【正文】 （滿足要求）氣/ g氣/ 74k g 2 6hHuσ 3 . 2363 . 2fTaL6V???????? ???????????????? （ 335） 式中： 0 .1 50 .0 62 .52 .5 hh Lf ???? m 驗算結果表明不會產生過量的霧沫夾帶。w ? 。 9 7 3 . 8 2 k g / mρ/ h ,3 7 7 . 9 5 k m o lL ?? 則塔底空間高度為： 17 A60L4H239。Vn,39。mV, ??? m o l1 0 1 . 6 7 k g / k9 0 . 8 2 ) / 2( 1 1 2 . 5 2M 39。Ln,39。采用作圖法求最小回流比。 自動控制設計方案 化工生產 中，大多是連續(xù)性生產，各個設備相互關聯(lián)著，當其中某一設備的工藝條件 7 發(fā)生變化時，都可能引起其他設備中某些參數(shù)或多或少的波動，偏離正常的工藝條件，為此，就需要用一些自動控制裝置，對生產中某些關鍵性參數(shù)進行自動控制，使它們在收到外界干擾（擾動）的影響而偏離正常狀態(tài)時，能自動的回到規(guī)定的數(shù)值范圍內，為此目的需要設置自動控制系統(tǒng)。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產品經(jīng)冷 卻后送至產品儲罐。有時應用加壓精餾的原因，則在于提高平衡溫度后，便于利用蒸汽冷凝時的熱量，或可用較低品位的冷卻劑使蒸汽冷凝，從而減少精餾的能量消耗。精餾優(yōu)點 是集成度高，可控性好，產品質量穩(wěn)定。 隨著氯化苯系列產品的開發(fā)及應用范圍的不斷擴大，氯化苯系列產品在化工生產中起著越來越重要的作用。其工藝路線為干燥苯與氯氣在氯化鐵催化下連續(xù)氯化 [14]，得到氯化液經(jīng)水洗中和、粗餾、精餾，除去其中的氯化氫、苯、多氯苯而制成氯化苯成品。我國氯化苯的快速發(fā)展實際上是與下游產品硝基氯苯的不 斷擴建和新建有關系，目前國內氯化苯消費量的 80%用于合成硝基氯苯 [12]，所有硝基氯苯生產企業(yè)都要配套建設氯化苯裝置，可以說硝基氯苯市場及變化與氯化苯休戚相關。在之后 30年中，這一直是制備苯酚及苯胺的主要生產方法。遇高溫、明火、氧化劑有燃燒爆炸的危險，與氯酸銀反應劇烈 [6]。 氯苯性質 氯苯性質：杏仁味的無色透明、易揮發(fā)液體。 plate column 1 引言 氯苯是一種重要的基本有機合成原料， 氯苯在國內的市場需求是非常可觀的，氯苯市場發(fā)展 空間 很大 。 參考文獻 .................................................................................................................................... 45 I 年產六萬噸氯苯精制工段工藝流程設計 摘要： 氯苯作為一種重要的有機合成原料，在生產上應用廣泛。同時繪制了塔設備圖和帶控制點的工藝流程圖，并設置了控制點合適的自動控制裝置。 本課題以優(yōu)化分離工藝，確保產品質量，最大限度的 降低生產成本，提高產品的市場競爭力為目的，參考了大量文獻，按照生產要求進行精餾塔設計，產品純度可達 %。溶于大多數(shù)有機溶劑，不溶于水。因此可以說在主要有機化工產品中氯苯是第一個大規(guī)模生產的產品。 90年代初世界總生產能力為 500kt/a左右，其中美國 170kt/a、西歐 125kt/a、中國 120kt/a、俄羅斯 3 40kt/a、日本 28kt/a[9]。并且據(jù)各外貿企業(yè)反饋的信息顯示，氯苯出口也有進一步增長趨勢。幾年來，通過引入清潔生產的思想，干燥過程使用固體燒堿作干燥劑氯化槽前增加苯冷卻器，氯化反應后增加氯化液冷卻器，氯化尾氣吸收沖入氮氣保護等 [16]，使氯化苯的整個生產面貌一 改往日被動局面，促進了形勢的好轉。在進行工程設計時應綜合考慮諸多影響因素， 使生產達到技術先進、經(jīng)濟合理的要求，符合優(yōu)質、高產、安全、低能耗的原則，具體考慮以下幾點： ① 滿足工 藝和操作的要求，即流程與設備需要一定的操作彈性，可方便地進行流量和傳熱量的調節(jié)。對于沸點低、在常壓下為氣態(tài)的物料，則應在加壓下進行精餾。此外，在泡點進料時，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設計和制造上提供了方便。 該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時進口溫度會降低，考慮到這一因素，估計該換熱器的壁溫和殼體壁溫 之差較大，因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。 8 第 3章 精餾塔工藝計算 本設計采用連續(xù)精餾分離苯 氯苯二元混合物的方法，連續(xù)精餾塔在常壓下操作，被分離的苯 氯苯二元混合物連續(xù)由精餾塔中部進入塔內，要求年產純度不低于 %的 氯 苯 6萬噸，塔頂產品苯純度不低于 98%，原料液含氯苯為 38%（以上均為質量 %）。n .VWn,39。F ?? （查平衡曲線 ,見圖 31） ? ? ol8 2 .2 1 k g / k m1 1 2 .5 60 .8 8 117 8 .1 10 .8 8 1M mV F , ?????? ? ? ol9 0 .8 2 k g / k m1 1 2 .5 60 .6 3 117 8 .1 10 .6 3 1M mL D , ?????? 塔底：查平衡曲線，見圖 31得： 0 .0 0 1 0xx0 .0 0 5 6 ,y w11 ??? m o l1 1 2 . 3 7 k g / k1 1 2 . 5 60 . 0 0 5 6 )(17 8 . 1 10 . 0 0 5 6M 39。mV, 2 . 7 3 4 k g / m3 7 3 . 1 5 )( 1 1 4 . 7 88 . 3 1 4 9 7 . 2 9114RTMPρ ??? ??? （ 311） 塔頂： 21 .2m N /mσ AD, ? ， 26 .1m N /mσ BD, ? （ ℃ ） 2 1 . 2 7 m N / m2 6 . 10 . 0 1 42 1 . 20 . 9 8 6σ mD, ????? 進料板： 20 .0 mN /mσ AF, ? ； mN /mσ BF, ? （ ℃ ） 2 1 .8 8 m N / m2 5 .10 . 3 6 92 0 .00 . 6 3 1σ mF, ????? 精餾段： ? ? 2 1 . 3 2 m N / m/22 1 . 4 92 1 . 1 4σ m ??? 精餾段液相平均表面張力： 2 1 . 5 6 m N / m2 1 . 8 8 ) / 2( 2 1 . 2 7σ Lm ??? 液相平均粘度依公式 iiLm lg μxlg μ ?? (312) 塔頂： s0 . 3 9 9 m P aμs,0 . 3 0 8 m P aμ BA ???? （ ℃ ） s0 .3 09 m Paμ mL D , ?? 進料板： s0 . 3 5 1 m P aμs,0 . 2 7 0 m P aμ BA ???? （ ℃ ） s0. 29 7m Paμ mL F , ?? 15 精餾段： ? ? s0. 3 03 m Pa/20. 2 970. 3 09μ mL, ???? 塔和塔板主要工藝結構尺寸 精餾段的氣相體積流率 為： /s2 . 3 4 0 m2 . 9 03 6 0 0 8 0 . 4 03 0 3 . 8 53 6 0 0 ρMqV 3mV,mV,Vn,s ????? （ 313） 提餾段的氣相體積流率 為： 3 .00 3 m / s2 .73 43 6 00 9 7 .2 93 0 53 6 00 ρMqV 39。s ????? 按 Smith法求取允許的空塔氣速 maxu （即泛點氣速 Fu ） 由 ? ? VVLm a x /ρρρCu ?? （ 314） 式中 C由公式 20 )20σ(CC ? （ 315） 其中的 20C 由圖 32的 Smith通用關聯(lián)查取的，圖中橫坐標為 ： 0 .02 5 02 .908 5 42 .340 .00 3 4ρρVL 0 . 50 . 5VLhh ?????????????????????????????? 初選塔板間距 500mmHT ? 及板上液 層高度 60mmhL ? ，則： 4 4 0 m m605 0 0hH LT ??? 查 Smith通用關聯(lián)圖得 ? 負荷因子 0 .07 6 3202 1 .5 60 .07 5 220σCC0 . 20 . 2L20 ??????????????? 16 ? ? ? ? 1 . 3 0 8/ 2 . 9 02 . 9 08 5 5 . 4 40 . 0 7 6 3/ ρρρCu VVLm a x ????? m/s 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 0 .9 1 6 m /s0 .7 uu m a x ?? 1 . 7 9 8 m)0 . 9 1 62 . 3 4 0 ) / (π(4/ ππ4VD s ????? （ 316） 圓整取 1800mmD? 塔截面積為 ： 222T 2 .5 4 3 4m1 .84πD4πA ???? （ 317） 實際空塔氣速為： 0. 92 3m /s2. 54 342. 34u ?? 表 塔板間距與塔徑的關系 塔 徑 /D， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 / 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 ： 2 . 5m0 . 55H1)(NZ T精精 ????? （ 318） ： 6 . 0 m0 . 512H1)(NZ T提提 ????? （ 319） 在進料板上方、塔的中部 ， 下部各開一人孔，其高度為 。 wl 取 1 . 1 9 m1 . 80 . 6 60 . 6 6 Dl w ???? wh owLw hhh ?? （ 321） 對平直堰 ? ?2 / 3whow /lL0 .0 0 2 8 4 Eh ? （ 322） 近似取 1E? ，于是： ? ? 0 . 0 1 3 4 m3 6 0 0 / 1 . 1 90 . 0 0 3 410 . 0 0 2 8 4h 2 / 3ow ????? 0 . 0 4 7 m0 . 0 0 1 30 . 0 6hhh owLw ????? dW 和降液管的面積 fA 由 ? 查弓形降液管參數(shù)圖得 ： 0 . 0 7 2 1/AA0 . 1 2 4 ,/DW Tfd ?? ，即： 0 .2 2 3 2 m0 .1 2 4 DW d ?? 0 . 1 8 3 42 . 5 4 5 30 . 0 7 2 1A0 . 0 7 2 1A Tf ????? m 液體在降液管內的停餾時間 為： 18 ????? （滿足要求） （ 323） oh 取 39。故孔心距 18mm63t ??? 。 通過流體力學驗算，可認為精餾段塔徑及塔板各工藝結構尺寸合適。ss ?? mm。取塔頂空間 HD=。mL,39。mV,39。m ???? 塔頂塔底平均溫度 ?? ，查得此溫度下苯氯苯的飽和蒸氣壓，求得此溫度下 4 .4 95 2 .6 42 3 6 .3 3ppα *B*A ??? 塔頂： D1 ?? ， ? （查平衡曲線） ? ? ol7 8 .5 9 k g / k m1 1 2 .5 60 .9 8 617 8 .1 10 .9 8 6M mV D , ?????? ? ? ol8 0 . 73 k g / k m1 1 2. 5 60 . 9 2417 8 . 110 . 9 24M mL D , ?????? 加料板： 0 . 6 3 1x0 . 8 8 1 ,y 39。Vn,Fn,Ln,39。 ② 溫度自動控制系統(tǒng)依