【正文】 據(jù)傳熱的兩側(cè)有無相變來控制不同變量，如控制載熱體流量、控制被加熱流體自身流量、控制蒸汽流量、控制冷卻劑流量等 ， 以保證工藝介質(zhì)在換熱器出口的溫度恒定在給定值上。 全凝器設(shè)計(jì)方案 塔頂溫度為 81℃ ，采用泡點(diǎn)回流。 6 進(jìn)料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱 負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。確定操作壓力時(shí)，必須根據(jù)所處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行考慮。 本設(shè)計(jì)主要是氯苯精制工段工藝流程設(shè)計(jì)，氯苯純度可達(dá) %。 生產(chǎn)工藝流程見下 4 圖 氯苯工藝優(yōu)化 氯化苯對(duì)干整個(gè)氯堿生產(chǎn)，尤其是平衡氯氣，起著舉足輕重的作用 [15]。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)目前供需仍保持平衡，且總產(chǎn)能仍略低于下游總需要（下游實(shí)際生產(chǎn)滿負(fù)荷開工前提下），并沒有出現(xiàn)過剩現(xiàn)象。由硝基苯加氫法制苯的工藝也于1954年建成大規(guī)模生產(chǎn)裝置，到 80年代基本穩(wěn)定在一定水平上。 1915年 Hooker電化公司的第一個(gè) 8200t/a裝置在美國投入運(yùn)行。溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等大多數(shù)有機(jī)溶劑，不溶于水。 隨著我國對(duì)、鄰硝基氯化苯工業(yè)快速發(fā)展，氯苯生產(chǎn)能力迅速提高。本設(shè)計(jì)主要完成了工藝計(jì)算和設(shè)備設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的內(nèi)容， 經(jīng)物料衡算和熱量衡算 確定了塔高 、塔徑 1800mm、 板間距 500mm、 操作彈性 。本設(shè)計(jì)為一座連續(xù)精餾塔，用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的氯苯。其中 80％左右產(chǎn)品用于合成硝基氯苯，其余用于二氯苯、農(nóng)藥等有機(jī)合成工業(yè) [1]。s，表面張力 103N／ m[5]。 1909年由英國的 United Alkali公司開始工業(yè)化生產(chǎn)。 到 40年代末期，用異丙苯法生產(chǎn)苯酚實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。且近兩年氯化苯國內(nèi)生產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步增長，行業(yè)地位不斷加強(qiáng)，位居世界生產(chǎn)大國地位。精餾殘液經(jīng)多氯化物工序回收苯、氯化苯，返回生產(chǎn)用，回收的二氯苯作為副產(chǎn)品出售。由苯液相氯化法 [21]制得的氯苯后，苯和氯苯互溶，為了提高氯苯產(chǎn)品的質(zhì)量，需設(shè)計(jì)一連續(xù)精餾塔，用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的氯苯。 精餾操作通?？稍诔骸⒓訅汉蜏p壓下進(jìn)行。 根據(jù)生產(chǎn)要求，選擇結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，造價(jià)低廉的篩板塔，篩板塔處理能力大，塔板效率高，壓降較低，在苯和氯苯這種黏度不大的分離工藝中有很好表現(xiàn)。選取適宜的回流比，使過程處于最佳條件下進(jìn)行，可使能耗降至最低。 ① 當(dāng)干擾作用使被控變量（流量）發(fā)生變化偏離給 定值時(shí)，控制器發(fā)出控制信號(hào)，通過調(diào)節(jié)閥門開啟度來控制流量，使流量回到給定值。 10 圖 圖解法求理論板層數(shù) 故最小回流比為： yxRqqqDm i n ??????? （ 31） 考慮到精餾段操作線離平衡線較近，故取實(shí)際操作的回流比為最小回流比的 2倍，即： 6 6 3 m i n ???? （ 32） 、液相負(fù)荷 km ol / ) q(1qqkm ol / km ol / ) q(Rqkm ol / Vn,Fn,Vn,39。m ??? 12 操作溫度范圍內(nèi)苯和氯苯的安托尼方程分別為： 2 93. 767t2 182 .687 .13 38lg P2 20. 24t1 206 .356 .03 2lg P*BA??????? （ 35） 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度 ? ℃ 進(jìn)料溫度 ? ℃ 塔底溫度 138tW? ℃ 精餾段平均溫度 ? ℃ 提餾段平均溫度 C1 14 . 7 81 38 ) / 2( 9 1. 5 5t 39。mL, 9 3 2 . 3 8 k g / m8 9 1 . 5 3 ) / 2( 9 7 3 . 2 3 3ρ ??? 氣體平均密度可由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算得出 精餾段氣體平均密度為： ? ? 3m mV,mmV, 2 . 9 0 k g / m8 6 . 2 7 52 7 3 . 1 58 . 3 1 4 8 0 . 4 01 0 7 . 4RTMpρ ??? ??? （ 310） 提餾段氣體平均密度為： 3m39。mL,39。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距，設(shè)計(jì)中通常取塔頂間距為（ ） HT。 區(qū)緣邊受液區(qū)破沫區(qū)鼓泡區(qū)分布區(qū)受液區(qū)弓形板通道板矩形板矩形板弓形板 圖 塔板分塊示意圖 cW 與安定區(qū)寬度 sW 本設(shè)計(jì)取 50Wc ? mm， 70WW 39。0d ??? 液注 0 . 1 2 8 m0 . 0 0 10 . 0 60 . 0 6 7 2H d ???? 液注 苯氯苯屬一般物系，取 ? =，故： ? ? ? ? 0 . 2 8 5 m0 . 0 4 70 . 5 00 . 5hHΦ wT ???? ? ?wTd hHΦH ?? 成立，故不會(huì)產(chǎn)生液泛。 每層塔板的開孔數(shù) 為： 66 7 55n 2a2 ???????????????? （孔） （ 328） 每 層塔板的開孔率 為： ? ? 0 .1 0 130 .9 0 7t/d0 .9 0 7φ 22o ??? （ φ應(yīng)在 515%，故滿足要求） 每層塔板的開孔面積 為： 2ao 0. 1 89 m1. 8 710. 1 01φAA ???? 氣體通過篩孔的孔速 為： 12 .3 8m / s0. 18 92. 34/AVu oso ??? （ 329） 驗(yàn)算 ch 2LV2ooc ????????????????? （ 330） 式中孔流系數(shù) oC 由 ???od 查干篩孔的流量系數(shù)圖得出， ? lh ? ? 0 . 0 3 6 m0 . 0 60 . 6 1βhhhβh Lowwl ?????? （ 331） 20 式中充氣系數(shù) β的求取如下： 氣體通過有效流通截面積的氣速 au ，對(duì)單流型塔板有： 0. 99 2m / VufTsa ????? （ 332） 動(dòng)能因子 )m/ ( s1 . 6 8 9 k g2 . 9 00 . 9 9 2ρuF 1 / 21 / 2Va0 ???? 查充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖得 ? （一般可近 似取 ~? ）。0? 0 . 0 3 5 7 m0 . 0 81 . 1 90 . 0 0 3 4u3600l Lh 39。 [22] ① 塔底空間指塔內(nèi)最下層塔板到塔底間距，其值由如下因素決定： ② 塔底儲(chǔ)液空間依儲(chǔ)存液量停留 38min（易結(jié)焦物料可縮短停餾時(shí)間）而定； ③ 再沸器的安裝高度及安裝方式； ④ 塔底液面至最下層塔板之間要餾 12m的距離。mV,39。mV W , ?????? m o l1 1 2 . 5 2 k g / k1 1 2 . 5 60 . 0 0 1 0 )(17 8 . 1 10 . 0 0 1 0M 39。39。 設(shè)計(jì)每天 24小時(shí)不停工，年工作時(shí)間為 300天。 循環(huán)水 較易結(jié)垢，為便于水垢清洗，應(yīng)使循環(huán)水走管程，管子 選 m / i ?? 的碳鋼管，管內(nèi)流速取? ， 熱流體 走殼程。因此，本設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，由于蒸汽質(zhì)量不易保證，采用間接蒸汽加熱，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔。當(dāng)物性無特殊要求時(shí)，一般是在稍高于大氣壓下操作。 ② 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求，即要節(jié)省熱能和電能的消耗，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮，盡量減少設(shè)備與基建的費(fèi)用 ③ 保證生產(chǎn)安全，生產(chǎn)中應(yīng)防止物料的泄露，生產(chǎn)和使用易燃物料車間的電器均應(yīng)為防爆品。通過清潔生產(chǎn)實(shí)踐 [17]，改變落后的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，注重生產(chǎn)過程中物料的循環(huán)利用，使污染物排放總量大幅度下降，環(huán)境質(zhì)量得到改善，而且取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益 [18]，同時(shí)也為環(huán)保工作提供了一種全新的方法：從被動(dòng)的末端治理轉(zhuǎn)向主動(dòng)的源頭控制 [19]。因此，氯苯行業(yè)基礎(chǔ)穩(wěn)固，發(fā)展空間大。中國氯苯生產(chǎn)主要有 10家左右工廠，其中錦西化工廠規(guī)模最大，1989年全國消費(fèi)量為 78kt左右，主要用于生產(chǎn)有機(jī)化工原料、中間體及農(nóng)藥 [10]。 1920年 Dow化學(xué)公司開發(fā)了兩個(gè)大量使用氯苯的工藝。常溫下不受空氣、潮氣及光的影響，長時(shí)間沸騰則脫氯。 2 第 1章 緒論 設(shè)計(jì)背景 氯苯是重要的有機(jī)化工產(chǎn)品，是染料、醫(yī)藥、有機(jī)合成的中間體，用于制造苯酚，硝基氯苯，苯胺以及殺蟲劑 DDT，還用于制取溶劑和橡膠助劑、油漆、快干墨水及干洗劑等，用途十分廣泛，已有近九十年的發(fā)展歷史了 [3]。 關(guān)鍵詞： 氯苯 精餾 篩板塔 II Design of 6000t/a of Chlorobenzene Refining Section Abstract： As a significant synthetic anic raw material,chlorobenzene is widely used in the bination of Liquefiedbenzene and chlorine produces chlorobenzene,which consists a certain quantity of paper was designed for a continuous sieveplate tower which is suitable for separating volatile benzene and less calculate and equipment design are have made material balance and energy balance ,the tower heights is ,the tower diameter is 1800mm, bar space is 500mmand elasticity of operation is on the tower,auxiliary equipments,such as condenser and reboiler,are simply calculated and dimension is ,column equipment drawing,as well as process flow diagram,is attached for this project and automatic control system,with a corresponding control point,is set up as well. Key words： chlorobenzene。 年產(chǎn)六萬噸氯苯精制工段工藝流程設(shè)計(jì) Design of 6000t/a of Chlorobenzene Refining Section 目錄 摘要 ................................................................................................................................................. I Abstract .........................................................................................................................................II 引言 ................................................................................................................................................ 1 第 1章 緒論 ..........................................