年产3600吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计

年产3600吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计

内容摘要

本设计是年产3600吨的环氧氯丙烷的氯丙饰工段设计。

环氧氯丙烷的主要应用是生产环氧树脂，用于制造涂料、粘合剂、塑料。它同样

用于人工合成甘油，纺织品，造纸，油墨和染料，溶剂，表面活性剂和医药品。它还

能作为一种惰性成分用于农药。

目前，较常用的生产氯丙饰的方法仍然是高温氯化法，也是合成环氧氯丙烷的经

典方法,此法对丙饰的选择性可以达到75%-80%,对氯气的选择性可达到75%。此反应

的副产物1,3-二氯丙烯为有效的杀虫剂能够创造出很高的经济价值。此法也存在着

一定的缺点，如副产物多，有1,2-二氯丙烷，2-氯丙烯，2-氯丙烷等。本设计采用

丙怖高温氯化法，要求丙烯和氯气的摩尔比为5:1,因为整个反应是放热反应，伴随

着反应的进行，温度是升高的，反应温度不超过510℃,本设计控制温度在500℃左

右O

本设计着重于以下六个部分的设计：氯化反应器，冷凝器蒸出塔，氯丙烯精储一

塔，氯丙烯精馅二塔、水洗塔、碱洗塔。氯丙烯通过采用两步蒸锵的方法被回收。氯

化氢通过水洗塔和碱洗塔被吸收。

本文主要阐述了氯丙烯在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、

工艺流程。采用Aspenplus对主要设备如：混合器、反应器、环氧氯丙烷吸收塔、

环氧氯丙烷解吸塔，冷凝器，脱轻组分塔等进行物料衡算和热量横算，对氯丙烯反应

器，进料-产品第一换热器，冷却器等几个设备进行热量衡算，并对氯丙烯反应器和

换热器进行设备计算。确定了操作参数、设备类型和材质，使用CAD绘制相应的工艺

流程图。最后对此工艺过程可能存在的安全隐忌及相应措施做了简要说明。

关键词：氯丙怖；环氧氯丙烷；高温氯化反应器；精馆塔

Abstract

Thedesignwasdonebasedonannualoutputof3600tonsoftheallylchlorideof

epichlorohydrindesignsection.

Theprimaryuseofepichlorohydrinwasintheproductionofepoxyresinsusedin

coatings,adhesives,andplastics,Whichisalsousedinthemanufactureofsynthetic

glycerine,textiles,paper,inksanddyes,solvents,surfactantsandpharmaceuticals.

Epichlorohydrinisalsolistedasaninertingredientincommercialpesticides.

Thedirecthightemperaturechlorinationofpropylenecontinuestobetheprimary

routeforthecommercialproductionofallylchloride.Thereactionresultsinallylchloride

selectivityof75-80%frompropyleneandabout75%fromchlorine.Additionally,a

significantby-productofthisreaction,1,3-dichloropropene,whichusedasaneffective

insecticidesforthecreationofaveryhigheconomicvalue.Thismethodalsohascertain

shortcomings,suchasremainingby-productinclude1,2-dichloropropane,2-chloropropenc

and2-chloropropane.Inthisdesign,thedirecthightemperaturechlorinationofpropylene

wasused.Themoleratioofchlorineandpropylenewas1:5.Becausethewholereaction

wasexothermicreaction,accompaniedbyreaction,thetemperaturewas

elevated.Optimallythereactiontemperatureshouldnotexceed510℃.Thetemperatureof

reactioninthisdesignwasabout500℃.

Thedesignfocusedonthefollowingparts:chlorizationreactor;thecondensation

evaporationtower;twotowersofdistillationofallylchloride;washinglowers,alkaline

washtower.Allylchloridewasrecoveriedbyusingtwo-stepdistillationmethod.HCIcan

beaccomplishedbyadsorptioninwaterandalkali.

Inthispaper,thepositionandthefunctioninthenationaleconomy,theproduce

methodsinindustry,theprincipleofproduce,processwereinterpret!.Forthemain

equipmentssuchas:mixtor,reactor,theabsorbtowerofepichlorohydrin,thestripperof

epichlorohydrin,condenser,thedehydrogenationcomponentsofthetoweretc.calculating

ofmaterialbalanceweredonebyusingaspenplus,calculationofenergybalancewere

carriedonforthechloropropylenereactor,heatexchanger,andcondenseretcsix

equipmentsinall.Andequipmentcalculationsforreactor,heatexchangeretc.Theyuse

CADcorrespondingtechnicsprocesschartforthehighpurityepoxyethanerectifierwas

draw.Finally,abriefexplanationtothemostpossibleexisteddangersandcorrespond

measuresfortheproductionprocessweregiven

Keywords:allylchloride；epichlorohydrin；hightemperaturechlorinereactor;allyl

chloridedistillationcolum

4.1.3喉管尺寸计算...................................................21

4.1.4反应器的长与内径..............................................22

4.1.5安装尺寸的计算................................................23

4.2氯精一塔设计的主要物性参数........................................24

4.3氯精一塔塔顶冷凝器.................................................28

4.4换热器设备的选型....................................................29

五、能量利用、安全和环保...............................................30

5.1能量的合理利用......................................................30

5.2安全和环保..........................................................30

致谢..................................................错误！未定义书签。

附录......................................................................33

一、引言

1.1环氧氯丙烷在国民经济中的地位和作用

环氧氯丙烷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、稍化甘油炸

药、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增

塑剂、（缩）水甘油衍生物、氯酥橡胶等多种产品，用作纤维素酯、树脂、纤维素酸

的溶剂，用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。

近年来，由于环氧树脂等需求量的不断增加，国内环氧氯丙烷发展前景看好，有

许多厂家先后新建或扩建环氧氯丙烷生产装置。随着生产能力的不断增加，我国环氧

氯丙烷的产量也不断增加。

1.1.1历史上生产技术

生产环氧氯丙烷的工艺技术有很多。丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的

经典方法，其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯，氯丙烯与次氯酸合成二氯丙

烯，二氯丙烯皂化合成环氧氯丙烷3个反应过程。醋酸丙烯酯法是利用醋酸丙烯酯为

原料生产环氧氯丙烷的生产工艺。前苏联是采用先氯化后水解工艺，昭和电工则采用

先水解后氯化工艺。

历史上环氧氯丙烷最早于1854年由Berlhelot用盐酸处理粒甘油，然后用

碱液水解时首先发现的。20世纪60年代前后，为适应环氧树脂生产发展的需求，

环氧氯丙烷开始以氯丙烯为原料作为主要产品进行生产。⑴

目前，工业上环氧氯丙烷的生产方法主要有丙烯高温氯化法和醋酸丙烯酯法两

种。前者由美国Shell公司于1948年首次开发成功并应用于工业化生产，当前世界

上90与以上的环氧氯丙烷采用该方法进行生产。后者由前苏联科学院以及日本昭和电

工公司于20世纪80年代分别开发成功。

1.1.2未来生产技术发展动向

传统技术的改进和新技术开发是ECH重要发展方向。传统氯丙烯法合成ECH的过

程存在着设备腐蚀较严重，能耗大，耗氯量高，副产物多，并且产生大量含氯化钙和

有机氯化物的废水(每生产1吨ECH约产生50〜60■废水)等弊端。许多厂商对氯丙

烯法进行了改进，如环化反应由采用Ca(OH)2改为CM),以回收热量；环化塔由常压

改为减压操作，以节省50%的蒸汽消耗；用叔丁基次氯酸盐法合成二氯丙醉，以降低

蒸汽消耗、提高收率、减少废水排放量；而减少废水排放量对降低生产成本具有关键

作用。

Dow开发了丙烯醛制ECH的工艺，首先将丙烯醛氯化生成2,3二氯丙醛，然后

将2,3二氯丙醛加氢生成2,3二氯丙醇，最后2,3二氯丙醇可脱去氯化氢生成ECHo

该工艺的原料丙烯醛是由丙烯催化氧化制取的。⑵

一份专利的例子表明，丙烯醛生成2,3二氯两醛的摩尔选择性为755%,2,3

二氯丙醛加氢成2,3二氯丙醇的摩尔选择性为95%。

在新技术的开发方面，主要是基于TS1(祥钛分子筛)为催化剂的新工艺开发。

TS1催化体系的特点是：钛硅分子筛催化剂活性高，反应条件温和，氯丙烯环氧化反

应温度一般是40〜50C,是所有报道中氯丙烯环氧化反应温度最低的；同时反应时

间短；催化剂选择性高；反应结果好，H。的转化率(90%)及ECH的产率(相对于H。)

都较高(80%),即环氧氯丙烷的选择性(相对于HM)一般都在90%以上，远远高于其他

氯丙烯环氧化体系。⑶

Solvay公司使用挤条型钛沸石基颗粒催化剂，将氯丙烯和作用，合成环氧

氯丙烷，催化剂的制备方法为：将钛沸石粉末、水、硅粘结剂、成孔物质、其他添加

剂混合成糊状物，挤条、干燥、焙烧。研制的钛沸石，除TS1,还包括ZSM5、ZSM11

和MCM41等。成孔物质的量为钛沸石粉末的量的5%〜35%,硅粘结剂的量为钛沸石粉

末的量的5%〜20%。当氯丙烯、甲醇、35%氏()2水溶液三者摩尔比为2：156：1,催化

剂用量又占反应介质总量2%时，在25℃下反应25h,H。转化率为89%,ECH选择性

可达99%20

中国科学院成都化学研究所采用气固同晶取代法制备的TiZSM5催化剂，进行了

氯丙烯/乩。2的环氧化研究。当氯丙烯/乩。2摩尔比为3或189,甲醇/氯丙烯体积比

为25〜4,在50℃收率可达100%o

1.2环氧氯丙烷的市场需求状况

目前，世界环氧氯丙烷的总消费量约为120万吨/年，产品主要用于生产环氧树

脂、合成甘油、氯醇橡胶以及缩水甘油酸等，其中环氧树脂的消费量约占消费量的

75%0

环氧氯丙烷主要出口国为日本和美国，主要进口车为亚洲和东欧，预计今后几年

环氧氯丙烷的需求量将以年均约的速度增长。

环氧树脂是环氧氯丙烷最大的下游消费产品，其主要消费领域包括：涂料、复合

材料、电子电器、胶粘剂。2000年涂料领域消耗环氧树脂约为6.2万吨。随着市场

需求不断增加，尤其是汽车工业快速发展，对环氧树脂涂料需求增长较快，预计2005

年涂料领域消费环氧树脂约为10万吨。2000年复合材料领域消耗环氧树脂约为4.8

万吨。该领域亦是我国进口环氧树脂的主要领域，随着我国西部大开发战略的实施，

大规模基础设施投入建设，将使复合材料有较大的需求增长。预计2005年我国复合

材料领域消耗环氧树脂将达8.5万吨。2000年我国电子电气行业消耗环氧树脂约为

L5万吨,预计2005年将需求环氧树脂2.5万吨。2000年胶粘剂行业消耗环氧树脂

约为0.4万吨。随着我国人民生活水平的不断提高，城市住宅建设将进一步加快，对

环氧树脂胶粘剂需求将高速增加，预计2005年将消耗环氧树脂1.0万吨。其它领域

消耗环氧树脂0.1万吨，预计2005年为0.3万吨左右。因此，我国2005年将消耗环

氧树脂22.3万吨，仅环氧树脂一项就消耗环氧氯丙烷15万吨以上。另外，我国合成

甘油和氯醇橡胶需求增长也较快，目前国内均不能满足需求，需进口相当数量。据有

关资料预计，合成甘油和氯醇橡胶在2005年将消耗环氧氯丙烷4万吨左右。其它如

缩水甘油醛、纸张增湿添加剂、阻燃剂、离子交换树脂、表面活性剂等2005年将消

耗环氧氯丙烷1.0万吨。2005年我国环氧氯丙烷的需求量将达到20余万吨。基于我

国目前生产能力，我国环氧氯丙烷将处于严重供不应求局面，因此大力发展我国环氧

氯丙烷非常迫切。

二、工艺叙述

2.1环氧氯丙烷（ECH）的性质

2.1.1ECH的物理性质

环氧氯丙烷的英文名称：3-Chloro-l,2-epoxypropane；Epichlorohydrin等.

；

英文简称:ECIL分子式：C3H5C10CH20CHCH2C1O外观与性状为无色油状液体，有氯

仿刺激气味。分子量：92.52,蒸汽压1.8kPa/20℃,闪点：34℃,熔点：-25.6℃,

沸点：117.9C,溶解性为微溶于水，可混溶于醇、酸、四氯化碳、苯。密度：相对

密度（水=1）1.18（20℃）；相对密度（空气=1）3.29,稳定性较好但有毒，危险标记：14（有

毒品）。

主要用途用于制环氧树脂，也是一种含氧物质的稳定剂和化学中间体。挥发

性高，不稳定液体。像氯仿臭，可与大部分有机溶剂混合，稍溶于水。

2.1.2ECH的化学性质

环氧氯丙烷能微溶于水,它与多种有机溶剂混溶，可与多种有机液体形成共沸物。

环氟氯丙烷也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，环境氯丙烷还可用于合成甘油、硝化甘油

炸药、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、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

酸的溶剂，用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。

2.2生产方法的评述及选择

工业上环氧氯丙烷的生产方法主要有丙烯高温氯化法和醋酸丙烯酯法。根据厂址

的实际情况和生产环境及条件可以选择不同的方法,但是各有利弊，视实际情况而定。

2.2.1丙烯高温氯化法

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

该方法进行生产。其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制取氯丙烯，氯丙烯次氯酸化合

成二氯丙醇，二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷三个反应单元。本次设计的主要内容是合

成氯丙烯工段，对其进行相应的物料-、热量计算和设备的选择。

2.2.2醋酸丙烯酯法

其工艺过程主要包括合成醋酸丙烯酯，醋酸丙烯酯水解成烯丙醉，合成二氯丙醇

以及二氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷4个反应单元。

2.2.3生产方法的评述及选择

与传统的丙烯高温氯化法相比较，醋酸丙烯酯法具有以下优点：（1）避免了高

温氯化反应，反应条件温和，易于控制，不结焦、操作稳定，丙烯、氢氧化钙和氯气

的用量大大减少，反应副产物和含氯化钙废水的排放量也大大减少。（2）开发了丙

烯醇的氯化加成反应系统，成功地将氧引入环氧化物中，首次实现了由氧氧化代替氯

氧化的技术，减少了髓化副反应，提高了系统的收率。（3）工艺过程无副产盐酸产

生。（4）可以较容易获得目前技术还不能得到的高纯度烯丙醇。主要缺点是工艺流

程长，催化剂寿命短，投资费用相对较高。

丙烯高温氯化法有着悠久的应用历史以及兰富的实际生产经验，就现在的情况来

看•，我国对传统生产方法的应用比较多。丙烯高温氯化法和醋酸丙烯酯法各有优缺点，

根据实际情况以及生产需求，本设计采用丙烯高温氯化法。

2.3环氧氮丙烷的生产原理及流程

1.丙烯高温氯化制氯丙烯

丙烯与氯气经干燥、预热后以摩尔比4〜5:1混合进入高温氯化反应器，短时间

（约3s）内进行反应，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。

CI12=C11CI12+Cl2-CIb=CHCH2cl+IIC1

2.氯丙烯次氯酸化合成二氯丙静

氯气在水中生成次氯酸（或采用介质叔丁醉和氯气在NaOH溶液中反应生成叔丁

基次氯酸盐，该盐水解生成次氯酸，叔丁醵循环使用），次氯酸与氯丙烯反应生成二

氯丙醇（过程中二氯丙醵浓度一般控制在假左右）。

2cH2=CHCH2cl+2HOC1-C1CH2CHC1CH2OH+C1CH2CHOHCH2C1

(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反应生成环氧氯丙烷。

C1CH2CHC1CHOOH+C1CH2CHOHCH2C1+1/2Ca(OH)2-*

C1CH2CHC1CH2OH+C1CH2CHOHCH2C1+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，对丙烯纯度和反应器的材质要求高，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。

2.4工艺流程图

2.4.1氯丙烯工段工艺流程图

旋

风氯气

分

离

器

大氯套电氯

换化管感化

热换换炉反

器热热应

器器器

氯丙烯

精粗精

懦氯懦

一化二

塔物塔

贮

罐

2

合剂

DD混

图

流程

工艺

丙烯

成氯

法合

氯化

高温

1

图2-

2.4.2氯丙烯工段AspenPlus模型流程图

本设计应用AspenPlus计算软件进行计算，模拟流程图见下:

图2-2氯丙烯工段AspenPlus模型流程图

2.5设备模型说明表

表2.1

设备名称模型参数

反应器入口温度339℃出口温度500C压力

Rstoic

ROOIB压力0.28MPa0.18MPa

出口温度58c压力0.IMPa

冷蒸塔入口温度T0℃

Radfrac轻关键组分C3116重关键组

T101压力0.22MPa

分2-e

回流比40冷凝

精僧一塔器压力0.15MPa轻关键组分2-a回收度0.99

DSTWU

B1再沸器压力重关键组分AC回收度0.05

0.17MPa

回流比2冷凝

轻关键组分AC回收度0.97

精播二塔器压力0.16MPa

DSTWU重关键组分1,2-Da回收度

B12再沸器压力

0.005

().23MPa

混合器B5Mixer

混合器

Mixer

R001A

换热器温度-10℃压力

Heater温度-10℃压力0.27MPa

H003A0.27MPa

换热器温度20℃压力

Heater温度20℃压力0.26MPa

H0040.26MPa

换热器温度230℃压

Heater温度230℃压力0.27MPa

H005A1力0.27MPa

换热器温度350℃压

Heater温度350℃压力0.275MPa

H005A2力().275MPa

换热器温度360℃压

Heater温度360℃压力0.28MPa

H006A力0.28MPa

换热器温度427℃压

Heater温度427℃压力0.175MPa

H006B力0.175MPa

换热器温度250℃压

Heater温度250℃乐力0.17MPa

H005B力O.I7MPa

换热器温度100℃压

Heater温度100℃压力0.温度Pa

H003B力().165MPa

换热器温度・10℃压力

Heater温度T0℃压力0.16MPa

H0070.16MPa

温度25℃压力

换热器B4Heater温度25℃压力O.IMPa

0.1MPa

温度25℃压力

换热器B9Heater温度25℃压力O.IMPa

().1MPa

泵B7Pump压力0.06MPa压力0.06MPa

泵B8Pump压力0.07MPa压力0.07MPa

三.物料衡算和热■衡算

3.1物料衡算

3.1.1设计任务：

年产3600吨环氧氯丙烷工段工艺设计

3.1.2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.消耗定额：1.6吨液氯/1kg环氧氯丙烷

3.各段收率：氯化75%,氯精98%,环化64%,总收率47.8%

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0.5%

5.中间产品规格：3-氯丙烯(AC)298%(mol%)

6.原料配比：氯气：丙烯=1:5(mol)(管式反应器)

7.氯化反应方程式及粗氯化物(反应产物中除C3二,HC1,N2外)组成x

i(mol)：

1)CH2=CH-CH：｛+Cl2-CH£C1=CH?+HC14.1%

2)CU=CH-CH3+HC1-CH3CHCI-CH30.6%

3)CH-CH2-CH.+Cl2->CH3cHe-CH,+HC12.0%

4)CH2=CH-CH3+Ch-CkCH-CH2cl+HC179.9%

5)CH2=CH-CH3+C"CH：-CHC1-CH2C17.6%

6)CH2=CH-CH3+2C12fCH2C1-CH=CHC1+2HC15.8%

(忽略C3=在Ck中燃烧)

进料Cb和C3。全部反应掉(a=100%)

本次设计使用的是AspenPlus软件的简单模型来计算相关的衡算过程，通过模

拟实际，绘画出流程图，进而使用模型进行设定和试运行，最终使用最优结果作为下

步设计的材料来完成本次设计。

3.1.3氯丙烯工段工艺计算

该工段的物料衡算结果是由AspenPlus软件模型计算得出，因此一下列出的为

该工段的各部分物料衡算表。

3.1.4管式反应器物料衡算

⑴液氯进料量：

W液氯二(3600X1077200)X1.6=800kg/h

液氯混合物的平均分子量：M平=71X0.995+28X0.005=70.785g/mol

G液氯二W液氯/70.785=11.302kmol/h

其中：g氯气二G液氯X0.995=11.302X0.995=11.245kmol/h

g氮气二G液氯X0.005=11.302X0.005=0.05651kmol/h

G丙烯=5Xg氯气=5XII.245=56.225kmo1/h

⑵粗氯化物的生成量

设粗氯化物的生成量为G粗(kmol/h),由反应方程式得：

g氯气=6粗(4.1+2.0+79.9+7.6+5.8X2)/100=1.052%

所以：G粗二g氯气/I.052=11.245/1.052=10.689kmol/h

其中各组分：g粗i二G粗Xxi

g粗2-e=10.689X4.l%=0.4382kmol/h

g粗2-a=l0.689X2.0脏0.2138kmol/h

g粗AOI0.689X79.9%=8.5405kmol/h

g粗1,2-Da-10.689X7.6%-0.8124kmol/h

g粗1,3-De=10.689X5.8%=0.612kmol/h

⑶HC1生成量

gHCl=G粗(4.1-0.6+2.0+79.9+0+5.8X2)/100=0.97Gtt=10.368kmol/h

(4)新鲜丙烯进料量

G新二G粗=10.689kmol/h

其中：G新二G新X98%=10.689X0.98=10.475kmol/h

G丙烷二G新X2%=10.689X0.02=0.21378kmol/h

G循环丙烯二G总丙烯-G新=56.225-10.689=45.536kmol/h

由此计算过程，及aspenplus应用软件可以列出如下数据表：

表3.1反应器物料衡算结果表

进料出料

组分分子量

kmol/hmol%kg/hWt%kmol/hmol%kg/hWt%

N228.0100000.05630.084%1.57700.05%

I1C136.46000010.394815.52%378.994411.94%

c3=42.0875.223199.7%3165.388097.9%45.93468.58%1932.9023760.88%

1.46X101

c3°44.100.213780.3%9.42772.1%00.00650

Cl270.910000000.00000

2-e76.5300000.43690.65%33.43601.05%

2-a78.5400000.21290.32%16.72170.53%

AC76.5300008.509212.71%651.209120.52%

1,2~Da112.9900000.80891.21%91.39762.88%

1,3-De110.9900000.61790.92%68.58072.16%

E75.4369100%3174.8157100%66.9721100%3174.8189100%

3.1.5塔前换热器物料衡算

表3.2塔前换热器物料平衡表

进料出料气体A出料液体B

组分分子量

kmol/hkmol/hmol%kg/hWt%kmol/hmol%kg/hWt%

28.010.05630.05630.10%1.57700.06%0000

N2

HC136.4610.394810.394818.66%378.994415.39%0000

C；70.9145.93437.963868.15%1482.025160.19%7.970270.75%450.862763.28%

2-e76.530.43690.35650.64%27.28291.11%0.08040.71%6.15300.86%

2-a78.540.21290.16150.29%12.68420.51%0.05140.46%4.03700.57%

AC76.538.50925.648610.14%432.287317.56%2.860825.40%218.937030.73%

1,2-Da112.990.80890.68521.23%77.42073.14%0.12371.10%13.97692.0%

1,3-De110.990.61790.45120.81%50.07872.03%0.16671.48%18.50202.6%

S66.972155.7063100%2462.3503100%11.2658100%712.4686100%

3.1.6冷凝蒸出塔物料衡算

表3.3冷凝蒸出塔物料衡算结果表

出料

进料

组分塔顶塔釜

kmol/hkmol/hmol%kg/hWt%kmol/hmol%kg/hWt%

0.05630.05630.01%1.5770.02%0000

N2

378.994

HC110.394810.394811.87%5.87%0000

4

138.885253.2881.34

C374.083984.66%0000

6893%

2-e0.43690.42490.5%32.51760.5%0.01200.16%0.91840.15%

2-a0.21290.09720.1%7.63410.1%0.11571.52%9.08711.44%

785.47812.1779.9873.66

AC8.50922.42362.77%6.0859465.75

1%%%

10.3514.08

12-Da0.808900000.787889.0135

%%

10.67

13-De0.617900000.60838.0%67.5152

%

X159.9287.5113100%6459.49100%7.G097100%G32.2842100%

3705

3.1.7氯精一塔物料衡算

表3.4氯精一塔物料衡算结果表

进料塔顶塔底

组分i

F(kmol/h)Zimol%Dikmol/hXo.imol%W>kmol/hXw(imol%

c<000000

2-e0.01200.16%0.01202.79%00

2-a0.11571.52%0.114526.58%0.00120.16%

AC6.085979.98%0.304370.63%5.781680.53%

12-Da0.787810.35%000.787810.97%

13-De0.60838.0%000.60848.40%

E7.6097100%0.4308100%7.179100%

3.1.8氯精二塔物料衡算

表3.5氯精二塔物料衡算表

进料塔顶塔底

组分iF(kmol/h

Djkmol/hW,kmol/h

)Zimol%XD,iinol%Xu(,mol%

2-a0.00120.16%0.00120.02%00

AC5.781680.53%5.608199.90%0.173411.08%

12-Da0.787810.97%0.00390.07%0.783950.09%

13-De0.60848.40%0.00070.01%0.607738.83%

L7.179100%5.6139100%1.565100%

3.1.9物料衡算总表（见附录1）

3.2热量衡算

由Aspenplus运算得出热量衡算结果一览表

3.2.1反应器热量衡算

Summary|BalancePhaseEquilibrium|Reactionsj

RStoicresults

Outlettemperature:500C二I

Outletpressure:0.18MPaJ

Heatduty:•51024.602Watt

Netheatduty:•51024.602Watt

Vaporfraction:1

1stliquid/Totalliquid:

图3-1反应器结果图

3.2.2塔前换热器热量衡算

SummaryBalancePhaseEquilibrium

Blockresultssummary

Outlettemperature:•10C▼

Outletpressure:0.22MPa▼

Vaporfraction:0.75117804

Heatdufy•24338351Watt▼

Netduty:-243383.51Watt▼

1$tliquid/Totalliquid:1

Pressure-dropcorrelationparameter:-260039.58

图3-2塔前换热器结果图

3.2.3冷凝蒸出塔热量衡算

Summary|BalanceSplitFraction

View:|Reboiler/Bottomstage色Basis:Mole▼|

Reboiler/Bottomstageperformance

Temperature:64.01048|C二］

Heatduty:198065.6221Watt二］

Bottomsrate:7.60976743|kmol/h(二］

Boiluprate:26.5565674kmol/hr二J

Boilupratio:3.48980013

图3-3冷凝蒸出塔结果图

3.2.4氯精一塔热量衡算

Summary|Balance

Results

Minimumrefluxratio:27.7072

Actualrefluxratio:40

Minimumnumberofstages:24.0567711

Numberofactualstages:37,5630611

►Feedstage:14.9243898

Numberofactualstagesabovefeed:13.9243898

Reboilerheatingrequired:140606.121Watt

Condensercoolingrequired:125921.767Watt

Distillatetemperature:54.5157739C

Bottomtemperature:67.8656535C

Distillate(ofeedfraction:0.05661536

HETP:

图3-4氯精一塔结果图

3.2.5氯精二塔热量衡算

SummaryBalance

Results

►Minimumrefluxratio:0.35376345

Actualrefluxratio:2

Minimumnumberofstages: