烯丙基氯生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)的項(xiàng)目調(diào)研

1、主要內(nèi)容一、項(xiàng)目概要二、項(xiàng)目分析與設(shè)計(jì)三、過(guò)程工藝及模擬優(yōu)化四、經(jīng)濟(jì)分析五、總結(jié)一、項(xiàng)目概要1. 氯丙烯的性質(zhì)與應(yīng)用氯丙烯的性質(zhì)與應(yīng)用 （1）性質(zhì)： 氯丙烯的中文名稱有3-氯-1-丙烯、3-氯丙烯、烯丙基氯，英文名稱有3-chloro-1-propene、3-chloropropene、allyl chloride，化學(xué)式為ch2=chch2cl，分子質(zhì)量76.50。 常溫下為無(wú)色液體，有腐蝕性和刺激性氣味，易燃，有毒。它的性質(zhì)活潑，能發(fā)生氧化、加成、聚合、水解、氨化、氰化、酯化等反應(yīng)。微溶于水，與乙醇、氯仿、乙醚和石油醚混溶。（2） 氯丙烯的應(yīng)用氯丙烯的應(yīng)用 氯丙烯作為一種重要的石油化工中間

2、產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷、丙烯醇、甘油、烯丙胺、烯丙酯等下游產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的原料。還可用作合成樹(shù)脂、涂料、膠黏劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑、潤(rùn)滑劑、土壤改良劑和香料的原料。 2.項(xiàng)目背景2.1 設(shè)計(jì)背景設(shè)計(jì)背景 氯丙烯有很多重要的用途 基于我國(guó)環(huán)氧氯丙烷目前的生產(chǎn)能力，可以看出未來(lái)5年內(nèi)，我國(guó)氯丙烯處于嚴(yán)重供不應(yīng)求的局面，有強(qiáng)大的市場(chǎng)價(jià)值。 因此，應(yīng)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，來(lái)滿足市場(chǎng)需要。2.2 市場(chǎng)分析市場(chǎng)分析 隨著科技的發(fā)展和氯丙烯下游產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)，氯丙烯在精細(xì)化工方面的用途越來(lái)越廣，產(chǎn)品缺口也在不斷增大，氯丙烯價(jià)格不斷上漲，處于供不應(yīng)求狀態(tài)。 由此可見(jiàn)， 提高氯丙烯的生產(chǎn)產(chǎn)量及質(zhì)量，

3、進(jìn)行氯丙烯生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)與改進(jìn)對(duì)于國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)都具有重要的意義。 二、項(xiàng)目分析與設(shè)計(jì)項(xiàng)目分析與設(shè)計(jì)1.氯丙烯的生產(chǎn)方法氯丙烯的生產(chǎn)方法 目前，氯丙烯的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有三種： （1）丙烯高溫氯化法 （2）丙烯氧氯化法 （3）烯丙醇氯化法 （1）丙烯高溫氯化法 丙烯高溫氯化制取氯丙烯的工藝原理為丙烯和氯在高溫（470510）下反應(yīng)，氯主要取代丙烯位的氫原子，而幾乎不發(fā)生雙鍵上的加成反應(yīng)，其反應(yīng)式如下： 主反應(yīng)： ch2=chch3+cl2ch2=chch2cl+hcl h1= -112kj/mol (1) 副反應(yīng)： ch2=chch2cl+cl2chclc=chch2cl+hcl ch2=chch

4、3+cl2ch2=cclch3+hcl ch2=chch3+3cl23c+6hcl（2）丙烯氧氯化法 丙烯氧氯化法是以丙烯、氯化氫和氧在碲催化劑存在下，進(jìn)行氣相反應(yīng)制取。 合成反應(yīng)式： ch2=chch3+hcl+hcl+1/2o2ch2=chch2cl+h2o h=- 218kj/mol （3）烯丙醇氯化法 該方法的反應(yīng)式為：ch2=chch2oh+cl2ch2=chch2cl+h2o 。工藝過(guò)程為于10-20將h2so4滴入烯丙醇氯化銅和鹽酸中，滴加完畢后，保溫反應(yīng)5h，靜置分層，分去下層混酸，上層液用水洗一次，5%na2co3溶液洗一次，在用水洗一次，分盡水后，蒸餾收集40以上的餾分，即

5、3-氯丙烯，收率為73%。此方法適用小批量生產(chǎn)采用。2.生產(chǎn)工藝的選擇高溫氯化法（高溫氯化法（90的裝置采用此法）的裝置采用此法） 原料：丙烯、氯氣 優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)過(guò)程靈活，工藝成熟，操作 穩(wěn)定，腐蝕，小轉(zhuǎn)化率高，能耗 低 缺點(diǎn)：要求原料純度高，單程轉(zhuǎn)化率低， 能耗高2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)生產(chǎn)方法：高溫氯化法原料：丙烯98%，氯氣產(chǎn)品：氯丙烯99.9%，2，3-二氯丙烯 95%，鹽酸31.5wt%； (1) 反應(yīng)溫度： 500左右，反應(yīng)收率較高 (2) 丙烯/氯氣摩爾比： 3.85 (3) 反應(yīng)壓力： 3.04bar (5) 丙烯、氯氣預(yù)熱溫度511c 第一步 合成部分2.2 工藝過(guò)程工藝過(guò)程v1m1e

6、1e2e3e4e5e6p1r1s1s2s3s4s5s6s7s9s10s11s12s13s8第二步 分離部分e1f1m1e22345678910111213141516171819202122123t112345t2f2m2e3c1e4c2e523456789101112131415116t3p1p223456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051152t4p3234567891011121314151617181920212223242526272829303

7、1132t5s1s2s3s4s5s6s7s8s9s10s11s12s13s14s15s16s17s18s19s20s21s22s23s24s25s26s272.2.2. 改進(jìn)后的反應(yīng)工段工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)后的反應(yīng)工段工藝設(shè)計(jì)第一步 合成部分v1m1e1e2e3e6p1r1s1s2s3s4s5s6s7s11s12s13s8s9把高溫產(chǎn)物通到換熱器與丙烯原料進(jìn)行熱交換，減少了兩個(gè)換熱器，這樣既可以節(jié)省冷公用工程，又可以減少預(yù)熱原料丙烯的燃料，大大節(jié)省公用工程費(fèi)用和操作費(fèi)用。 第二步 分離部分調(diào)整了每個(gè)塔的的塔板數(shù)、回流比、進(jìn)料位置 靈敏度分析（例 t3）: r減到1.8 propene摩爾濃度 95.0

8、2 cycle numberfeedrmoleq1m*kcal/hronm*kcal/hrbase8.00001.8001-7.40234e-030.017915.00001.8036-0.20320.018026.00001.7999-7.43311e-030.017937.00001.8000-7.41071e-030.017948.00001.8001-7.40419e-030.017959.00001.7999-7.40563e-030.0178610.00001.8000-7.42005e-030.0178711.00001.8001 -7.43857e-030.0177812.00

9、001.8001 -7.45784e-030.0176values of manipulated parameters and declared results調(diào)整了每個(gè)塔的的塔板數(shù)、回流比、進(jìn)料位置，情況如下：塔塔t塔板數(shù)塔板數(shù)回流比回流比r進(jìn)料板進(jìn)料板t1232.511t2相當(dāng)于相當(dāng)于5塊板塊板t3161.89t4531820t51215第三步 深冷部分c1e1c2e2v1f1e3e4e5e6sp1sp2m1s1s2s3s4s5s6s7s8s9s10s11s12s13s14s15s17s16循環(huán)利用丙烯，經(jīng)兩次壓縮一次閃蒸讓其降到低溫，再通到各個(gè)塔的塔頂冷凝器e1,e2,e3,e4以進(jìn)行熱

10、交換，節(jié)約冷公用工程和所需的冷量 。 三、過(guò)程模擬結(jié)果1 合成部分循環(huán)利用了反應(yīng)后的高溫物流，用以加熱進(jìn)口物料，減少了循環(huán)利用了反應(yīng)后的高溫物流，用以加熱進(jìn)口物料，減少了0.9310 m*kcal/hr的能量。并且減少了兩個(gè)換熱器，大大節(jié)省燃料的能量。并且減少了兩個(gè)換熱器，大大節(jié)省燃料, 降低降低操作費(fèi)用。操作費(fèi)用。 第二步 分離部分產(chǎn)品均很好的達(dá)到要求，部分塔的塔板數(shù)降低了，降低了成本。 塔釜再沸器的能量節(jié)約了0.2592 m*kcal/hr。塔頂冷凝器的能量由制冷部分提供，節(jié)約了0.2567 m*kcal/hr。四、經(jīng)濟(jì)分析1、設(shè)備成本估算 主要設(shè)備主要設(shè)備費(fèi)用（費(fèi)用（/萬(wàn)元）萬(wàn)元）主要設(shè)

11、備主要設(shè)備費(fèi)用（費(fèi)用（/萬(wàn)元）萬(wàn)元）distillation(t1)104reactor430distillation(t2)47pump103distillation(t3)89simple hx（e1）103distillation(t4)129simple hx（e2）103distillation(t5)57simple hx（e3）96flash（f1）172simple hx（e4）96compressor（c1-c2）464simple hx（e5）118小計(jì)小計(jì)2111 設(shè)備的費(fèi)用還包括不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用和公用工程費(fèi)用。 不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用30設(shè)備費(fèi)用 0.32450 1295 公用工程費(fèi)

12、用25設(shè)備費(fèi)用 0.252450 560 總的設(shè)備費(fèi)用設(shè)備費(fèi)用不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用 公用工程費(fèi)用 2450 + 1295+560 4305 (萬(wàn)元)2、生產(chǎn)成本的估算生產(chǎn)成本的估算類別類別名稱名稱 單價(jià)單價(jià)（萬(wàn)元（萬(wàn)元/t） 用量用量（t/a） 價(jià)格價(jià)格（萬(wàn)元（萬(wàn)元/a ）原料丙烯1.026103.846225.9 氯氣0.1211413.391369.36產(chǎn)品氯丙烯1.229650.7512500副產(chǎn)品2-氯丙烯1.20293.39360 2，3-氯丙烯2.501702.8294309.531.5%hcl0.0516656.2711223、 建廠費(fèi)用估算建廠費(fèi)用估算直接成本估算因子費(fèi)用（/萬(wàn)元）間接

13、成本估算因子費(fèi)用（/萬(wàn)元）設(shè)備費(fèi)用1.003388.3工程和監(jiān)理0.31016.49安裝費(fèi)用0.2677.66建設(shè)0.41355.32儀表0.1338.83承包商費(fèi)用0.15508.245管線0.41355.32不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用0.41355.32電氣0.15508.245流動(dòng)資金0.51694.15建筑物0.31016.49改善環(huán)境0.1338.83服務(wù)設(shè)施0.2677.66土地0.05169.415小計(jì)2.58470.75總計(jì)4.2518296.254、總操作費(fèi)用總操作費(fèi)用 成本分項(xiàng)價(jià)格(元/t)原料7595.26副產(chǎn)品5861.5凈原料成本3552.5公用工程1079.6操作工人629.6維護(hù)359.8實(shí)驗(yàn)室179.9總直接成本89.7工廠管理359.8專利許可費(fèi)179.9土地使用費(fèi)269.9利息和保險(xiǎn)228.5銷售與研發(fā)1169.3總的固定費(fèi)用2518.4不考慮資金償還是的操作費(fèi)用6160.6資金償還1920總的操作費(fèi)用67205、 效益分析效益分析 設(shè)備使用年限按10年計(jì)算。 經(jīng)濟(jì)效益銷售收入年操作費(fèi)用（建廠費(fèi)用 /10） 原料費(fèi)用 18291 67