200km3a环氧氯丙烷皂化废浆综合利用新工艺初步设计.docx

目 录
前言 4
第一章设计背景 6
1.1环氧氯丙烷的概述 6
1.1.1环氧氯丙烷的理化性质 6
1.1.2环氧氯丙烷的应用 6
1.2轻质碳酸钙的概述 8
1.2.1轻质碳酸钙的理化性质 8
1.2.2轻质碳酸钙的应用 8
1.2.2轻质碳酸钙的市场前景 10
1.2.3中国轻质碳酸钙行业的现状 11
1.3轻质碳酸钙制备的关键技术 11
1.3.1浸取反应 11
1.3.2碳化反应 12
1.3.3产品干燥 12
1.4. 课题研究的意义 12
第二章 实验研究 12
2.1概述 12
2.2主要药品及设备 12
2.2.1主要药品 13
2.1.2主要设实验装置 13
2.3实验前准备 13
2.4实验过程 13
2.4.1浸取反应 13
2.4.2碳化反应 14
2.4.3过滤 14
2.4.4干燥和产品处理 14
2.4.5实验过程展示 14
第三章 生产工艺初步设计 17
3.1环氧氯丙烷皂化废浆综合利用工艺流程 17
3.2碳化反应釜剖面结构图 19
3.3反应设备平面平置图 20
第四章 工艺计算 22
4.1技术指标 22
4.2物料衡算 22
4.2.1 浸取与碳化反应过程的物料衡算 22
第五章 设计总结 25
参考文献 27

23

前言
环氧氯丙烷皂化废浆通入消化浸取反应釜中，往釜中通入一定量的氯化铵溶液，开启搅拌器开始反应，反应过程中记录温度和pH值，反应一定时间后，进行过滤，留下滤液，送入碳化反应釜，将滤渣和不溶性中性杂质保留，再次利用，滤液通入完全后，开启搅拌器，通入二氧化碳和计算好的氨水，反应完全，之后再次进行过滤，得到沉淀碳酸钙，将滤液氯化铵溶液保留，再次进行消化浸取或者保留进行其他方式的利用，将成品干燥，再进行磨粉处理，得到成品轻质碳酸钙。
环氧氯丙烷（Epichlorohydrin）是一种有机化合物，化学式为C₃H₅ClO，为无色液体，有类似氯仿的气味的有机化合物，是一种重要的有机合成原料与中间体。可用于生产环氧树脂及用作环氧树脂的稀释剂。也用于制造甘油、硝化甘油炸药、玻璃钢、甲基丙烯酸甘油酯、氯醇橡胶、缩水甘油衍生物、表面活性剂、电绝缘制品等。还是制造多种胶黏剂、医药、农药、增塑剂及离子交换树脂等产品的常用原料。以及作胶黏剂、涂料、油漆、橡胶、树脂、纤维素酯及纤维素醚等的溶剂。有毒，属于中等毒性，动物实验证明有潜在致癌作用，应避免长期接触。

第一章设计背景
1.1环氧氯丙烷的概述
1.1.1环氧氯丙烷的理化性质
环氧氯丙烷也就是表氯醇，属于一种易挥发、稳定性不强的液体，液体颜色不显著，一般是无色的，无色液体，纯的环氧氯丙烷是跟水一样的颜色。能够微溶于水，同时也能够与有机溶剂相互混溶。氧氯丙烷属于一种基本化工原料，也属于精细化工产品，其用途十分广泛。环氧氯丙烷分子中含有两个活泼的原子，可与多种物质反应，生成种类繁多的衍生物。此外环氧氯丙烷本身能发生均聚或与其它物质发生共聚，制备多种特殊用途的高分子化合物。
1.1.2环氧氯丙烷的应用
环氧氯丙烷是一种用途较为广泛的基本有机化工原料，是合成甘油的中间体，也是合成环氧树脂、氯醇橡胶等产品的主要原料。它可用于制造玻璃钢、胶粘剂、阳离子交换树脂、电绝缘制品，也可用于溶剂、增塑剂、稳定剂、表面活性剂和医药等行业，还可用于制造各种具有特殊功能的合成树脂。
（1）医药的合成
4-羟基吲哚、环氧氯丙烷在氢氧化钠的乙醇溶液中反应生成中间体1-（1H-吲哚-4-氧基）-3-氯-2-丙醇，然后中间体与异丙胺反应,合成出了目标产物吲哚洛尔{1-（1H-吲哚-4-氧基）-3-[（1-甲基乙基）氨基]-2-丙醇}。吲哚洛尔为发现的具有增强抗抑郁作用的β－受体阻滞剂，还可以作为5-HT1A受体部分激动剂和拮抗剂，此外吲哚洛尔系列药物还可用于治疗许多原因所致的心律失常，对血管迷走神经性昏厥有显著疗效。
（2）生产甘油
以环氧氯丙烷为原料四步合成，技术成熟，单耗低，产品纯度≧99%，加压法生产能力比常压法提高7.5倍，收率达98%，但流程长，消耗氯与碱较高，生产中有氯化钙、有机氯化物腐蚀严重，污水量大。法国改为直接水解（不经环氧氯丙烷），不用石灰乳，无需氯化钙后处理。
（3）制备环氧树脂
双酚A型环氧树脂具有良好的绝缘性能、黏合能力、耐高温性能，出众的力学性能等，可用于户内外涂装、电子产品及化学设备的铸造等。通用的合成方法主要是双酚A、环氧氯丙烷在氢氧化钠水溶液中进行开环、闭环反应得到环氧树脂。双酚A型环氧树脂的合成主要包括一步法和两步法工艺。一步法合成反应是在氢氧化钠、或氢氧化钾溶液中进行，但是环氧氯丙烷在强碱性水溶液中往往会发生水解，导致产品的环氧值低，氯含量高。两步法合成反应过程漫长，原料消耗和纯化过程较为麻烦。行业内也有科研人员研究出使用固碱法和溶剂法等。
（4）表面活性剂
以二甲胺、叔胺和环氧氯丙烷为原料，多乙烯多胺为交联剂，可以合成一种环氧氯丙烷胺清水剂，此清水剂具有优良的除油和除悬浮物性能 [13]  。
在四丁基溴化铵催化下,以酚胺醛树脂聚醚型破乳剂DLA-6和环氧氯丙烷经过开环聚合反应合成破乳剂DLA-6-1，用于三元复合驱采出液破乳剂 [14]  。
（5）EP稀释剂
环氧树脂粘度高，实际操作（特别是浇铸工艺和浸渍工艺）十分不便，而且，已固化的树脂呈脆性，从而 限制了它的应用。消除上述缺陷的简便的方法是使用稀释剂。常用的稀释剂有丙 酮、苯、甲苯、邻苯二甲酸酯类等。这些稀释剂不参与树脂固化过程中的化学反应，所以，在树脂固化时，会有部分逸出，而造成制品有气泡、体积收缩和内应力等缺陷，影响环氧树脂制品的质量。用槚如酚和环氧氯丙烷等为原料，合成一种新型活性稀释剂——槚如酚基缩水甘油醚，这种活性稀释剂分子中的长键取代基，除参与树脂的固化反应之外，还能起良好的增柔作用，因此与常用的活性稀释剂如环氧丙烷苯基醚（简称690）相比，柔性更为突出，可有效地降低环氧树脂的粘度，提高环氧树脂制品的柔性，并赋予优良的机械性能和绝缘性能。
（6）制备氯醚橡胶
以环氧氯丙烷为原料生产的氯醇橡胶是橡胶的新品种，氯醚橡胶是侧基含氯、主链含醚键的橡胶，是由环氧氯丙烷、环氧乙烷和烯丙基缩水甘油醚3种单体均聚或共聚形成的弹性体，所以它又可以分为ECH均聚物、ECH/EO二元共聚物和 ECH /EO/AGE 三元共聚物。氯醚橡胶的结构决定了它具有很多特殊性能。共聚型氯醚橡胶在一般油和普通溶剂中不易膨胀，具有良好的耐热、耐油、耐候和气密性，在低温无增塑剂存在下具有较大的挠性，具有优于丁腈、氯丁和丁基橡胶的某些特有的功能。它以独特的半导电特性应用在复印机和激光印刷机等设备的导电胶辊和显影胶辊而备受关注。
（7）纸张增强剂
PAE树脂是当今使用最多的增湿强剂，是已二酸、二乙烯三胺和环氧氯丙烷的合成产品。PAE树脂作用原理也是形成网络耐水结构。Fischer等人研究指出，PAE树脂增湿强度的机理不是由树脂和纤维素架桥而产生的，而是由PAE树脂之间自身架桥形成耐水结构产生的。
1.2轻质碳酸钙的概述
1.2.1轻质碳酸钙的理化性质
轻质碳酸钙(Light Calcium Carbonate)又称沉淀碳 酸钙(Precipitated Calcium Carbonate，简称 PCC)O 它的 化学式为CaCO3，它与所有的强酸发生反应，生成水和 相应的钙盐(如氯化钙CaCL),同时放出二氧化碳。在常 温(25Y)下，轻质碳酸钙在水中的浓度积为8. 7 x 1029、溶解度为0.0014；轻质碳酸钙水溶液的pH值为 9.5~10.2；空气饱和轻质碳酸钙水溶液的pH值为8.0~ 8.6 ；轻质碳酸钙无毒、无臭、无刺激性，通常为白色，相 对密度为2.7~2.9;沉降体积2.5ml/g以上，比表面积为 5m2/g左右。
轻质碳酸钙的特点:1、颗粒形状规则，可视为单分 散粉体；2、粒度分布较窄；3、粒径小。轻质碳酸钙的 形状根据碳酸钙晶粒形状的不同，可将轻质碳酸钙分 为纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形和四角柱形 碳酸钙，这些不同晶形的碳酸钙可由控制反应条件制 得。轻质碳酸钙按其原始平均粒径(d)分为:微粒碳酸 钙(5呻)、微粉碳酸钙(1~5呻)、微细碳酸钙(0.1~1呻)、 超细碳酸钙(0.02~0.1呻)、超微细碳酸钙(0.02呻)。轻 质碳酸钙颗粒微细、表面较粗糙，比表面积大，因此吸油 值较高，为60~90ml/100g左右。在纯碱水溶液中加入消 石灰即可生成碳酸钙沉淀，并同时得到烧碱水溶液最 后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。
1.2.2轻质碳酸钙的应用
轻质碳酸钙是化学工业生产中的一种基础原料。 轻质碳酸钙广泛应用于造纸、塑胶、塑胶薄膜、化纤、橡 胶、胶粘剂、密封剂、日用化工、化妆品、建材、涂料、油 漆、油墨、油灰、封蜡、腻子、毡层包装、医药、食品(如口 香糖、巧克力）、饲料中，其作用有增加产品体积、降低 成本,改善加工性能（如调节粘度、流变性能、硫化性 能），提高尺寸稳定性，补强或半补强,提高印刷性能，提 高物理性能（如耐热性、消光性、耐磨性、阻燃性、白度、 光泽度）等。用轻质碳酸钙做填充剂制成的成品具有防 水,绝缘、美观轻便、坚固耐用、光滑净高等独特能和优 质。并能够降低生产成本，提高质量，增加效益。
（1）轻质碳酸钙在橡胶中的应用
轻质碳酸钙是橡胶工业中使用最早量最大填充剂 之一，轻质碳酸钙大量填充在橡胶之中，可以增加制品 的容积，从而节约昂贵的天然橡胶达到降低成本的目 的，轻质碳酸钙填入橡胶能获得比纯橡胶硫化物更高 的抗张强度耐磨性，撕裂强度,并在天然橡胶和合成橡 胶中有显著的补强作用,同时可以调整稠度。
（2）轻质碳酸钙在油漆行业中的用途
轻质碳酸钙在油漆行业中的用量较大，是不可缺 少的骨架，在稠和漆中用量为30%以上,酚醛磁漆用量 为4%~7%,酚醛细花纹皱纹漆用量为39%以上。
（3）轻质碳酸钙在造纸工业中的应用
轻质碳酸钙在造纸工业起重要作用能保证纸的强 度、白度、成本较低。造纸工业是国内轻质碳酸钙最具 开发潜力的市场。造纸工业是以纤维为原料的化学加 工工业，填料是仅次于纤维的重要原料。用轻质碳酸钙 作造纸填料，可提高纸制品的白度和蔽光性;其具有的 高膨胀性,可使造纸厂减少纸浆的用量,大幅降低生产 成本;粒度细小、均匀,对造纸机的磨损小,并使生产的 纸制品更加均匀、平整、吸油值高，能提高彩色纸的颜 料牢固性。如果将轻质碳酸钙生产装置建在造纸厂内 或附近，轻质碳酸钙较其他矿物填料更具价格优势。
（4）轻质碳酸钙在水性涂料行业的应用
轻质碳酸钙在水性涂料行业的用途更为广泛，能 使涂料不沉降，易分散,光泽好等特性,在水性涂料用 量为 20%~60%。
（5）轻质碳酸钙在塑料行业中的应用
轻质碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用， 对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的 硬度,还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一 般塑料制品中添加轻质碳酸钙可以提高耐热性，由于 轻质碳酸钙白度在90%以上，还可以取代昂贵的白色 颜料起到一定的增白作用。塑料工业的填充剂也是轻 质碳酸钙应用较早、用量较大的领域。轻质碳酸钙应用 在塑料中，可增加塑料体积,降低产品成本，提高塑料 的尺寸稳定性、硬度和刚性，改善塑料的加工性能;还 可提高耐热性和改进塑料的散光性。
（6）轻质碳酸钙在医药及及食品行业中的应用
轻质碳酸钙在药品配方中用作中和剂、助滤剂、缓 冲剂和溶解剂以及填料和钙源补充剂。在食品加工中 作疏松剂、发酵剂和营养补充剂。
1.2.2轻质碳酸钙的市场前景
（1）市场规模
通过对过去连续五年中国市场轻质碳酸钙行业消费规模及同比增速的分析，判断轻质碳酸钙行业的市场潜力与成长性，并对未来五年的消费规模增长趋势做出预测。该部分内容呈现形式为“文字叙述+数据图表（柱状折线图）”。
（2）产品结构
从多个角度，对轻质碳酸钙行业的产品进行分类，给出不同种类、不同档次、不同区域、不同应用领域的轻质碳酸钙产品的消费规模及占比，并深入调研各类细分产品的市场容量、需求特征、主要竞争厂商等，有助于客户在整体上把握轻质碳酸钙行业的产品结构及各类细分产品的市场需求
（3）市场分布
从用户的地域分布和消费能力等因素，来分析轻质碳酸钙行业的市场分布情况，并对消费规模较大的重点区域市场进行深入调研，具体包括该地区的消费规模及占比、需求特征、需求趋势。
（4）用户研究
通过对轻质碳酸钙产品的用户群体进行划分，给出不同用户群体对轻质碳酸钙产品的消费规模及占比，同时深入调研各类用户群体购买轻质碳酸钙产品的购买力、价格敏感度、品牌偏好、采购渠道、采购频率等，分析各类用户群体对轻质碳酸钙产品的关注因素以及未满足的需求，并对未来几年各类用户群体对轻质碳酸钙产品的消费规模及增长趋势做出预测，从而有助于轻质碳酸钙厂商把握各类用户群体对轻质碳酸钙产品的需求现状和需求趋势。
1.2.3中国轻质碳酸钙行业的现状
我国轻质碳酸钙生产工艺已发展成熟，各生产企 业在工艺指标控制等方面各有其特点，今后我国轻质 碳酸钙行业将朝着超细化，高纯化的方向发展，产品的 规格品种将呈多元化，专用化。
轻质碳酸钙是一种用途极为广泛的无机填料，目 前全国轻质碳酸钙的生产量已经达到400万吨/年,其 中活性碳酸钙约50万吨，超细纳米碳酸钙约20万吨。 随着国民经济的快速发展，其需求量仍处上升趋势，尤 其是近几年建筑业按国家要求将门窗塑钢化,供排水管道的以塑代钢，同时造纸行业碱性施胶技术的推广 及普及和外贸岀口量的增加等，更扩大了轻质碳酸钙 的应用市场。从全国市场看,轻质碳酸钙仍处于供不应 求的状态，尤其是一些特殊优质材料所需要的专用型 活性碳酸钙、纳米碳酸钙的需求量更是日益增长。分析 表明，作为中国经济最发达地区,以上海为中心的江浙 沿海区域工业发达，特别是橡胶、塑料、油墨、造纸加工 制造业水平较高，对轻质碳酸钙的需求较大且质量要 求高。上海及周边市场主要需求超细碳酸钙、超微细碳 酸钙、造纸专用轻质碳酸钙等高附加值轻质碳酸钙;浙 江杭州、宁波，江苏苏州、镇江等地造纸工业发达;广东 沿海,如深圳、东莞、塑料加工、玩具生产业发达，对轻 质碳酸钙需求较大，主要是普通碳酸钙和活性碳酸钙, 对橡胶用超细碳酸钙、油黑用超细碳酸钙也有一定量 的需求。
我国碳酸钙的需求量以15%~20%的速度递增，特 别是造纸工业，由于中性施胶的工艺实施，造纸用碳酸 钙需求量大增，业内人士称我国碳酸钙行业是“朝阳” 行业。目前我国轻质碳酸钙就其总产量仅次于美国，居 世界第二位,如果朝着增大规模,改进工艺，产品多样 化的方向发展，其前景相当广阔。
1.3轻质碳酸钙制备的关键技术
1.3.1浸取反应
环氧氯丙烷皂化废浆中的氢氧化钙与氯化铵反应称为浸取反应，反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+NH₃·H₂0。在浸取反应釜中反应完全之后，过滤，滤去溶液中的其他杂质，保留滤液和滤渣。由环氧氯丙烷皂化反应留下来的皂化废浆，由加料器缓慢注入浸取反应釜，再启动搅拌装置，之后慢慢加入一定量的氯化铵溶液，反应过程中每一段时间观察并记录温度和pH值，待反应完全时，进行过滤，过滤完成后，滤渣送往再利用反应工段，滤液进入下一碳化反应器。
1.3.2碳化反应
浸取反应过滤后的滤液进入碳化反应釜之后就开始碳化反应，将二氧化碳储罐中的二氧化碳由碳化反应釜的釜底进入碳化反应釜进行反应，控制二氧化碳流量，然后加入适量AD755改性剂，反应过程中观察pH值的变化，当pH值在7左右时，则反应达到完全，过滤之后得到产品轻质碳酸钙。加入AD755改性剂是为了降低碳酸钙颗粒的溶解度，发挥分散稳定作用，让沉淀更好的生成，而且又生成了氯化铵，可以重复利用，降低了原料的浪费。
主要反应方程式为：
CaCl2+ NH₃·H₂0+CO2=CaCO3 + 2NH4Cl
1.3.3产品干燥
将成品送入干燥装置，干燥完成后送入成品包装车间。
1.4. 课题研究的意义
本课题是对环氧氯丙烷皂化反应留下来的皂化废浆的综合利用的研究，生产环氧氯丙烷的丙烯高温氯化法生产环氧氯丙烷虽然工艺成熟、操作稳定、灵活度高，但是存在“皂化废浆”排放量巨大的缺点。为了能充分利用皂化废浆，使它变废为宝，减少环境污染，所以对皂化废浆中主要物质进行研究，将杂质变为能够再次利用的产品。

第二章 实验研究
2.1概述
目前，环氧氯丙烷皂化反应的废浆利用的主要方式，是用氯化铵浸取反应、过滤，再用二氧化碳进行碳化反应,并加入AD755改性剂，再进行过滤，最后经过脱水，干燥等工序制取高纯度轻质的碳酸钙。
2.2主要药品及设备
2.2.1主要药品
环氧氯丙烷皂化废浆，氯化铵溶液，二氧化碳气体，AD755改性剂，氨水
2.1.2主要设实验装置
烧杯，玻璃棒，电动搅拌器，真空抽滤装置，恒温干燥箱等
2.3 实验原理
环氧氯丙烷皂化废浆的浸取反应：

碳化反应：

2.3实验前准备
（1）清理实验装置：用自来水清洗烧杯，抽滤瓶，平底漏斗，电动搅拌器的搅拌器。
（2）检查实验装置：检查烧杯，抽滤瓶平底漏斗，是否有破裂，电动搅拌器能否正常运行，搅拌器是否固定好，真空泵是否能正常使用，二氧化碳输出装置是否堵塞。
2.4实验过程
2.4.1浸取反应
在烧杯中加入3000mL的环氧氯丙烷皂化废浆，分为三份，逐一放在电动搅拌器中搅拌30分钟，分别加入30mL，35mL，40mL的氯化铵溶液，每五分钟记录一次温度和pH值。
反应30分钟后，用抽滤瓶和真空抽滤装置过滤，留下滤液备用，留下滤渣二次利用。
2.4.2碳化反应
将留下的滤液放到一个干净的烧杯中，再放入电动搅拌装置搅拌，并通入二氧化碳气体和氨水，直到反应完全，反应后加几滴AD755改性剂，让碳酸钙更好的生成。
当pH值在7左右时停止二氧化碳的通入，结束反应。
2.4.3过滤
碳化反应结束后，用抽滤装置进行过滤，尽量把水分过滤干净，之后停止真空抽滤装置，将成品放入干净的烧杯中。
2.4.4干燥和产品处理
将过滤得到的轻质碳酸钙放入干燥箱内干燥，几个小时后就可以得到成品轻质碳酸钙。
干燥完成后，将成品打包，并贴上标签。
2.4.5实验过程展示
环氧氯丙烷皂化废浆经过浸取反应，和碳化反应之后得到的轻质碳酸钙无论是物理性质和化学性质都接近高质量的产品轻质碳酸钙，这次环氧氯丙烷皂化废浆的综合利用实验无疑是成功的。

图2-1 碳化反应

图2-2 逐渐生成碳酸钙 溶液变浑浊

图2-3抽滤

图2-4成品轻质碳酸钙

第三章 生产工艺初步设计
3.1环氧氯丙烷皂化废浆综合利用工艺流程
在本实验中，通入二氧化碳气体进行反应，要加入计算好的氨水，让氯化钙与氨水的碳化反应，反应完全，并且在碳化反应过程中加入AD755改性剂，可以让碳酸钙更好的生成，降低碳酸钙的溶解度。

图3-1 环氧氯丙烷皂化废浆生产轻质CaCO3技术路线
具体工艺流程为：将环氧氯丙烷皂化废浆通入消化浸取反应釜中，往釜中通入一定量的氯化铵溶液，开启搅拌器开始反应，反应过程中记录温度和pH值，反应一定时间后，进行过滤，留下滤液，送入碳化反应釜，将滤渣和不溶性中性杂质保留，再次利用，滤液通入完全后，开启搅拌器，通入二氧化碳和计算好的氨水，反应完全，之后再次进行过滤，得到沉淀碳酸钙，将滤液氯化铵溶液保留，再次进行消化浸取或者保留进行其他方式的利用，将成品干燥，再进行磨粉处理，得到成品轻质碳酸钙。

3.2碳化反应釜剖面结构图
图3-2 碳化反应釜剖面结构图

3.3反应设备平面平置图
图3-4环氧氯丙烷皂化废浆综合利用流程工艺一楼平面布置图

图3-5环氧氯丙烷皂化废浆综合利用流程工艺二楼平面布置图

第四章 工艺计算
4.1技术指标
主要技术指标

Ca(OH)2/%
CaCl2/%
Mg(OH)2/%
Fe2O3/%
Al2O3/%
SiO2/%
CaCO3/%
H2O％
环氧氯丙烷皀化废浆
0.50
4.90
0.60
0.30
0.30
0.30
3.00
89.0

4.2物料衡算
每年的环氧氯丙烷皂化废浆含量：200km3/a
年工作量：300天
氧化钙的相对分子质量：111
氯化铵的相对分子质量：53.5
碳酸钙的相对分子质量：100
氨水的相对分子质量：35
二氧化碳的相对分子质量：44
氢氧化钙的相对分子质量：74
氢氧化钙的密度：2.24t/m3
氯化钙的密度：2.15t/m3
三氧化二铁的密度：5.24t/m3
三氧化二铝的密度：3.9t/m3
二氧化硅的密度：2.648t/m3
4.2.1 浸取与碳化反应过程的物料衡算
由每年300km3的环氧氯丙烷皂化废浆换算可知：
300km3=3×1011m3
由各物质的技术指标可知每年各物质的体积为：
三氧化二铁的体积为：2×1011×0.3×10−2=0.6×109m3
三氧化二铝的体积为：2×1011×0.3×10−2=0.6×109m3
二氧化硅的体积为：2×1011×0.3×10−2=0.6×109m3
氢氧化钙的体积为：2×1011×0.5×10−2=1.0×109m3
氯化钙的体积为：2×1011×4.9×10−2=0.98×1010m3
由各物质密度可知皂化废浆中各物质的年质量为：
三氧化二铁的质量为：0.6×109×5.24=3.144×109t
三氧化二铝的质量为：3.9×0.6×109=2.34×109t
二氧化硅的质量为：2.648×0.6×109=1.6104×109t
氢氧化钙的质量为：2.24×1.0×109=2.24×109t
氯化钙的质量为：2.15×1.0×1010=2.15×1010t
则一年可生产中性无害残渣（干基）的总量为：
（3.144+2.34+1.6104）×109=0.70854×1010t
由氢氧化钙与氯化钙的关系：
Ca(OH)2 ~ CaCl2
74 111
2.24 x 1010 X1
计算出X为:
2.24×1010×11174=3.36 × 1010t
所以总的氯化钙质量为：
2.15+0.36×1010=2.51×1010t
再由氯化钙与碳酸钙的关系：
CaCl2 （总）~ CaCO3
111 100
2.51 × 1010 X2
算出碳酸钙的质量为：
2.51×1010×100111≈2.226×1010t
所以一年300km3的环氧氯丙烷皂化废浆可生产轻质碳酸钙约为3.36×1010t

由氢氧化钙与氨水，氯化铵的关系：
Ca(OH)2 ~ NH3·H2O ~ NH4Cl
74 35 53.5
2.23×109 Y1 C1
算出Y1的质量为：
2.23×109×3574≈1.05×109t
算出C1的质量为
223×109×53.574≈1.61×109t
再由总的氯化钙与氨水，二氧化碳，氯化铵的关系：
CaCl2 （总）~ NH3·H2O ~ CO2 ~ NH4Cl
111 35 44 53.5
2.51 × 1010 Y2 Z C2
计算出Y2的质量为：
2.51×1010×35111≈0.79×1010t
Z的质量为：
2.51×1010×44111≈0.99×1010t
C2的质量为:
2.51×1010×53.5111≈1.2×1010t
所以生产所需的氯水为Y2-Y1:
7.9−0.99×109=0.691×1010t
所生产的氯化铵为C2-C1:
12−1.61×109=1.039×1010t

表4-1 200kt/a轻质碳酸钙一年所需物料的量
物料
二氧化碳
氨水

用量（t）
32.38×105
1×104

所以一年200km3环氧氯丙烷皂化废浆生产轻质碳酸钙需要二氧化碳约为9.9×109t，需要的氨水为6.91×109t，一年能生产氯化铵1.039×1010t。

第五章 设计总结
本设计建立了一套环氧氯丙烷皂化废水设计体系,利用该试设计对碳酸钙的结晶过程及其影响因素进行了研究。在此次设计包覆改性过程中，研究了包覆改性阶段的重要工艺参数和其碳化阶段溶液中各离子的影响因素
（1）通过本次环氧氯丙烷皂化废浆的综合利用的设计，我们深刻的了解了，皂化废浆的难处理和对环境的危害之大，也让我们深刻的了解浸取反应，和碳化反应的反应机理，也更深刻的理解了这两种反应，此设计的综合性和可应用性也进一步的巩固了我们的所学化学知识和化工专业技能，知道了皂化废浆综合利用设计的重要性和原理和方法。
（2）在设计过程中运用掌握的方法、原理，进行资料查阅、流程合成等。通过一个实际的化工项目、加强了对化工的步骤计算、工程绘图、使用正确的操作等基本技能。从一个工艺师的角度，了解获得设计输入的途径，如何着手进行工程项目的培养，完成设计文件的输出。
（3）通过本次设计，让我收获不少，培养了独立工作、独立思考的能力、培养与他人共处、善于协调的时间的作风具有强烈的团队意识。
（4）工程设计是以工程项目为工作对象，设计内容与工程项目有关：工艺流程、工艺设备、工艺总图、物料衡算等等，都是需要关注的方面。
（5）通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，但是通过这次毕业设计，我才明白学习是一个不断积累的过程，在今后的生活、工作挡中都应该不断的去、去探索，努力提高自己的综合素质。
同时也让我明白了实践才是检验真理的唯一标准，更让我觉得只有自己亲自动手才能真正体会到其中的乐趣，一般我们都是在书上获得知识理论，但是自己动起手来觉得特别实在。

参考文献
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