“工业反应器开发及设计”环氧丙烷10000

“工业反应器开发及设计”课程设计任务书

——年产10000吨环氧丙烷反应装置工艺设计

一、设计内容

（一）物料衡算

（二）氯醇反应器选型及工艺计算

（三）绘制反应器草图

二、设计要求

采用氯醇法生产环氧丙烷；丙烯：单耗0.792（丙烯T/环氧丙烷T），转化率99%；年生产时间为300天。

三、已知条件

1．原料规格

①氯：293K，1大气压，100%(W%)；②丙烯：75%(W%)其余为乙烷、丙烷等；

③Ca（OH）2 20%(W%)

2．产品规格：环氧丙烷≥99%(W%)

3．主要反应

(1)氯气溶解于水，生成盐酸和次氯酸。 C12十H2O—HCL十HClO

(2)次氯酸和丙烯反应生成氯丙醇（称为氯醇化反应）。

HClO十C3H6—C3H60HCl 设(-ΥA)=0.85C A2 [m3/kmol.h] ( C3H60HCl—A)

与氯醇化反应同时发生的还有二个副反应：

C3H6十Cl2—C3H6Cl2 ； C3H6OHCl十C3H6十Cl2—(C3H6Cl)2O十HCl 当控制液相出料氯丙醇浓度为4-4.5%（重量%）时，丙烯的选择性为94%。

(3)氯丙醇和氢氧化钙皂化生成环氧丙烷（称为皂化反应）。

2C3H6OHCl十Ca(OH)2—CaCl2十2H20十2C3H6O

四、工艺过程

水与氯气在一鼓泡式的溶氯器中反应生成次氯酸和盐酸后，从溶氯器顶部出口进入氯醇反应器。气相丙烯与液相中的次氯酸在反应器中反应生成氯丙醇。自氯醇反应器出来的气液相混合物经分层器实现气液分离。气相为丙烯与丙烷的混合物循环返回系统，随原料丙烯一起进入反应器。液相为氯丙醇、盐酸和少量次氯酸的混合物，去皂化工段进行皂化反应（氯丙醇可视作100%转化为环氧丙烷）。环氧丙烷水溶液经精馏脱水，得到纯度99％以上的环氧丙烷产品。

五、主要参考文献

《化工工艺设计手册》上海医药工业设计院

《丙烯及其衍生物》

《反应工程》