2-甲基-1-丙烯的原料,增加了以销定产的灵活性。
副产低、高沸物是很好的溶剂,盐酸产品可广泛应用于工业。
本装置工艺设计中不仅原料、公用工程消耗低,且没有废水排放。
2.工艺流程、生产原理2.1工艺流程2.1.1工艺流程方块图3-氯-2-甲基-1-丙烯(MAC)2.1.2工艺流程详述2.1.2.1反应及副产盐酸工序开始投料之前,反应液罐(M-VE-3)中的开车用料液由反应液循环泵(M-PU-2A/B)经管道过滤器、反应液冷凝器(M-HE-3)打循环。
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高温氯化反应过程控制条件的选择
(1) 反应温度 500℃左右,反应收率较高
(2) 丙烯/氯气摩尔比 (3) 反应时间 (4) 反应压力 (5) 丙烯、氯气预热温度
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三、流程模拟与优化
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反应原理
主反应: CH2=CH-CH3 + Cl2 → CH2=CH-CH2Cl + HCl, ΔH1= -112kJ/mol (1) 副反应: CH2=CH-CH3 + Cl2 → CH2=CCl-CH3 + HCl, ΔH2= -121kJ/mol (2) CH2=CH-CH3 + 2Cl2 → CH2=CCl-CH2Cl + 2HCl, ΔH3= -222kJ/mol (3) CH2=CH-CH3 + 3Cl2 → 3C + 6HCl, ΔH4= -306kJ/mol (4)
MolarFlowrate 95.61 6.92 88.69 18.38 70.31 77.23
(kmol/h)
Propylene
58.08 2.72 55.36 0.55 0.0 0.01
Allyl Chloride
15.56 0.01 15.55 15.55 0.0 0.01
2-Chloropropene 0.46 0.0 0.46 0.46 0.0 0.0
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模拟结果
Stream NO
4 6 7 8 9 10 11 12
Temperature (℃) -50 -50 -50 46 -57 -56
Pressure (bar) 2.09 1.50 1.50 1.50 1.40 1.50
Vapor Fraction
0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.087
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国内环氧氯丙烷的生产和消费情况
市场前景预测
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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 前景将更加广阔,需求会进一步扩大,抓住机 遇,加快速度完成1万吨规模的氯丙烯生产装置 的扩建。
1
2
Chlorine, 25C, 6.44bar 4
R-601
H-601
MIXER 5
6
7
8
E-602
E-603
Fluidized Bed Reactor
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美国TBWS公司的氯丙烯分离装置
技术分析
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,生产时间为340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,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。
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二、工艺选择及技术分析
工艺流程
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Propylene, 25C,V11A.L7VbaEr
2-Chloropropene 0.0 0.0 0.46 0.01 0.0 0.45
di-Chloro propene 0.0 0.0 0.0 1.81 1.81 0.0
Hydrogen Chloride
0.58 0.01 0.0 0.0 0.0 0.0
Water
0.12 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
82.0
10 1.40 0.0 101.0
0.01 0.01 0.0 0.0 19.11
81.88
Stream NO
13 14 16 17 18 19
Temperature (℃) 10 -40 59 60 10 30
Pressure (bar) 1.3 1.5 2.0 1.5 1.3 1.4
Vapor Fraction
1.0 1.0 1.0 0.0 0.0 0.0
MolarFlowrate 58.23 0.56 17.81 17.38 58.08 0.47
(kmol/h)
Propylene
57.53 0.55 0.0 0.0 58.08 0.0
Allyl Chloride
0.0 0.0 15.54 15.52 0.0 0.02
一、项目概述
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➢氯丙稀的理化性质 ➢毒性分析 ➢氯丙烯生产方法
丙烯高温氯化法 丙烯氧氯化法
➢氯丙烯的应用
市场调研
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国外氯丙烯的生产和消费情况
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从装置流程图可以得知,V-601,T601,T-603 的作用是分离出粗氯丙烯中的 HCl 和未反应的丙烯。丙烯和HCl 的分离主 要是T-601 完成的,所以本设计通过改变T601 的操作条件使其一个塔能够彻底分离出 丙烯和HCl,从而节约设备投资。
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, 降低了操作成本
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项目设计目标
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(1)生产方法,原料及产品规格 生产方法:丙烯高温氯化法 原料:丙烯>98%,氯气 产品: 氯丙烯>99.9%,2-氯丙烯>95%, 2,3-二氯丙烯>95%,盐酸31.5wt%
(2)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1万吨
di-Chloro propene 1.81 0.0 1.81 1.81 0.0 0.0
Hydrogen Chloride
Water
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19.70 4.19 15.51 0.01 15.55 19.69 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
25 3.00 0.0 82.0
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0