山东理工大学“三井杯”设计方案
三次换热，在反应流出物冷却器中与反应流出物进行第四次换热后，温度达到280 ℃后进入反应器。另一部分液体丙烯经流出物急冷器与氟利昂换热后进入预分馏塔，作为控制塔顶温度的冷源。来自液氯装置的汽化氯，经氯气雾沫分离器除去雾沫，进入反应器与丙烯进行高温氯化反应，反应温度470℃，反应压力在0.1MPa以下。
反应流出物与丙烯进行第一次换热，经流出物二次冷却器与热媒进行第二次换热，在气体分离器中分离炭粉后，进入丙烯蒸发器与丙烯进行第三次换热后部高沸物凝结成液体，在液体分离器中进行分离，液体送往粗氯丙烯干燥器中除去水分以后，少量送往文丘里洗涤器作为工作介质，其余送到丙烯汽提塔；分离液体后的气体经塔顶换热器与丙烯、氯化氢气体进行第四次换热，在流出物急冷器内与氟利昂进行第五次换热后进行预分馏。塔顶的丙烯、硫化氢气体经换热后进入盐酸岗位；塔釜液体进入到丙烯汽提塔。预分离塔塔顶分别控制在-44℃以下和8-l5℃，分别调整塔顶喷淋丙烯量和预分馏塔底再沸器的蒸汽量来实现。丙烯汽提塔塔顶将溶解在粗氯丙烯中的丙烯回收，塔釜中的粗氯丙烯由塔底冷却器用循环水冷却后，送往粗氯丙烯储罐，作为精馏塔原料。 (3)冷冻工序
氟利昂液体经氟利昂干燥器脱水后，一部分由过冷器被循环水冷却至42℃。控制进入丙烯冷却器，另一部分经氟利昂节流膨胀冷却至4℃ ，控制进入废气冷却器，流出物急冷器。 (4)盐酸工序
丙烯、氯化氢气体进入盐酸吸收塔，用来自稀盐酸贮槽的稀盐酸(20．5％)，经过两段等温吸收，除去大部分的氯化氢；为了加强吸收效果，从塔顶通入适量的冷凝水。盐酸吸收塔塔釜盐酸(28．5％)进入粗盐酸受槽，一部分经冷凝器用循环水冷却后进人稀盐酸受槽，用冷凝水进行稀释后送往盐酸吸收塔作为吸收液，另一部分送往曝气塔，通入装置风以除去一氯化物，塔顶废气送入废气洗涤塔，塔釜盐酸进入到盐酸贮罐。盐酸吸收塔塔顶的丙烯控制压力后进入到丙烯洗涤塔，进行上段(水洗)、中段(碱洗)、下段(碱洗)循环洗涤。
副产盐酸一部分送往环氧系统、废水预处理系统，另一部分送往界区外。 (5)精馏工序
粗氯丙烯缓冲罐中的粗氯丙烯进入D—D(1，2-二氯丙烷，1，3-二氯丙烯)切割塔的23塔板，由控制通人塔底再沸器的蒸汽量来控制塔顶、塔釜温度(分别为47、115℃)，塔底粗D—D经塔底冷却器用循环水冷却后送人D—D焦油缓冲罐中，塔顶物料经冷凝器用循环水冷凝后进入塔顶受槽中，输送一部分进行回流。回流液进入干燥器除去水分后送至切割塔塔顶，另一部分进入MC(甲基纤维素)切割塔。粗D—D送往三废罐区，精氯丙烯送往环氧单元；低沸物废油送往废油贮罐中。 (6)二氯丙醇合成反应工序
来自氯丙烯单元的氯丙烯分3路由调节阀进行流量调节后，供给二氯丙醇循环泵吸入口，通过泵溶解在循环溶液中。来自烧碱装置的氯气进入氯气缓冲槽，压力调节至约0．16 MPa分3路供给喷射器，与循环溶液快速混和。混和溶液中的氯丙烯和氯气通过3段活塞流反应器进行次氯酸化反应。通过反应的二氯丙醇水溶液，送入二氯丙醇缓冲槽中。
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(7)环化工序
进入二氯丙醇缓冲罐的二氯丙醇与盐酸的水溶液通过流量调节，经过螺旋板换热器与环化废水进行第一次换热，在经过环化塔塔顶换热器进行第二次换热，二氯丙醇水溶液被预热到8O℃ ，进入到预混合器中。在石灰乳贮罐中，配制成浓度为20％ 的石灰乳溶液，石灰乳溶液控制碱倍率约为1．2，与预热到8O℃的二氯丙醇水溶液混和后送入预混合器中，在预混和器中完成石灰乳溶液与二氯丙醇溶液混和。混和液连续向环化塔供料，并在环化塔内完成二氯丙醇与石灰乳生成环氧氯丙烷的反应。生成的环氧氯丙烷从环化塔塔顶蒸出，经过塔顶换热器用二氯丙醇溶液冷却至4O℃以下，冷凝液进入环化塔塔顶受槽中。在环化塔塔顶受槽中冷凝液分为水层和油层，上部的水层返回环化塔塔顶。下部的油层是约含80％ 的粗环氧氯丙烷送入环氧氯丙烷贮罐中
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。
(8)精馏系统
粗环氧氯丙烷通过调节流量后送入预分馏塔分离出低沸物，预分馏塔底得到的粗环氧氯丙烷经过循环水冷却至75℃后入精馏塔。预分馏塔塔顶分离出的低沸物进入ECH(环氧氯丙烷)回收塔，回收其中的环氧氯丙烷。预分馏塔塔底分离出的高沸物进入精馏塔，分离出其中的高沸物。在精馏塔内，从塔底分离出高沸物进入二氯丙醇回收塔，塔顶得到的精制环氧氯丙烷进入塔顶
受槽中。精馏塔塔底的高沸物进入二氯丙醇回收塔。二氯丙醇回收塔塔顶回收的环氧氯丙烷进 入塔顶受槽中。
3工艺流程图
环氧氯丙烷生产过程主要包括丙烯高温化、二氯丙醇的次氯酸化、皂化和产品精制等四个步骤。其工艺流程如图所示[]．
纯度在98.1%以上的液态丙烯经蒸发器（ 1）、过热器（2）蒸发、过热至350—380℃，并与氯气按4:1的摩尔比配料，送入混合器。经迅速混合后进入氯化反应（4），在470
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℃左右和常压条件下进行反应．反应产物所带热量主要用于丙烯预热，自身被急冷，经急冷后的产物送预分馏塔（7）。未反应的丙烯自预分离塔顶去水洗塔（5）和碱洗塔（6），除去其中的盐酸后循环使用。塔底为含 80%左右的粗氯丙烯送 D-D馏分塔（8）分馏D-D馏分 （顺-1,3-二氯丙烯、反-1,3-二氯丙烯、1, 2-二氯丙烷混合物）和低沸物，纯度可达98% 左右，收率在80%以上。 氯丙烯的次氯酸化反应一般在活塞流反应器（10）中进行，反应温度为40℃，控制反应液中二氯丙烯浓度为4.2%。首先用泵将氯丙烯强制溶解在循环水溶液中，再采用喷射器将氯气送到水与氯丙烯的循环水溶液中，并使氯气快速混合，送反应器（10）反应．反应产物送入二氯丙醇贮槽（11），供环化使用。
贮槽的二氯丙醇水塔液经二氯丙醇预热器预热至 70℃左右，送入混合器与20-25 % Ca(OH)2充分混合，并进行皂化反应。混合反应溶液连续加入皂化反应器（12），完成全部环化反应．反应生成的环氧氯丙烷从皂化反应器顶部蒸出，经二氯丙醇预热器和环化物冷凝器冷凝到50℃，进入分相器（14）分出水层和油层．上部水层返回到皂化反应器顶部，下部油层是含量大于82%的粗环氧氯丙烷，送入环化物贮槽。
粗环氧氯丙烷中除目的产物外，还含有一定量的水、氯丙烯、一氯丙烷、二氯丙烷等低沸物，以及三氯丙烷、四氯丙醚、二氯丙醇等高沸物。为了得到高纯度的目的产物，必须进行精制。
由于环化产物为多组分混合物，故采用双倍连续精馏和单塔间断精馏的工艺。在精馏过程中环氧氯丙烷容易发生聚合 ，生成的高聚 物起塔釜和再沸器堵塞，影响塔的正常操作。为了稳定塔的操作，采用大回流比和减压操作，并降低操作温度，避免聚合物生成。
粗环氧氯丙烷送入预分馏塔（15），塔顶低沸物作为回流，塔釜采用再沸器加热、强制循环的工艺。从预分馏塔釜得到的环氧氯丙烷及高沸物，在环氧换热器中冷却到75℃，供给环氧氯丙烷塔（16) .环氧氯丙烷塔釜分离出高沸物，塔顶得到精制的环氧氯丙烷。
4.生产技术的改进
针对传统丙烯高温氯化法生产工艺不足，我们提出的改进方案主要是：
(1)改进装置设计。改造丙烯高温氯化反应器，采用多点进料，强化反应器的操作控制。氯丙烯最终质量浓度可由传统工艺的3.5%提高到6%以上，装置废水量可下降近40%，副产物量减少50%以上；
(2)用固体CaCO3代替CaCO3乳液中和二氯丙醇水溶液中的盐酸(1.2%)，降低成本； (3)环化反应由采用Ca(OH)2改为CaO，回收热量降低能耗； (4)环化塔由常压改为减压操作，可节省50%的蒸汽消耗；
(5)改进二氯丙醇的合成方法：采用叔丁基次氯酸盐法合成二氯丙醇，以降低物耗和能耗； (6)对生产过程中的中间产品和副产品进行综合利用，以降低总生产成本。
2）第二部分 丙烯氯化法生产精甘油装置
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甘油生产装置采用的是日本旭电化和旭硝子专利技术，具有国际先进水平，生产能力为目前国内最大。该装置采用国际上成熟的丙烯氯化法工艺，产品质量可达99.9%，超过国家特级甘油标准。1吨甘油耗环氧氯丙烷小于1.16吨，大大低于目前国内生产合成甘油的原料耗量。它的引进和建成投产， 结束了以往国内皂化甘油长期独占甘油市场的历史，产生了较好的经济效益；
1、反应机理
环氧氯丙烷(ECH)在碱性溶液中生成甘油，其反应分为三个阶段进行： 第一阶段ECH开环反应，生产一氯丙二醇（MCH） 第二阶段为MCH闭环反应生产环氧丙醇，又叫缩水甘油。 第三阶段为缩水甘油开环反应生成丙三醇即甘油。
2、生产工艺技术工序
甘油装置原料为环氧氯丙烷和纯碱,经环氧氯丙烷在Na2CO3水溶液中水解而制得甘油水溶液，再经过蒸发、蒸铸、精制得到产品。整个装置由六个工序组成。 (一)Na2C03配制工序
本工序将Na2CO3加水制成15 (wt)的Na2CO3溶液。配制工作全部自动进行，浓度由比例仪表自动控制。 (二)反应单元
将环氧氯丙烷和Na2CO3水溶液按一定比例投入反应器，即可水解成甘油反应器设计为三段：槽式反应器、塔式反应器和管式反应器。环氧氯丙烷转化率可达到99.9％以上。 (三)蒸发工序
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