【正文】 ......................... 31 堿洗鍋 ......................................................... 32 堿洗分離器 ..................................................... 32 二次水洗鍋 ..................................................... 33 二次水洗分離器 ................................................. 33 補(bǔ)集器 ......................................................... 34 貯罐 ........................................................... 35 設(shè)備一覽表 ............................................................ 37 原料消耗定額表 ........................................................ 38 第四章 三廢治理 ........................................................ 39 三廢的產(chǎn)生和數(shù)量 ...................................................... 39 三廢的治理措施 ........................................................ 39 第五章 安全技術(shù)與防火 ................................................... 40 物料的危險(xiǎn)特性 ........................................................ 40 防火、防爆、防腐蝕的要求和措施 ........................................ 41 安全防火規(guī)則 .......................................................... 41 第六章 建筑部分 ......................................................... 43 建筑特點(diǎn) ............................................................... 43 防火、防毒、防腐蝕的考慮 ............................................... 43 設(shè)備布置說明 ........................................................... 44 第七章 參考文獻(xiàn) ........................................................ 45 附錄 ................................................................... 46 附錄 1 工藝流程圖（ PFD） ................................................... 46 附錄 2 設(shè)備平面布置圖 ...................................................... 46 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 工藝流程示意圖 圖 1 工藝流程示意圖 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 2 反應(yīng)方程式 主反應(yīng) （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 ? ? ? N2O5 + H2O 氧化反應(yīng)： （硝基酚） C l? H N O 3 H 2 S O 4N O 2H 2 O?C lC l? H N O 3H 2 S O 4N O 2H 2 O?C lN O 2C l? H N O 3H 2 S O 4N O 2H 2 O?C lO H 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 已知條件 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn) 萬 噸一硝基氯苯 產(chǎn)品質(zhì)量：一硝基氯化苯純度 99%（包括鄰、間、對位異構(gòu)體混合物） 車間總收率： 95% 年生產(chǎn)時(shí)間： 330 天 建廠地點(diǎn)：甘肅蘭州 原料：工業(yè)氯苯純度 %，含有機(jī)雜質(zhì) % 濃硫酸純度 98% 濃硝酸（發(fā)煙硝酸）純度 98% 液堿純度 40%（ NaOH 水溶液） 氯苯轉(zhuǎn)化率：萃取鍋 1% 1硝化鍋 79% 2硝化鍋 16% 3硝化鍋 % 副反應(yīng)：硝酸分解量為 3%，假定只有硝酸分解，在 1硝化鍋中進(jìn)行。 假定硝化分離時(shí)，有機(jī)層所夾帶的硫酸為有機(jī)層質(zhì)量的 %，并假定此部分酸都進(jìn)入堿洗中和。 在一次水洗、堿洗、二次水洗的分離器中分別損失 %的一硝基氯苯 。 硝化反應(yīng)、水洗、堿洗、萃取及其分離操作均為連續(xù)操作?！?) 廢酸比重為 g/cm3，比熱為 kcal/(kg?℃ ) 98%硝酸比重為 g/cm3，比熱為 kcal/(kg?℃ ) 98%硫酸比重為 g/cm3，比熱為 kcal/(kg?℃ ) 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 4 40%液堿（ NaOH 水溶液）比重為 g/cm3 1硝化鍋流出的物料比熱為 kcal/(kg?℃ ) 硝化鍋夾套傳熱系數(shù)為 150200 kcal/(m2?h?℃ ) （用水冷卻） 硝化鍋的蛇管傳熱系數(shù)為 500700 kcal/(m2 有機(jī)合成原料，染料中間體，用于制間氯苯胺 (橙色基 GC)，亦用于醫(yī)藥工業(yè)。對硝基氯苯的衍生物對硝基酚鈉，主要用作 1605的中間體；用對硝基氯苯生產(chǎn)的除草劑草枯醚?，F(xiàn)在全國總生產(chǎn)能力不僅可以充分滿足國內(nèi)市場需求，還有相當(dāng)數(shù)量可供出口，硝基氯苯已出現(xiàn)供過于求的局面，可以預(yù)計(jì)今后國內(nèi)硝基氯苯的競爭將更加趨于激烈?，F(xiàn)在應(yīng)該積極采用或推廣絕熱或環(huán)形硝化工藝，減少廢酸處理量； 使用廢酸濃縮裝置，這樣，既利于環(huán)保，又增加經(jīng)濟(jì)效益；努力減 少二硝化合物的生成；致力于異構(gòu)體分離、塔器和結(jié)晶器改進(jìn)等研究工作。廠內(nèi)還應(yīng)設(shè)置備用電源及應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)。03′，東經(jīng) 103176。年溫差、日溫差均較大，夏季稍熱，最高溫約 30℃ 左右，冬季寒冷但并不奇冷，最低溫約 10℃ 左右。維持溫度 5055℃ 下，慢慢加入氯苯，加畢升溫至 80℃ ， 攪拌反應(yīng)。將此物精餾分出的粗鄰硝基氯 苯，再于結(jié)晶器內(nèi)，采用降低結(jié)晶器內(nèi)溫度到 15℃ 使之結(jié)晶的辦法，即得成品。 選擇混酸的原則： （ 1）使反應(yīng)容易進(jìn)行，副反應(yīng)少； （ 2）原料酸易得； （ 3）生產(chǎn)能力適宜 生產(chǎn)的基本原理 HNO3 在濃硫酸中電離 NO2+ ??????? ?? 22342 NOOHH NOH H SOHSOH NO2+對氯苯進(jìn)行親電進(jìn)攻，得過渡絡(luò)合物，進(jìn)而釋放質(zhì)子生成產(chǎn)物。 濃硫酸純度 98%； 密度為 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 ；相對密度 (25℃ )； 沸點(diǎn) 83℃ (無水） ； %硝酸為恒沸混合物，具有最高沸點(diǎn) ℃ ；熔點(diǎn) 42℃ （ %NHO3） ； 在 41℃ （冰點(diǎn)）時(shí)，呈白色雪狀晶體 ； 不穩(wěn)定，在常溫下能分解出C l? H N O 3 H 2 S O 4N O 2H 2 O?C lC l? H N O 3H 2 S O 4N O 2H 2 O?C lN O 2C l? H N O 3H 2 S O 4N O 2H 2 O?C lO H 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 9 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(shí)放熱。 綜合考慮并參考文獻(xiàn)及實(shí)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。 （ 2） 堿洗是為了中和有機(jī)物中的酸，同時(shí)除去不溶于水的副產(chǎn)物，故結(jié)合實(shí)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。 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?；?流泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ,安全連鎖裝置開始運(yùn)轉(zhuǎn)，操作室內(nèi)報(bào)警器自動報(bào)警，混酸進(jìn)料切斷閥、酸性氯苯進(jìn)料切斷閥同時(shí)關(guān)閉，洗后油泵和混酸輸送泵的電源同時(shí)被切斷。 表 3 各硝化鍋反應(yīng)溫度控制 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。硝化分離器下層的廢酸 , 進(jìn)入萃取鍋。分離后 , 上層廢水去捕集器 , 下層硝基氯苯去堿洗鍋中。 水洗鍋 2 內(nèi)物料沿切線方向進(jìn)入水洗分離器 2 中部。 硝化分離器底部溢流出的全部廢酸進(jìn)入萃取鍋。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)。C 混酸 C 混酸 （ t 混酸 25） +G 酸性氯苯 q39?！?) 設(shè)冷卻水進(jìn)口溫度 25℃ ，出口溫度 30℃ 混酸： 53→53 冷卻水： 35←25 Δt： 18 28 m28 18t 22 .6328ln 18? ? ? ℃ 22 2 3 1 6 5 5 .2 96 3 .9 81 6 0 2 2 .6 3mSmkt? ? ??? ?Q 設(shè)備計(jì)算和選型 配酸鍋 進(jìn)料 配制 廢酸 2： ： kg/h H2SO4： kg/h 1 9 5 . 0 7 6 0 3 . 9 7 6 3 0 . 0 6 8 6 6 . 7 1 L / h1 . 6 5 4 1 . 8 3 6 1 . 5 0 0 8iiGF ?? ? ? ? ?? 滿足一天使用罐， V=24=取 Va=25000 L/h 后備系數(shù) 2 5 0 0 0 2 0 8 0 1 . 0 4 1 0 0 % 2 0 . 1 9 %2 0 8 0 1 . 0 4? ?? ? ? 配堿鍋 進(jìn)料 40%濃堿： kg/h H2O： kg/h 2 8 . 8 8 1 1 2 6 . 2 3 1 1 4 6 . 4 1 L / h1 . 4 3 0 8 1iiGF ?? ? ? ?? 滿足一天使用罐， V=24= 一硝基氯苯生產(chǎn)車間硝化工段工藝初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 27 取 Va=30000 L/h 后備系數(shù) 3 0 0 0 0 2 7 5 1 3 . 9 5 1 0 0 % 9 . 1 4 %2 7 5 1 3 . 9 5? ?? ? ? 1硝化鍋 進(jìn)料 混酸： kg/h ρ 混酸 = 循環(huán) 廢酸 2: kg/h ρ 廢酸 = kg/L 酸性氯苯 : kg/h ρ 氯苯 = kg/L 1 4 9 2 . 1 3 5 2 1 . 6 4 1 1 7 5 . 3+ + = + + = 4 0 5 1 . 2 8 L / h1 . 7 4 1 . 6 5 4 1 . 1 0 4GGGF ? ? ?? 氯 苯混 酸 廢 酸混 酸 廢 酸 氯 苯 40min?? ?? 60?? ??? ? ? 取 Va=4000L， 后備系數(shù) 4 0 0 0 3 6 0 1 . 1 4 1 0 0 % 1 1 . 0 8 %3 6 0 1 . 1 4? ?? ? ? 容器外表面可設(shè)夾套面積為 ，實(shí)際夾套面積為 21 8 0 0 .5 7 9 .9 8 .9 22021 m??由于需要 ,換熱面積，所以需要加蛇管。S 夾套