发布时间 : 星期三 文章(完整版)年产六万吨氯苯精制工段工艺流程设计毕业设计更新完毕开始阅读d876b3956037ee06eff9aef8941ea76e58fa4a9d
1.5氯苯工艺优化
氯化苯对干整个氯碱生产，尤其是平衡氯气，起着举足轻重的作用[15]。过去，由于跑、冒、滴、漏现象严重，生产环境恶劣污染严重，原材料消耗居高不下，产品纯度低一直成为制约生产发展和效益提高的难点。几年来，通过引入清洁生产的思想，干燥过程使用固体烧碱作干燥剂氯化槽前增加苯冷却器，氯化反应后增加氯化液冷却器，氯化尾气吸收冲入氮气保护等[16]，使氯化苯的整个生产面貌一改往日被动局面，促进了形势的好转。通过清洁生产实践[17]，改变落后的生产工艺和设备，注重生产过程中物料的循环利用，使污染物排放总量大幅度下降，环境质量得到改善，而且取得了较好的经济效益[18]，同时也为环保工作提供了一种全新的方法：从被动的末端治理转向主动的源头控制[19]。为了满足市场的需求，对氯苯的生产不断地加以改进并扩大生产能力，产品质量得到了极大的提高，在节能降耗上取得了一定成效[20]。
随着氯化苯系列产品的开发及应用范围的不断扩大，氯化苯系列产品在化工生产中起着越来越重要的作用。产品质量要求也越来越严格。由苯液相氯化法[21]制得的氯苯后，苯和氯苯互溶，为了提高氯苯产品的质量，需设计一连续精馏塔，用来分离易挥发的苯和不易挥发的氯苯。
本设计主要是氯苯精制工段工艺流程设计，氯苯纯度可达99.8%。
第2章 设计方案
2.1设计原则
工程设计本身存在一个多目标优化问题，同时又是政策性很强的工作。在进行工程设计时应综合考虑诸多影响因素，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全、低能耗的原则，具体考虑以下几点：
①满足工艺和操作的要求，即流程与设备需要一定的操作弹性，可方便地进行流量和传热量的调节。
②满足经济上的要求，即要节省热能和电能的消耗，设计时应全面考虑，尽量减少设备与基建的费用
③保证生产安全，生产中应防止物料的泄露，生产和使用易燃物料车间的电器均应为防爆品。
2.2精馏过程设计方案
2.2.1精馏方式
本设计采用连续精馏方式，原料液连续加入精馏塔中，并连续收集塔顶、塔底产物。精馏优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。由于所涉浓度范围内苯与氯苯的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。 2.2.2操作压力
精馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。采用减压操作有利于分离相对挥发度较大组分及热敏性的物料，但压力降低将导致塔径增加，同时还需要使用抽真空的设备。对于沸点低、在常压下为气态的物料，则应在加压下进行精馏。当物性无特殊要求时，一般是
在稍高于大气压下操作。但在塔径相同的情况下，适当地提高操作压力可以提高塔的处理能力。有时应用加压精馏的原因，则在于提高平衡温度后，便于利用蒸汽冷凝时的热量，或可用较低品位的冷却剂使蒸汽冷凝，从而减少精馏的能量消耗。对于本设计中要求分离的苯-氯苯物系，应采用常压操作，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于苯和氯苯这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。 2.2.3塔板形式
根据生产要求，选择结构简单，易于加工，造价低廉的筛板塔，筛板塔处理能力大，塔板效率高，压降较低，在苯和氯苯这种黏度不大的分离工艺中有很好表现。 2.2.4进料状态
进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切的联系。在实际的生产中进料状态有多种，但一般都将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这主要是由于此时塔的操作比较容易控制，不致受季节气温的影响。此外，在泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，为设计和制造上提供了方便。因此，本设计中采用泡点进料，由于蒸汽质量不易保证，采用间接蒸汽加热，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。 2.2.5再沸器，冷凝器等附属设备的安排
塔底设置再沸器，塔顶蒸汽完全冷凝至泡点后一部分回流入塔，其余部分经塔顶产品冷却器冷却后送至储灌。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至产品储罐。 2.2.6热能的利用
精馏过程是组分反复汽化和反复冷凝的过程，耗能较多，如何节约和合理地利用精馏过程本身的热能是十分重要的。选取适宜的回流比，使过
程处于最佳条件下进行，可使能耗降至最低。
2.3全凝器设计方案
塔顶温度为81℃，采用泡点回流。
两流体温度变化情况为：热流体进口为81℃的苯（含有少量氯苯）蒸气，出口为81℃的液体苯（含有少量氯苯）；冷流体（循环水）进口温度30℃，出口温度40℃。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。循环水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，管子选
?19?2的碳钢管，管内流速取ui?1.5m/s，热流体走壳程。
2.4再沸器设计方案
塔底再沸器选用热虹吸立式再沸器，加热介质进口为790kPa，169.83℃的饱和水蒸气，出口为790kPa，169.83℃的液体水，走壳程；釜液进口为138℃的液相氯苯（含少量苯），出口为138℃气相氯苯，走管程。
2.5自动控制设计方案
2.5.1自动控制系统的目的
化工生产中，大多是连续性生产，各个设备相互关联着，当其中某一设备的工艺条件发生变化时，都可能引起其他设备中某些参数或多或少的波动，偏离正常的工艺条件，为此，就需要用一些自动控制装置，对生产中某些关键性参数进行自动控制，使它们在收到外界干扰（扰动）的影响而偏离正常状态时，能自动的回到规定的数值范围内，为此目的需要设置自动控制系统。