年產(chǎn)4200噸環(huán)氧氯丙烷車間氯丙烯合成工 畢業(yè)設計

1、<p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　設計對年產(chǎn)4200噸環(huán)氧氯丙烷車間氯丙烯合成工段進行了工藝設計。并對環(huán)氧氯丙烯的生產(chǎn)方法、生產(chǎn)原理、流程路線，物料衡算，能量衡算以及主要設備等進行了論述和計算。</p><p><b>　　關鍵詞：環(huán)氧氯丙烯</b></p><p><b>　　

2、Abstract</b></p><p>　　This design synthesizes the production method of the work segment and produce to 42,00ton EC/year principle, process route and main equipments etc. proceeded the treatise.</p&g

3、t;<p>　　Keywords: 3-chloro-1- propene、3-chloropropene、</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　環(huán)氧氯丙烯是一種重要的有機化工原料和精細化工產(chǎn)品，用途十分廣泛。以它為原料制得的環(huán)氧樹脂具有粘結性強，耐化學介質(zhì)腐蝕、收縮率低、化學穩(wěn)定性好、抗沖擊強度高以及介電性能優(yōu)異等特點，在涂料

4、、膠粘劑、增強材料、澆鑄材料和電子層壓制品等行業(yè)具有廣泛的應用。此外，環(huán)氧氯丙烷還可用于合成甘油、硝化甘油炸藥、玻璃鋼、電絕緣品、表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、膠料、離子交換樹脂、增塑劑、（縮）水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品，用作纖維素酯、樹脂、纖維素醚的溶劑，用于生產(chǎn)化學穩(wěn)定劑、化工染料和水處理劑等。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>&l

5、t;b>　　內(nèi)容摘要i</b></p><p><b>　　引言i</b></p><p><b>　　目錄i</b></p><p><b>　　1 文獻綜述1</b></p><p>　　1.1環(huán)氧氯丙烯在國民經(jīng)濟中的重要作用1</p>

6、;<p>　　1.2環(huán)氧氯丙烯的生產(chǎn)原料及主要產(chǎn)品1</p><p>　　1.3環(huán)氧氯丙烯的工業(yè)生產(chǎn)方法及選擇1</p><p>　　1.4環(huán)氧氯丙烯的用途</p><p>　　1.5環(huán)氧氯丙烯的物理化學性質(zhì)</p><p>　　2 生產(chǎn)流程和設備1</p><p>　　2.1 理論生產(chǎn)流程簡述

7、1</p><p>　　2.2 設備生產(chǎn)流程建樹1</p><p>　　2.3 設備論述及其選擇1</p><p>　　2.3.1 氯化反應器</p><p>　　2.3.2 冷蒸塔1</p><p><b>　　2.4 小結1</b></p><p><

8、b>　　3 計算1</b></p><p>　　3.1 反應器的物料衡算1</p><p>　　3.1.1 管式反應器1</p><p>　　3.1.2 塔前換熱器1</p><p>　　3.1.3 冷蒸塔1</p><p>　　3.1.4 精餾塔1</p><p>

9、;　　3.1.5水洗塔1</p><p>　　3.1.6堿洗塔1</p><p>　　3.2反應器熱量計算1</p><p>　　3.2.1反應焓的計算1</p><p>　　3.2.2部分產(chǎn)物由355k～773 k焓值的變化1</p><p>　　3.2.3 1,2-Da, 1,3-De由355k～773

10、k焓值的變化1</p><p>　　3.2.4計算丙烯預熱溫度1</p><p>　　3.3 設備衡算1</p><p>　　3.3.1反應器1</p><p>　　3.3.2氯精二塔1</p><p><b>　　4附錄1</b></p><p><b&

11、gt;　　參考文獻1</b></p><p><b>　　文獻綜述</b></p><p>　　環(huán)氧氯丙烯在國民經(jīng)濟中的重要作用</p><p>　　環(huán)氧氯丙烯是一種重要的有機化工原料和精細化工產(chǎn)品，用途十分廣泛。以它為原料制得的環(huán)氧樹脂具有粘結性強，耐化學介質(zhì)腐蝕、收縮率低、化學穩(wěn)定性好、抗沖擊強度高以及介電性能優(yōu)異等特點，在涂

12、料、膠粘劑、增強材料、澆鑄材料和電子層壓制品等行業(yè)具有廣泛的應用。此外，環(huán)氧氯丙烷還可用于合成甘油、硝化甘油炸藥、玻璃鋼、電絕緣品、表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、膠料、離子交換樹脂、增塑劑、（縮）水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品，用作纖維素酯、樹脂、纖維素醚的溶劑，用于生產(chǎn)化學穩(wěn)定劑、化工染料和水處理劑等。</p><p>　　環(huán)氧氯丙烯的生產(chǎn)原料及主要產(chǎn)品</p><p>　　環(huán)氧氯丙烯

13、是一種重要的有機化工原料和精細化工產(chǎn)品，用途十分廣泛。以它為原料制得的環(huán)氧樹脂具有粘結性強，耐化學介質(zhì)腐蝕、收縮率低、化學穩(wěn)定性好、抗沖擊強度高以及介電性能優(yōu)異等特點，在涂料、膠粘劑、增強材料、澆鑄材料和電子層壓制品等行業(yè)具有廣泛的應用。此外，環(huán)氧氯丙烷還可用于合成甘油、硝化甘油炸藥、玻璃鋼、電絕緣品、表面活性劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、膠料、離子交換樹脂、增塑劑、（縮）水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產(chǎn)品，用作纖維素酯、樹脂、纖維素醚的溶劑，用

14、于生產(chǎn)化學穩(wěn)定劑、化工染料和水處理劑等。</p><p>　　環(huán)氧氯丙烯的工業(yè)生產(chǎn)方法及選擇</p><p>　　目前，工業(yè)上環(huán)氧氯丙烯的生產(chǎn)方法主要有丙烯高溫氯化法和乙酸丙烯酯法兩種。</p><p>　　丙烯高溫氯化法是工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的經(jīng)典方法，由美國Shell公司于1948年首次開發(fā)成功并應用于工業(yè)化生產(chǎn)。目前，世界上90%以上的環(huán)氧氯丙烷采用此法進行生

15、產(chǎn)。其工藝過程主要包括丙烯高溫氯化制氯丙烯，氯丙烯與次氯酸化合成二氯丙醇，二氯丙醇皂化合成環(huán)氧氯丙烷3個反應單元。</p><p><b>　　環(huán)氧氯丙烯的用途</b></p><p>　　氯丙烯作為一種重要的石油化工中間產(chǎn)品，一般不直接作為商品出售，主要是 </p><p>　　用于生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷、丙烯醇、甘油、烯丙胺、烯丙酯等下游產(chǎn)品。由于

16、氯丙烯是含氯 的烯烴化合物,具有氯有機化合物和烯烴的重要特征。能與乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、苯、 甲苯、四氯化碳和石油醚混溶。可發(fā)生氧化、加成、取代、烷基化等多種反應,使其在醫(yī) 藥、農(nóng)藥、香料、塑料阻燃、有機合成等方面具有廣泛的應用。二戰(zhàn)期間得到迅速發(fā)展, 成為有機合成的重要中間體,其消耗量逐年增加。氯丙烯一般不直接作市場商品出售, </p><p>　　而是廣泛用于合成樹脂、醫(yī)藥、香料、農(nóng)藥和有機合成原料。其主要

17、用途是生產(chǎn)環(huán)氧氯 丙烷;用作合成甘油和合成樹脂的原料,其余用來生產(chǎn)丙烯 醇、丙烯胺和藥物等</p><p>　　環(huán)氧氯丙烯的物理化學性質(zhì)</p><p>　　氯丙烯中文名稱有3-氯-1-丙烯、3-氯丙烯、烯丙基氯；英文名稱有3-chloro-1- propene、3-chloropropene、chloride、。化學式：CH2=CHCH2Cl；分子質(zhì)量：76.50； 性狀：常溫下為無色液

18、體，有辛辣味，易揮發(fā)。性活潑，能發(fā)生加合反應及聚合反 應，水解成丙烯醇，易燃。沸點：44.6℃；熔點：-136.4℃；相對密度：液態(tài) 0.9382g/c （20/4℃） 蒸氣壓：49.05KPa(25)℃；溶解度：水中：20℃時 0.36g/100ml閃點：-31.67℃自然溫度：390℃爆炸極限：下限2.9%，上限11.2%；油 水分配系數(shù)：辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)值：-0.24；遇熱或明火有著火危險，遇明火 可爆炸，危險程度中等，

19、能與HNO3、H2SO4、哌嗪、乙二胺、氯磺酸，NaOH發(fā)生激 烈反應。</p><p><b>　　生產(chǎn)流程和設備</b></p><p><b>　　理論生產(chǎn)流程簡述</b></p><p>　　1. 丙烯高溫氯化制氯丙烯</p><p>　　丙烯與氯氣經(jīng)干燥、預熱后以摩爾比4～5:1混合進入高

20、溫氯化反應器，短時間(約3 s)內(nèi)進行反應，生成氯丙烯和氯化氫氣體。精制后得氯丙烯產(chǎn)品，同時副產(chǎn)D-D混劑(1,2-二氯丙烷和1,3-二氯丙烯)，氯化氫氣體經(jīng)水吸收后得到工業(yè)鹽酸。CH2=CHCH2 + Cl2 →CH2=CHCH2Cl +HCl</p><p>　　2.氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇</p><p>　　氯氣在水中生成次氯酸(或采用介質(zhì)叔丁醇和氯氣在NaOH溶液中反應生成叔

21、丁基次氯酸鹽，該鹽水解生成次氯酸，叔丁醇循環(huán)使用)，次氯酸與氯丙烯反應生成二氯丙醇(過程中二氯丙醇濃度一般控制在4%左右)。</p><p>　　2CH2=CHCH2Cl +2HOCl→ ClCH2CHClCH2OH + ClCH2CHOHCH2Cl</p><p>　　(2,3-二氯丙醇，70%) (1,3-二氯丙醇，30%)</p><p>　　3.二氯丙醇皂化

22、合成環(huán)氧氯丙烷二氯丙醇水溶液與Ca(OH)2或NaOH反應生成環(huán)氧氯丙烷。</p><p>　　ClCH2CHClCH2OH + ClCH2CHOHCH2Cl + 1/2 Ca（OH）2→</p><p>　　ClCH2CHClCH2OH + ClCH2CHOHCH2Cl + 1/2 Ca（OH）2→</p><p>　　丙烯高溫氯化法的特點是生產(chǎn)過程靈活，工藝成

23、熟，操作穩(wěn)定，除了生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷外，還可生產(chǎn)甘油、氯丙烯等重要的有機合成中間體，副產(chǎn)D-D混劑（1，3-二氯丙烯和1，2-二氯丙烷）也是合成農(nóng)藥的重要中間體。缺點是原料氯氣引起的設備腐蝕嚴重，對丙烯純度和反應器的材質(zhì)要求高，能耗大，氯耗量高，副產(chǎn)物多，產(chǎn)品收率低。生產(chǎn)過程產(chǎn)生的含氯化鈣和有機氯化物污水量大，處理費用高，清焦周期短。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程簡述</b><

24、/p><p>　　1.丙烯：經(jīng)各部熱交換后與反應器的氯化物逆向進行熱交換，使丙烯預熱至360—380℃，進入氯化反應器，與氯氣按配比為5：1的比例在反應器中反應，生成氯丙烯的的混合物，反應溫度控制在500℃，但不能超過510℃。氯化物進入換熱器與丙烯間直接進行熱交換后進入冷蒸塔，以丙烯液體進入噴淋；丙烯液體汽化吸收熱量進入冷卻器除去高氯化物；從塔頂蒸出丙烯與氯化氫；然后經(jīng)過水洗塔，堿洗塔，除去HCl氣體后進入壓縮機，

25、除水，除油，干燥，再壓縮，全凝器后進入丙烯貯罐。從塔釜出來的高氯化物進入粗氯化物貯罐，再抽入精餾一塔進行精餾除去輕組分，從塔釜的高沸物進入精餾爾塔，除1,2—Da，1,3—De。從塔頂?shù)玫?9.5%的氯丙烯。</p><p>　　2.氯化氫（HCl）：從反應出來的氣體中，與氯丙烯有相當量的HCl氣體，在冷蒸塔塔頂和丙烯一同蒸出；在水洗塔中，通入不同濃度的鹽酸溶液在水洗塔的不同位置進行噴淋，使得在塔釜出來的鹽酸質(zhì)量

26、濃度達到25%，進入鹽酸貯罐，作為氯丙烯的副產(chǎn)物而銷售。其余的少量HCl氣體在堿洗塔中除去，用質(zhì)量百分比濃度為13—15%的NaOH溶液進行噴淋，在塔底時的堿濃度不能超過6%，并且直接進行排放，除HCl氣體。</p><p>　　3.少量的氮氣：在Cl2中有少量的N2，N2是不活潑的氣體，不與原料或生成的產(chǎn)物進行反應，所以N2的量沒有變，也沒有給反應帶來危險和造成分離上的困難。N2由于K平衡很大，也同樣從冷蒸塔頂

27、出來，并且隨丙烯進入一段壓縮，在水冷卻器河沿冷卻器上直接排空出去。</p><p>　　4.其他的高沸物在精餾二塔塔釜直接進入“DD混合劑”貯罐。</p><p><b>　　設備論述及其選擇</b></p><p><b>　　氯化反應器</b></p><p>　　因反應溫度控制在500℃，反應

28、物和生成物絕大部分屬于易燃，易爆物品，要求設備能耐高溫，密封好。結構上要求能使氯氣和進料丙烯快速的混合；不能存死角，清碳方便。現(xiàn)有設備采用絕熱反應的型式，必須嚴格控制反應溫度，又要求反應完全，則在反應器的長度上有嚴格的計算要求。按照化工廠的型式選擇長管式反應器，這里有反應的生產(chǎn)能力和快速混合所決定，采用噴射式混合器；在喉管與混合器連接的角度為32o，在椎體與反應器連接的椎角度為300。具有的計算在設備計算中。</p>&l

29、t;p><b>　　冷蒸塔</b></p><p>　　據(jù)物料平衡計算塔頂要求的工藝溫度為-40℃，塔釜要求的工藝溫度為56℃。由于反應的生成物中有大量的HCl氣體，對各種金屬設備的腐蝕性很大，所以在冷蒸塔內(nèi)壁采用石墨磚防腐。并且該塔分為蒸出和冷凝兩部分，在冷凝部分用丙烯蒸化氣體吸收熱來冷卻，溫度很低。而塔釜溫度要求為50℃，則用列管加熱器。并且用高壓的熱水進行加熱。</p>

30、;<p><b>　　小結</b></p><p>　　要對工業(yè)裝置進行設計，必須要對工業(yè)流程中各種設備及單元操作進行分析，了解物料衡算，能量衡算以及設備衡算的方法。</p><p><b>　　計算</b></p><p>　　設計任務：年產(chǎn)量4200噸環(huán)氧氯丙烷/年</p><p>

31、;<b>　　設計依據(jù)：</b></p><p>　　1.年工作日按300天計，每天24小時連續(xù)生產(chǎn)，即7200小時/年</p><p>　　2.消耗定額：1.6噸液氯/1噸環(huán)氧氯丙烷</p><p>　　3.各段收率： </p><p>　　4.原料純度：新鮮丙烯：丙烯 98%，丙烷2% ； 循環(huán)丙烯100

32、%</p><p>　?。╩ol%） 液氯：氯氣99.5%，氮氣2%</p><p>　　5. 中間產(chǎn)品規(guī)格：3-氯丙烯（AC）≥98%( CH2=CHCH3mol)</p><p>　　6. 原料配比： 氯氣：丙烯=1：4.5</p><p>　　7. 氯化反應方程式及粗氯化物（反應產(chǎn)物中除C3=，HCl,N2外）組成Xi(mol)<

33、/p><p>　　CH2=CHCH3+Cl2—CH3CCl=CH2 +HCl 4.1%</p><p>　　CH2=CHCH3+HCl—CH3CHCl–CH3 0.6%</p><p>　　CH3CH2CH3+Cl2—CH3CHCl–CH3 +HCl 2.0%</p><p>　　CH

34、2=CHCH3+Cl2—CH2=CHCH2Cl+HCl 79.9%</p><p>　　CH2=CHCH3+Cl2—CH3CHClCH2Cl 7.6%</p><p>　　CH2=CHCH3+2Cl2—CH2ClCH=CHCl+2HCl 5.8%</p><p>　　忽略C3=在氯氣中的燃燒</p>

35、;<p>　　8．進料Cl2和C3=全部反應掉（α=100%）</p><p><b>　　物料衡算</b></p><p><b>　　管式反應器</b></p><p>　　1. 液氯進料量：W液氯=4200ⅹ103ⅹ1.6÷7200=933.3333kg/h</p><p

36、>　　液氯的平均分子量：M平=71ⅹ0.995=28ⅹ0.005=70.8kg/h</p><p>　　G液氯=W液率÷M=933.3333÷70.8=13.1827kmol/h</p><p>　　其中 氯氣量：g氯氣=G液氯×0.995=13.1827×0.995=13.1168kmol/h</p><p>　　g氮

37、氣= G液氯×0.005=13.1827×0.005=0.0392kmol/h</p><p>　　2.丙烯總進料量：G丙烯=4.5×g氯氣=4.5×13.1168=59.0255kmol/h</p><p>　　3.粗氯化物的生成量</p><p>　　g氯氣=G粗×（4.1+2.0+79.9+7.6+5.8

38、15;2）%=1.052×G粗</p><p>　　G粗=g氯氣÷1.052=13.1168÷1.052=12.4684kmol/h</p><p>　　其中各組分：g粗 I=G粗×4I</p><p>　　g粗2-e=12.4684×4.1%=0.5112kmol/h</p><p>　　g

39、粗2-a=12.4684×2.%=0.2494kmol/h</p><p>　　g粗AC=12.4684×79.9%=9.9622kmol/h</p><p>　　g粗1，2-dc=12.4684×7.6%=0.9468kmol/h</p><p>　　g粗1，3-de=12.4684×5.8%=0.7232kmol/h<

40、;/p><p>　　4.HCl生成量：gHCl=G粗×（4.1-0.6+2.0+79.9+0+5.8×2）=0.97</p><p>　　G粗=0.97×12.4684=12.0943kmol/h</p><p>　　5.新鮮丙烯進料量：G新鮮C3= = G粗 =12.4684kmol/h</p><p>　　其中g

41、新鮮中的純C3= = G新鮮C3= × 98%=12.4684×0.98=7.2733kmol/h</p><p>　　G新鮮C3= × 2% =12.4684×2%=0.2492kmol/h</p><p>　　G循還C3= = G總C3= - g新鮮C3==59.0255-12.3170=46.7085kmol/h</p><

42、p>　　表3.1反應器物料衡算表</p><p><b>　　塔前換熱器</b></p><p><b>　　反應氣體</b></p><p>　　氣（A）+ 液（B）混合物 </p><p>　　F ,Zi

43、 t=-10℃, P=150KPa </p><p>　　安托因公式:InPSi=A-B/(T+C)</p><p>　　式中: PSi —— 飽和蒸氣壓</p><p>　　A,B,C —— 常數(shù)</p><p>　　根據(jù)上式計算結果見下表</p><p>　　表3.2 塔前換

44、熱器物料計算1</p><p>　　由式: ∑xi = ∑ Zi/[Ki+(1-Ki)e] 通過試差法得 e= 0.19</p><p><b>　　計算結果見下表 </b></p><p>　　表3.3塔前換熱器物料計算2 </p><p>　　表3.4 塔前換熱器物料平衡表</p><p&

45、gt;　　冷蒸塔 </p><p><b>　　Pi氣</b></p><p>　　PD=140Kpa,tD=-40℃</p><p><b>　　液態(tài)C3=</b></p><p>　　回收段，Cu ,i --- 回收度</p><p>　　Fi=(ai+bi

46、)</p><p>　　P=150Kpa,t=-10℃</p><p>　　蒸出段，Si=VKi/L</p><p><b>　　蒸汽</b></p><p><b>　　Pw=160Kpa</b></p><p><b>　　Tw</b></p&

47、gt;<p><b>　　殘液（粗氯化物）</b></p><p><b>　　計算結果見下圖</b></p><p>　　表3.5冷蒸汽塔換熱器物料計算1</p><p><b>　　由公式得</b></p><p>　　上升氣體量 υ總i=(ai+biC0,

48、i)× </p><p>　　回收液體 l總,i,=V總.i C u,I(Kmol/h)</p><p>　　殘余氣體VD.i=Vi-Vl(Kmol/h)</p><p>　　YD.i=V D,i/∑VD,i</p><p>　　XD,i= YD,i/ KD,i</p><p>　　根據(jù)上面的程序 計算結果

49、見下表</p><p>　　表3.6冷蒸汽塔換熱器物料計算2</p><p><b>　　由公式 </b></p><p>　　總和液體量 ：υ總i=(ai+biCU,i) × </p><p>　　蒸出氣體： l總,i,=(bi+ aiCU,i) × </p><p&

50、gt;　　殘余液體： LW.i= l總,i－υ總i</p><p>　　YD.i=V D,i/∑VD,i</p><p>　　XD,i= YD,i/ KD,i</p><p>　　根據(jù)上面的程序 計算結果見下表</p><p>　　表3.7冷蒸汽塔換熱器物料計算3</p><p><b>　　精餾塔<

51、/b></p><p>　　1.氯精一塔（低沸塔）</p><p>　　(1)按清晰分割計算</p><p>　　(2)由工藝要求給出兩個關鍵組分</p><p>　　選l為2-a ，xW,2-a≤1% (mol%) </p><p>　　選h為Ac ，xD,AC≤5% (mol%) </p>

52、;<p><b>　　(3)泡點進料</b></p><p>　　根據(jù)以上條件 計算 結算結果見下圖</p><p>　　表3.8氯精一塔物料衡算表</p><p>　　由上表得,D=0.4460 W=117844 于是計算結果如下</p><p>　　表3.9氯精一塔物料平衡表</p>&l

53、t;p><b>　　回流比的計算:</b></p><p>　　其中:ai －組分i的相對揮發(fā)度</p><p>　　XiF －進料組分的摩爾組成</p><p>　　q －進料的液相分率;此處q=1;</p><p><b>　　Rm?。钚』亓鞅?lt;/b></p><p&

54、gt;　　(XiD)－最小回流比流出液體組分I的摩爾分率;</p><p>　　θ?。匠痰母?對于有c個組分的系數(shù)有c個根,只取</p><p><b>　　aLK?θ?aHK</b></p><p><b>　　于是．</b></p><p>　　解　得　θ?。剑保?７４２</p>

55、<p><b>　　取 R=1.3</b></p><p>　　得 R=1.3×15.742=20.4646</p><p><b>　　理論塔板數(shù)計算</b></p><p><b>　　最小理論板數(shù)公式:</b></p><p><b>　　

56、于是 </b></p><p>　　查吉蘭特圖得 Y=0.40</p><p>　　解 得 N=22.1373</p><p>　　取塔板效率η=0.75 得 N實際=N/0.75=29.5164</p><p>　　所以 取N實際=30 (塊)</p><p><b>　　進料位置的計算<

57、/b></p><p>　　精流段的最小理論塔板數(shù)為</p><p>　　NR=11.4901/0.40=28.7252</p><p>　　NR實際=28.7272/0.75=38.30(塊)</p><p>　　所以 取NR實際=39(塊)</p><p>　　2.氯精二塔（高沸塔）</p>&

58、lt;p>　　選l為Ac , xW,AC ≤3% (mol%)</p><p>　　h為1,2-Da, xD,1,2-Da≤0.5% (mol%)</p><p>　　最終xD,AC≥98%</p><p>　　(1)按照清晰分割計算</p><p>　　(2)按照非清晰分割</p><

59、p>　　根據(jù)上述條件 計算 計算結果見下圖</p><p>　　表3.10氯精二塔物料衡算表</p><p>　　由以上表3.10 得 D=11.7490 W=1.84 于是 計算 計算結果見下表</p><p>　　表3.11氯精二塔物料衡算結果表</p><p><b>　　回流比的計算</b></p&g

60、t;<p>　　因為?2 根據(jù)要求 取=2 取R=1.3 R=1.3×2=2.6</p><p><b>　　水洗塔</b></p><p>　　依據(jù)：1.冷蒸塔頂噴淋丙烯量（為進料丙烯的1/2）。</p><p>　　2.采用15℃井水吸收劑。</p><p>　　3.設HCl的吸收率為95

61、-99%（粗氯化物全部溶解在鹽酸中）。</p><p>　　4.忽略丙烯，氮氣溶解水中，塔頂蒸汽中水蒸汽飽和。</p><p>　　計算：(1）塔底進口氣體量及組成：</p><p>　　VD=VD(冷蒸塔)+1/2×G總C3= 48.17198+1/2×48.1342=99.7908kmol/h；</p><p>　　(

62、2）塔頂出口干氣量：</p><p>　　VN,干=VD-0.95VD，HCL-VD，粗氯= 99.7908-0.95×7.199-0.201877=78.749873kmol/h</p><p><b>　　kmol/h</b></p><p>　　(3)塔頂出氣帶水量：yN,H2O=vN,H2O/vN=vN,H2O/(vN,干+v

63、N,H2O)= 78.749873×0.018171/(1.3-0.018171)=0.67851kmol/h PH2Os/PN,總</p><p>　　經(jīng)推：vN,H2O= VN,干× [PH2Os/（PN,總- PN，H2Os）]</p><p>　　(4）15%鹽酸量： </p><p>　　W鹽酸=0.95vD,HCl×MHCl

64、/0.15=2296.9876 kg/h</p><p>　　(5）進塔吸收劑（井水）量：</p><p>　　W井水=WH2O+ vN,H2O×18= 1747.9081 kg/h</p><p>　　根據(jù)以上計算塔頂出口氣體組成</p><p>　　表3.12 水洗塔塔底出口氣體組成</p><p>&

65、lt;b>　　計算得</b></p><p><b>　　塔頂出口干氣量</b></p><p>　　25℃下水的飽和蒸汽壓:</p><p><b>　　塔頂出氣帶水量</b></p><p>　　15%的鹽酸量: </p><p><b>　

66、　進塔吸收劑量: </b></p><p>　　根據(jù)以上公式,計算塔頂出口氣體組成 </p><p>　　表3.13水洗塔塔頂出口氣體組成</p><p><b>　　堿洗塔</b></p><p>　　1.設HCl全部被NaOH液中和掉。</p><p>　　2.新堿液濃度為15%（

67、wt%），降至5%排出。</p><p>　　3.忽略C3=,N2的溶解損失，出塔尾氣中水蒸汽達到飽和。</p><p>　　計算：(1)塔頂出口干氣量: VN，干,=vD-vD,粗氯-vD,HCl=99.7908-0.201877-7.199=79.389923kmol/h</p><p><b>　　塔頂出氣帶水量</b></p>

68、;<p>　　塔頂出氣帶水量 25℃水PH2O2.45atm</p><p><b>　　3)耗堿量：</b></p><p>　　根據(jù)以上公式 計算物料衡算表</p><p>　　表3.14 堿洗塔的物料衡算表</p><p><b>　　反應器熱量計算</b></p&g

69、t;<p>　　C3= +Cl2→2-e+HCl -29.0 </p><p>　　C3= +Cl2→2-a -16.7=</p><p>　　C3= +Cl2→2-a+HCl -16.7</p>

70、;<p>　　C3= +Cl2→ AC+HCl -26.7</p><p>　　C3= +Cl2→1,2Da -44.07</p><p>　　C3= +Cl2→1,3De -51.0</p><p>　　Cl2

71、 </p><p>　　293.15K Cp=6.432+8.082x10-3x293.15-9.241x10-6x293.15+3.695x10-9x293.15=8.09966 </p><p>　　355K CP=6.432+8.082x10-3x355-90241x10-6x3552=8.3

72、0172</p><p>　　CP-=(8.09966+8.30172)/2=8.20</p><p><b>　　C=3</b></p><p>　　355K CP=0.886+5.602x10-3x355-2.771x10-5x3552+5.266x10-9x3553=17.51454</p><p><b

73、>　　2-e</b></p><p>　　355K CP=5.12x39.81x10-3x355-9.44x10-6x3552=18.0627</p><p>　　773K CP=5.12x39.81x10-3x773-9.44x10-6x773=30.25246 </p><p>　　CP-=（18.06287+30.25246

74、）/2=24.15767</p><p><b>　　2-a</b></p><p>　　355K CP=0.2885426+8.338043x10-2x355-54.24319x10-6x3552+14.22245x10-9x3553</p><p><b>　　=23.68889</b></p><

75、p>　　773K CP=38.89794 </p><p>　　CP-=（23.68889+38.89794）/2=31.293415</p><p><b>　　AC</b></p><p>　　355K CP=5.27+49.46x10-3x355-17.61x10-6x3552=20.60899<

76、;/p><p>　　773K CP=32.98009 </p><p>　　CP-=（20.60899+32.98009）/2=26.79405</p><p><b>　　1，2-Da </b></p><p>　　355K CP=34.49+0.07724x355=41.27368</p&

77、gt;<p>　　（液體）773K CP=34.94+0.07724x97.37=42.46186</p><p>　　CP液-=（41.27368+42.46186）/2=41.86727</p><p>　?。怏w）370.37K CP=7.55+64.96x10-3x370.37-24.8x10-6x370.372=28.20732</p>&l

78、t;p>　　773K， CP=42.94636 </p><p>　　CP-=（28.20732+42.94636）/2=35.57634</p><p><b>　　1，3-De</b></p><p>　　355K CP=7.41+45.08x10-3x355-13.87x10-6x3552=21.66443&l

79、t;/p><p>　　773K CP=33.96911 </p><p>　　CP-=（21.66443+33.96911 ）/2=27.81727</p><p><b>　　C3O </b></p><p>　　355K CP=-1.009+7.315x10-2x355-3.789x10-5x35

80、52+7.6878x10-9x3553=20.52667</p><p><b>　　HCl</b></p><p>　　355K CP=6.7+0.000847x355=7.000785</p><p>　　773K CP=5.7+0.000847x773=7.354831</p><p>　　CP-=（7.0

81、00785+7.354831）/2=7.177308</p><p>　　：(25+273.15)～355k =56.85K =326.575℃</p><p>　　=9.3691x8.20x62=4763.25kcal</p><p>　　:（25+273.15）k～773 k =474.85K =

82、535.575K</p><p>　　=0.056495×7.112×474.85=190.79 kal/h</p><p>　　:設預熱溫度為= =(355-T)K</p><p>　　=0.886+5.602×-2.771×+5.266×</p><p>　　=50.594&#

83、215;×(355-T)</p><p><b>　　反應焓的計算</b></p><p>　　3-e:+ →+HCL (-26.7kcal/h)</p><p>　　6.9924×(-26.7) ×=-199950.09 kcal/h</p><p>　　2-a:--+ →+HCl (

84、-16.7kcal/h)</p><p>　　0.2275×(-16.7) ×=-3089.3 kcal/h</p><p>　　2-e:+ →+HCL(-29.0kcal/h)</p><p>　　0.3501×(-29.0) ×=-10643.0 kcal/h</p><p>　　1,2-Da:=C

85、H-+→ (-44.0kcal/h)</p><p>　　0.6651×(-44.0) ×=-29933.2 kcal/h</p><p>　　1,3-De:=CH-+ 2 →+2HCl(-51.0kcal/h)</p><p>　　0.5076×(-51.0) ×=-26474.1 kcal/h</p>&l

86、t;p>　　綜上所得之和=-260989.99 kcal/h</p><p>　　部分產(chǎn)物由355k～773 k焓值的變化</p><p>　　=418K =564K</p><p>　　HCL: =7.235-0.172×T+2.976×-0.931×</p><p>　　=7.1773

87、 kcal/kmol?k</p><p>　　=10.366×8.7515×418=37620.3 kcal/kmol?k</p><p>　　:=0.886+5.602×T-2.771×+5.266×</p><p>　　=17.5145 kcal/kmol?k</p><p>　　=17.

88、5145×32.8532×418=82805.9 kcal/kmol?k</p><p>　　2-e: =3.2574+6.2412×T-1.1431×+0.008775×</p><p>　　=24.1577 kcal/kmol?k</p><p>　　=24.1577×0.3501×418=3

89、705.9 kcal/kmol.k</p><p>　　2-a: =0.440+8.330×T-5.539×+1.4×</p><p>　　=31.2934 kcal/kmol?k</p><p>　　=0.2275×31.2934×418=2341.4 kcal/kmol?k</p><p>

90、;　　3-e:=0.604+7.277×T-5.442×+1.742×</p><p>　　=30.2941 kcal/kmol?k</p><p>　　=6.9924×20.2941×418=100098.6kcal/kmol?k</p><p><b>　　=296572.1</b><

91、/p><p>　　1,2-Da, 1,3-De由355k～773 k焓值的變化</p><p><b>　　1,2-Da：</b></p><p>　　沸點為369.5K, 355k～369.5k～773 k變化過程是由液體（）變氣體(g)的變化。</p><p>　　氣體(g)：1,2-Da:=2.496+8.729

92、15;T-6.219×+1.849×</p><p>　　=35.57634 kcal/kmol.k</p><p>　　=0.24 =577 k</p><p>　　在355k～369.5k的變化過程中：</p><p>　　=14.5K =362.25K R=1.987</

93、p><p><b>　　==0.6278</b></p><p>　　=2.56+0.436+w[2.91+4.28×+0.296]</p><p><b>　　=5.7963</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)后得出=45.08405 kcal/kmol.k</p><

94、p>　　=45.08405×0.6651×14.5=444.7248 kcal/h</p><p>　　=0.6651×403.5×33.5668=9214.1218 kcal/h</p><p>　　=0.6651×7500=5102.25 kcal/h</p><p>　　=++=14761.0966kca

95、l/h</p><p><b>　　1,3-De：</b></p><p>　　沸點377.5K,355k～369.5k～773 k變化過程是由液體（）變氣體(g)的變化</p><p>　　氣體:=3.4055+6.3667×T-0.3812×+0.008652×</p><p>　　=2

96、7.8173 kcal/kmol.k</p><p>　　==0.648625</p><p><b>　　=0.294</b></p><p><b>　　=0.829296</b></p><p>　　=2.56+0.436+w[2.91+4.28×+0.296]</p>

97、<p>　　代入數(shù)據(jù)后得出=6.262844×1.987+29.0954=41.4958</p><p>　　=0.5076×41.4958×22.5=484.6606kcal/h</p><p>　　=0.5076×29.0954×395.5=6800.7733kcal/h</p><p>　　=0.5

98、076×(8.1×1.10962) ×=4665.6303 kcal/h</p><p>　　=++=19951.0642 kcal/h</p><p><b>　　計算和丙烯預熱溫度</b></p><p>　　+++×0.95+++=0</p><p>　　4763.25+15

99、9.06+35.57634××(355-T)+</p><p>　　（-260989.99）×0.95+206572.1+14761.0966+11951.0642=0</p><p>　　試差法：得T=606-273.15=336℃</p><p>　　熱損失為20℃所以T=360℃</p><p><b

100、>　　設備衡算</b></p><p><b>　　反應器</b></p><p>　　1．選型：管式絕熱反應器 </p><p>　　2.選材：ICr-I8Ni-9Ti</p><p>　　3. 操作條件:(1)反應器操作壓力0.4~0.8atm</p><p

101、>　　(2) 丙烯入口壓力大于反應器壓力0.3~ 0.6atm表壓</p><p>　　(3）氯氣入口芽率大于丙烯入口壓力0.3~0.6atm表壓</p><p><b>　　4.混合器的計算</b></p><p>　　(1)噴嘴氣速WL={2gP1v2γ[1-(P2/P1)(γ-1)/γ]/(γ-1)}0.5</p>&

102、lt;p>　　其中γ─絕熱指數(shù)γ=CP/CV，γCl2=1.36, </p><p>　　V─進料比容m3/kg,g─m/s2</p><p>　　P1─進口壓力kg/cm2,P1─反應器壓力kg/cm2,W─m/s</p><p><b>　　(2) 噴嘴截面積</b></p><p>　　G進口氣體流量kg/s

103、,p1----入口壓力，P2----反應器壓力</p><p>　　F2=554.3396/3600/{2×9.81×1.36/0.36×2.5×1.033×104/0.13544</p><p>　　(1.4/2.5)2/1.36-(1.4/2.5)2.36/1.36}0.5=1.9317×10-4m2</p>&

104、lt;p>　　(3) 噴嘴直徑d內(nèi)=（4F2/∏）0。5=（4×1。96317×10-4/3.14）0。5=16.5557mm</p><p>　　經(jīng)園整大約 15mm,不銹鋼耐酸無縫鋼管（YB804-70）</p><p>　　內(nèi)徑 17mm 外徑 20mm 壁厚 3mm</p><p><

105、b>　　5.喉管尺寸的計算</b></p><p>　　(1)環(huán)隙處丙烯線速度計算：</p><p>　　CP=0.866+5.602×607-2.771×10-5×6072+5.266×10-9×3553</p><p>　　=24.943932</p><p>　　CV=

106、CP-R=24。943932-1。987=22.956932 </p><p>　　γ=CP/CV=24.943932/22.956932=1.087</p><p>　　v=RT/MP=8.314×607/(42.078×1.01325×1.6×105)=0.739788m3/kg</p><p>　　WL={2gP1v2

107、γ[1-(P2/P1)(γ-1)/γ]/(γ-1)}0.5={2×9.81×1.6×1.033×0.739788×1.087×[1-(1.4/1.6)(0.087/1.087)]/0.087}0.5=228.50305m/s</p><p>　　(2) 丙烯進料環(huán)隙線速度的計算F2=∏（d丙內(nèi)2-d氯外2）/4</p><p>　

108、　d丙內(nèi)=（4F2/∏+ d氯外2）0。5=（4×1.66317/∏+182）0.5=28.248</p><p>　　內(nèi)徑29mm 外徑 36mm 壁厚 3.5mm</p><p>　　6.氯氣丙烯進料口管徑的計算：</p><p><b>　　v=nRT/P</b></p><p>

109、;　　d=18.8(v/ω)0.5=18.8×(75.082/80)0.5=57.5946mm</p><p>　　公稱直徑65mm 外徑 76mm 壁厚 4mm</p><p>　　v=35.3142×8.314×607×1000/1.6/101325=136.7106</p><p>　　d丙=18.

110、8×(136.7106/0.054)0.5=219.81582mm</p><p>　　公稱直徑225mm 外徑 245mm 壁厚 7mm</p><p>　　7.反應器尺寸的確定：v=τQ/3600, τ=2s,Q----總體積流量（標準態(tài)下）m3/h,</p><p>　　Q總=N總RT/P=8。314×298×4

111、2。9418×1000/101325=1050。00149</p><p>　　V=2×1050.00149/3600=0.5833342 v=∏d2/4=5∏d3, d=0.333687m l=6.67337396m</p><p>　　公稱直徑350 mm 外徑 377 mm 壁厚 9mm</p><p>　　8.實際

112、安裝尺寸的計算</p><p>　　(1)喉管長度：l=2D丙烯外=2×31=84mm</p><p>　　(2)混合器與反應器連接椎體角300</p><p>　　故反應器椎體高度=[（反應器內(nèi)徑-后管內(nèi)徑）/2]tg150=（359-25）/2/tg15=823.2525mm</p><p>　　(3)噴嘴椎體角度為 320故噴

113、嘴椎體高度=[（d進外徑-d噴外經(jīng)）]=(76-18)/2/tg18=101.2528mm</p><p>　　(4)丙烯環(huán)隙入口椎體角度為 320，</p><p>　　故反應丙烯環(huán)隙入口椎體高度=[（丙烯入口管內(nèi)徑-后管內(nèi)徑）/2]/tg16</p><p>　　=(231-25)/2/tg16=499.2037mm</p><p>&l

114、t;b>　　氯精二塔：</b></p><p>　　塔計算有前物料得進料F=12.9189kmol/h=865.0496kg/h</p><p>　　塔頂出料：D=8.9518 kmol/h=456.7165kg/h,</p><p>　　塔釜出料：W=0.96764kmol/h=188.36799kg/h</p><p>

115、　　回流比R=20，進料狀態(tài)q=1.、則塔徑計算：</p><p>　　V=L+D ， V=26.8554kmol/h=19701495kg/h</p><p>　　L =11.9036kmol/h=1313.433kg/h, 液氣比：0.667， 則有精流段的溫度：</p><p><b>　　T=</b><

116、/p><p>　　上升的氣體體積流量：V=nRT/P==501.45194m3/h</p><p>　　上升的氣體重度： =</p><p>　　下降液體以AC居多，其物參數(shù)：62度， rL=887.7kg/m3</p><p>　　選外徑為25mm的陶瓷拉西環(huán)為填料，填料因子為450m-1, 得到 wf=0.9536m/s</p>

117、<p>　　則操作氣速為0.4768m/s,D=0.6339m,加防腐層0.1m,則</p><p>　　公稱直徑為800mm,外徑 820mm，壁后 10mm</p><p>　　提流段：平均溫度：T=（438.080139+493.776001）/2=465.93K</p><p>　　上升的氣體量：V提=V精=21.8554kmol/h=1970

118、.1495kg/h</p><p>　　下降的液體量: 1978.51749kg/h</p><p><b>　　1液氣比=</b></p><p>　　上升的氣體重度：rG=8.41395</p><p>　　下降液體以12-Da為主rL=1059kg/m3 ,uc=0.405cp, rG/rL=0

119、.00417,則：</p><p>　　液泛速度：wf=0.9115m/s, 操作氣速=0.4558m/s, D=0.4909m</p><p>　　加防腐層0.1m 公稱直徑800mm 外徑 820mm </p><p><b>　　壁厚 10mm</b

120、></p><p>　　則：精餾塔的塔徑800mm 外徑820mm 壁厚 10mm</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　106-89-8 英文文獻及翻譯</p><p>　　Air Toxics Site</p&g

121、t;<p>　　106-89-8 Epichlorohydrin (1-Chloro-2,3-Epoxypropane)</p><p>　　106-89-8  </p><p>　　Hazard Summary-Created in April 1992; Revised in January 2000</p><p&g

122、t;　　Epichlorohydrin is mainly used in the production of epoxy resins.  Acute (short-term) inhalation exposure to epichlorohydrin in the workplace has caused irritation to the eyes, respiratory tract, and skin of wor

123、kers.  At high levels of exposure, nausea, vomiting, cough, labored breathing, inflammation of the lung, pulmonary edema, and renal lesions may be observed in humans.  Chronic (long-term) occupational exposure

124、of humans to epichlorohydrin in air is associated with high levels of respirato</p><p>　　Please Note: The main sources of information for this fact sheet are EPA's IRIS, which contains information on inh

125、alation chronic toxicity and carcinogenic effects of epichlorohydrin and the RfC, and unit cancer risk estimate for inhalation exposure, and the Health and Environmental Effects Profile for Epichlorohydrin. </p>&