年产六万吨氯苯精制工段工艺流程设计毕业论文.docx
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年产六万吨氯苯精制工段工艺流程设计
Designof6000t/aofChlorobenzeneRefiningSection
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6)论文主体部分:
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7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
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5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
3)其它
目录
摘要
Abstract
引言
第1章 绪论
1.1设计背景
1.2氯苯性质
1.3氯苯的市场价值
1.4氯苯生产工艺流程简介
1.5氯苯工艺优化
第2章 设计方案
2.1设计原则
2.2精馏过程设计方案
2.2.1精馏方式
2.2.2操作压力
2.2.3塔板形式
2.2.4进料状态
2.2.5再沸器,冷凝器等附属设备的安排
2.2.6热能的利用
2.3全凝器设计方案
2.4再沸器设计方案
2.5自动控制设计方案6
2.5.1自动控制系统的目的6
2.5.2自动控制系统方案
第3章 精馏塔工艺计算
3.1计算任务
3.2精馏塔的物料衡算
3.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
3.2.2原料及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
3.2.3物料衡算
3.3塔板数的确定
3.3.1理论板数
3.3.2实际塔板数
3.4精馏塔的工艺条件及有关数据
3.4.1操作压强
3.4.2操作温度
3.4.3平均分子量
3.4.4平均密度
3.4.5液体的平均表面张力
3.4.6液体的平液均粘度
3.5塔和塔板主要工艺结构尺寸
3.5.1塔径
3.5.2操作气速
3.5.3精馏段的塔径
3.5.4精馏塔有效高度
3.6塔板工艺结构尺寸
3.6.1溢流装置
3.6.2塔板布置
3.6.3开孔数和开孔率
3.7验算
3.7.1塔板上的流体力学验算
3.7.2液面落差的验算
3.7.3雾沫夹带量的验算
3.7.4漏液的验算
3.7.5液泛的验算
3.7.6塔板负荷性能图
3.8筒体设计
3.8.1计算准备
3.8.2液体静压力
3.8.3筒体厚度
3.8.4校核水压试验强度
3.9封头设计
3.9.1封头厚度
3.9.2应力强度校核
3.9.3最大允许工作压力
3.9.4进料管
3.9.5塔顶蒸汽出口管
3.9.6回流管
3.9.7釜液出口管
3.9.8气体进口管
第4章 辅助设备计算
4.1塔顶冷凝器设计
4.1.1选择换热器的类型
4.1.2总传热面积
4.1.3工艺结构尺寸
4.1.4换热器核算
4.2塔底再沸器设计
4.2.1估算再沸器的尺寸
4.2.2校核总传热系数
第5章 仪表自动控制
5.1化工过程自动控制的目的
5.2自动控制系统分类
5.3液位自动控制系统
5.3.1原料液储罐液位控制系统
5.3.2塔底液位自动控制系统
5.4流量自动控制系统
5.4.1原料液流量自动控制系统
5.4.2釜液流量自动控制系统
5.5温度自动控制系统
5.5.1原料液温度自动控制系统
5.5.2塔顶全凝器温度自动控制系统
5.5.3塔底温度自动控制系统
结论
致谢
参考文献
年产六万吨氯苯精制工段工艺流程设计
摘要:
氯苯作为一种重要的有机合成原料,在生产上应用广泛。
由苯液相氯化法制得的氯苯中含有一定量的苯。
本设计为一座连续精馏塔,用来分离易挥发的苯和不易挥发的氯苯。
本设计主要完成了工艺计算和设备设计两个方面的内容,经物料衡算和热量衡算确定了塔高11.90m、塔径1800mm、板间距500mm、操作弹性3.647的筛板塔一座。
在此基础上,对辅助设备如全凝器、再沸器进行了简单计算和核算,并初步选定规格。
同时绘制了塔设备图和带控制点的工艺流程图,并设置了控制点合适的自动控制装置。
关键词:
氯苯 精馏 筛板塔
Designof6000t/aofChlorobenzeneRefiningSection
Abstract:
Asasignificantsyntheticorganicrawmaterial,chlorobenzeneiswidelyusedintheproduction.ThecombinationofLiquefied-benzeneandchlorineproduceschlorobenzene,whichconsistsacertainquantityofbenzene.Thispaper wasdesignedforacontinuous sieve-platetower whichis suitableforseparatingvolatilebenzeneandlessvolatile.Processcalculateandequipmentdesignarecompleted.Wehavemadematerialbalanceandenergybalancecalculate.Furthermore,thetower heights is11.9m,thetower diameter is1800mm,barspace is500mmandelasticityofoperation is 3.67.Baseonthetower,auxiliaryequipments,suchascondenserandreboiler,aresimplycalculatedanddimensionisselected.Additionally,columnequipmentdrawing,aswellasprocessflowdiagram,isattachedforthisproject andautomaticcontrolsystem,withacorrespondingcontrolpoint,issetupaswell.
Key words:
chlorobenzene; distillation; platecolumn
引言
氯苯是一种重要的基本有机合成原料,氯苯在国内的市场需求是非常可观的,氯苯市场发展空间很大。
以氯化苯为原料可以生产上百种化工产品,其中直接消耗氯化苯的主要化工产品有对硝基氯化苯、邻硝基氯化苯、二硝基氯化苯和二苯醚等。
其中80%左右产品用于合成硝基氯苯,其余用于二氯苯、农药等有机合成工业[1]。
随着我国对、邻硝基氯化苯工业快速发展,氯苯生产能力迅速提高。
目前我国氯苯生产规模、技术水平、质量指标均达到国际先进水平,其中生产能力约占全球总产能的70%左右,因此不仅满足国内市场需求,还有一定数量的出口,特别是其下游衍生物的大量出口尤其明显[2]。
本课题以优化分离工艺,确保产品质量,最大限度的降低生产成本,提高产品的市场竞争力为目的,参考了大量文献,按照生产要求进行精馏塔设计,产品纯度可达99.8%。
第1章 绪论
1.1设计背景
氯苯是重要的有机化工产品,是染料、医药、有机合成的中间体,用于制造苯酚,硝基氯苯,苯胺以及杀虫剂DDT,还用于制取溶剂和橡胶助剂、油漆、快干墨水及干洗剂等,用途十分广泛,已有近九十年的发展历史了[3]。
在医药、染料、农药、工程塑料等领域是重要的中间体,用途较广的有机溶剂,合成高分子材料添加剂的重要原料,是有机氯中间体中规模最大、应用领域最广泛的产品之一,也是氯碱企业进行氯平衡的重要产品之一[4]。
1.2氯苯性质
氯苯性质:
杏仁味的无色透明、易挥发液体。
密度为1.105g/cm3,沸点为131.6℃,凝固点-45℃,折射率1.5216(25℃),闪点29.4℃,燃点637.8℃,粘度(20℃)0.799mPa·s,表面张力33.28×10-3N/m[5]。
溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等大多数有机溶剂,不溶于水。
易燃,蒸气与空气形成爆炸性混合物。
溶于大多数有机溶剂,不溶于水。
常温下不受空气、潮气及光的影响,长时间沸腾则脱氯。
有毒,在体内有积累性,逐渐损害肝、肾和其他器官,对皮肤和粘膜有刺激性,对神经系统有麻醉性,工作场所最高容许浓度为350mg/m3。
遇高温、明火、氧化剂有燃烧爆炸的危险,与氯酸银反应剧烈[6]。
1.3氯苯的市场价值
1905年首先报道用苯直接氯化制得氯苯。
1909年由英国的UnitedAlkali公司开始工业化生产。
1915年Hooker电化公司的第一个8200t/a装置在美国投入运行。
同年Dow化学公司在美国也开始工业化生产氯苯[7]。
因此可以说在主要有机化工产品中氯苯是第一个大规模生产的产品。
1920年Dow化学公司开发了两个大量使用氯苯的工艺。
一是氯苯在溶解铜催化剂存在下用氢氧化铵水解生成苯胺,另一个是用氢氧化钠溶液在高温高压下水解氯苯制苯酚[8]。
在之后30年中,这一直是制备苯酚及苯胺的主要生产方法。
另外,氯苯经硝化制得硝基氯苯和经磺化后制得氯苯磺酸等均是较重要的有机化工中间体。
到40年代末期,用异丙苯法生产苯酚实现工业化。
由硝基苯加氢法制苯的工艺也于1954年建成大规模生产装置,到80年代基本稳定在一定水平上。
目前世界上氯苯的主要生产国家和地区有美国、西欧、中国、日本和俄罗斯。
90年代初世界总生产能力为500kt/a左右,其中美国170kt/a、西欧125kt/a、中国120kt/a、俄罗斯40kt/a、日本28kt/a[9
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