年产六万吨氯苯精制工段工艺流程设计
Design of 6000t/a of Chlorobenzene Refining Section
目录
摘要 ................................................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................................ II 引言 ................................................................................................................................................ 1 第1章 绪论 ............................................................................................................................. 2
1.1设计背景 ........................................................................................................................... 2 1.2氯苯性质 ........................................................................................................................... 2 1.3氯苯的市场价值 ............................................................................................................... 2 1.4氯苯生产工艺流程简介 ................................................................................................... 3 1.5氯苯工艺优化 ................................................................................................................... 4
第2章 设计方案 .................................................................................................................... 5
2.1设计原则 ........................................................................................................................... 5 2.2精馏过程设计方案 ........................................................................................................... 5 2.2.1精馏方式 ........................................................................................................................ 5 2.2.2操作压力 ........................................................................................................................ 5 2.2.3塔板形式 ........................................................................................................................ 5 2.2.4进料状态 ........................................................................................................................ 6 2.2.5再沸器，冷凝器等附属设备的安排 ............................................................................ 6 2.2.6热能的利用 .................................................................................................................... 6 2.3全凝器设计方案 ............................................................................................................... 6 2.4再沸器设计方案 ............................................................................................................... 6 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 ........................................................................................................ 7
第3章 精馏塔工艺计算 ...................................................................................................... 8
3.1计算任务 ........................................................................................................................... 8 3.2精馏塔的物料衡算 ........................................................................................................... 8 3.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ........................................................................ 8 3.2.2原料及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 .................................................................... 8 3.2.3物料衡算 ........................................................................................................................ 8 3.3塔板数的确定 ................................................................................................................... 9 3.3.1理论板数 ........................................................................................................................ 9 3.3.2实际塔板数 .................................................................................................................. 11 3.4精馏塔的工艺条件及有关数据 ..................................................................................... 11 3.4.1操作压强 ...................................................................................................................... 11 3.4.2操作温度 ...................................................................................................................... 11 3.4.3平均分子量 .................................................................................................................. 12 3.4.4平均密度 ...................................................................................................................... 13 3.4.5液体的平均表面张力 .................................................................................................. 14 3.4.6液体的平液均粘度 ...................................................................................................... 14 3.5塔和塔板主要工艺结构尺寸 ......................................................................................... 15 3.5.1塔径 .............................................................................................................................. 15 3.5.2操作气速 ...................................................................................................................... 16 3.5.3精馏段的塔径 .............................................................................................................. 16 3.5.4精馏塔有效高度 .......................................................................................................... 16 3.6塔板工艺结构尺寸 ......................................................................................................... 17 3.6.1溢流装置 ...................................................................................................................... 17 3.6.2塔板布置 ...................................................................................................................... 18 3.6.3开孔数和开孔率 .......................................................................................................... 19 3.7验算 ................................................................................................................................. 19 3.7.1塔板上的流体力学验算 .............................................................................................. 19 3.7.2液面落差的验算 .......................................................................................................... 20 3.7.3雾沫夹带量的验算 ...................................................................................................... 20
3.7.4漏液的验算 .................................................................................................................. 20 3.7.5液泛的验算 .................................................................................................................. 21 3.7.6塔板负荷性能图 .......................................................................................................... 21 3.8筒体设计 ......................................................................................................................... 24 3.8.1计算准备 ...................................................................................................................... 24 3.8.2液体静压力 .................................................................................................................. 24 3.8.3筒体厚度 ...................................................................................................................... 24 3.8.4校核水压试验强度 ...................................................................................................... 25 3.9封头设计 ......................................................................................................................... 25 3.9.1封头厚度 ...................................................................................................................... 25 3.9.2应力强度校核 .............................................................................................................. 25 3.9.3最大允许工作压力 ...................................................................................................... 26 3.9.4进料管 .......................................................................................................................... 26 3.9.5塔顶蒸汽出口管 .......................................................................................................... 26 3.9.6回流管 .......................................................................................................................... 27 3.9.7釜液出口管 .................................................................................................................. 27 3.9.8气体进口管 .................................................................................................................. 27
第4章 辅助设备计算 ........................................................................................................ 30
4.1塔顶冷凝器设计 ............................................................................................................. 30 4.1.1选择换热器的类型 ...................................................................................................... 30 4.1.2总传热面积 .................................................................................................................. 30 4.1.3工艺结构尺寸 .............................................................................................................. 31 4.1.4换热器核算 .................................................................................................................. 32 4.2塔底再沸器设计 ............................................................................................................. 35 4.2.1估算再沸器的尺寸 ...................................................................................................... 35 4.2.2校核总传热系数 .......................................................................................................... 36
第5章 仪表自动控制 ........................................................................................................ 41
5.1化工过程自动控制的目的 ............................................................................................. 41
5.2自动控制系统分类 ......................................................................................................... 41 5.3液位自动控制系统 ......................................................................................................... 41 5.3.1原料液储罐液位控制系统 .......................................................................................... 41 5.3.2塔底液位自动控制系统 .............................................................................................. 41 5.4流量自动控制系统 ......................................................................................................... 42 5.4.1原料液流量自动控制系统 .......................................................................................... 42 5.4.2釜液流量自动控制系统 .............................................................................................. 42 5.5温度自动控制系统 ......................................................................................................... 42 5.5.1原料液温度自动控制系统 .......................................................................................... 42 5.5.2塔顶全凝器温度自动控制系统 .................................................................................. 43 5.5.3塔底温度自动控制系统 .............................................................................................. 43
结论 .............................................................................................................................................. 44 致谢 .............................................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 .................................................................................................................................... 45