【正文】 精餾段： 溢流堰長（出口堰長） wl 取 mwlD? ? ? ? 堰上溢流強度 ? ? ? ?33hwL / l 4 0 . 3 2 / 1 . 9 2 2 1 m / m h 1 0 0 ~ 1 3 0 m / m h? ? ? ? ?，滿足 篩板塔的堰上溢流強度要求。 m / s? ? ? ? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后 D 3400mm?? ， 此時的操作氣速 S 224 V 39。 C 39。 2 1 . 8 5 1C 39。 3 6 0 0 ?? ? ?? ? ? ? ? ?? 3hL 39。 L F 4 0 6 . 3 3 9 1 0 . 5 9 3 1 3 1 6 . 9 2 3 k m o l h? ? ? ? ? 3LmSLmL 39。 M 39。 11339。 塔的平均溫度為 (80+)=106℃（取塔頂?shù)椎乃阈g(shù)平均值），在此平均溫度下查化工原理附錄 11 得： A s? ? ?， B s? ? ?。其中，精餾段 T1N3? 塊，提餾段 T2N5?塊，第 4 塊為加料板位置。塔里的混合物不斷重復(fù)前面所說的過程，而進料口不斷有新鮮原料的加入。 此設(shè)計的塔型為篩板塔．篩板塔是很早出現(xiàn)的一種板式塔．五十年代起對篩板塔進行了大量工業(yè)規(guī)模的研究，逐步掌握了篩板塔的性能，并形成了較完善的設(shè)計方法．篩板塔的特點如下：結(jié)構(gòu)簡單、制造維修方便；生產(chǎn)能力大，比浮閥塔還高；塔板壓力降較低，適宜于真空蒸餾；塔板效率較高，但比浮閥塔稍低；合理設(shè)計 的篩板塔可是具有較高的操作彈性，僅稍低與泡罩塔；小孔徑篩板易堵塞，故不宜處理臟的、粘性大的和帶有固體粒子的料液． 首先，苯和氯苯的原料混合物進入原料罐，在里面停留一定的時間之后，通過泵進入原料預(yù)熱器，在原料預(yù)熱器中加熱到泡點溫度，然后，原料從進料口進入到精餾塔中。 （ 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)。其優(yōu)點是集成度高，可控性好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。在初餾過程中：塔釜：溫度135~150℃；壓力 ~㎝178。本設(shè)計采用逆算法進行物料衡算。副產(chǎn)物二氯苯的回收分離。精餾尾氣中含有一定量的苯和氯苯及不凝性氣體 ,用冷凝方法不能加以回收 ,排入大氣非?？上Аp壓蒸餾塔由液環(huán)式真空泵提供真空，可滿足 350~450mmHg 的真空度要求。 （ 2）氯苯精餾過程 初餾得到的塔釜氯化液中主要含有氯苯和多氯苯，需通過進一步的精餾才能得到高純度的氯苯。初餾采用 12 普通回流蒸餾方法，在一定的條件下先將低沸點的苯蒸出，蒸汽苯再回到氯化塔重新參與反應(yīng)，提高的苯的利用率，餾出液中的重組分再到精餾塔進行分離。 蒸餾系統(tǒng)冷卻水改用循環(huán)水。由于系統(tǒng)水量少，忽略有機 組分在鹽水中的溶解量。 （ 3）氯化液干燥過程 在經(jīng)過水洗和堿洗之后，可能帶來了大量的水分，苯在進入蒸餾分離前還需除去其中含有的大部分水，如若水分過多，則將對下一步的蒸餾有很大的影響，使蒸餾過程復(fù)雜化，從而使氯苯的產(chǎn)量帶來很大的影響。水洗過程和一般的氯苯生產(chǎn)工藝所用的方法相同，不再贅述。 氯化液預(yù)處理部分 氯化反應(yīng)得到的氯化液（含有氯苯、二氯苯、苯）中還含有氯化氫、氯氣水的成分，為了避免這些成分對蒸餾塔腐蝕破壞而影響蒸餾過程，因此需對這些成分進行處理，盡量降低其含量。為了防止事故的發(fā)生 ,在尾氣進入吸收塔前充入氮氣 ,改變尾氣中各組分的含量 ,并且使尾氣迅速排出系統(tǒng)。 （ 2）尾氣中苯的回收過程 氯化塔中反應(yīng)會 產(chǎn)生大量的氣體，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。多氯化物、炭化物、三氯化鐵在管路的尾部及塊孔式石墨冷凝器內(nèi)凝聚下來 ,堵塞管路及塊孔式石墨冷凝器 ,這時氯化槽內(nèi)的壓力大于氯氣壓力 ,氯氣不能通入 ,反應(yīng)停止 ,即使管路及塊孔式石墨冷凝器沒堵死 ,也會因為鐵和苯反應(yīng)結(jié)束而停止 氯化反應(yīng)。氯氣與苯的反應(yīng)比是 1∶ 1，但實際上是要求苯過量 3 倍進行反應(yīng)，主要反應(yīng)過程是 : 2Fe+3Cl2＝ 2FeCl3, C6H6 +Cl2 FeCl3 C6H5Cl+HCl, C6H5Cl+Cl2 C6H4Cl2 + HCl。 （ 1）氯化塔反應(yīng)過程 氯苯生產(chǎn)的反應(yīng)原理和方法 氯苯 生產(chǎn) 中的關(guān)鍵設(shè)備 是氯化反應(yīng)器 ,它通常叫做氯化塔。同時使 苯中含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到 104 以下 ,減少副反應(yīng) ,避免反應(yīng)液呈酸性對設(shè)備的腐蝕。 （ 1） 原料苯的冷凝 從石油化工廠運來的粗苯往往含有少量的水和其他固體雜質(zhì)，所以需要對其進行預(yù)處理才能進入氯化塔進行反應(yīng)，否則會造成氯化產(chǎn)物雜質(zhì)的的增加，也會造 成催化劑的破壞而失活。 （ 6） 再沸器，冷凝器等附屬設(shè)備的安排：塔底設(shè)置再沸器，塔頂蒸汽完全冷凝后再冷卻至泡點下一部分回流入塔，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲灌。 （ 2）操作壓力：本設(shè)計選擇常壓，常壓操作對設(shè)備要求低，操作費用 低，適用于苯和氯苯這類非熱敏沸點在常溫（工業(yè)低溫段）物系分離。 精制階段設(shè)計方案簡介 （ 1） 精餾方式：本設(shè)計采用連續(xù)精餾方式。所以本工藝對原工藝進行了一下幾點改進：氯化槽前增加苯冷卻器；增加苯干燥塔；增加氯化液冷卻器；氯化尾氣系統(tǒng)充入氮氣保護；回收精餾尾氣中的氯苯和苯；蒸 餾系統(tǒng)冷卻水改用循環(huán)水；蒸汽冷凝液回收利用；副產(chǎn)物二氯苯的回收分離。 生產(chǎn)工藝流程確定 生產(chǎn)工藝流程的確定 通過以上對氯苯生產(chǎn)工藝的一般方法和工藝的改進的討論，可以確定其工 6 藝流程，本工藝流程就是在原有生產(chǎn)方法的基礎(chǔ)上部分改進，即可得到比較理想的生產(chǎn)工藝流程 。改用循環(huán)水冷卻后 ,水消耗大幅降低 ,為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。還要加強工藝控制 ,降低苯中的水含量。 (4)氯化尾氣系統(tǒng)充入氮氣保護 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。針對這一問題 ,氯化槽前增加 1 臺苯冷卻器 (用 5℃水冷卻 ),降低溫度 ,增加氯化液中的氯苯含量 ,提高生產(chǎn)能達到降低苯消耗定額、提高經(jīng)濟效益的目的。 雖然該生產(chǎn)方法具有 生產(chǎn)流程短、生產(chǎn)工成熟等特點，但是隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，國際社會對低耗能，低排放的工業(yè)生的要求日 益增大，企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)對節(jié)能減排的相關(guān)措施更應(yīng)該重視，應(yīng)該把節(jié)能減排作為企業(yè)今后發(fā)展的重中之重，把節(jié)能減排作為一種企業(yè)文化，讓其深入到每一位員工工作中去，培養(yǎng)他們的節(jié)能減排意識。不過，國內(nèi)氯化苯雖然已經(jīng)能夠滿足市場需求，但是國內(nèi)企業(yè)為了競爭需要，仍在繼續(xù)擴大生產(chǎn)規(guī)模，如 20xx 年揚農(nóng)集團在儀征新區(qū)新建的一期 5 萬噸 /年 (共計 10萬噸 /年 )氯化苯裝置及其配套的 8萬噸 /年氯堿裝置已于 20xx 年 3月 20日試車成功，于近期將陸續(xù)投產(chǎn)，屆時國內(nèi)氯化苯產(chǎn)量進一步增加至 70 萬 85萬噸，國內(nèi)氯化苯市場將進入飽和狀態(tài)。目前我國氯化苯生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平、質(zhì)量指標(biāo)均達到國際先進水平，其中生產(chǎn)能力約占全球總產(chǎn)能的 70％左右，因此不僅滿足國內(nèi)市場需求，近年來還有一定數(shù)量的出口，特別是其下游衍生物的大量出口尤其明顯，如硝基氯苯及其下游對氨基苯酚、撲熱息痛、鄰苯二胺、鄰甲醚、香蘭素等產(chǎn)品。氯能與有機物和無機物進行取代或加成反應(yīng)生成多種氯化物。沸點 K (℃) 。苯的產(chǎn)量和生產(chǎn)的技術(shù)水平是一個國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 主要原、輔材料的規(guī)格及來源 表 主要原、輔材料的規(guī)格 材料名稱 分子式 相對分子量 相對密度 沸點 /℃ 規(guī)格 氯 苯 C6H5Cl ＞ % 苯 C6H6 ＞ % 氯氣 Cl2 （空氣） ＞ 99% 苯 有機化合物 ，是組成結(jié)構(gòu)最簡單的 芳香烴 ，在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體，并具有強烈的芳香氣味。對皮膚和粘膜有刺激性。溶于大多數(shù)有機溶劑，不溶于水。 s，表面張力 103N/m。 關(guān)鍵詞 ： 苯 ；氯苯 ；工藝流程；篩板精餾塔 II The Design of 150000t/a Chlorobenzene Refining Process Abstract: This plan is about the project of 150000t chlorobenzene each year. Design chlorobenzene of production are introduced engineering on the whole production process simple related material this paper,the 150000t/a of chlorobenzene refining section was main job is to design a rectifying column for separation of benzene and chlorobenzene mixture,with the method of continuous operation of sieve plate column. including material balance, heat balance, the size of the design, calculation for the specific operation parameters and structure parameters, get the bubble point temperature, the theoretical plate number, the actual plate number and minimum reflux ratio and other information. The design of the tower diameter m, m high tower rectification column, the actual plate number 16 pieces and feed 6 boards, and accessory equipment for the design and selection, determine the right on the top and bottom reboiler condenser and other data. Key word: benzene； chlorobenzene； production process； sieve plate column 1 引 言 氯苯是重要的有機化工原料，用途很廣泛，主要用作染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、有機合成的中間體及溶劑，在我國生物化工、精細(xì)化工、制藥等眾多行業(yè)都發(fā)揮著很重要的作用 [1]。 51 I 年產(chǎn) 15 萬噸氯苯精制工藝設(shè)計 摘 要 ： 本設(shè)計是關(guān)于年產(chǎn) 15 萬噸氯苯生產(chǎn)工藝，設(shè)計介紹氯苯生產(chǎn)的有關(guān)生產(chǎn)工程，對整個工藝進行了簡單相關(guān)的物料衡算。 47 結(jié) 論 44 塔頂空間計算 43 附屬設(shè)備的計算及選型 16 第五章 氯苯精制工藝計算 11 第四章 整個過程物料衡算 8 原料預(yù)處理部分 6 精制階段設(shè)計方案簡介 4 生產(chǎn)工藝改進 4 生產(chǎn)方法簡述和方案論證 3 第二章 生產(chǎn)流程和方案的確定 2 主要原、輔材料的規(guī)格及來源 2 產(chǎn)品性質(zhì) 年產(chǎn) 15 萬噸氯苯精制工藝設(shè)計 The Design of 150000t/a Chlorobenzene Refining Process 目 錄 摘 要 II 引 言 10 氯 苯精制部分 15 氯化工段物料衡算 19 精餾塔的物料衡算 19 塔板數(shù)的確定 36 篩板塔精餾段的工藝設(shè)計計算結(jié)果總表 46 冷凝器和 再沸器 48 致 謝 本文主要對年產(chǎn) 15 萬噸的氯苯的精制工段進行設(shè)計，其主