年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计

沈阳化工学院沈阳化工学院本科毕业论文题目：年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计院系：科亚学院专业：化学工程与工艺班级：科华工0401学生姓名：夏之光指导教师：刘东斌论文提交日期：2023年6月日论文辩论日期：年月日科亚学院科亚学院专业班学生夏之光毕业设计〔论文〕任务书化学工程与工艺0401毕业设计〔论文〕题目：年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计毕业设计〔论文〕内容：毕业设计〔论文〕专题局部：指导教师：教研室主任：院长：签字签字签字年年年月月月日日日内容摘要设计对年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段进行了工艺设计。并对环氧氯丙烯的生产方法、生产原理、流程路线，物料衡算，能量衡算以及主要设备等进行了论述和计算。关键词：环氧氯丙烯AbstractThisdesignsynthesizestheproductionmethodoftheworksegmentandproduceto42,00tonEC/yearprinciple,processrouteandmainequipmentsetc.proceededthetreatise.Keywords:3-chloro-1-propene、3-chloropropene、引言环氧氯丙烯是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，用途十分广泛。以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强，耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点，在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。此外，环氧氯丙烷还可用于合成甘油、硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、外表活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、〔缩〕水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品，用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂，用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。目录内容摘要i引言i目录i1文献综述1环氧氯丙烯在国民经济中的重要作用1环氧氯丙烯的生产原料及主要产品1环氧氯丙烯的工业生产方法及选择1环氧氯丙烯的用途1.5环氧氯丙烯的物理化学性质2生产流程和设备1理论生产流程简述1设备生产流程建树1设备论述及其选择12.3.1氯化反响器2.3.2冷蒸塔1小结13计算1反响器的物料衡算1管式反响器1塔前换热器1冷蒸塔13.1.4精馏塔13.1.5水洗塔13.1.6碱洗塔1反响器热量计算1反响焓的计算1局部产物由355k～773k焓值的变化13.2.31,2-Da,1,3-De由355k～773k焓值的变化13.2.4计算丙烯预热温度1设备衡算13.1氯精二塔14附录1参考文献1文献综述环氧氯丙烯在国民经济中的重要作用环氧氯丙烯是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，用途十分广泛。以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强，耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点，在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。此外，环氧氯丙烷还可用于合成甘油、硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、外表活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、〔缩〕水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品，用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂，用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。环氧氯丙烯的生产原料及主要产品环氧氯丙烯是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，用途十分广泛。以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强，耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点，在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。此外，环氧氯丙烷还可用于合成甘油、硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、外表活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、〔缩〕水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品，用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂，用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。环氧氯丙烯的工业生产方法及选择目前，工业上环氧氯丙烯的生产方法主要有丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法两种。丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的经典方法，由美国Shell公司于1948年首次开发成功并应用于工业化生产。目前，世界上90%以上的环氧氯丙烷采用此法进行生产。其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯，氯丙烯与次氯酸化合成二氯丙醇，二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反响单元。环氧氯丙烯的用途氯丙烯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，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。由于氯丙烯是含氯的烯烃化合物,具有氯有机化合物和烯烃的重要特征。能与乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、苯、甲苯、四氯化碳和石油醚混溶。可发生氧化、加成、取代、烷基化等多种反响,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。二战期间得到迅速开展,成为有机合成的重要中间体,其消耗量逐年增加。氯丙烯一般不直接作市场商品出售,而是广泛用于合成树脂、医药、香料、农药和有机合成原料。其主要用途是生产环氧氯丙烷;用作合成甘油和合成树脂的原料,其余用来生产丙烯醇、丙烯胺和药物等环氧氯丙烯的物理化学性质℃℃；相对密度：液态0.9382g/c〔20/4℃〕蒸气压：49.05KPa(25)℃；溶解度：水中：20℃℃自然温度：390℃爆炸极限：下限2.9%，上限11.2%；油水分配系数：辛醇/水分配系数的对数值：-0.24；遇热或明火有着火危险，遇明火可爆炸，危险程度中等，能与HNO3、H2SO4、哌嗪、乙二胺、氯磺酸，NaOH发生激烈反响。生产流程和设备理论生产流程简述1.丙烯高温氯化制氯丙烯丙烯与氯气经枯燥、预热后以摩尔比4～5:1混合进入高温氯化反响器，短时间(约3s)内进行反响，生成氯丙烯和氯化氢气体。精制后得氯丙烯产品，同时副产D-D混剂(1,2-二氯丙烷和1,3-二氯丙烯)，氯化氢气体经水吸收后得到工业盐酸。

CH2=CHCH2+Cl2→CH2=CHCH2Cl+HCl2.氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇氯气在水中生成次氯酸(或采用介质叔丁醇和氯气在NaOH溶液中反响生成叔丁基次氯酸盐，该盐水解生成次氯酸，叔丁醇循环使用)，次氯酸与氯丙烯反响生成二氯丙醇(过程中二氯丙醇浓度一般控制在4%左右)。2CH2=CHCH2Cl+2HOCl→ClCH2CHClCH2OH+ClCH2CHOHCH2Cl(2,3-二氯丙醇，70%)(1,3-二氯丙醇，30%)3.二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷

二氯丙醇水溶液与Ca(OH)2或NaOH反响生成环氧氯丙烷。ClCH2CHClCH2OH+ClCH2CHOHCH2Cl+1/2Ca〔OH〕2→ClCH2CHClCH2OH+ClCH2CHOHCH2Cl+1/2Ca〔OH〕2→丙烯高温氯化法的特点是生产过程灵活，工艺成熟，操作稳定，除了生产环氧氯丙烷外，还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体，副产D-D混剂〔1，3-二氯丙烯和1，2-二氯丙烷〕也是合成农药的重要中间体。缺点是原料氯气引起的设备腐蚀严重，对丙烯纯度和反响器的材质要求高，能耗大，氯耗量高，副产物多，产品收率低。生产过程产生的含氯化钙和有机氯化物污水量大，处理费用高，清焦周期短。数据生产流程简述1.丙烯：经各部热交换后与反响器的氯化物逆向进行热交换，使丙烯预热至360—380℃，进入氯化反响器，与氯气按配比为5：1的比例在反响器中反响，生成氯丙烯的的混合物，反响温度控制在500℃，但不能超过510℃。氯化物进入换热器与丙烯间直接进行热交换后进入冷蒸塔，以丙烯液体进入喷淋；丙烯液体汽化吸收热量进入冷却器除去高氯化物；从塔顶蒸出丙烯与氯化氢；然后经过水洗塔，碱洗塔，除去HCl气体后进入压缩机，除水，除油，枯燥，再压缩，全凝器后进入丙烯贮罐。从塔釜出来的高氯化物进入粗氯化物贮罐，再抽入精馏一塔进行精馏除去轻组分，从塔釜的高沸物进入精馏尔塔，除1,2—Da，1,3—De。从塔顶得到99.5%的氯丙烯。2.氯化氢〔HCl〕：从反响出来的气体中，与氯丙烯有相当量的HCl气体，在冷蒸塔塔顶和丙烯一同蒸出；在水洗塔中，通入不同浓度的盐酸溶液在水洗塔的不同位置进行喷淋，使得在塔釜出来的盐酸质量浓度到达25%，进入盐酸贮罐，作为氯丙烯的副产物而销售。其余的少量HCl气体在碱洗塔中除去，用质量百分比浓度为13—15%的NaOH溶液进行喷淋，在塔底时的碱浓度不能超过6%，并且直接进行排放，除HCl气体。3.少量的氮气：在Cl2中有少量的N2，N2是不活泼的气体，不与原料或生成的产物进行反响，所以N2的量没有变，也没有给反响带来危险和造成别离上的困难。N2由于K平衡很大，也同样从冷蒸塔顶出来，并且随丙烯进入一段压缩，在水冷却器河沿冷却器上直接排空出去。“DD混合剂〞贮罐。设备论述及其选择氯化反响器因反响温度控制在500℃，反响物和生成物绝大局部属于易燃，易爆物品，要求设备能耐高温，密封好。结构上要求能使氯气和进料丙烯快速的混合；不能存死角，清碳方便。现有设备采用绝热反响的型式，必须严格控制反响温度，又要求反响完全，那么在反响器的长度上有严格的计算要求。按照化工厂的型式选择长管式反响器，这里有反响的生产能力和快速混合所决定，采用喷射式混合器；在喉管与混合器连接的角度为32o，在椎体与反响器连接的椎角度为300。具有的计算在设备计算中。冷蒸塔据物料平衡计算塔顶要求的工艺温度为-40℃，塔釜要求的工艺温度为56℃。由于反响的生成物中有大量的HCl气体，对各种金属设备的腐蚀性很大，所以在冷蒸塔内壁采用石墨砖防腐。并且该塔分为蒸出和冷凝两局部，在冷凝局部用丙烯蒸化气体吸收热来冷却，温度很低。而塔釜温度要求为50℃，那么用列管加热器。并且用高压的热水进行加热。小结要对工业装置进行设计，必须要对工业流程中各种设备及单元操作进行分析，了解物料衡算，能量衡算以及设备衡算的方法。计算设计任务：年产量4200吨环氧氯丙烷/年设计依据：1.年工作日按300天计，每天24小时连续生产，即7200小时/年2.3.各段收率：氯化氯精环化总收率75%98%64%47%4.原料纯度：新鲜丙烯：丙烯98%，丙烷2%；循环丙烯100%〔mol%〕液氯：氯气99.5%，氮气2%5.中间产品规格：3-氯丙烯〔AC〕≥98%(CH2=CHCH3mol)6.7.氯化反响方程式及粗氯化物〔反响产物中除C3=，HCl,N2外〕组成Xi(mol)CH2=CHCH3+Cl2—CH3CCl=CH2+HCl4.1%CH2=CHCH3+HCl—CH3CHCl–CH30.6%CH3CH2CH3+Cl2—CH3CHCl–CH3+HCl2.0%CH2=CHCH3+Cl2—CH2=CHCH2Cl+HCl79.9%CH2=CHCH3+Cl2—CH3CHClCH2Cl7.6%CH2=CHCH3+2Cl2—CH2ClCH=CHCl+2HCl5.8%忽略C3=在氯气中的燃烧8．进料Cl2和C3=全部反响掉〔α=100%〕物料衡算管式反响器1.液氯进料量：W液氯=4200ⅹ103ⅹ÷7200=kg/h液氯的平均分子量：M平=71ⅹ0.995=28ⅹG液氯=W液率÷÷其中氯气量：g氯气=G液氯××g氮气=G液氯××2.丙烯总进料量：G丙烯×g氯气×3.粗氯化物的生成量g氯气=G粗××2〕×G粗G粗=g氯气÷÷其中各组分：g粗I=G粗×4Ig粗2-e×g粗2-a×g粗AC×g粗1，2-dc×g粗1，3-de×4.HCl生成量：gHCl=G粗××2〕×5.新鲜丙烯进料量：G新鲜C3==G粗其中g新鲜中的纯C3==G新鲜C3=×98%×G新鲜C3=×2%×G循还C3==G总C3=-g新鲜C3=序号组分分子量进料出料Kmol/hMol%Kg/hWt%Kmol%Mol%Kg/hWt%12345678910∑N2HClC3=b丙烯C30丙烷Cl22-e2-aAC1,3-Da1,3-De/2844/000O00000O0/011,9987000O0/0000O000000000=塔前换热器反响气体塔前换热器气〔A〕+液〔B〕混合物塔前换热器F,Zit=-10℃,P=150KPa安托因公式:InPSi=A-B/(T+C)式中:PSi——饱和蒸气压A,B,C——常数根据上式计算结果见下表表3.2塔前换热器物料计算1组分iAn公式中lnPiS=A–B/(T+C)PiS(mmHg)Ki=PiS/P=PiSABCDC2-e2-a3-De12-Da13-De4.24721.880569.9094由式:∑xi=∑Zi/[Ki+(1-Ki)e]计算结果见下表组分i组成ZiKixi=Zi/[Ki+(1-Ki)e]Kmol/hyi=ai/∑aifi=FZibi=Fexiai=fi-biN2HClC3=2-e2-aAC12-Da13-De∑∞∞/0000表3.4塔前换热器物料平衡表组分i进料Kmol/h出料气体A液体BKmol/hMol%Kg/hWt%Kmol/hMol%Kg/hWt%NHClC3=2-e2-aAC12Da13De∑0,3181,908910000000000冷蒸塔Pi气PD=140Kpa,tD=-40℃液态C3=回收段，Cu,i回收度Fi=(ai+bi)P=150Kpa,t=-10℃蒸出段，Si=VKi/L蒸汽Pw=160KpaTw残液〔粗氯化物〕计算结果见下列图组分i进料F(Kmol〕tD,PD,下KD,i进料下KiT冷，均P冷，均K冷,iT蒸，均P蒸，均K蒸,iTW,PW,下的KW,iCu,iC0,ixi=Cu,i×C0,i1/(1-xi)气相ai液相biNHClC3=2-e2-aAC12Da13De∑00∞∞/∞∞/∞∞/∞∞/∞∞/00//00//由公式得上升气体量υ总i=(ai+biC0,i)×回收液体l总,i,=VCu,I(Kmol/h)剩余气体V=Vi-Vl(Kmol/h)Y=VD,i/∑VD,iXD,i=YD,i/KD,i根据上面的程序计算结果见下表组分iai+bi×C0,i(Kmol/h)i(iV总L总VD,iyD,,ixD,,iNHClC3=2-e2-aAC12Da13De∑0000oo0000由公式总和液体量：υ总i=(ai+biCU,i)×蒸出气体：l总,i,=(bi+aiCU,i)×剩余液体：L=l总,i－υ总iY=VD,i/∑VD,iXD,i=YD,i/KD,i根据上面的程序计算结果见下表组分iai+bi×C0,i(Kmol/h)i(iV总L总VD,iyD,,ixD,,iNHClC3=2-e2-aAC12-Da13-De∑000000000000精馏塔1.氯精一塔〔低沸塔〕(1)按清晰分割计算(2)由工艺要求给出两个关键组分选l为2-a，xW,2-a≤1%(mol%)选h为Ac，xD,AC≤5%(mol%)(3)泡点进料根据以上条件计算结算结果见下列图组分i进料F(kmol/h)塔顶di塔釜wiC3=2-e2-aAC12-Da13-De∑0000由上表得,D=0.4460W=117844于是计算结果如下组分i相对挥发度a(mol)进料Fi(mol)进料组成xiF(mol%)塔顶di(mol)塔釜wi(mol)塔顶组成Xi,d(mol%)C3=2-e2-aAC12-Da13-De∑1/000000回流比的计算:其中:ai－组分i的相对挥发度XiF－进料组分的摩尔组成q－进料的液相分率;此处q=1;Rm－最小回流比(XiD)－最小回流比流出液体组分I的摩尔分率;θ－方程的根;对于有c个组分的系数有c个根,只取aLK›θ›aHK于是．解得θ×理论塔板数计算最小理论板数公式:于是取塔板效率η=0.75得N实际所以取N实际=30(块)进料位置的计算精流段的最小理论塔板数为NRNR实际=28.7272/0.75=38.30(块)所以取NR实际=39(块)2.氯精二塔〔高沸塔〕选l为Ac,xW,AC≤3%(mol%)h为1,2-Da,xD,1,2-Da≤0.5%(mol%)最终xD,AC≥98%(1)按照清晰分割计算(2)按照非清晰分割根据上述条件计算计算结果见下列图组分i进料Fi(mol)塔顶di(mol)塔釜wi(mol)2-aAC12-Da13-De∑00由以上表3.10得D=11.7490W=1.84于是计算计算结果见下表组分i相对挥发度a(mol)进料Fi(mol)进料组成xiF(mol%)塔顶di(mol)塔釜wi(mol)塔顶组成Xi.d(mol)2-aAC12-Da13-De∑1/000回流比的计算因为‹2根据要求取×水洗塔依据：1.冷蒸塔顶喷淋丙烯量〔为进料丙烯的1/2〕。℃井水吸收剂。HCl的吸收率为95-99%〔粗氯化物全部溶解在盐酸中〕。4.忽略丙烯，氮气溶解水中，塔顶蒸汽中水蒸汽饱和。计算：(1〕塔底进口气体量及组成：VD=VD(冷蒸塔)+1/2×G总C3=48.17198+1/2×kmol/h；(2〕塔顶出口干气量：VN,干=VDD，HCL-VD，粗氯×kmol/hkmol/h(3)塔顶出气带水量：yN,H2O=vN,H2O/vN=vN,H2O/(vN,干+vN,H2O)=78.749873×7851kmol/hPH2Os/PN,总经推：vN,H2O=VN,干×[PH2Os/〔PN,总-PN，H2Os〕](4〕15%盐酸量：W盐酸=D,HCl×MHCl/0.15=kg/h(5〕进塔吸收剂〔井水〕量：W井水=WH2O+vN,H2O×18=1747.9081kg/h根据以上计算塔顶出口气体组成表3.12水洗塔塔底出口气体组成组分摩尔流量(kmol/h)摩尔含量(%)摩尔流量(kg/h)N2HClC2=H2OAC计算得塔顶出口干气量25℃下水的饱和蒸汽压:塔顶出气带水量15%的盐酸量:进塔吸收剂量:根据以上公式,计算塔顶出口气体组成组分摩尔流量(kmol/h)摩尔含量(%)摩尔流量(kg/h)N2HClC2=H2O碱洗塔aOH液中和掉。2.新碱液浓度为15%〔wt%〕，降至5%排出。C3=,N2的溶解损失，出塔尾气中水蒸汽到达饱和。计算：(1)塔顶出口干气量:VN，干,=vD-vD,粗氯-vD,HCl=ol/h塔顶出气带水量塔顶出气带水量25℃水PH2O3)耗碱量：根据以上公式计算物料衡算表表3.14碱洗塔的物料衡算表组分入塔尾气(kmol/h)喷淋液体(kmol/h)塔顶排气(kmol/h)塔釜排气(kmol/h)N2C3=HClH2ONaOHNaCl00000000000反响器热量计算氯化物500℃氯化物500℃25℃氯气丙烯25℃氯气丙烯产物355K原料355K产物355K原料355KC3=+Cl2→2-e+HCl-29.0C3=+Cl2→=C3=+Cl2→C3=+Cl2→AC+HClC3=+Cl2→C3=+Cl2→Cl2293.15KCp-3-6-9x293.15=8.09966355KCP-3x355-90241x10-6x3552CP-C=3355KCP-3-5x3552-9x35532-e355KCP-3-6x3552773KCP-3-6x773=30.25246CP-2-a355KCP-2-6x3552-9x3553773KCP=38.89794CP-AC355KCP-3-6x3552773KCP=32.98009CP-1，2-Da355KCP〔液体〕773KCPCP液-〔气体〕370.37KCP-3-62773K，CP=42.94636CP-1，3-De355KCP-3-6x3552773KCP=33.96911CP-C3O355KCP-2-5x3552-9x3553HCl355KCP773KCPCP-：(25+273.15)～355k=56.85K℃:〔25+273.15〕k～773k=474.85K××474.85=190.79kal/h:设预热温度为==(355-T)K=×××××(355-T)反响焓的计算3-e:+→+HCL(-26.7kcal/h)×(-26.7)×=-199950.09kcal/h2-a:--+→+HCl(-16.7kcal/h)×(-16.7)×=-3089.3kcal/h2-e:+→+HCL(-29.0kcal/h)×(-29.0)×=-10643.0kcal/h1,2-Da:=CH-+→(-44.0kcal/h)×(-44.0)×=-29933.2kcal/h1,3-De:=CH-+2→+2HCl(-51.0kcal/h)×(-51.0)×=-26474.1kcal/h综上所得之和=-260989.99kcal/h局部产物由355k～773k焓值的变化=418K=564KHCL:=×××=7.1773kcal/kmol•k=××418=37620.3kcal/kmol•k:×××=17.5145kcal/kmol•k××418=82805.9kcal/kmol•k2-e:=×××=24.1577kcal/kmol•k=××2-a:=×××=31.2934kcal/kmol•k=××418=2341.4kcal/kmol•k3-e:=×××=30.2941kcal/kmol•k=×וk1,2-Da,1,3-De由355k～773k焓值的变化1,2-Da：沸点为369.5K,355k～369.5k～773k变化过程是由液体〔〕变气体(g)的变化。气体(g)：1,2-Da:=×××=0.24=577k在355k～369.5k的变化过程中：=14.5K==+×]代入数据后得出××14.5=444.7248kcal/h××33.5668=9214.1218kcal/h×7500=5102.25kcal/h=++1,3-De：沸点377.5K,355k～369.5k～773k变化过程是由液体〔〕变气体(g)的变化气体:=×××==+×]代入数据后得出×××××××1.10962)×=4665.6303kcal/h=++=19951.0642kcal/h计算和丙烯预热温度+++×0.95+++=0××(355-T)+〔-260989.99〕×0.95+206572.1+14761.0966+11951.0642=0试差法：得T=606-273.15=336℃热损失为20℃所以T=360℃设备衡算反响器1．选型：管式绝热反响器2.选材：ICr-I8Ni-9Ti(1)喷嘴气速WL={2gP1v2γ[1-(P2/P1)(γ-1)/γ]/(γ其中γ─绝热指数γ=CP/CV，γCl2=1.36,V─进料比容m3/kg,g─m/s2P1─进口压力kg/cm2,P1─反响器压力kg/cm2,W─m/s(2)喷嘴截面积G进口气体流量kg/s,p1入口压力，P2反响器压力F2=554.3396/3600/{2××××××10-4m2(3)喷嘴直径d内=〔4F2/∏〕0。5=〔4×1。96317×经园整大约15mm,不锈钢耐酸无缝钢管〔YB804-70〕内径17mm外径20mm壁厚3mm(1)环隙处丙烯线速度计算：××10-5××10-9×3553CV=CP-R=24。943932-1。987=22.956932γ××××WL={2gP1v2γ[1-(P2/P1)(γ-1)/γ]/(γ-1)}0.5={2××××××)](2)丙烯进料环隙线速度的计算F2=∏〔d丙内2-d氯外2〕/4d丙内=〔4F2/∏+d氯外2〕0。5=〔4×∏+182〕6.氯气丙烯进料口管径的计算：v=nRT/Pd=18.8(v/ω×公称直径65mm外径76mm壁厚4mmd丙=公称直径225mm外径245mm壁厚7mm7.反响器尺寸确实定：v=τQ/3600,τ=2s,Q总体积流量〔标准态下〕m3/h,Q总=N总RT/P=8。314×298×42。9418×1000/101325=1050。00149V=2×∏d2/4=5∏公称直径350mm外径377mm壁厚9mm(1)喉管长度：l=2D丙烯外=2×31=84mm(2)混合器与反响器连接椎体角300(4)丙烯环隙入口椎体角度为320，故反响丙烯环隙入口椎体高度=[〔丙烯入口管内径-后管内径〕/2]/tg16氯精二塔：塔顶出料：D=8.9518kmol/h=456.7165kg/h,回流比R=20，进料状态q=1.、那么塔径计算：V=L+D，L=11.9036kmol/h=1313.433kg/h,液气比：0.667，那么有精流段的温度：T=上升的气体体积流量：V=nRT/P=上升的气体重度：=那么操作气速为0.4768m/s,D=0.6339m,加防腐层0.1m,那么公称直径为800mm,外径820mm，壁后10mm上升的气体量：V提=V精1液气比=下降液体以12-Da为主rL=1059kg/m3,uc=0.405cp,rG/rL=0.00417,那么：加防腐层0.1m公称直径800mm外径820mm壁厚10mm那么：精馏塔的塔径800mm外径820mm壁厚10mm附录英文文献及翻译AirToxicsSiteEpichlorohydrin(1-Chloro-2,3-Epoxypropane)106-89-8

HazardSummary-CreatedinApril1992;RevisedinJanuary2000Epichlorohydrinismainlyusedintheproductionofepoxyresins.

Acute(short-term)inhalationexposuretoepichlorohydrinintheworkplacehascausedirritationtotheeyes,respiratorytract,andskinofworkers.

Athighlevelsofexposure,nausea,vomiting,cough,laboredbreathing,inflammationofthelung,pulmonaryedema,andrenallesionsmaybeobservedinhumans.

Chronic(long-term)occupationalexposureofhumanstoepichlorohydrininairisassociatedwithhighlevelsofrespiratorytractillnessandhematologicaleffects.

Damagetothenasalpassages,respiratorytractandkidneyshavebeenobservedinrodentsexposedtoepichlorohydrinbyinhalationforacuteorchronicduration.

Anincreasedincidenceoftumorsofthenasalcavityhasbeenobservedinratsexposedbyinhalation.

EPAhasclassifiedepichlorohydrinasaGroupB2,probablehumancarcinogen.PleaseNote:ThemainsourcesofinformationforthisfactsheetareEPA'sIRIS,whichcontainsinformationoninhalationchronictoxicityandcarcinogeniceffectsofepichlorohydrinandtheRfC,andunitcancerriskestimateforinhalationexposure,andtheHealthandEnvironmentalEffectsProfileforEpichlorohydrin.UsesTheprimaryuseofepichlorohydrinisintheproductionofepoxyresinsusedincoatings,adhesives,andplastics.(1,5)Epichlorohydrinisalsousedinthemanufactureofsyntheticglycerine,textiles,paper,inksanddyes,solvents,surfactants,andpharmaceuticals.(1)Epichlorohydrinisalsolistedasaninertingredientincommercialpesticides.(1)SourcesandPotentialExposureIndividualsaremostlikelytobeexposedtoepichlorohydrinintheworkplace.(1)Epichlorohydrinmaybereleasedtotheambientairduringitsproductionanduse.(1)Accidentalreleasestowaterwaysmayexposethegeneralpublictoepichlorohydrin.(1)AssessingPersonalExposureNoinformationwaslocatedconcerningthemeasurementofpersonalexposuretoepichlorohydrin.HealthHazardInformationAcuteEffects:Acuteinhalationexposuretoepichlorohydrinintheworkplacehascausedirritationtotheeyes,respiratorytract,andskinofworkers.

Athighlevelsofexposure,nausea,vomiting,cough,laboredbreathing,chemicalpneumonitis(inflammationofthelung),pulmonaryedema,andrenallesionsmaybeobservedinhumans.(1,2)Dermalcontactwithepichlorohydrinmayresultinirritationandburnsoftheskininhumansandanimals.(1)Inratsandmiceacutelyexposedtoepichlorohydrinbyinhalation,nasalandlowerrespiratorytractirritationandlesions,hemorrhage,andsevereedemahavebeenobserved.

RenaldegenerationandCNSdepressionwithparalysisofrespirationandcardiacarresthavealsoresultedfromacuteinhalationexposureinanimals.(1-3)Testsinvolvingacuteexposureofrats,miceandrabbitshavedemonstratedepichlorohydrintohavehighacutetoxicityfrominhalation,oral,anddermalexposure.(4)ChronicEffects(Noncancer):Chronicoccupationalexposureofhumanstoepichlorohydrininairisassociatedwithhighlevelsofrespiratorytractillnessandhematologicaleffects(decreasedhemoglobinconcentrationanddecreasederythrocyteandleukocytecounts).(1,5)Chronicinhalationexposurehasbeenobservedtocausepulmonaryeffectsincludinginflammationanddegenerativechangesinthenasalepithelia,severelungcongestion,andpneumoniainratsandmice.

Effectstothekidneyswerealsoobserved.(1,2)Hepaticdamage,hematologicaleffects,myocardialchanges,anddamagetotheCNShavebeenreportedinchronicallyexposedrats.(1,5)TheReferenceConcentration(RfC)forepichlorohydrinis0.001milligramspercubicmeter(mg/m3)basedonchangesinthenasalturbinatesinratsandmice.TheRfCisanestimate(withuncertaintyspanningperhapsanorderofmagnitude)ofacontinuousinhalationexposuretothehumanpopulation(includingsensitivesubgroups),thatislikelytobewithoutappreciableriskofdeleteriousnoncancereffectsduringalifetime.Itisnotadirectestimatorofriskbutratherareferencepointtogaugethepotentialeffects.AtexposuresincreasinglygreaterthantheRfC,thepotentialforadversehealtheffectsincreases.LifetimeexposureabovetheRfCdoesnotimplythatanadversehealtheffectwouldnecessarilyoccur.(2)EPAhasmediumconfidenceinthestudyonwhichtheRfCwasbasedbecauseoftheinflammationintherespiratorytractofcontrolandexposedanimalsalthoughitwaswellconductedandcontaineddetailedhistopathologicalexaminationsofnumeroustissuesincludingtherespiratorytract;mediumconfidenceinthedatabasebecausechronicstudiesthatadequatelyaddresstherespiratorysystemandatwo-generationreproductivestudyarelackingandtheonlychronicinhalationstudyisconfoundedbyseverenasalinflammationinthecontrols;and,consequently,mediumconfidenceintheRfC.(2)TheprovisionalReferenceDose(RfD)forepichlorohydrinis0.002milligramsperkilogrambodyweightperday(mg/kg/d)basedonkidneyeffectsinrats.TheprovisionalRfDisavaluethathashadsomeformofAgencyreview,butitdoesnotappearonIRIS(6)Reproductive/DevelopmentalEffects:Inhumansoccupationallyexposedtoepichlorohydrin,effectsonspermcounts,hormonelevels,andfertilityhavebeennotdetected.(1,2)Epichlorohydrinhasbeendemonstratedtoreducefertilityinmaleratswheninhaledoradministeredorally.(1-3)Teratogeniceffects(birthdefects)havenotbeenobservedinstudiesofrodentsexposedbyinhalationoringestion.(1,2,5)CancerRisk:Anincreasedincidenceoflungcancermortality(notstatisticallysignificant)wasreportedinonestudyofworkersexposedtoepichlorohydrin.(1,2)Anincreasedincidenceoftumorsofthenasalcavityhasbeenobservedinratsexposedtoepichlorohydrinbyinhalation.(1,2,5)Anincreasedincidenceofforestomachtumorshasbeenreportedinratsexposedviagavage(experimentallyplacingthechemicalinthestomach)andindrinkingwater.

Micehaveexhibitedlocaltumorswhenexposedbysubcutaneousinjection.(1-3,5)EPAhasclassifiedepichlorohydrinasaGroupB2,probablehumancarcinogen.(2)EPAusesmathematicalmodels,basedonhumanandanimalstudies,toestimatetheprobabilityofapersondevelopingcancerfrombreathingaircontainingaspecifiedconcentrationofachemical.EPAcalculatedaninhalationunitriskestimateof1.2×10-6(µg/m3)-1.EPAestimatesthat,ifanindividualweretocontinuouslybreatheaircontainingepichlorohydrinatanaverageof0.8µg/m3(0.0008mg/m3)overhisorherentirelifetime,thatpersonwouldtheoreticallyhavenomorethanaone-in-a-millionincreasedchanceofdevelopingcancerasadirectresultofbreathingaircontainingthischemical.Similarly,EPAestimatesthatbreathingaircontaining8.0µg/m3(0.008mg/m3)wouldresultinnotgreaterthanaone-in-a-hundredthousandincreasedchanceofdevelopingcancer,andaircontaining80.0µg/m3(0.08mg/m3)wouldresultinnotgreaterthanaone-in-tenthousandincreasedchanceofdevelopingcancer.Foradetaileddiscussionofconfidenceinthepotencyestimates,pleaseseeIRIS.(2)EPAhascalculatedanoralcancerslopefactorof9.9x10-3(mg/kg/d)-1.(2)PhysicalPropertiesThechemicalformulaforepichlorohydrinisC3H5OCl,anditsmolecularweightis92.53g/mol.(1,7)Epichlorohydrinisavolatileandflammableclearliquidatroomtemperatureandisinsolubleinwater.(1,2,7)Thethresholdforodorperceptionofepichlorohydrinis0.93partspermillion(ppm).Epichlorohydrinhasapungent,garlicky,sweetodor.(2,8)Thevaporpressureforepichlorohydrinis22mmHgat30°C.(1)ConversionFactors:

Toconvertconcentrationsinair(at25°C)fromppmtomg/m3:mg/m3=(ppm)×(molecularweightofthecompound)/(24.45).Forepichlorohydrin:1ppm=3.78mg/m3.HealthDatafromInhalationExposureACGIHTLV--AmericanConferenceofGovernmentalandIndustrialHygienists'thresholdlimitvalueexpressedasatime-weightedaverage;theconcentrationofasubstancetowhichmostworkerscanbeexposedwithoutadverseeffects.

AIHAERPG--AmericanIndustrialHygieneAssociation'semergencyresponseplanningguidelines.ERPG1isthemaximumairborneconcentrationbelowwhichitisbelievednearlyallindividualscouldbeexposeduptoonehourwithoutexperiencingotherthanmildtransientadversehealtheffectsorperceivingaclearlydefinedobjectionableodor;ERPG2isthemaximumairborneconcentrationbelowwhichitisbelievednearlyallindividualscouldbeexposeduptoonehourwithoutexperiencingordevelopingirreversibleorotherserioushealtheffectsthatcouldimpairtheirabilitiestotakeprotectiveaction.

LC50(LethalConcentration50)--Acalculatedconcentrationofachemicalinairtowhichexposureforaspecificlengthoftimeisexpectedtocausedeathin50%ofadefinedexperimentalanimalpopulation.

LOAEL--Lowest-observed-adverse-effectlevel.

NIOSHIDLH--NationalInstituteofOccupationalSafetyandHealth'simmediatelydangeroustolifeorhealthlimit;NIOSHrecommendedexposurelimittoensurethataworkercanescapefromanexposureconditionthatislikelytocausedeathorimmediateordelayedpermanentadversehealtheffectsorpreventescapefromtheenvironment.

NOAEL--No-observed-adverse-effectlevel.

OSHAPEL--OccupationalSafetyandHealthAdministration'spermissibleexposurelimitexpressedasatime-weightedaverage;theconcentrationofasubstancetowhichmostworkerscanbeexposedwithoutadverseeffectaveragedoveranormal8-hworkdayora40-hworkweek.ThehealthandregulatoryvaluescitedinthisfactsheetwereobtainedinDecember1999.

aHealthnumbersaretoxicologicalnumbersfromanimaltestingorriskassessmentvaluesdevelopedbyEPA.

bRegulatorynumbersarevaluesthathavebeenincorporatedinGovernmentregulations,whileadvisorynumbersarenonregulatoryvaluesprovidedbytheGovernmentorothergroupsasadvice.

OSHAnumbersareregulatory,whereasNIOSH,ACGIH,andAIHAnumbersareadvisory.

cThisNOAELandLOAELarefromthecriticalstudyusedasthebasisfortheRfC.ReferencesU.S.EnvironmentalProtectionAgency.HealthandEnvironmentalEffectsProfileforEpichlorohydrin.EPA/600/x-85/400.EnvironmentalCriteriaandAssessmentOffice,OfficeofHealthandEnvironmentalAssessment,OfficeofResearchandDevelopment,Cincinnati,OH.1985.U.S.EnvironmentalProtectionAgency.IntegratedRiskInformationSystem(IRIS)onEpichlorohydrin.NationalCenterforEnvironmentalAssessment,OfficeofResearchandDevelopment,Washington,DC.1999.InternationalAgencyforResearchonCancer(IARC).IARCMonographsontheEvaluationoftheCarcinogenicRiskofChemicalstoMan:Cadmium,Nickel,SomeEpoxides,MiscellaneousIndustrialChemicalsandGeneralConsiderationsonVolatileAnaesthetics.Volume11.WorldHealthOrganization,Lyon.1976.U.S.DepartmentofHealthandHumanServices.RegistryofToxicEffectsofChemicalSubstances(RTECS,onlinedatabase).NationalToxicologyInformationProgram,NationalLibraryofMedicine,Bethesda,MD.1993.U.S.EnvironmentalProtectionAgency.EpichlorohydrinHealthAdvisory.OfficeofDrinkingWater,Washington,DC.1987.U.S.EnvironmentalProtectionAgency.HealthEffectsAssessmentSummaryTables.FY1997Update.

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Acute(short-term)inhalationexposuretoepichlorohydrinintheworkplacehascausedirritationtotheeyes,respiratorytract,andskinofworkers.

Athighlevelsofexposure,nausea,vomiting,cough,laboredbreathing,inflammationofthelung,pulmonaryedema,andrenallesionsmaybeobservedinhumans.

Chronic(long-term)occupationalexposureofhumanstoepichlorohydrininairisassociatedwithhighlevelsofrespiratorytractillnessandhematologicaleffects.

Damagetothenasalpassages,respiratorytractandkidneyshavebeenobservedinrodentsexposedtoepichlorohydrinbyinhalationforacuteorchronicduration.

Anincreasedincidenceoftumorsofthenasalcavityhasbeenobservedinratsexposedbyinhalation.

EPAhasclassifiedepichlorohydrinasaGroupB2,probablehumancarcinogen.环氧氯丙烷，主要用于生产环氧树脂。急性〔短期〕吸入接触环氧氯丙烷在工作场所已引起刺激眼睛，呼吸道及皮肤的工人。在高层次的接触，恶心，呕吐，咳嗽，labored呼吸，发炎，肺癌，肺水肿，肾脏病变，可观察到人类。慢性〔长期〕职业暴露人类环氧氯丙烷在空气中是相关的高水平的呼吸道的疾病和血液的效果。损害鼻腔通道，呼吸道和肾脏已经观察到，在啮齿动物暴露于环氧氯丙烷吸入急性或慢性期。1发病率增加肿瘤的鼻腔一直在观察大鼠暴露出来的吸入。环保局已列为环氧氯丙烷作为一个群体，B2的，可能的人类致癌物质。PleaseNote:ThemainsourcesofinformationforthisfactsheetareEPA'sIRIS,whichcontainsinformationoninhalationchronictoxicityandcarcinogeniceffectsofepichlorohydrinandtheRfC,andunitcancerriskestimateforinhalationexposure,andtheHealthandEnvironmentalEffectsProfileforEpichlorohydrin.说明：主要的信息来源，这一事实表是EPA的虹膜，其中包含的信息吸入慢性毒性和致癌作用和环氧氯丙烷的RFC，本单位的患癌症的风险估计为吸入性接触，以及健康及环境的影响概况为环氧氯丙烷。Uses用途Theprimaryuseofepichlorohydrinisintheproductionofepoxyresinsusedincoatings,adhesives,andplastics.主要使用环氧氯丙烷是在生产环氧树脂的使用在涂料，粘合剂，和塑料工业。(1,5)Epichlorohydrinisalsousedinthemanufactureofsyntheticglycerine,textiles,paper,inksanddyes,solvents,surfactants,andpharmaceuticals.环氧氯丙烷也被用于制造合成甘油，纺织品，纸张，油墨和料，溶剂，外表活性剂和药品。(1)Epichlorohydrinisalsolistedasaninertingredientincommercialpesticides.环氧氯丙烷也被列为一种惰性成分，在商业农药领域。SourcesandPotentialExposure来源和潜在风险接触到环氧氯丙烷的地区,接触到的环氧氯丙烷在工作场所。(1)Epichlorohydrinmaybereleasedtotheambientairduringitsproductionanduse.环氧氯丙烷可能会释放到空气中在其生产和使用。(1气体排放，水路可能使人们接触环氧氯丙烷。(1)AssessingPersonalExposure评估个人曝光Noinformationwaslocatedconcerningthemeasureme