烯丙基氯生产过程设计的项目调研

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1、1万吨烯丙基氯生产过程模拟与优化化工学院07硕闫晓满梁华杰指导老师李秀喜副研究员———2007.1.5主要内容一、项目概要二、项目分析与设计三、过程工艺及模拟优化四、经济分析五、总结一、项目概要1.氯丙烯的性质与应用（1）性质：氯丙烯的中文名称有3-氯-1-丙烯、3-氯丙烯、烯丙基氯，英文名称有3-chloro-1-propene、3-chloropropene、Allylchloride，化学式为CH2=CHCH2Cl，分子质量76.50。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、

2、乙醚和石油醚混溶。（2）氯丙烯的应用氯丙烯作为一种重要的石油化工中间产品，主要用于生产环氧氯丙烷、丙烯醇、甘油、烯丙胺、烯丙酯等下游产品，也是农药、医药的原料。还可用作合成树脂、涂料、胶黏剂、增塑剂、稳定剂、表面活性剂、润滑剂、土壤改良剂和香料的原料。2.项目背景2.1设计背景氯丙烯有很多重要的用途基于我国环氧氯丙烷目前的生产能力，可以看出未来5年内，我国氯丙烯处于严重供不应求的局面，有强大的市场价值。因此，应扩大生产规模，来满足市场需要。2.2市场分析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，氯丙烯价格不断上涨，处于供不应求

3、状态。由此可见，提高氯丙烯的生产产量及质量，进行氯丙烯生产工艺的设计与改进对于国内外市场都具有重要的意义。二、项目分析与设计1.氯丙烯的生产方法目前，氯丙烯的工业生产方法主要有三种：（1）丙烯高温氯化法（2）丙烯氧氯化法（3）烯丙醇氯化法（1）丙烯高温氯化法丙烯高温氯化制取氯丙烯的工艺原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：主反应：CH2=CHCH3+Cl2→CH2=CHCH2Cl+HClΔH1=-112kJ/mol(1)副反应：CH2=CHCH2Cl+Cl2→CHClC=CHCH2Cl+HClCH2=C

4、HCH3+Cl2→CH2=CClCH3+HClCH2=CHCH3+3Cl2→3C+6HCl（2）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：CH2=CHCH3+HCl+HCl+1/2O2→CH2=CHCH2Cl+H2O△H=-218kJ/mol（3）烯丙醇氯化法该方法的反应式为：CH2=CHCH2OH+Cl2→CH2=CHCH2Cl+H2O。工艺过程为于10℃--20℃将H2SO4滴入烯丙醇氯化铜和盐酸中，滴加完毕后，保温反应5h，静置分层，分去下层混酸，上层液用水洗一次，5%Na2CO3溶液洗一次，在用水洗一次，分尽水后，蒸馏收集40

5、℃以上的馏分，即3-氯丙烯，收率为73%。此方法适用小批量生产采用。2.生产工艺的选择高温氯化法（90％的装置采用此法）原料：丙烯、氯气优点：生产过程灵活，工艺成熟，操作稳定，腐蚀，小转化率高，能耗低缺点：要求原料纯度高，单程转化率低，能耗高2.1设计目标生产方法：高温氯化法原料：丙烯>98%，氯气产品：氯丙烯>99.9%，2，3-二氯丙烯>95%，盐酸31.5wt%；反应条件(1)反应温度：500℃左右，反应收率较高(2)丙烯/氯气摩尔比：3.85(3)反应压力：3.04bar(5)丙烯、氯气预热温度511°c第一步合成部分2.2工艺过程2.2.1原有工艺设计第二步分离部分2.2.

6、2.改进后的反应工段工艺设计第一步合成部分把高温产物通到换热器与丙烯原料进行热交换，减少了两个换热器，这样既可以节省冷公用工程，又可以减少预热原料丙烯的燃料，大大节省公用工程费用和操作费用。第二步分离部分调整了每个塔的的塔板数、回流比、进料位置灵敏度分析（例T3）:R减到1.8PROPENE摩尔浓度95.02％CYCLENUMBERFEEDRMOLEQ1M*KCAL/HRONM*KCAL/HRBase8.00001.8001-7.40234E-030.017915.00001.8036-0.20320.018026.00001.7999-7.43311E-030.017937.000

7、01.8000-7.41071E-030.017948.00001.8001-7.40419E-030.017959.00001.7999-7.40563E-030.0178610.00001.8000-7.42005E-030.0178711.00001.8001-7.43857E-030.0177812.00001.8001-7.45784E-030.0176Valuesofmanipulatedparametersanddeclaredresults