万吨氯丙烯生产流程模拟与优化课件

1、1万吨氯丙烯生产流程模拟与优化姓名：金 光 陈行水学院：化学与化工学院班级：化学工程09硕一指导老师：李秀喜 副教授1一万吨氯丙烯生产流程设计1.项目背景2.项目分析与设计3.过程模拟与优化4.经济衡算5.总结2项目背景化学式 CH2=CHCH2Cl，分子质量76.5。命名 3-氯-1-丙烯 3-chloro-1-propene 3-氯丙烯 3-chloropropene 烯丙基氯 Allyl chloride 物理化学性质 常温下为无色液体，有腐蚀性和刺激性气味，易燃，有毒。 性质活泼，能发生氧化、加成、聚合、水解、氨化、氰化、 酯化等反应。3项目背景氯丙烯应用医药农药香料塑料阻燃有机合成重

2、要的石油化工中间产品，主要是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4项目背景市场分析齐鲁石化氯碱厂岳阳石化环氧树脂厂沈阳化工股份有限公司无锡石化树脂厂济南化工厂上海高桥化工厂国内总产量在25-28kt/a左右，一般直接作为中间品加工得到环氧氯丙烷这一部分应用占到氯丙烯生产总量的90%左右。6项目背景市场分析结果预测 由此可见，提高氯丙烯的生产产量及质量将会大大的提高各化工企业的竞争实力，满足市场的要求，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。7项目分析与设计丙烯高温氯化法 于470510高温下反应，氯原子主要取代丙烯位的氢原子 主反应： CH2=CHC

3、H3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl H1= -112 kJ/mol 副反应： CH2=CHCH3+Cl2CH2=CClCH3+HCl H2= -121 kJ/mol CH2=CHCH3+2Cl2CH2=CClCH2Cl+2HCl H3= -222 kJ/mol CH2=CHCH3+3Cl23C+6HCl H4= -306 kJ/mol 9项目分析与设计设计目标 年产量：1万吨 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%10项目分析与设计 确定反应条件丙烯/氯气摩尔比 =4:1丙烯预热温度：545 反应温度：511 反

4、应压力：2.77 bar11工艺流程图12数据13数据产品盐酸14流程改进方案16改进后流程图17改进后模拟结果stream ID891011121314Temperature C-76.65-30.30-38.2158.7935.2260.79-46.00Pressure bar1.51.61.51.61.51.60.5Vapor Frac0.000.000.000.000.000.001.00Mole Flow kmol/hr21.5078.5060.7017.801.1016.70400.00Mass Flow kg/hr792.343992.222604.231387.9984.181

5、303.8116832.26Mass Frac %PROPY-017.97362.45295.7370.0000.0000.000100.000CHLOR-010.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000ALLYL-010.00030.6700.00388.2094.85993.5790.0002-CHL-010.0004.7924.2585.79595.1410.0380.0002,3-D-010.0002.0850.0005.9960.0006.3830.000HYDRO-0192.0270.0010.0020.0000.0000.0000.000H2O0.000

6、0.0000.0000.0000.0000.0000.00019改进后模拟结果stream ID15161718192021Temperature C92.4457.43109.2530.0063.2630.00-62.11Pressure bar101.51.61019.819.80.5Vapor Frac1.000.000.001.001.000.000.54Mole Flow kmol/hr400.0015.950.75400.00400.00400.00400.00Mass Flow kg/hr16832.261220.5883.2316832.2616832.2616832.2616

7、832.26Mass Frac %PROPY-01100.0000.0000.000100.000100.000100.000100.000CHLOR-010.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000ALLYL-010.00099.9603.4500.0000.0000.0000.0002-CHL-010.0000.0400.0000.0000.0000.0000.0002,3-D-010.0000.00096.550.0000.0000.0000.000HYDRO-010.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000H2O0.0000.0000

8、.0000.0000.0000.0000.00020经济衡算原料用量估算品名单价（万元/吨）用量（万吨）原料费用（万元）原料丙烯1.00.666600氯气0.111.121232总原料费用783221经济衡算建厂费用估算项目与基准设备费用比费用（万元）基准设备费用100%1825不可预见费用30%547.5公用工程设备30%547.5总计160%2920建厂总投资：4.35*2920=12702（万元） 22经济衡算操作成本估算成本项费用（万元/年）成本分项费用（万元/年）操作工人850工厂管理400维护400利息及保险300销售与研发1300其他费用1700操作成本总计：4950万元/年23经济衡算产品价值估算产品名单价（万元/吨）产量（万吨）收入（万元）产品氯丙烯1.25112500副产品2-氯丙烯1.20.069827.62，3-二氯丙烯（99.9%）2.60.068176831.5%盐酸0.061.961175总收入1627124总结对氯丙烯生产工艺进行了设计与计算在原有工艺基础上进行了改进 （1）在设备上，闪蒸塔B2和蒸馏塔B8的目的都是把产 物中的HCl 分离干净，所以将这两个装置合并为一个，减少设备费用。 （2）从节能降耗的方面考虑，整个流程的能量利用做了一些改进。 （3）对各个装