【正文】 （一硝基氯苯：鄰、間、對位三種異構(gòu)體混合）副反應(yīng)二硝化： （二硝基物）硝酸分解： 2HNO3 190。190。174。 N2O5 + H2O 氧化反應(yīng)： （硝基酚） 原料規(guī)格與主要物化數(shù)據(jù)原料：表2 原料規(guī)格表名稱級別產(chǎn)品規(guī)格包裝價格氯苯工業(yè)級%原廠包裝7000元/噸硝酸工業(yè)級98%槽車、桶裝1730元/噸硫酸工業(yè)級98%槽車、40kg桶裝面議燒堿工業(yè)級40%溶液槽車、25kg桶裝面議主要物化數(shù)據(jù)：%，%；分子式：C6H5Cl；分子量：；密度：；熔點：45℃；沸點：132℃；閃點：℃；。折射率：；毒性:LD50(mg/kg):大鼠經(jīng)口2910；性狀：無色透明液體，有像苯的氣味；溶解情況：不溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等。 濃硫酸純度98%；cm3；L1；%時，熔點：10℃；沸點：338℃。硫酸是一種高沸點難揮發(fā)的強(qiáng)酸，易溶于水，能以任意比與水混溶。濃硝酸（發(fā)煙硝酸）純度98%；無色透明的發(fā)煙液體,一般商品帶有微黃色，有刺激性；(25℃)；沸點83℃(無水）；%硝酸為恒沸混合物，℃；熔點42℃（%NHO3）；在41℃（冰點）時，呈白色雪狀晶體；不穩(wěn)定，在常溫下能分解出紅棕色的二氧化氮，光和熱能促其分解更快；溶于水，可以任何比例混合，溶解時放熱。液堿純度40%（NaOH水溶液）；分子式：NaOH；分子量：； gcm3。 原料配比的確定由反應(yīng)式知，理論硝酸比為 1，但實際生產(chǎn)中往往使用過量的硝酸，以使較貴的氯苯充分反應(yīng)，但如果硝酸過量太多，會增加副產(chǎn)物，影響產(chǎn)品質(zhì)量，同時加重了后處理的負(fù)擔(dān)，因此，根據(jù)經(jīng)驗一般選硝酸比Φ=. 循環(huán)廢酸的主要作用是一下四個方面： （1）稀釋作用 緩和硝化的轉(zhuǎn)化深度；（2）冷卻作用 帶走反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱，使反應(yīng)穩(wěn)定且易控制溫度；（3）吸收作用 由硝化副反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體NON2O5易被H2SO4 吸收；　?。?）加入廢酸，增大相比使酸相、油相兩相充分接觸，有效地抑制副產(chǎn)物產(chǎn)生；　?。?）加入廢酸，減少了物料的停留時間，降低了主硝化鍋的轉(zhuǎn)化率，減少副反應(yīng)。綜合考慮并參考文獻(xiàn)及實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可選循環(huán)廢酸與酸性氯苯體積比為 2:1。（1） 一次水洗是為了吸取分離后硝基所帶的酸，減少中和時堿的用量。二次水洗是為了將有機(jī)物中的堿洗掉，使產(chǎn)品呈中性或弱堿性。水量太少不起作用，太多了則增加損耗和能耗，故從實際考慮，一次水洗、二次水洗均選擇水量與有機(jī)物的體積比為1:1。（2） 堿洗是為了中和有機(jī)物中的酸，同時除去不溶于水的副產(chǎn)物，故結(jié)合實際，選擇1%的堿水洗滌物料，堿水與有機(jī)物的體積比為1:1。 工藝流程示意圖圖2 工藝流程示意圖 流程敘述及控制條件 氯苯由氯化苯裝置經(jīng)泵輸送沿架空管至硝化工段氯苯儲罐中，再由泵將其由室外打入本工段室內(nèi)的氯苯高位槽內(nèi)供萃取使用。硝酸、硫酸經(jīng)泵輸送沿架空管進(jìn)入硝酸大罐和硫酸大罐中。硝酸、硫酸、氯苯供硝化崗位使用。40﹪液堿由離子膜燒堿裝置經(jīng)泵輸送沿架空管至本裝置液堿罐供配堿使用。 將符合原料規(guī)格的硫酸、廢酸、硝酸按各自的用量,分別加入混酸釜內(nèi),進(jìn)行攪拌,在混酸過程中放出的熱量由混酸釜夾套換熱帶走。取樣分析合格的混酸由混酸循環(huán)泵輸送至混酸中間罐,供硝化工序使用。 1硝化鍋內(nèi)有換熱蛇管,裝有混流泵,硝化鍋上設(shè)有溫度計?；炝鞅猛Ｖ惯\(yùn)轉(zhuǎn)時,安全連鎖裝置開始運(yùn)轉(zhuǎn)，操作室內(nèi)報警器自動報警，混酸進(jìn)料切斷閥、酸性氯苯進(jìn)料切斷閥同時關(guān)閉，洗后油泵和混酸輸送泵的電源同時被切斷。 酸性氯苯（又稱洗后油）從酸性氯苯貯罐用臥式泵經(jīng)流量計連續(xù)加入1硝化鍋；廢酸從廢酸高位罐底部,經(jīng)流量計連續(xù)進(jìn)入酸混合器內(nèi)；混酸從混酸輸送罐用混酸泵經(jīng)流量計連續(xù)進(jìn)入酸混合器內(nèi),混酸與廢酸在酸混合器內(nèi)混合后,進(jìn)入1硝化鍋。酸性氯苯與混酸在1硝化鍋中反應(yīng),反應(yīng)物料由溢流管連續(xù)溢流到2硝化鍋, 然后進(jìn)入3硝化鍋，并連續(xù)反應(yīng), 硝化反應(yīng)熱由冷卻水及廢酸帶走。硝化溫度較低達(dá)不到工藝指標(biāo)時, 應(yīng)調(diào)節(jié)冷卻水量或用蒸汽保溫。表3 各硝化鍋反應(yīng)溫度控制設(shè)備溫度(℃)1硝化鍋50552硝化鍋60653硝化鍋7075注：加料應(yīng)連續(xù)均勻, 溫度控制應(yīng)準(zhǔn)確, 否則會造成副反應(yīng)增加或反應(yīng)轉(zhuǎn)化率過低。硝化器高位報警溫度為55℃。3硝化鍋的反應(yīng)物料,由溢流管流出,分別沿切線方向進(jìn)入硝化分離器中部。酸性硝基氯苯和廢酸在分離器中進(jìn)行連續(xù)分層, 上層為酸性硝基氯苯, 流入水洗鍋1。硝化分離器下層的廢酸, 進(jìn)入萃取鍋。、水洗 由硝化分離器分離后的酸性硝基氯苯溢流至水洗鍋1,同時經(jīng)流量計向水洗鍋1加水，攪拌水洗。水來源于：廢水共沸塔塔頂冷凝液；水洗鍋產(chǎn)生的水洗水；新鮮工業(yè)水作為補(bǔ)充。 水洗后的硝基氯苯與廢水由溢流管流出,沿切線方向進(jìn)入水洗分離器1中部。分離后, 上層廢水去捕集器, 下層硝基氯苯去堿洗鍋中。1%液堿同時經(jīng)流量計由堿高位槽經(jīng)流量計進(jìn)入堿洗鍋, 使酸性硝基氯苯中所含的酸得以攪拌中和。 中和后的硝基氯苯與廢水由溢流管流出,沿切線方向進(jìn)入堿洗分離器中部。分離后, 上層廢水去捕集器, 下層硝基氯苯去水洗鍋2中, 同時經(jīng)流量計向水洗鍋2加蒸汽冷凝水或新鮮工業(yè)水，使中和后的硝基氯苯在水洗鍋2中再次攪拌洗滌。 水洗鍋2內(nèi)物料沿切線方向進(jìn)入水洗分離器2中部。分離后, 上層廢水去捕集器, 下層硝基氯苯流入產(chǎn)品貯罐, 供精餾塔使用。捕集器將廢水和少量硝基氯化苯分離之后, 廢水流入廢水澄清罐澄清后，進(jìn)入廢水儲罐供廢水處理塔使用；硝基氯苯間斷回收,進(jìn)入產(chǎn)品貯罐。 濃堿自貯罐靠位差流入堿水儲罐，與同時進(jìn)入的溫水在通蒸汽鼓泡的動力下混合均勻，取樣分析，堿水濃度1%時合格可供堿洗用。 硝化分離器底部溢流出的全部廢酸進(jìn)入萃取鍋。氯苯自氯化苯裝置輸送到本裝置內(nèi)部氯苯儲罐中,用泵將氯苯輸送至萃取鍋, 用儀表控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)氯苯流量。在攪拌下,氯苯對廢酸進(jìn)行萃取。萃取后,沿切線方向進(jìn)入抽取分離器的中部。分離后,上層的酸性氯苯流入酸性氯苯儲罐,下層的廢酸由廢酸泵輸送往廢酸冷卻器后, 至廢酸高位罐, 廢酸高位罐底部流至1硝化鍋,中部流至廢氣吸收泵, 循環(huán)吸硝化鍋、硝化分離器和抽取鍋所產(chǎn)生的廢氣（氮氧化物等）, 上部溢流至廢酸大罐內(nèi)。 物料衡（kg/h為基準(zhǔn)） 氯苯用量主反應(yīng)： 63 18副反應(yīng)：2HNO3 190。190。174。 N2O5 + H2O 萃取鍋計算工業(yè)氯苯組成 純氯苯：%= kg/h 雜 質(zhì)：= kg/h氯苯轉(zhuǎn)化量：1%= kg/h反應(yīng)生成 硝基氯苯： H2O： 消耗HNO3：得到酸性氯苯：其中 氯 苯：（11%）= kg/h 硝基氯苯：（195%1%）= kg/h 雜 質(zhì)： kg/h 酸 H2SO4:%= H2O:%=廢酸1中攜帶的硝基氯苯：= kg/h 1硝化鍋硝酸比 氯苯：硝酸=1:（摩爾比）混酸中HNO3： 混酸組成： H2SO4 51% HNO3 44% H2O 5%混酸總量： 混酸 H2SO4:51%=H2O: 5%=物料轉(zhuǎn)化 氯苯轉(zhuǎn)換量：79%= 硝基氯苯生成量： 生成H2O：消耗HNO3： 混合物1 氯苯：= kg/h 硝基氯苯：+= kg/h HNO3分解量：3%= kg/h 生成 N2O5: H2O: HNO3剩余量:= H2SO4剩余量:+= kg/h 生成H2O:+++= kg/h 雜質(zhì): kg/h混合物1組成見下表表4 混合物1組成表組成氯苯硝基氯苯HNO3H2SO4H2O雜質(zhì)總計含量 kg/h 2硝化鍋物料轉(zhuǎn)換 氯苯轉(zhuǎn)換量：16%= 硝基氯苯生成量： 生成H2O： 消耗HNO3：混合物2 氯苯：= kg/h 硝基氯苯：+= kg/h HNO3剩余量：= kg/h 生成H2O：+= kg/h H2SO4剩余量： kg/h 雜質(zhì)： kg/h混合物2組成見下表表5 混合物2組成表組成氯苯硝基氯苯HNO3H2SO4H2O雜質(zhì)總計含量 kg/h 3硝化鍋物料轉(zhuǎn)換 氯苯轉(zhuǎn)換量：%= 硝基氯苯生成量： 生成H2O： 消耗HNO3：混合物3 氯苯：= kg/h 硝基氯苯：+= kg/h HNO3剩余量：= kg/h 生成H2O：+= kg/h H2SO4剩余量： kg/h 雜質(zhì)： kg/h混合物3組成見下表表6 混合物3組成表組成氯苯硝基氯苯HNO3H2SO4H2O雜質(zhì)總計含量 kg/h 硝化分離有機(jī)層 氯苯： kg/h 硝基氯苯：= kg/h 雜質(zhì)： kg/h H2SO4 設(shè)含H2SO4 x kg/h %（x+++）=x 解得 x= kg/h 總計： kg/h廢酸1 H2O： kg/h HNO3： kg/h H2SO4：= kg/h 硝基氯苯： kg/h 萃取分離廢酸2 H2O：+= HNO3：= kg/h H2SO4：= kg/h其中 H2SO4%= HNO3%=H2O%=循環(huán)的廢酸2用量循環(huán)廢酸：酸性氯苯=2:1（體積比）循環(huán)廢酸：其中 H2SO4：%= kg/h HNO3：%= kg/h H2O：%= kg/h 復(fù)算混合物1氯苯： kg/h 硝