1万吨年氯丙烯生产过程设计课程
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%
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。
烯丙基氯生产流程设计
South China University of Technology
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
路漫漫其悠远
三、流程模拟与优化
South China University of Technology
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
路漫漫其悠远
模拟结果
Stream NO
４ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２
Temperature (℃) -50 -50 -50 46 -57 -56
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
万吨氯丙烯生产流程模拟与优化
Mass Frac %
PROPY-01 CHLOR-01 ALLYL-01 2-CHL-01
2,3-D-01 HYDRO-01
H2O
100.000 100.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
项目分析与设计
丙烯高温氯化法
于470~510℃高温下反应，氯原子主要取代丙烯β位的氢原子
主反应：
CH2=CHCH3+Cl2→CH2=CHCH2Cl+HCl 副反应：
ΔH1= -112 kJ/mol
CH2=CHCH3+Cl2→CH2=CClCH3+HCl
ΔH2= -121 kJ/mol
CH2=CHCH3+2Cl2→CH2=CClCH2Cl+2HCl ΔH3= -222 kJ/mol
2,3-D-01 HYDRO-01
H2O
15 92.44
10 1.00 400.00
16832.26
16 57.43
1.5 0.00 15.95
1220.58
17 109.25
1.6 0.00 0.75
83.23
18 30.00
10 1.00 400.00
16832.26
19 63.26 19.8 1.00 400.00
Pressure bar
1
1
1
2.77
5
2.1
2.1
Vapor Frac
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
0.00
Mole Flow kmol/hr 80.00
年产1万吨聚氯乙烯工艺设计说明书
摘要本文综述了PVC的生产方法，确定了电石乙炔法为本设计的工艺路线，悬浮聚合法为生产聚氯乙烯的聚合方法。
通过物料衡算、热量衡算和设备计算等确定了年产1万吨PVC 树脂的主要设备的设计参数，评述了本生产工艺的安全与环保，及技术经济。
根据设计结果，绘制了工艺流程图，车间平面布置图，和聚合釜装置图等。
通过本次设计，了解了化工工艺生产的各个环节和实施步骤，掌握了化工设计的基本程序和方法。
关键词：聚氯乙烯；生产工艺；悬浮聚合法；经济技术AbstractThis article provided an overview of polyvinyl chloride polymer production method and identified calcium carbide acetylene method for the design of the route, method for the production of polyvinyl chloride polymer polymerization by suspension polymerization method. Through calculation of material balance, energy accounting and equipment to determine an annual output of 10,000 tons of main design parameters of the equipment of polyvinyl chloride polymer resin. Meanwhile, it reviews the production safety and environmental protection and technical economy. According to design results, process flow diagram s, workshop floor plans, and polymerization reactor unit figures were drawn.As a result of this practice, we have a better understanding of chemical processes in the various segments of the production and implementation of steps to master the basic design of chemical processes and methods.Keywords: Polyvinyl chloride polymer; Process design; Suspension polymerization; Technical economy目录摘要 (I)Abstract (II)第一章文献综述 (1)1.1 聚氯乙烯的性质 (1)1.2 聚氯乙烯的主要用途 (2)1.3 聚氯乙烯工业的重要性 (3)1.4 国内外聚氯乙烯发展概况 (4)1.4.1 国外聚氯乙烯发展动态及趋势 (4)1.4.2 国内聚氯乙烯发展动态及趋势 (5)第二章设计方案论述 (6)2.1 VCM生产路线的选择 (6)2.1.1 电石法生产路线 (6)2.1.2 乙烯法生产路线 (7)2.1.3 两种生产路线的评价 (8)2.2 聚合方法选择 (9)2.2.1 本体聚合 (9)2.2.2 溶液聚合 (10)2.2.3 乳液聚合 (10)2.2.4 悬浮聚合 (10)2.2.5 四种聚合方法比较 (11)2.3 聚合机理 (11)2.3.1 自由基聚合机理 (11)2.3.2 链反应动力学原理 (12)2.3.3 成粒机理 (13)2.4 影响聚合产品质量的因素 (13)2.4.1 聚合工艺 (13)2.4.2 配方体系 (14)2.4.3 聚合反应的辅助时间 (15)2.5 防粘釜技术 (15)2.5.1 粘釜的形成原因 (15)2.5.2 聚合釜的防粘技术 (16)2.6 方案总述 (16)第三章工艺计算 (18)3.1 物料衡算 (18)3.1.1 原料用量计算 (18)3.1.2 各工段物料衡算 (20)3.2 热量衡算 (32)3.2.1 石墨冷却器 (32)3.2.2 转化器 (35)3.2.3 全凝器 (37)3.2.4 尾气冷凝器 (39)3.2.5 聚合阶段 (40)第四章设备的工艺计算与选型 (42)4.1 低沸塔设备计算 (42)4.1.1 塔板数的计算 (42)4.1.2 低沸塔的塔体工艺尺寸计算 (43)4.1.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (44)4.1.4 筛板的流体力学验算 (46)4.1.5 塔板负荷性能图 (48)4.1.6 低沸塔再沸器选型 (51)4.2 高沸塔设备计算 (53)4.2.1 塔板数的计算 (53)4.2.2 高沸塔的塔体工艺尺寸计算 (54)4.2.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (55)4.2.4 筛板的流体力学验算 (57)4.2.5 塔板负荷性能图 (59)4.2.6 高沸塔再沸器选型 (63)4.2.7 成品冷却器的选型 (64)4.3 聚合釜设计容积的计算 (65)4.3.1 聚合釜材质的选定 (65)4.3.2 聚合釜容积的确定 (65)4.3.3 聚合釜外形设计尺寸的设计 (66)4.3.4 内构件及搅拌轴封的设计 (68)4.4 设备工艺条件汇总 (72)第五章安全与环保 (73)5.1 工艺过程安全评述 (73)5.2 三废处理情况 (74)5.2.1 电石渣的处理 (74)5.2.2 电石渣上清液的处理 (74)5.2.3 热水的综合利用 (75)5.2.4 尾气的回收利用 (75)5.2.5 转化水洗塔水的回收利用 (75)第六章技术经济 (76)6.1 技术经济分析概述 (76)6.2 主要技术经济指标 (76)6.3 投资估算 (77)6.3.1 总投资费用估算 (77)6.3.2 成本估算 (77)6.3.3 收入、税收和利润 (80)6.3.4 经济评价 (81)总结 (82)参考文献 (83)致谢 (84)第一章文献综述1.1 聚氯乙烯的性质聚氯乙烯（polyvinylchloride，简称PVC）是氯乙烯单体（简称VCM）聚合而成的高分子化合物，它的结构式是：式中n表示平均聚合度。
年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计
年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计引言聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，简称PVC）是一种重要的合成材料，广泛应用于建筑、汽车、电子、食品包装等领域。
年产万吨聚氯乙烯的生产工艺设计对于提高生产效率、降低成本具有重要意义。
本文将详细介绍年产万吨聚氯乙烯生产工艺的设计方案。
工艺流程年产万吨聚氯乙烯的生产工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 原料准备聚氯乙烯的主要原料是乙烯和氯气。
乙烯是由石油和天然气中的轻烃类物质经过裂解、脱氢等加工步骤得到的。
氯气可以通过电解食盐水或者氯化氢与氧气反应得到。
2. 乙烯氯化将乙烯与氯气进行氯化反应，生成乙烯氯化物。
乙烯氯化反应一般在高温高压下进行，使用催化剂促进反应速度。
3. 聚合反应将乙烯氯化物进行聚合反应，生成聚氯乙烯。
聚合反应通常在聚合釜中进行，同时加入引发剂和调节剂来控制聚合反应的速率和分子结构。
4. 分离与精制将聚合物溶液进行分离，得到聚氯乙烯的粗品。
然后对粗品进行洗涤、脱水、干燥等工艺步骤，以获得高纯度的聚氯乙烯产品。
设计要点年产万吨聚氯乙烯生产工艺的设计要点包括以下几个方面：1. 工艺流程的稳定性与安全性工艺流程应具备良好的稳定性和安全性，确保生产过程的连续稳定运行。
在设计中应考虑到原料的质量波动、设备的故障停机等因素，合理设计反应釜和分离设备的容量和数量。
2. 能源消耗与环境保护在工艺流程设计中应考虑到能源消耗和环境保护的问题。
采用先进的能源回收技术和废气处理技术，降低生产过程中的能源消耗和排污量，提高资源利用效率。
3. 产品质量与生产效率在工艺设计中应注重产品质量和生产效率的提高。
选择合适的催化剂和控制剂，优化聚合反应条件，控制产品的分子量和分子量分布，以及产品的溶解度和熔点等性能。
4. 辅助设施与管理系统除了主要的生产设备外，还需考虑到辅助设施和管理系统的设计。
包括原料仓储系统、废水处理系统、工艺控制系统等，以提高生产效率和管理水平。
结论年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计是一个复杂的工程问题，需要综合考虑工艺流程的稳定性、安全性、能源消耗、环境保护、产品质量和生产效率等因素。
氯丙烯生产过程模拟与优化28页PPT
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
氯丙烯生产过程模拟与优化
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
45、自己的饭量自己知ห้องสมุดไป่ตู้。——苏联
年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计
聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，简称PVC）是一种广泛应用于建筑、电子、包装、汽车等领域的合成材料。
年产万吨聚氯乙烯的生产工艺设计主要包括原料准备、聚合反应、聚合物处理和制品加工等过程。
下面将详细介绍该工艺设计。
一、原料准备聚氯乙烯的主要原料是乙烯和氯气。
乙烯是由石油或天然气制得的烃类气体，而氯气则是通过电解盐水制得。
原料准备过程主要包括乙烯和氯气的储存、输送和净化。
乙烯和氯气需要储存在专门的储罐中，通过管道输送到反应器中。
为了确保原料的纯度，乙烯和氯气需要经过净化处理，去除其中的杂质。
二、聚合反应聚合反应是将乙烯和氯气在反应器中进行化学反应，生成聚氯乙烯的过程。
这里主要采用的是自由基聚合反应。
具体的反应物料、反应条件和催化剂的选择根据具体的工艺设计而定。
在反应过程中，乙烯和氯气通过喷嘴进入反应器，并在一定的温度和压力下进行反应。
反应后，得到的聚合物溶液会经过分离和净化处理。
三、聚合物处理聚合物处理是将聚合反应产生的聚合物溶液进行分离、净化和浓缩的过程。
首先需要将聚合物溶液经过过滤器进行固液分离，去除其中的杂质和未反应的物质。
然后通过沉淀和离心等操作来进一步提纯。
最后，将提纯后的聚合物溶液通过蒸发器等设备进行浓缩，使其达到所需浓度。
四、制品加工制品加工是将处理后的聚合物溶液进行成型和后续处理的过程。
聚氯乙烯可以通过挤出、注塑、压延等方式制成各种形状的制品，如管材、板材、零件等。
这一过程中需要使用相应的机械设备和模具，根据产品的要求进行加工和成型。
加工后的制品还需要进行后续处理，如冷却、切割、喷涂等，以达到最终的产品质量要求。
以上是年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计的基本步骤。
具体的工艺参数和设备选择可以根据厂家的实际情况和市场需求来确定。
在设计过程中，还需要考虑能源消耗、废水处理、烟尘排放等环保和安全方面的问题，以确保生产过程的安全和环保性。
最新 100000吨年PVC装置氯乙烯合成车间工艺设计-精品
100000吨年PVC装置氯乙烯合成车间工艺设计第一章聚氯乙烯(PVC)生产技术概况1.1聚氯乙烯与氯乙烯2003年以前，国内PVC产量明显供不应求，下游塑料制品市场主要依赖进口来满足生产需求。
2003年对于中国PVC行业来讲是个重要的转折点，该年9月份我国对来自美、日、韩等国家进口PVC进行反倾销调查终裁，我方胜诉。
自此以后，国内开始对进口PVC征收反倾销税，进口PVC价格相应上调。
进口PVC价格上升，给国内下游塑料制品行业带来很大成本压力。
在此背景下，我国PVC行业抓住机遇加快自身发展，产业规模日益扩大，产能产量不断提高。
中国氯碱工业协会统计数据显示，2005年我国国内全年PVC产能达到972万吨，2006年全年产能增长至1158万吨，而到2007年底全年产能己经突破1500万吨大关，产能增速保持在20阶30%的平均水平。
1.1.1 氯工业在国民生产中的地位聚氯乙烯(pVC)是重要的有机合成材料。
英文名称是:polinylChloride，化学结构式为(CHZ一CHCL)n，是仅次于聚乙烯(PE)的第二大类商品生产的热塑性塑料。
其产品具有良好的物理性能和化学性能，广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、、公用事业等领域同时PVC出口量近两年成倍增长，对其他国家的PVC市场造成了一定的冲击，也遭遇一定的贸易摩擦。
预计今后我国企业还将寻求一切途径，继续向其他国家大量出口PVC产品。
1.1.2 世界氯乙烯单体概况PVC全球市场按区域划分为北美、南美、西欧、东欧、亚洲和中东六大地区。
从近年来全球PVC产能增速平稳，基本保持在5%左右的增长速度。
2006年全球PVC产能约为4278.8万吨，较2005年的4018.3万吨，增长了6.48%。
其中北美为866.6万吨，南美143.5万吨，西欧628.5万吨，东欧252.2万吨，亚洲2160.5万吨，中东227.5万吨。
从表中分析得出，2003年以来北美、南美和欧洲的PVC产能基本没有太大变化，全球产能的扩张主要来自于亚洲和中东地区，特别是亚洲地区的产能扩张速度最快，到2006年底产能总量已经达到2160.5万吨。
年产3600吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计
3、贮罐容积估算结果表表
序号
1 2 3 4 5
位号
V101 V201 V202 V203 V204
名称 粗氯化物储罐 一塔塔顶储罐 一塔塔釜储罐 精氯丙烯储罐 DD混剂储罐
停留时间/h 8 80 8 8 40
容积/m3 11 4 10 9 9
设备一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
选题背景
氯丙烯是一种重要的石油化工中间品，广泛用于 生产甘油、环氧氯丙烷、丙烯醇等的有机合成中间 体，也是农药、医药的原料。还可用作合成树脂、 涂料、胶粘剂、增塑剂、稳定剂、表面活性剂、土 壤改良剂和香料的原料。
设计内容
内容： 1、工艺流程设计 2、物能衡算 3、设备计算 4、绘制工艺流程图
专题部分： 1、氯化反应器 2、精馏一塔
Aspen Plus中各设备 工艺设计参数一览表
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
设备位号106 H107 R101 T101
T201
T202
设备
Heater Heater Heater Heater Heater Heater Heater Rstoic RadFrac
流程简述
纯度在 98 %以上的丙烯经干燥、预热至 280～320 ℃,与冷氯气按量 比为(4～5)∶ 1 送入混合器进行混合后进入反应器。反应放出的热量使反 应温度维持在500 ℃左右。通过严格控制原料配比、调节丙烯预热温度 以控制高温氯化反应温度 ,消除结炭现象。反应生成物为含氯丙烯的氯化 物、过量的丙烯、氯化氢等混合气体 ,经换热器、冷却器骤冷到 -10 ℃左 右 ,然后进入冷蒸塔 ,塔顶用液态丙烯回流 ,塔顶塔釜控制温度分别为-40 ℃和58℃左后, 使反应气体中的氯化烃类几乎全部冷凝和分离出来。氯化 氢和未反应的丙烯气体由塔顶出去送入丙烯分离系统。丙烯经水洗、碱 中和洗涤后 ,进入丙烯压缩机压缩循环返回反应系统。底部粗氯化物经精 馏塔除去2A、2E、1,2-DA、1,3-DE得到纯度为99%的氯丙烯产品。
年产1万吨氯乙烯合成工段的工艺设计毕业设计说明书
湖南化工职业技术学院毕业设计（论文）题目10kt/a氯乙烯合成工段的工艺设计系别班级姓名学号指导教师摘要本设计是年产1万吨氯乙烯合成工段车间初步设计。
本文对氯乙烯的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位。
并介绍了氯乙烯的制备方法和确定了氯乙烯的生产工艺。
在确定氯乙烯生产工艺的基础上进行了物料衡算，热量衡算，设备选型和车间设计等过程。
关键词：氯乙烯，电石，乙炔，反应器选型AbstractThis design is an annual output of 10000 tons vinyl chloride synthesis section workshop of preliminary design. The vinyl chloride research, production and application are summarized in the chemical industry, expounds the role and status of. And introduces the preparation method of vinyl chloride and determination of vinyl chloride production process. In the determination of vinyl chloride production process on the basis of the material balance, heat balance, equipment selection and workshop design process.Key words: vinyl chloride, calcium carbide, acetylene, reactor type selection目录第一章总论 (v)1.1概述 (vi)1.1.1聚氯乙烯简单介绍 (vi)1.1.2 PVC应用 (vii)1.1.3氯乙烯的概述 (x)1.2文献综述 (xvii)1.3设计任务 (xviii)1.4三废治理和环境保护措施 (xviii)第二章生产流程 (xviii)2.1生产方法 (xviii)2.1.1反应机理 (xix)2.1.2催化剂 (xx)2.1.3对原料气的要求 (xxi)2.1.4生产条件的选择 (xxii)2.2生产工艺流程简述 (xxiii)2.2.1生产工艺流程 (xxiii)2.2.2主要工艺参数 (8)2.2.3主要原料和产物的物化性质 (8)第三章工艺计算书 (11)3.1计算依据： (12)3.1.1 计算标准 (12)3.1. 2化学反应式 (12)3.1. 3倒推法计算 (12)3.2计算： (12)3.2.1混合器的物料衡算 (12)3.2.2混合脱水系统的物料衡算 (14)3.2.3转化器物料衡算 (14)3.2.4水洗塔的物料衡算 (16)3.2.5碱洗塔的物料衡算 (17)第四章主要设备的工艺计算及选型 (18)4.1转化器的设计 (18)4.1．1已知条件： (18)4.1.2计算： (19)4.1.3手孔 (20)4.2泡沫水洗塔的设计 (21)4.2.1已知条件： (21)4.2.2塔径的计算： (21)4.2.3孔的布置 (21)4.2.4塔板的压降 (22)4.2.5稳定性 (22)4.2.6液泛 (23)4.2.7物沫夹带： (23)4.3主要设备一览表 (24)第五章合成工段中三废的产生及处理 (25)5.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理 (25)5.1.1氯化汞触媒的产生 (25)5.1.2氯化汞中毒机理 (25)5.1.3废HgCl2触媒的处理 (25)5.2尾排氯乙烯外逸的产生中毒机理及处理 (25)5.2.1尾排氯乙烯外逸的产生 (25)5.2.2中毒机理 (25)5.2.3对VC泄露的综合治理 (26)5.3生产中的废水治理 (26)5.3.1电石渣浆废水 (27)5.3.3 聚合釜、过滤器、塔等冲洗水 (29)5.3.4 高沸塔釜液处理 (29)5.3.5 含汞废水的处理 (29)5.4 电石法PVC生产中的废渣治理 (29)5.5 电石法PVC生产中的废气治理 (30)5.6 其他三废的处理 (31)5.7 结论 (31)第六章安全生产防火技术 (32)6.1 厂区安全生产特点 (32)6.2 乙烯合成的安全技术 (32)6.3 乙炔爆炸 (32)6.3.1氧化爆炸 (32)6.3.2分解爆炸 (33)6.3.3乙炔的化合爆炸 (33)6.4 氯乙烯的燃烧性能 (33)6.5 安全措施 (33)致谢 (35)参考文献 (36)第一章总论1.1概述1.1.1聚氯乙烯简单介绍聚氯乙烯（polyvinyl chloride，简称PVC）是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。
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
万吨年氯丙烯生产过程设计
塔顶部分冷凝器
0.35MMkcal/hr
节能
塔顶温度 -8.7℃ 全冷凝需要-50℃进料 塔底温度 103.9℃
15
解决方案
2.进入分馏系统，使用深冷分离，是不是有必要？
项目 氯化氢 丙烯 进料(kg/hr) 619.8 2795.1 塔顶出料(kg/hr) 塔底出料(kg/hr) 619.8 2975.1 trace trace
制冷
液氯 丙烯
18
解决方案
4.回流丙烯，是否需要一定要液化才可以保证其质量？ 文献认为，丙烯在冷却到-5℃以后可以利用分子筛脱 水，使得丙烯进料中的水含量足够低，（数值）。故 将其液化是没有必要的。但是冷却到-5℃依然是不容 易的。但是大股丙烯要冷却到-5度依然是不容易的。
回流丙烯流程如下（先冷却到0度闪蒸，再和丙烯 低温料混合）
氯丙烯
2-氯丙烯
910.7
130.1
0.1
22.9 trace
910.6
107.1 188.6
2，3-二氯 188.6 丙烯
Hale Waihona Puke 核算预分馏塔顶操作温度，决定塔顶采用 部分冷凝回流，可以得出塔顶氯丙烯几乎 无跑损。其塔进料和塔顶操作温度都不算 低。故认为没有必要进行深冷。
16
解决方案
2.进入分馏系统，使用深冷分离，是不 是有必要？
19
解决方案
5.是不是能甩掉制冷系统，原因是该制冷 系统造价高，运行成本高，能耗高。
可以甩掉目前的制冷系统，但是 新的流程也是需要进行制冷来补充部 分装置需要的冷，相比起来，新的制 冷设备冷能品位要低很多，而且考虑 用废热制冷，节约能源。 尝试使用低温水制冷，使用溴化锂 吸收式制冷得8℃左右冷水。
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
万吨氯丙烯生产过程设计
能耗监测
建立能耗监测系统，实时监测各工艺环节的 能耗情况，为节能减排提供数据支持。
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氯丙烯的用途
化工原料
氯丙烯是合成多种有机化合物的重要原料，可用 于生产农药、香料、染料等。
工业添加剂
氯丙烯可作为工业添加剂，用于提高产品的性能 和稳定性。
医学领域
氯丙烯在医学领域可用于合成某些药物和医用材 料。
氯丙烯的生产方法
丙烯氯化法
丙烯在催化剂作用下与氯气发生氯化反应生成氯丙烯。
环氧丙烷氯化法
输送设备
自动化控制
选用低能耗、高效率的输送设备，确保物 料连续稳定输送。
采用先进的自动化控制系统，实现生产过 程的智能控制和优化。
节能减排措施
余热回收
利用余热进行发电或供热，提高能源利用效 率。
废气处理
采用高效废气处理技术，降低废气排放对环 境的影响。
废水处理
采用循环冷却水系统，减少新鲜水的使用量， 降低废水排放量。
人工成本
根据生产规模和工艺复杂度， 合理安排人员配置和薪资水平 。
设备折旧与维护
根据设备投资和预期使用寿命 ，计算每年的折旧费用，并预
留一定的维护费用。
经济效益分析
销售收入
根据市场调研和预测，估算万吨氯丙烯的生产销售收入。
利润空间
通过对比成本与收入，分析项目的盈利能力和利润空间。
投资回报率
计算项目的投资回收期和内部收益率，评估项目的投资价值。
纯。
废水处理
对生产过程中产生的废 水进行处理，确保达标
排放。
工艺流程图
• 由于工艺流程图较为复杂，无法在此展示， 建议查阅相关资料或咨询专业人士获取。