【正文】 1 . 1 0 5 4 6 . 5 5 5 ( 4 2 . 5 8 4 9 . 4 0 7 5 % ) 1 . 1 2 5 9 /F k m o l h? ? ? ? ? ? 補加的硝酸質(zhì)量流量為 1 .1 2 5 9 6 3 1 1 8 .2 2 4 4 /60%W k g h??? 那么總的硝酸流量為 4 2 5 7 2 . 1 4 5 + 1 1 8 . 2 2 4 4 = 4 2 6 9 0 . 3 6 9 4 /k g h 第四個釜的計算 設定的最終的苯的轉(zhuǎn)化率是 % 那么苯的轉(zhuǎn)化量為 4 9 .4 0 (9 9 .1 % 9 9 % )?? 硝酸的轉(zhuǎn)化量也為 4 9 .4 0 (9 9 .1 % 9 9 % )?? 那么此時第四個釜中的硝酸的濃度為 331. 12 59 6. 55 5 49 .4 0 ( 99 .1 % 99 % ) 1. 11 84 / NOC k m ol m????? 因為 3 2 34 3 4AAX X RX X R? ?? ， 代入數(shù)據(jù) 可以得出 34 19 .3 95 1 / m inR k m ol m??（ ） 又 因為 44 0 1 XR k C C? 苯 硝 酸 苯（ ） 所以得到 334401 9 . 3 9 5 1 = 2 5 5 . 6 8 1 9 / ( m in )( 1 ) 7 . 5 3 6 2 ( 1 9 9 . 1 % ) 1 . 1 1 8 4H N ORk m k m o lC X C? ? ?? ? ? ?苯 苯4 n 33 .4 99 T?? 解得 4 ? ℃ 硝基苯的 收率 為 % 15 綜上可得： 硝酸的質(zhì)量流量的 45 /kg h 60%硝酸的質(zhì)量流量為 42 57 2. 14 5 6% 42 57 .2 14 5 /60% k g h? ? %硫酸的質(zhì)量流量 42 57 2. 14 5 57 % 26 23 3. 64 6 /92 .5 % k g h? ? 水的質(zhì)量流量為 4 2 5 7 2 . 1 4 5 4 2 5 7 . 2 1 4 5 2 6 2 3 3 . 6 4 6 1 2 0 8 1 . 2 8 4 3 9 /k g h? ? ? 那么加上第三個釜最后總的硝酸流量 為 /kg h 與之前的硝酸加入量的比值為 ? 苯的剩余 流 量為 16 第四章 工藝流程 反應過程 傳統(tǒng)硝化法是將苯與用硫酸和硝酸配制的混酸在釜式硝化器（硝化鍋）中進行硝化，所用硝化器一般為帶有強力攪拌的耐酸鑄鐵或碳鋼釜。消化器內(nèi)裝有冷卻蛇管，以導出硝化反應熱。 工藝裝置總體上包含了三 個功能區(qū)域 : 反應區(qū)域、酸濃縮區(qū)域和產(chǎn)品凈化區(qū)域。而產(chǎn)品凈化區(qū)域還包括了對工廠廢液和工廠放空氣體的工藝處理和步驟。 硝基苯生產(chǎn)采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝技術。 硝化時苯和混酸同時進料，硝化器串聯(lián)操作，硝化溫度控制在 90136℃。 因硝化反應是強放熱反應，及時有效地排除熱量，是硝化器設計的首要前提。當反應體系溫升過高會引起副反應，使硝基酚類副產(chǎn)物增加，而這些酚類副產(chǎn)物是造成硝基苯生產(chǎn)發(fā)生爆炸事故的主要原因。因此 硝化器應設有充分的攪拌和冷卻裝置，嚴格控制反應溫度和攪拌效果。 為保證安全操作，需設有自控儀表及安全連鎖系統(tǒng)。 在連續(xù)硝化生產(chǎn)工藝中，硝化器 采用 釜式串聯(lián)形式。 釜式串聯(lián)形式的硝化器目前在國內(nèi)應用比較廣泛，目前吉林石化分公司現(xiàn)有裝置的硝化反應器即為四釜串聯(lián)形式的傳統(tǒng)的等溫硝化反應器，其單線生產(chǎn)能力可達到10 萬噸 /年硝基苯。 本設計中原料苯，混酸（硝酸 6%,硫酸 57%,水 37%）經(jīng)過四個串聯(lián)反應釜進行反應，第一個釜笨的轉(zhuǎn)化率達到 50%、第二個釜達到 75%、第三個釜達到 90%、第四個釜達到 %。然后生成粗硝基苯。 苯硝化后經(jīng)中和、分離、水洗，獲得粗硝基苯。 精制 工序 自硝化分離器來的酸性硝基苯流入酸洗槽中，用 廢酸濃縮分離出的廢水進行洗滌，洗滌后的酸性廢水排掉，酸性硝基苯再進入堿洗槽中進行堿洗，堿洗后的堿性廢水排掉，硝基苯進入水洗槽中進行水洗，水洗后的廢水循環(huán)使用。水洗至中性的硝基苯進入苯提取塔，在真空的條件下將苯從塔頂蒸出，進入苯水分層器，經(jīng)分層器將苯、 17 水分離，水做硝基苯的洗水用，苯回反應工序循環(huán)使用。分層器出來的氣體與廢酸濃縮過程產(chǎn)生的廢氣一并進入苯回收塔，用精硝基苯回收苯，其它不凝氣去尾氣處理工。提取塔塔釜得合格的精硝基苯。 尾氣處理工序 來自硝化反應的尾氣經(jīng)壓縮機升壓后進入氮氧化物氣體吸收塔，被用泵 送來的脫鹽水吸收成稀硝酸，在吸收過程中，吸收塔用冷卻水冷卻，塔頂未被吸收的不凝氣經(jīng)升壓后進入催化氧化器內(nèi)處理，處理合格后排入大氣。塔釜的稀硝酸濃度達到50%55%后被送至反應工序循環(huán)使用。 18 結(jié) 語 此次課程設計結(jié)束了，通過比較傳統(tǒng)硝化法和絕熱硝化法的比較，最終得出采用傳統(tǒng)硝化法，并且對傳統(tǒng)硝化法進行改進 ，最終實現(xiàn)產(chǎn)品硝基苯的生產(chǎn)。 通過設計計算，可以知道最終的苯的轉(zhuǎn)率可以達到 %，與絕熱法生產(chǎn)中苯的轉(zhuǎn)化率很接近。實現(xiàn)了產(chǎn)品的目的要求。 本設計方案中有什么不妥 之處望各位老師批評指正。 19 參考文獻 [1]史鴻鑫，陳華，項斌，姜一飛，閻啟東，徐?。ㄕ憬I(yè)大學化工學院，浙江杭州 %amp。amp。).分子篩催化芳烴硝化反應性能研究 .2020年 4月第 11卷第 4期 ； 40～ 42 [2]魏伶莉，李少東，夏平安 (蘭化工程公司，甘肅蘭州 730060). 硝基苯傳統(tǒng)硝化工藝和絕熱硝化工藝的比較 . 2020年 5月第 20卷第 5期 。40～ 42 [3] 宋紫玉 ,路嬪 (哈爾濱師范大學，黑龍江哈爾濱 150000) 苯硝化制硝基苯研究進展 科技論壇 。55～ 56 [4]催化硝化制硝基苯的方法 5頁 [5]王蒙 . 絕熱法硝基苯生產(chǎn)工藝 .河南化工 2020年第 7期 。25～ 26 [6]我國硝基苯和苯胺生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀 .百度文庫； 2頁 [7]中華人民共和國國家標準 GB／ T 93352020代替 GB／ T 9335 [8]白西凡，邢育紅 .硝基苯傳統(tǒng)硝化工藝改進為絕熱硝化工藝的討論甘肅科學學報 2020年 3月第 20卷第 1期 。156～ 158 [9]粱 興 雨，吳劍華新硝基苯絕熱硝化工藝研究及其實現(xiàn) .遼寧化工 2020年 2月第 32卷第 2期 。80～ 83 [10]黎紹芬 .反應 工程第二版 [M]． 北京：化學工業(yè)出版社， ； 56～ 74 [11]韓長白，宋小平 .精細有機中國制造技術 .北京：科學技術文獻出版社 2020年