年产2万吨环氧氯丙烷的计算机辅助设计(附件)
环氧氯丙烷是一种十分重要的有机原料和精细化工产品,被广泛应用于化工、医药等行业。环氧氯丙烷用的较多的制备方法有醋酸丙烯酯法、丙烯高温氯化法和甘油法。相比于前两种方法，甘油法则具有工艺流程短、耗费低、能耗低、污染小等优点。Aspen plus 是生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。它为用户提供了一套完整的单元操作模型，它可以对各种操作过程进行设计、模拟和优化，从单个操作单元到整个工艺流程。本文结合Aspen plus进行了年产2万吨环氧氯丙烷装置的工程设计,采用甘油法的生产工艺过程,主要内容包括反应器、精馏塔、换热器工艺参数的计算，生产流程、分离塔、换热器的设计。本设计通过对环氧氯丙烷生产工艺进行模拟优化，包括对各个塔器的优化分析，得到最佳的工艺参数,得到高质量的环氧氯丙烷。关键词 aspen plus 2万吨环氧氯丙烷 精馏塔
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 环氧氯丙烷的生产发展情况 1
1.3 环氧氯丙烷制备方法 4
1.4 计算机辅助软件 7
2 环氧氯丙烷生产工艺流程 9
2.1 Aspen Plus模拟计算步骤 9
2.2 设计要求 11
2.3 环氧氯丙烷生产工艺过程分析 11
3 生产工艺的设计与优化 14
3.1 物性选择 14
3.2 物料平衡分析 15
3.3 换热器E101的操作参数 15
3.4 确定R101的反应条件 16
3.6 确定分离塔T101的操作参数 16
3.7 精馏塔T103操作条件的确定 18
4 设计与校核 20
4.1 塔T101的设计与校核 20
4.2 塔T102的设计与校核 22
5 物料衡算 23
6 技术经济概算与项目管理 46
7 环境保护与安全措施 27
7.1 三废的治理简述 28
结论 29
致谢 30
参考目录 ……………… *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
………………………………………………………… 31
1 绪论
1．1 研究背景
1.1.1 环氧氯丙烷的性质
环氧氯丙烷的分子式为C3H5ClO，英文名称为Epichlorohydrin，（以下简写为ECH），溶解度：微溶于水，可混溶于一些有机物质，例如醚、醇。相态为无色油状液体，有刺激性气味。ECH的理化性质如下：熔点25.6℃，沸点117.9℃，分子量92.52，相对密度: 3．29 ，在20℃时饱和蒸汽压为1.8Kpa，自燃点为415 ℃。
1.1.2 环氧氯丙烷的应用
作为非常重要的有机原料，ECH具有广阔的市场。但是当前我国的装置开工率不怎么高，导致了产量远远不能满足市场需要。
ECH的主要用途有制备甘油、环氧树脂、缩水甘油衍生物、杀鼠剂干伏，作为有机溶剂。就拿ECH生产的环氧树脂来说，具有以下优点：黏结性强、收缩率低、化学性质稳定、有良好的介电性能、良好的抗腐蚀性等等。ECH经常用于胶粘剂、涂料、增强和浇铸材料，电子层压铸材料等方面。不仅如此，环氧氯丙烷常被用于硝化甘油炸药、玻璃钢等军工产业的生产。
1.1.3 环氧氯丙烷的危害
如果环氧氯丙烷被误吸如，则会对身体产生巨大的危害，会严重损伤肾、肺、肝等器官。如果吸入量巨大，则会损害神经中枢系统，严重导致死亡。具有强烈刺激性气味的ECH蒸汽会灼伤眼睛。ECH如果被误服则会导致肝肾坏死。长期吸入环氧氯丙烷会导致神经衰弱此类慢性中毒症状。
1．2 环氧氯丙烷的生产发展情况
1.2.1 环氧氯丙烷的生产情况
我国国内生产环氧氯丙烷开始于上世纪六十年代。上世纪六十年代最先使用甘油法生产环氧氯丙烷的厂家有广州助剂厂。但那时候用的较多的生产方法为丙烯高温氯化法生产环氧氯丙烷，国内有两家具有代表性为无锡树脂厂和沈阳的化工厂，但是生产效果并不是很理想。到了上世纪八十年代，在引进了日本先进的技术和装置之后，建成并投产3.2万t/a的生产装置，我国国内的才具有一定的环氧氯丙烷生产能力。
目前，工业上常用的生产环氧氯丙烷的方法有三种分别是：丙烯高温氯化法、醋酸丙烯酯法还有甘油法。经过调查我将国外ECH生产状况列成以下表格，具体见表11
表11 国内环氧氯丙烷生产厂家
厂家名称
投产时间
生产工艺
中石化齐鲁分公司氯碱厂
1998年
丙烯高温氯化法
巴陵石油化工公司环氧树脂事业部
2001年
丙烯高温氯化法
天津渤天化工有限责任公司
1999年
醋酸丙烯酯法
江苏扬农化工股份有限公司
2006年
甘油法
山东海力化工有限(博汇)公司
2006年
丙烯高温氯化法
江苏三蝶化工公司
2006年
丙烯高温氯化法
江苏安邦电化有
限公司
2007年
丙烯高温氯化法
山东中海精细化工公司
2008年
丙烯高温氯化法
蓝星(盐城)新材料有限公司
2008年
丙烯高温氯化法
1.2.2 环氧氯丙烷的消费现状
最近几年，我国对环氧氯丙烷的需求量越来越大。1995年，表观消费量只有2.59万t，到了2000年达到了6.5万t，上世纪末环氧氯丙烷的年均增长量很低，仅有20.4%。2002年，环氧氯丙烷的表观消费量增长到了103500t。到了2007年环氧氯丙烷的表观消费量已经达到了3526万吨，。
在2000年之前，ECH的主要用途是生产甘油和合成环氧树脂。其中用于合成树脂的ECH占比为34.6%，用于生产甘油的ECH占比59.0，用于其他方面的占比6.4%。后来环氧氯丙烷的消费结构出现了很大的变化，主要原应有:环ECH合成甘油的代价较高，其他生产环氧氯丙烷的方法技术的改进，环氧树脂的市场需求量的激增。2007年，我国的ECH消费结构为：环氧树脂用的ECH占比为85.6%，氯醇橡胶占比3.0%，合成甘油占比4.2%，其他方面占比7.2%。
目前环氧氯丙烷用的最多的就是生产和环氧树脂。环氧树脂可用于电子电器、胶粘剂、涂料和复合材料等日化的生产。目前，国内生产ECH的厂家已经超过了150家，生产能力都得到了很大的提升。我国国内对环氧氯丙烷的需求量巨大，尽管生产环氧氯丙烷的能力提高，但远远不能满足需求。每年都需要从国外进口大量的环氧树脂。2005年到2007年，ECH的净进口量持续增长，分别为18.2万吨、18.2万吨、17.5万吨。未来国内ECH市场将继续保持高速增长，由于环氧树脂市场有较大的缺口。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 环氧氯丙烷的生产发展情况 1
1.3 环氧氯丙烷制备方法 4
1.4 计算机辅助软件 7
2 环氧氯丙烷生产工艺流程 9
2.1 Aspen Plus模拟计算步骤 9
2.2 设计要求 11
2.3 环氧氯丙烷生产工艺过程分析 11
3 生产工艺的设计与优化 14
3.1 物性选择 14
3.2 物料平衡分析 15
3.3 换热器E101的操作参数 15
3.4 确定R101的反应条件 16
3.6 确定分离塔T101的操作参数 16
3.7 精馏塔T103操作条件的确定 18
4 设计与校核 20
4.1 塔T101的设计与校核 20
4.2 塔T102的设计与校核 22
5 物料衡算 23
6 技术经济概算与项目管理 46
7 环境保护与安全措施 27
7.1 三废的治理简述 28
结论 29
致谢 30
参考目录 ……………… *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
………………………………………………………… 31
1 绪论
1．1 研究背景
1.1.1 环氧氯丙烷的性质
环氧氯丙烷的分子式为C3H5ClO，英文名称为Epichlorohydrin，（以下简写为ECH），溶解度：微溶于水，可混溶于一些有机物质，例如醚、醇。相态为无色油状液体，有刺激性气味。ECH的理化性质如下：熔点25.6℃，沸点117.9℃，分子量92.52，相对密度: 3．29 ，在20℃时饱和蒸汽压为1.8Kpa，自燃点为415 ℃。
1.1.2 环氧氯丙烷的应用
作为非常重要的有机原料，ECH具有广阔的市场。但是当前我国的装置开工率不怎么高，导致了产量远远不能满足市场需要。
ECH的主要用途有制备甘油、环氧树脂、缩水甘油衍生物、杀鼠剂干伏，作为有机溶剂。就拿ECH生产的环氧树脂来说，具有以下优点：黏结性强、收缩率低、化学性质稳定、有良好的介电性能、良好的抗腐蚀性等等。ECH经常用于胶粘剂、涂料、增强和浇铸材料，电子层压铸材料等方面。不仅如此，环氧氯丙烷常被用于硝化甘油炸药、玻璃钢等军工产业的生产。
1.1.3 环氧氯丙烷的危害
如果环氧氯丙烷被误吸如，则会对身体产生巨大的危害，会严重损伤肾、肺、肝等器官。如果吸入量巨大，则会损害神经中枢系统，严重导致死亡。具有强烈刺激性气味的ECH蒸汽会灼伤眼睛。ECH如果被误服则会导致肝肾坏死。长期吸入环氧氯丙烷会导致神经衰弱此类慢性中毒症状。
1．2 环氧氯丙烷的生产发展情况
1.2.1 环氧氯丙烷的生产情况
我国国内生产环氧氯丙烷开始于上世纪六十年代。上世纪六十年代最先使用甘油法生产环氧氯丙烷的厂家有广州助剂厂。但那时候用的较多的生产方法为丙烯高温氯化法生产环氧氯丙烷，国内有两家具有代表性为无锡树脂厂和沈阳的化工厂，但是生产效果并不是很理想。到了上世纪八十年代，在引进了日本先进的技术和装置之后，建成并投产3.2万t/a的生产装置，我国国内的才具有一定的环氧氯丙烷生产能力。
目前，工业上常用的生产环氧氯丙烷的方法有三种分别是：丙烯高温氯化法、醋酸丙烯酯法还有甘油法。经过调查我将国外ECH生产状况列成以下表格，具体见表11
表11 国内环氧氯丙烷生产厂家
厂家名称
投产时间
生产工艺
中石化齐鲁分公司氯碱厂
1998年
丙烯高温氯化法
巴陵石油化工公司环氧树脂事业部
2001年
丙烯高温氯化法
天津渤天化工有限责任公司
1999年
醋酸丙烯酯法
江苏扬农化工股份有限公司
2006年
甘油法
山东海力化工有限(博汇)公司
2006年
丙烯高温氯化法
江苏三蝶化工公司
2006年
丙烯高温氯化法
江苏安邦电化有
限公司
2007年
丙烯高温氯化法
山东中海精细化工公司
2008年
丙烯高温氯化法
蓝星(盐城)新材料有限公司
2008年
丙烯高温氯化法
1.2.2 环氧氯丙烷的消费现状
最近几年，我国对环氧氯丙烷的需求量越来越大。1995年，表观消费量只有2.59万t，到了2000年达到了6.5万t，上世纪末环氧氯丙烷的年均增长量很低，仅有20.4%。2002年，环氧氯丙烷的表观消费量增长到了103500t。到了2007年环氧氯丙烷的表观消费量已经达到了3526万吨，。
在2000年之前，ECH的主要用途是生产甘油和合成环氧树脂。其中用于合成树脂的ECH占比为34.6%，用于生产甘油的ECH占比59.0，用于其他方面的占比6.4%。后来环氧氯丙烷的消费结构出现了很大的变化，主要原应有:环ECH合成甘油的代价较高，其他生产环氧氯丙烷的方法技术的改进，环氧树脂的市场需求量的激增。2007年，我国的ECH消费结构为：环氧树脂用的ECH占比为85.6%，氯醇橡胶占比3.0%，合成甘油占比4.2%，其他方面占比7.2%。
目前环氧氯丙烷用的最多的就是生产和环氧树脂。环氧树脂可用于电子电器、胶粘剂、涂料和复合材料等日化的生产。目前，国内生产ECH的厂家已经超过了150家，生产能力都得到了很大的提升。我国国内对环氧氯丙烷的需求量巨大，尽管生产环氧氯丙烷的能力提高，但远远不能满足需求。每年都需要从国外进口大量的环氧树脂。2005年到2007年，ECH的净进口量持续增长，分别为18.2万吨、18.2万吨、17.5万吨。未来国内ECH市场将继续保持高速增长，由于环氧树脂市场有较大的缺口。
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