毕业设计_年产25万吨环氧丙烷初步工艺设计.doc

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湖南科技大学

潇湘学院毕业设计（论文）

题目

年产2.5万吨环氧丙烷

初步工艺设计

作者

谢莹莹

学院

化学化工学院

专业

应用化学

学号

0756020113

指导教师

邓克勤

二〇一一年六月十日

湖南科技大学

潇湘学院毕业设计（论文）任务书

化学化工院应用化学系（教研室）

系（教研室）主任:

（签名）年月日

学生姓名:

谢莹莹学号:

0756020113专业:

应用化学

1设计（论文）题目及专题：

年产2.5万吨环氧丙烷初步工艺设计

2学生设计（论文）时间：

自2011年3月8日开始至2011年6月10日止

3设计（论文）所用资源和参考资料：

（1）化工设计；

（2）化工原理；

（3）化工设备选型；（4）化工手册；

（5）化工工艺制图；（6）轻化工设备及设计等

4设计（论文）应完成的主要内容：

（1）产品基本概况；

（2）工艺流程的选择及论证

（3）主要工艺计算（4）主要设备计算

（5）环境保护和三废处理（6）安全生产

（7）厂址选择及车间布置（8）装置的经济技术评价

（9）设计结论（10）3张CAD图纸

5提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：

（1）设计说明书规范、整洁，文字力求简练；

（2）设计3张图纸，图纸规范、整洁；

（3）严格按照湖南科技大学论文格式撰写论文；

6发题时间：

2011年3月8日

指导教师：

（签名）

学生：

（签名）

湖南科技大学

潇湘学院毕业设计（论文）指导人评语

[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]

指导人：

（签名）

年月日

指导人评定成绩：

湖南科技大学

潇湘学院毕业设计（论文）评阅人评语

[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]

评阅人：

（签名）

年月日

评阅人评定成绩：

湖南科技大学

潇湘学院毕业设计（论文）答辩记录

日期：

学生：

学号：

班级：

题目：

提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：

1设计（论文）说明书 共 页

2设计（论文）图纸 共 页

3指导人、评阅人评语 共 页

毕业设计（论文）答辩委员会评语：

[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]

答辩委员会主任：

（签名）

委员：

（签名）

（签名）

（签名）

（签名）

答辩成绩：

总评成绩：

摘要

本设计是年产2.5万吨环氧丙烷的工艺设计。

设计采用了氯醇法进行环氧丙烷的生产。

主要是利用氯气和水反应生成次氯酸，然后利用次氯酸与丙烯反应生成氯丙醇，氯丙醇再进入皂化塔与氢氧化钙反应生成产品环氧丙烷。

设计说明书共有八章。

介绍了环氧丙烷生产工艺流程的选择和论证，对整个工艺装置进行了物料和能量衡算，对非标准设备和主要管道进行了计算和选型，最后对该工艺流程的安全生产和三废处理作了相关说明。

关键词环氧丙烷；工艺设计；工艺流程；氯醇法

ABSTRACT

Chlorohydrinationmethodwasadoptedfortheprocessdesignoftheproductionofpropyleneoxide.Propyleneandchlorinereactedinthepresenceofwatertoformtheintermediate.andpropylenechlorohydrinwasdehydrochlorinatedbyacalciumhydroxidesolutiontoformpropyleneoxide.

Thisdesigncontainseightparagraphs.Thisdocumentismainlytointroducethedemonstrationandchoosingoftheprocessdesignfortheproductionofpropyleneoxide.Thecalculationofmaterialandenergybalanceofpropyleneoxidewerecarriedoutbasedonthetechnologicalequipments.Thenon-standardequipmentequipmentsandmainpipelineswerecalculatedandchoosed.Finally,theworksafetyandthreeindustrialwastesdisposalwasalsointroduced.

Keywords:

propyleneoxide；technologicalplanning；processflow；chlorohydrinationmethod

湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）

目录

第一章绪论 1

1.1环氧丙烷的实际意义 1

1.2原料的性质 1

1.2.1丙烯 1

1.2.2氯气 1

1.2.3石灰 1

1.3环氧丙烷性质及性能 2

1.3.1产品名称与结构式 2

1.3.2理化性质 2

1.3.3环氧丙烷安全与毒性 2

1.4国内外环氧丙烷工业发展史 3

1.4.1国外的环氧丙烷工业发展阶段 3

1.4.2中国环氧丙烷工业发展史 3

1.5环氧丙烷市场发展简介 4

1.6技术发展趋势 6

第二章环氧丙烷工艺的选择 7

2.1典型工艺介绍 7

2.1.1氯醇法 7

2.1.2共氧化法 7

2.1.3异丙苯氧化法 8

2.1.4过氧化氢直接氧化法（HPPO法） 8

2.1.5氧气直接氧化法 9

2.1.6电化学法 9

2.2工艺方法的选择 9

2.2.1氯醇法生产环氧丙烷机理 9

2.2.2反应速率的影响因素 10

第三章工艺流程说明 13

3.1生产过程 13

3.1.1氯醇法工序 13

3.1.2皂化工序 14

3.1.3精制工序 15

3.1.4电石渣预处理工序 16

3.1.5废水预处理工序 17

第四章物料衡算部分 18

4.1计算依据 18

4.2第1部分的物料衡算 19

4.3第2部分的物料衡算 20

4.4皂化塔的物料衡算 21

4.5成品塔的物料衡算 22

4.6回收塔的衡算 23

第五章热量衡算 25

5.1皂化第一冷凝器 25

5.2皂化第二冷凝器 26

5.3皂化第三冷凝器 27

5.4工艺水加热器 27

5.5皂化塔热量衡算 28

5.6成品塔的热量衡算 29

5.7回收塔的热量衡算 30

5.8蒸汽耗量总表 31

第六章非标准设备的计算及定型设备选型 32

6.1非标准设备的计算 32

6.2定型设备的选择 34

6.3工艺管道计算 35

第七章安全与三废治理 38

7.1原料物的特征及防护措施 38

7.2废气的排放 38

7.3废水的排放 39

第八章技术经济分析 40

8.1建厂成本 40

8.2成本计算 40

8.3前景分析 41

第九章结论 42

参考文献 43

致谢 44

-iii-

第一章绪论

1.1环氧丙烷的实际意义

环氧丙烷简称（PO）是一种重要的有机化工原料，化学性质很活泼，特别是能与带活性氢的化合物反应，具有重要的工业价值。

PO还能与水反应生成丙二醇（PG），与氨反应生成异丙醇胺，与乙烯和胺反应生成一氧基乙二胺。

在碱性催化剂作用下，环氧丙烷能与各种醇类、胺类和酸反应生成聚醚多元醇，和卤化氢反应生成卤代醇类，和二氧化碳反应生成碳酸丙二醇醋。

此外，它还能和醛、烯丙醇产生异构化反应。

环氧丙烷常用于制造丙二醇、丙醛、异丙醇胺、聚醚、石油破乳剂、消泡剂、合成甘油、有机酸等，可作为合成树脂、泡沫塑料、增塑剂及表面活性剂等化工原料；亦可作硝酸纤维素、氯乙烯、醋酸乙烯、氯丁二烯等树脂和有机物质的低沸点溶剂等。

目前，环氧丙烷的最重要的用途是生产聚醚多元醇，其次是生产丙二醇。

1.2原料的性质

1.2.1丙烯

分子式C3H6，结构式CH3-CH=CH2，分子量42，常温常压下，无色气体，带有甜味。

气体的密度1.87kg/m3，液体的密度513.9kg/m3。

熔点-185.2℃，沸点-47.7℃