【正文】 3 . 3 9? ? ? ?? ? ? ?? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 m a xu 39。 8 . 8 7 m / s3 6 0 0 39。 精餾塔的計算 精餾塔的物料衡算 (1)原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 MA = kmolkg/ 氯苯的摩爾質(zhì)量 MB = kmolkg/ F 0 . 7 1 / 7 8 . 1 1x 0 . 7 7 9 20 . 2 9 / 1 1 2 . 5 6 0 . 7 1 / 7 8 . 1 1??? D 0 . 9 8 / 7 8 . 1 1x 0 . 9 8 6 00 . 0 2 / 1 1 2 . 5 6 0 . 9 8 / 7 8 . 1 1? w 0 . 0 0 1 4 5 / 7 8 . 1 1x 0 . 0 0 2 10 . 9 9 8 5 5 / 1 1 2 . 5 6 0 . 0 0 1 4 5 / 7 8 . 1 1??? (2) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 FM 0. 77 92 78 .1 1 ( 1 0. 77 92 ) 11 2. 56 85 .7 2 kg / km ol? ? ? ? ? ? DM 0. 98 60 78 .1 1 ( 1 0. 98 60 ) 11 2. 56 78 .5 9 kg / km ol? ? ? ? ? ? WM 0 . 0 0 2 1 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 0 0 2 1 ) 1 1 2 . 5 6 1 1 2 . 4 9 k g / k m o l? ? ? ? ? ? (3)物料 衡算 氯苯產(chǎn)量 W 2 1 5 3 7 .1 1k g / h? 總物料衡算 F D W?? 苯物料衡算 0 .2 9 F 0 .0 2 D 0 .9 9 8 5 5 W?? F＝ ＝ ＝ D=＝ W＝ ＝ 20833/＝ 塔板數(shù)的確定 （ 1） 理論板 NT 的求法 由化工原理 [2]查得苯 氯苯的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)，見表 ： 20 求最小回流比、操作回流比及最小理論塔板層數(shù) 0B00ABPPx PP?? ? 0APyxP? 0A0Bpy(1 x)x(1 y) P?? ? ?? (51) 苯 氯苯氣液平衡數(shù)據(jù)見下表 ： 表 苯 氯苯氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 /℃ 苯 氯苯 x y α 80 760 148 90 1025 205 100 1350 293 110 1760 400 120 2250 543 130 2840 719 2900 760 ? ? ? ?DDm i n FF 1 x 4 . 4 7 5 1 0 . 9 8 6 0x1 1 0 . 9 8 6 0R 0 . 2 8 2 51 x 1 x 4 . 4 7 5 1 0 . 7 7 9 2 1 0 . 7 7 9 2? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? m inR 2 R 2 0. 28 25 0. 56 5? ? ? ? 依據(jù)已經(jīng)算出的相對揮發(fā)度α，假設(shè)一系列的 x值，用平衡方程算出對應(yīng)的y 值，見下表 ： 表 平衡方程中 xy 值 可在 x～ y坐標(biāo)圖上繪制出平衡線與對角線如圖 x 0 ? ?﹙﹚xy x 0 21 圖 苯 氯（ x— y）苯物 系精餾分離理論塔板數(shù)的圖解 (2)求理論塔板數(shù) 精餾段操作線： DxRy x 0 . 3 6 1 x 0 . 6 3R 1 R 1? ? ? ??? 提餾段操作線：wLWy x 1 . 1 7 x 0 . 0 0 0 3 5 7VV x?? ? ?? ? ? ??? 提餾段操作線為過 ? ?, ? ?,。 則有： f=10[5+(4+1)]=0 (42) 9, 2 1 1 , 2F F 0 . 9 5 2 1 5 3 7 . 1 1 1 0 8 0 . 9 5 2 2 6 7 0 . 6 4 3 2 4 k g h? ? ? 1 0 , 2 9 , 2 1 1 , 2F F F 2 2 6 7 0 . 6 4 3 2 4 2 1 5 3 7 . 1 1 1 0 8 1 1 3 3 . 5 3 2 1 6 2 k g h? ? ? ? ? 16 1 0, 2 9, 2 1 1 , 2F F F 2 2 6 7 0 . 6 4 3 2 4 2 1 5 3 7 . 1 1 1 0 8 1 1 3 3 . 5 3 2 1 6 k g h? ? ? ? ?9, 3 1 1 ,3F F 5 9 4 .4 0 5 3 8 k g h?? 9, 4 1 0, 2 1 0, 2F 0 . 0 0 0 5 6 (F X ) 0 . 0 0 0 5 6 ( 1 1 3 3 . 5 3 2 1 6 0 . 0 2 ) 3 1 . 7 3 8 9 k g h? ? ? ? 1 0, 4 9, 4F F 3 1 .7 3 8 9 k g h?? 1 0 ,1 1 0 , 2 1 0 , 2F ( 1 0 . 0 2 0 . 0 0 0 5 6 ) ( F X ) 5 5 5 1 1 . 3 3 7 0 4 k g h? ? ? ? 1 0, 4 9, 4F F 3 1 .7 3 8 9 k g h?? 9, 1 1 0, 1 1 1 ,1F F F 5 5 5 1 1 . 3 3 7 0 4 3 1 . 2 4 9 5 5 5 5 4 2 . 5 8 6 5 4 k g h? ? ? ? ? 將計算結(jié)果見表 ： 表 初餾過程結(jié)果表 組分名稱 F9， j kg/h W% F10， j kg/h W% F11， j kg/h W% 苯 氯 苯 二氯苯 水 ∑ 氯化工段物料衡算 其他工段包括水洗、堿洗、干燥等工段，苯、氯苯、二氯苯的流量不變所以求氯化部分︰ C6H6 + Cl2 C6H5Cl+HCl, C6H6+ Cl2 C6H4Cl2+2HCl, (43) 生產(chǎn)二氯苯消耗苯 2 2 6 7 0 . 6 4 3 2 4 7 8 . 1 1 1 5 7 3 2 . 0 8 9 1 k g h1 1 2 . 5 6 ?? 消耗 Cl2 5 9 4 . 4 0 5 3 8 2 9 5 . 1 8 0 9 k g h147 ? ? ? ?? ? 生成 HCl 5 9 4 . 4 0 5 3 8 2 9 5 . 1 8 0 9 k g h147 ? ? ? ?? ? 生產(chǎn)氯苯消耗苯 2 2 6 7 0 . 6 4 3 2 4 7 1 1 4 3 0 0 . 0 6 8 1 k g h1 1 2 . 5 6 ?? 17 消耗 Cl2 2 2 6 7 0 . 6 4 3 2 4 7 1 1 4 3 0 0 . 0 6 8 1 k g h1 1 2 . 5 6 ?? 生成 HCl 2 2 6 7 0 . 6 4 3 2 4 7 3 5 1 . 4 4 3 5 k g h1 1 2 . 5 6 ? ? ? ?? ? 投入苯的量 5 5 5 4 2 . 5 8 6 5 4 3 1 5 . 8 4 3 6 1 5 7 3 2 . 0 8 9 1 7 1 5 9 0 . 5 1 9 2 4 k g h? ? ? 消耗 Cl2 的量 2 8 7 . 0 9 3 8 1 4 3 0 0 . 0 6 8 1 1 4 5 8 7 . 1 6 1 9 k g h?? 生成 HCl 的量 2 9 5 . 1 8 0 9 7 3 5 1 . 4 4 3 5 7 6 4 6 . 6 2 4 4 k g h?? 在計算粗餾塔時由于二氯苯和水含 量較少（可忽略），計算塔的數(shù)據(jù)時可以作為苯與氯苯分離來算該精餾塔的各項數(shù)據(jù)見表 ： 表 精餾塔進出料的結(jié)果 物料 進料 FjX 塔頂 DjX 塔釜 WjX 苯 氯苯 ∑ 18 第五章 氯苯精制工藝計算 精餾塔的設(shè)計 設(shè)計方案確定 （ 2） 精餾方式：本設(shè)計采用連續(xù)精餾方式。 本工段的操作是該工藝最復(fù)雜工藝過程，應(yīng)嚴(yán)格控制其工藝參數(shù)，因為要求塔釜的濃度更高，因此采用塔釜自動控制系統(tǒng)。 氯苯精制部分 氯苯的 精制分為 初餾和精餾兩個階段。在實際生產(chǎn)中要充入適量氮氣 ,防止充入過量氮氣造成生產(chǎn)負(fù)荷波動 。氯化塔是立式的 ,底部通入苯和氯氣 ,反應(yīng)生成的氯化氫氣體 (含有苯蒸氣 )和氯化液 (含有氯苯、二氯苯、苯 )由反應(yīng)器上部的氣液分離器流出。 （ 4） 加料方式和加料熱狀態(tài)：設(shè)計采用泡點進料，將原料通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。 (8)副產(chǎn)物二氯苯的回收分離 在氯苯生產(chǎn)中 ,副產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 %的二氯苯 ,回收二氯苯不僅是一個環(huán)保問題 ,也是一個降低苯消耗定額的途徑。所以針對于這一發(fā)展趨勢，本設(shè)計就對部分工藝做了一些改進和優(yōu)化 [13]。 氯氣常溫常壓下為黃綠色氣體 ,經(jīng)壓縮 可液化為金黃色液態(tài)氯，是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，用作為強氧化劑與氯化劑。蒸氣經(jīng)過紅熱管子脫去氫和氯化氫， 生成二苯基化合物。 32 塔板負(fù)荷性能圖 14 初餾過程物料衡算 4 生產(chǎn)工藝流程確定 2 產(chǎn)品的市場發(fā)展概況 I Abstract 18 精餾塔的設(shè)計 易燃，蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限 ％ 71％ (vol)。 蒸汽壓 ； 臨界壓力： ； 熔點 (℃) 。該辦法具有生產(chǎn)流程短、生產(chǎn)工成熟等特點 ,國內(nèi)外生產(chǎn)廠家大多采用此法生產(chǎn)。 (6)蒸餾系統(tǒng)冷卻水改用循環(huán)水 氯苯生產(chǎn)中蒸餾系統(tǒng)冷凝器需要大量冷卻水 ,原來使用地下水 ,大量水白白流失 ,水資源利用率低 ,造成水資源嚴(yán)重浪費。由于在 苯與氯苯濃度范圍內(nèi)的揮發(fā)度相差較大，因而無須采用特殊精餾。 氯化反應(yīng)部分 氯化反應(yīng)部分主要包括氯化塔內(nèi)的反應(yīng)和尾氣的冷凝回收處理兩個操作單元，是本工藝最關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)，該階段的設(shè)計成功與否關(guān)系到整個操作工藝的成敗得失，使產(chǎn)品產(chǎn)量高低的最關(guān)鍵的部分，因此本階段的操作條件的控制也就至關(guān)重要了。氯化尾氣經(jīng)尾氣系統(tǒng)的兩段石墨冷卻器和噴淋塔回收苯后 ,用水降膜吸收生成鹽酸 ,尾氣中氫氣、氧氣、苯等不凝性氣體富集 ,易發(fā)生爆鳴 ,嚴(yán)重威脅生產(chǎn)的正常 進行。根據(jù)資料介紹，經(jīng)內(nèi)裝結(jié)晶食鹽顆粒的反應(yīng)器干燥后，氯 PH=，含水量 W%≤%。氯化液被泵送入減壓蒸餾釜，減壓蒸餾釜由熱載體導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)或遠(yuǎn)紅外電熱系統(tǒng)提供熱源，可滿足于 100℃的溫度要求。 根據(jù)資料介紹。液相混合物就從塔底一部分進入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進入再沸器，在再沸器中被加熱到泡點溫度重新回到精餾塔。 8 6 0 . 4 4 9 8 4 . 3 6 / 2 9 2 2 . 4 k g / m? ? ? ? （ 5）液體平均表面張力計算 液相平均表面張力依下式計算， 即 nLm ii ii1x?? ? ??