论文总字数：22037字

摘 要

三、四氯乙烯是重要的精细化工产品和有机化工原料，其应用范围非常广泛。目前三、四氯乙烯的主要工业生产方法为乙炔法，但是存在能耗大、高污染等问题。二氯乙烷氧氯化生产三、四氯乙烯的工艺具有工艺流程短，单耗低，可充分应用氯碱工业副产的氯化氢等一些优点。

本文采用Aspen Plus模拟软件对二氯乙烷氧氯化的生产过程进行了全流程模拟，建立各个单元的工艺条件并进行优化；主要以物料衡算和热量衡算为依据及基于Aspen Plus软件进行工艺计算和设备的工艺设计或选型；对设备的管道进行了简单的设计计算；并绘制了物料流程图（PFD）、管道及仪表流程图（PID）、车间设备平立面图。

关键词：氧氯化，三、四氯乙烯，流程模拟，工艺设计

Abstract

As an important basic chemical raw material and fine chemical products, trichloroethylene and tetrachloroethylene are widely used in many fields. The important methods to produce trichloroethylene in the world have many obvious shortcomings, such as high energy consumption and high pollution. Another method to produce trichloroethylene and tetrachloroethylene used by dichloroethane and hydrogen chloride can overcome these advantages.

The unit module to produce epichlorohydrin was chosen and the main process unit was simulated. The process condition was established and optimized by the use of Aspen Plus simulation software.

The calculations and equipment selections are completed through mass balance and heat balance. In addition, the design of some equipments are on the base of Aspen Plus simulation software.

The process flowsheet diagram, the piping and instrument diagram, the main equipment assembling drawing, workshop appliance elevation drawing and floor plan of plant are completed also.

Key word: hydrogen chloride, trichloroethylene and tetrachloroethylene,

Process simulation, Process desig

目录

摘要 II

Abstract I

目录 II

第一章 文献综述 1

1.1 课题背景 1

1.1.1 三、四氯乙烯产能分析 1

1.1.2下游开发的产品分析 1

1.2 产品概述 2

1.2.1三、四氯乙烯产品概述及用途 2

1.2.2产品质量标准 2

1.3工艺路线的研究 3

1.3.1工艺路线选择考虑的因素 3

1.3.2 主要技术方案对比 3

1.4 工艺及流程简述 7

第二章 项目总论 8

2.1项目简介 8

2.2设计依据 8

2.3设计指导思想 8

2.4 建设规模 9

2.5产品规模 9

第三章 工艺流程模拟 10

3.1物性方法的选用 10

3.3工艺涉及的化学反应 10

3.4 Aspen Plus全流程模拟 11

3.4.1流程简述 11

3.5模拟参数的确定 12

3.5.1 气液分离器V0103 12

3.5.2 塔设计 14

3.5.3氯化氢、氧气的循环利用 18

3.5.7全流程模拟计算 20

第四章 换热网络的设计 24

4.1 概述 24

4.2 设计过程 24

4.2.1流股信息分析 24

4.2.2设计换热网络 24

第五章 设备设计与选型 28

5.1塔器选型 28

5.1.1设计依据 28

5.1.2塔型选择 28

5.1.3氯乙烯预分离塔模拟计算示例: 28

5.2换热器选型 31

5.2.1概述 31

5.2.2设计依据 31

5.2.3设计标准 32

5.2.4选型原则 32

5.2.5选型计算示例 32

5.2.6换热器选型结果 36

第六章 车间设备布置设计 38

6.1设计依据 38

6.2设计原则 38

6.3设备布置 38

6.3.1 塔设备 38

6.3.2 容器 38

6.3.3 换热器 39

6.3.4 泵 39

第七章 结论 40

参考文献 41

致谢 42

附录 43

A二氯乙烷氧氯化工艺流程图（PFD） 43

B二氯乙烷氧氯化控制点工艺流程图（PID） 43

C二氯乙烷氧氯化设备平立面布置图 43

D相关标准 43

文献综述

1.1 课题背景

1.1.1 三、四氯乙烯产能分析

随着我国氯碱行业规模化的逐渐扩大， 每年氯碱工业造成的副产氯化氢多达500万吨。但氯化氢腐蚀性大、运输成本高，多被制成廉价的盐酸出售。这既增加了原厂的生产成本和环境成本，也是氯资源的巨大浪费。所以以氯化氢为氯元素来源来生产三、四氯乙烯的工艺意义重大^[1]。

目前，世界每年三氯乙烯的总生产能力已经达到65.30万吨，其中欧洲每年生产22.80万吨，北美洲每年生产14.50万吨，俄罗斯每年生产10.00万吨，而亚洲每年的产能也高达18.00万吨（其中日本11.10万吨/年）。

然而，欧洲的三氯乙烯用于金属清洁脱脂的占59.0%，化工中间体占38.0%，其他占3.0%；美国的三氯乙烯用于金属清洁脱脂的占35.0%，化工中间体占61.0%，其他占4.0%；日本的三氯乙烯用于金属清洁脱脂的占45.0%，化工中间体占55.0%，其他占10.0%^[2]。

世界四氯乙烯总生产能力已经达到61.20万吨/年，其中欧洲每年产能为21.80万吨，美洲达到26.70万吨/年，亚洲9万吨/年（其中日本6.40万吨/年）。

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