目錄TOC\o"1-3"\h\z第一篇設(shè)計說明書 1第一章總論 1第一節(jié)產(chǎn)品概述 1第二節(jié)生產(chǎn)方法和選擇依據(jù) 3第三節(jié)廠址選擇 4第四節(jié)原料性質(zhì)和中間體規(guī)格及供給情況 5第五節(jié)資源綜合利用 6第六節(jié)設(shè)計中存在的問題及處理意見 7第二章工藝局部 7第一節(jié)工藝流程論證 7第二節(jié)工藝條件論證 12第三節(jié)設(shè)備認(rèn)證及規(guī)格型號 13第四節(jié)附錄 14第三章非工藝局部 19第一節(jié)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 19第二節(jié)車間布置 20第三節(jié)平安技術(shù)及勞動保護(hù) 22第四節(jié)車間投資分析 23第五節(jié)三廢處理 25第二篇設(shè)計計算書 26第一章物料衡算 26第一節(jié)總物料衡算 27第二節(jié)主要工序物料衡算 30第二章熱量衡算 32第一節(jié)氯化反響器熱量衡算 32第二節(jié)粗餾塔預(yù)熱器 35第三節(jié)粗餾全縮器 37第四節(jié)精餾全縮器 39第五節(jié)單塔冷凝器 41第六節(jié)總塔冷凝器 43第三章設(shè)備計算 45第一節(jié)氯化器 45第二節(jié)單、總塔冷凝器 46第三節(jié)粗餾塔預(yù)熱器、粗餾塔全縮器 47第四節(jié)粗餾塔計算 48附錄 61第一篇設(shè)計說明書第一章總論1、規(guī)模：年產(chǎn)氯苯9000噸2、產(chǎn)品規(guī)格：要求產(chǎn)品符合國標(biāo)GB2404-92一級品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3、設(shè)計依據(jù)：〔1〕依據(jù)教學(xué)大綱所發(fā)的設(shè)計說明書〔2〕原始資料：a?氯化苯生產(chǎn)技術(shù)?全國氯苯行業(yè)協(xié)作組b巨化公司氯化苯車間操作規(guī)程4、設(shè)計范圍：設(shè)計氯化工段，對氯化器到精餾塔的主要設(shè)備進(jìn)行了物料衡算和熱量衡算，并對主要設(shè)備進(jìn)行選定，其余參照巨化公司年產(chǎn)7000t氯化苯裝置。第一節(jié)產(chǎn)品概述一、產(chǎn)品性質(zhì)、規(guī)格及用途1.氯化苯性質(zhì)〔1〕簡介：學(xué)名：一氯化苯通稱：氯化苯分子式：C6H5Cl分子量：112.56CCCHCCCCHHHHClClCl結(jié)構(gòu)式：或： 〔2〕物理性質(zhì)：氯化苯在常溫、常壓下為無色透明或微黃色透明的液體，帶有苦杏仁味，沸點在760mmHg時為131.8℃，熔點為－45.2℃，臨界壓力33.962mmHg，臨界溫度為359.2℃，比重1.1064(20℃/4℃)，易溶于乙醚、苯、氯仿、醇、CS2等，微溶于水?！?〕化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)比擬穩(wěn)定，在常溫，常壓下一般不與水、堿、稀酸反響，但在高溫下那么可與堿或氨發(fā)生水解、氨解反響?！?〕毒性：常為慢性中毒，可引起貧血、神經(jīng)衰弱、頭痛、頭暈等。2.規(guī)格：根據(jù)國家工業(yè)氯苯GB2404-92質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：指標(biāo)名稱指標(biāo)優(yōu)級品一級品合格品水份含量％≤酸度〔以硫酸計％〕≤氯苯含量〔％〕≥99苯含量〔％〕≤二氯苯含量〔％〕≤外觀：在20℃下為無色透明或微黃色透明的液體，〔其色度不得深于40號〕，無可見水。3.用途：氯化苯是一種重要的有機(jī)中間體，可用做合成染料、炸藥、農(nóng)藥、醫(yī)藥等中間體，國內(nèi)生產(chǎn)的氯化苯主要用于殺蟲劑、苯酚、一硝基氯苯、二硝基氯苯、二硝基苯酚及染料中間體與溶劑、橡膠助劑。在塑料工業(yè)上可制造氯已烯清劑與樹脂。二、副產(chǎn)物的技術(shù)規(guī)格：1.對二氯苯：外觀：白色針狀結(jié)晶共熔融體，略帶黃色凝固點：53.1℃2.鄰二氯苯：外觀：黃色透明液體，無可見水或機(jī)械雜質(zhì)，-5℃無結(jié)晶析出。3.副產(chǎn)鹽酸：外觀：在15℃時為淡黃色透明液體，不含機(jī)械雜質(zhì)HCl含量≥28%苯含量≤0.05%第二節(jié)生產(chǎn)方法和選擇依據(jù)氯化苯合成方法氯化苯的合成方法有多種，例如：苯和氯氣在紫外光線的照射下直接反響生成氯化苯：C6H6+Cl2C6H5Cl+HCl苯胺的偶氮氯化法：C6H5NH2[C6H5N=N]+Cl-C6H5Cl苯的催化氯化法〔氣相法與液相法〕：C6H6+Cl2C6H5Cl+HCl+Q苯氧化氯化法：C6H6+HCl+O2C6H5Cl+H2O經(jīng)過實際生產(chǎn)的經(jīng)驗，上述方法有的能應(yīng)用于生產(chǎn)，有的在生產(chǎn)中沒有實用的價值，目前國內(nèi)外幾乎所有的氯化苯生產(chǎn)廠家均采用液相催化氯化法制取氯化苯。我國1952年在錦西化工廠建成了第一座采用液相催化氯化法制取氯化苯的車間，當(dāng)時氯化生產(chǎn)還處在較低級階段，氯化反響是在帶有攪拌的夾套反響器中進(jìn)行，生產(chǎn)是間歇性的，把原料苯和催化劑FeCl3投入反響器中，在攪拌的情況下通入氯氣，夾套通冷卻水進(jìn)行冷卻，保持反響溫度在40℃左右，當(dāng)產(chǎn)物到達(dá)一定濃度時停止通氯，放出氯化物進(jìn)行后續(xù)處理。應(yīng)用此法設(shè)備的生產(chǎn)能力不決定于化學(xué)反響的速度，而決定于反響物至冷卻劑的傳熱系數(shù)，故效率較低，稱之為低溫間歇氯化法。經(jīng)過改進(jìn)后，氯化反響在氯化塔中進(jìn)行，首先把觸媒——鐵環(huán)參加氯塔中，原料苯和氯氣從氯化塔底部錐體側(cè)面進(jìn)入塔內(nèi)，并流而上進(jìn)行反響，反響溫度控制在80℃左右，反響物料處在半沸騰狀態(tài)，放出的反響熱依靠連續(xù)添加過量的苯吸熱汽化蒸發(fā)移出，反響液從氯化塔中上部出料口經(jīng)液封連續(xù)流出，到達(dá)連續(xù)生產(chǎn)的目的，故稱為高溫連續(xù)法氯化。選擇依據(jù)：由①P160至P168和②提供理論依據(jù)，參照巨化公司氯苯車間實際流程和生產(chǎn)控制指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計。生產(chǎn)方法：高溫連續(xù)化法〔沸騰氯化法〕主反響：2Fe+3Cl2 2FeCl3〔Cat〕FeCl3FeCl370～80℃C6H6+Cl2C6H5Cl+HCl+28～30kcal/kmol副反響：C6H5Cl+Cl2C6H4Cl2+HCl苯的正常沸點80℃左右，在FeCl3催化下，苯與氯氣反響合成氯苯，其反響熱借未氯化的苯蒸汽、氯化氫氣體及生成物氯化液帶走。反響機(jī)理：2Fe+3Cl2==2FeCl3FeCl3+Cl2==[Cl+FeCl4]C2H6+[Cl+FeCl4]==C6H5Cl+FeCl4-(控制步聚)流程特點：該流程是先進(jìn)的氯苯生產(chǎn)流程，采用過量苯連續(xù)氯化，較之間歇氯化法大大提高了生產(chǎn)能力，能較好控制副產(chǎn)物生成。氯化反響熱利用沸騰苯的汽化來帶出，而不采用帶外部冷卻器裝置的反響器，這使氯化器的結(jié)構(gòu)較為簡單，同時裝放觸媒較方便，也利于提高氯化器的生產(chǎn)能力。采用依次相連的塔粗餾塔和精餾塔連續(xù)蒸餾，從粗餾塔塔頂蒸出苯回收，從精餾塔塔頂蒸出產(chǎn)品氯苯，能控制產(chǎn)品質(zhì)量和苯回收。強(qiáng)調(diào)了二氯苯的回收，以及廢水與廢氣的后處理，廢水用暴氣法回收其中物料，再去生化處理，廢氣經(jīng)吸收生產(chǎn)副產(chǎn)鹽酸，對多氯苯進(jìn)行燃燒處理，這樣降低了生產(chǎn)本錢，也符合環(huán)境要求。第三節(jié)廠址選擇廠址選擇的好差，直接關(guān)系到建廠的成敗問題，廠址選擇對交通、自然條件、能源供給環(huán)境等有一定的考慮。本車間擬設(shè)計在衢州市南郊距市區(qū)6公里巨化電化廠內(nèi)，選擇該地點，其依據(jù)分述如下：水文、地質(zhì)資料衢州處于浙西山區(qū)，東經(jīng)118°52′，北緯28°59′，平均海拔75m；自然條件溫度：年平均20℃，極端Tmax=39℃，Tmin=-5℃相對濕度：Φ=77.4%最大積雨深度：20mm平均風(fēng)速：2.1m/s，主要風(fēng)向為東北風(fēng)及東西風(fēng)平均氣壓：760mm地勢東西高，南北低，地耐力16kgf/cm2，地震烈度七級。水電供給及交通該廠在烏溪江中下游，上游有黃壇口水庫，水源豐富，廠區(qū)內(nèi)有引水渠道，可引用水24m3/s。電力由華東電網(wǎng)經(jīng)沙埔變電所輸出11萬伏供給，并有巨化熱電廠的電力補(bǔ)充，電源充足。廠址處于浙、閩、贛三省交界處，交通便利，廠區(qū)內(nèi)設(shè)有鐵路網(wǎng)線至干線鐵路，并有22m寬的水泥公路至巨州市。建廠環(huán)境本產(chǎn)品屬甲級防爆，一級消防，電化廠處于居民區(qū)的下風(fēng)向，距居民生活區(qū)600m以外，地勢平坦。原料氯氣和水，電，汽〔氣〕，冷凍鹽水等都可與電化廠氯堿系統(tǒng)聯(lián)接供用。第四節(jié)原料性質(zhì)和中間體規(guī)格及供給情況原料苯性質(zhì)：常溫、常壓下無色透明液體，易燃、易爆、易揮發(fā)，具有芳香氣味，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，可與許多有機(jī)物進(jìn)行取代、加成、氧化等反響，比重D420=0.875，沸點在760mmHg時為80.09℃，純品凝固點為5.5℃，有毒，苯與空氣接觸下自燃點580℃，苯和水形成共沸物，其沸點69.25℃。技術(shù)規(guī)格：采用焦化苯外觀：透明液體；比重d204：3；含水：≤0.04%；含噻吩：≤0.05%原料氯氣：性質(zhì)：黃綠色，窒息有毒的氣體，對人體有強(qiáng)烈的刺激性，沸點–34.52℃/760mmHg，凝固點-101.6℃，它可與金屬和非金屬直接反響，并能和許多化合物起反響。技術(shù)規(guī)格：采用氯堿系統(tǒng)尾氣純度≥65%(體積)含水≤0.04%(體積)含氫≤3.5%(體積)含氧≤7.5%〔重量〕輔助原料：食鹽：NaCl含量≥92%含水≤5.0%顆?！?0mm燒堿：NaOH含量≥30%Na2CO3含量≤1.0%NaCl含量≤5.0%Fe2CO3含量≤0.01%觸媒：鐵環(huán)φ25-38mm L25-40mm中間產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格：酸性氯化液：比重0.935～0.955/20℃含氯苯≥28%含二氯苯≤1.2%含氯含三氯化鐵≤0.02%中性氯化液：比重0.925～0.940/20℃含苯≤72%含氯苯粗氯苯：比重≥1.112/20℃含苯≤0.3%含氯苯≥95%〔4〕回收苯比重0.880～0.890/20℃含一氯苯≤10%無二氯苯主、輔助原料供給要求：原料苯通過火車罐車送至月臺卸到貯罐，主要進(jìn)貨渠道為國內(nèi)石油生產(chǎn)企業(yè)和煤炭深加工企業(yè)，來源廣泛，價格低。氯氣利用氯堿生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的氯氣通過管道直接送入裝置。公用系統(tǒng)：利用氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)的供水網(wǎng)，蒸汽網(wǎng)，冷凍鹽水接入生產(chǎn)系統(tǒng)。第五節(jié)資源綜合利用氯化苯生產(chǎn)過程中排放的〞三廢〞品種，對環(huán)境污染重，大自然難降解，我國經(jīng)過40多年氯苯生產(chǎn)，工藝成熟，苯消耗定額下降，排放的三廢治理技術(shù)和綜合利用的經(jīng)驗技術(shù)成熟，本設(shè)計經(jīng)過治理后能到達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn)。為了更好利用資源，本設(shè)計對氣體進(jìn)行冷凝，回收苯，對氯化氫經(jīng)吸收成為副產(chǎn)鹽酸，對精餾塔出來的物料再經(jīng)過精餾成為二氯苯產(chǎn)品，到達(dá)了降低產(chǎn)品本錢的目的。節(jié)能措施：蒸餾過程中，由于二氯苯等的熱敏性，產(chǎn)生一些焦化物；還有氯化液中少量雜質(zhì)附著在加熱器和塔板上影響傳熱效果，因此對此設(shè)備經(jīng)常清洗能到達(dá)節(jié)能效果。節(jié)耗：氯苯生產(chǎn)中，節(jié)耗主要是節(jié)苯，采取以下措施：A：對尾氣排放和貯槽的排放應(yīng)嚴(yán)格控制加以回收。B：通過實踐證明，氯化過程中一氯苯與二氯苯的比值近似為40：1，這樣使耗苯量最低。C：加強(qiáng)對三廢處理，減少跑、冒、滴、漏的現(xiàn)象，回收有效成分。第六節(jié)設(shè)計中存在的問題及處理意見由于設(shè)計時間較短，本設(shè)計存在以下問題：本設(shè)計只設(shè)計氯化反響器及初餾塔等主要設(shè)備，其它參考巨化公司7000t/a氯苯裝置的原型，可能存在不配套情況。本設(shè)計對設(shè)備及自控儀表的布置由于時間關(guān)系，未能很好對設(shè)備加以排列，對控制點也只提出了簡單方案。未畫配管圖，對設(shè)備的管口方位未加以定位。許多數(shù)據(jù)都只去取一個通常值，在實際設(shè)計時應(yīng)視情況加以修正。對三廢排放及本錢估算采用通值，和實際有誤差。第二章工藝局部第一節(jié)工藝流程論證生產(chǎn)方法論證苯的氯化，有間斷氯化法和連續(xù)氯化法，間斷氯化法是往反響器中注入苯，再通入氯氣〔有觸媒存在〕直到反響物中苯、氯苯和多氯化物的比例到達(dá)規(guī)定數(shù)值為止，此后停止氯化，并把物料送入以后的設(shè)備中，以便把混合物別離，在連續(xù)氯化法生產(chǎn)時苯和氯氣連續(xù)地通入氯化器，并自反響器連續(xù)的流出到達(dá)規(guī)定成分的反響物，因連續(xù)法生產(chǎn)能力大，并便于自動化控制，故完全排除間斷法。苯的連續(xù)氯又可分為單級氯化和多級氯化，而最好的氯化法應(yīng)該是只能制得最少量多氯化物的方法。苯的氯化反響是不可逆的連串反響。在合成氯苯時，二氯苯的生成是不可防止的。動力學(xué)研究指出，在苯氯化時苯的濃度降低得越多，那么二氯苯的生成量也越多，即氯化液的混合作用越大，氯化深度加深。下表是采用三種不同氯化方法進(jìn)行氯化時的數(shù)據(jù)〔摘自①P167〕表采用三種不同氯化方法進(jìn)行氯化的數(shù)據(jù)氯化方法未反響苯%氯苯%二氯苯%氯苯/二氯苯〔wc〕間歇22～25槽式多級連續(xù)單級塔式沸騰連續(xù)25～30以上數(shù)據(jù)說明：在氯化深度相同時，槽式多級連續(xù)氯化的二氯苯生成量最多，即氯苯與二氯苯比值最小，而其他二種方法數(shù)據(jù)根本相近。實踐證明；單級塔式沸騰氯化優(yōu)于他法。理論上，由①P163關(guān)系式：Cd/Ca0=K/(1-K)*(Ca/Ca0-1/K*(Ca/Ca0)K式中：Cd—氯化反響中二氯苯摩爾濃度；Ca—氯化反響物中苯的摩爾濃度；Ca0—原料混合物中苯的摩爾濃度；K—k1/k2(k1,k2為速度反響常數(shù)，且k1比k2大)。由上式得出結(jié)論：在Ca不變，Ca0大時，Cd值小，即當(dāng)氯化深度相同，二氯苯的生成與苯的最初濃度有關(guān)。在間歇生產(chǎn)中，反響開始時，Ca0最大；而在槽式連續(xù)氯化過程中，由于存在返混現(xiàn)象，故Ca0小；當(dāng)采用單級沸騰連續(xù)氯化時，由于通苯量與通氯量均很大，向上流動速度很快，使返混大大減小，即Ca0接近間歇生產(chǎn)的濃度。因此，在氯化深度相同時，為控制多氯苯生成，宜采用單級氯化法。氯化反響要放出大量的熱，因而按照熱量移出方式和反響溫度不同，又可分為低溫氯化法和沸騰法。前者利用冷卻劑通過冷卻裝置來帶走熱量，其反響溫度為35oC以下，后者那么利用苯的沸騰蒸出帶出熱量，反響溫度為80oC左右。前者由于反響熱效應(yīng)很大〔28～30kcal/mol〕，設(shè)備的生產(chǎn)能力將不決定于化學(xué)反響速度，而決定于反響物至冷卻劑的傳熱系數(shù)，在這種條件下氯化過程的強(qiáng)化將為熱傳導(dǎo)改進(jìn)的可能性所限制，同時通冷卻劑的鋼管在氯的作用下會受破壞，使氯化過程的強(qiáng)化更難，并生成氯化反響的催化劑FeC13，這使反響物中觸媒含量的調(diào)節(jié)遇到困難，而后者那么不帶冷卻裝置，氯化器內(nèi)壁可襯耐酸瓷板加強(qiáng)防腐，不存在上述困難。實踐證明在沸騰氯化時，反響器的生產(chǎn)能力〔以單位體積記〕為前者的8～10倍，為間歇操作的氯化器的100倍，同時也不會使反響物中的多氯化物的相對含量增加。綜上所述，本設(shè)計所采用的沸騰氯化法工藝是合理的。另外合成方法有：(1)在有接觸劑存在時使苯蒸汽氣相氯化，但由于氣化氯化時反響溫度較高，在400～500oC,反響速度大難以控制，且排出氣帶走的苯返回循環(huán)時要經(jīng)過處理；反響前需把氣體加熱造成本錢升高，因此不宜采用氣化氯化法。(2)在有紫外光照射下進(jìn)行反響，生產(chǎn)中不太可行，且本錢高，操作復(fù)雜，產(chǎn)量低，生產(chǎn)上不可能采用。生產(chǎn)流程流程圖苯枯燥結(jié)晶器苯枯燥結(jié)晶器精制小塔二中塔成品貯槽廢水池回收苯貯槽粗餾全縮粗餾精餾噴淋酸苯別離單塔冷凝Cl2氯化液貯槽氯化液枯燥堿洗水洗氯化器苯高位槽堿水苯總塔冷凝尾氣精餾全縮清污分流冷凝液廢液廢液副產(chǎn)鹽酸鄰位母液對位產(chǎn)品二中餾份流程表達(dá)：苯的氯化苯庫送來的原料苯經(jīng)過計量與回收苯混合后，用泵打至3只串聯(lián)的苯枯燥器〔下進(jìn)上出〕，進(jìn)入苯高位槽〔高位槽有溢流口回至計量槽〕，經(jīng)流量計調(diào)節(jié)進(jìn)入氯化器底部與氯氣緩沖罐來的Cl2一起，經(jīng)鐵觸媒層作用順流而上進(jìn)行反響，生成的氯化液從氯化器上部經(jīng)液封后流出，反響熱經(jīng)苯的汽化吸熱帶走，生成的氯化氫及被蒸發(fā)的苯從頂部引出，經(jīng)單塔及總塔冷凝后，使冷凝的苯回氯化器底部，單塔用自來水冷卻，總塔用冷凍鹽水冷卻。尾氣的噴淋吸收經(jīng)過單塔、總塔冷凝后的尾氣，從頂部進(jìn)入噴淋粗氯化液或次品經(jīng)過冷卻后也從頂部噴入，兩者順流而下，噴淋液溶解吸收了尾氣中的苯。經(jīng)吸收后尾氣從塔釜上部輸出，去副產(chǎn)酸崗位。噴淋液進(jìn)行冷卻循環(huán)使用。當(dāng)噴淋液含苯達(dá)32～36%時，用泵打至回收液缸中，然后緩慢參加氯化液管內(nèi)進(jìn)行水洗、中和等。新的噴液用真空從次品缸抽至預(yù)冷缸，經(jīng)預(yù)冷至-10℃左右，參加噴淋塔使用。氯化液的水洗、中和氯化液從液封管內(nèi)溢出后，進(jìn)入水洗泵，在水洗泵進(jìn)口加放5～10%〔體積〕的水，進(jìn)行強(qiáng)制水洗。然后進(jìn)入三臺串聯(lián)的水洗缸，進(jìn)入沉降別離，除去其中的FeCl3和鹽酸。1#水洗缸在底部連續(xù)排放酸水；2#水洗缸定時排酸水，3#水洗缸作緩沖罐用。氯化液從水洗缸頂部溢出，然后進(jìn)入中和泵，在泵之前加放NaOH溶液〔氯化液：堿液100：0.5～1.0堿液濃度為80～100g/L〕，進(jìn)行強(qiáng)制中和，使氯化液呈中性或微堿性。隨后送入三臺串聯(lián)的堿別離器進(jìn)行沉降別離，從底部放出的廢堿〔含少量氯化液〕進(jìn)入渣質(zhì)打缸，用真空抽至回收液缸，再放入氯化液系統(tǒng)進(jìn)行水洗、中和等。經(jīng)堿液別離器后的氯化液經(jīng)三臺串聯(lián)的以食鹽為枯燥劑的枯燥器，脫水后進(jìn)入氯化液貯槽。尾氣吸收從噴淋塔釜來的尾氣經(jīng)氣液別離器后進(jìn)入絕熱吸收塔底部，吸收收塔內(nèi)裝有填料，頂部噴淋吸收HCl制成30%左右的鹽酸，經(jīng)冷卻進(jìn)入酸貯槽。未被吸收的尾氣經(jīng)冷凝器冷凝，冷凝液去水洗，不凝氣體用水流泵抽走，經(jīng)水封充N2稀釋放空。粗、精餾氯化液貯槽內(nèi)的氯化液用泵輸送，經(jīng)計量后進(jìn)入預(yù)熱器，加熱到一定溫度后進(jìn)入粗餾塔中上部。塔釜采用外加熱器〔列管〕加熱，使氯化液沸騰循環(huán)。塔頂上升蒸汽經(jīng)局部冷凝器控制回流。未凝氣體入全縮器冷凝成液體，流入回苯貯槽中，粗餾塔合格的粗氯化苯經(jīng)控制連續(xù)參加精餾塔中上部。在塔釜內(nèi)用蒸汽間接加熱，采用真空分餾法別離出一氯苯，用控制回流比的方法來保證一氯苯質(zhì)量。從塔頂出來的一氯苯經(jīng)全縮器冷凝入成品計量槽，經(jīng)分析合格，打入成品貯槽。不合格那么送入次品貯槽，進(jìn)行重蒸或作噴淋液氯用。精餾塔真空度一般控制在0.078MPa，精餾尾氣從精餾全縮器的下封帽處抽入真空冷凝器，真空冷凝器用-15℃鹽水冷卻，冷凝液進(jìn)入成品管去成品計量槽，未凝氣體經(jīng)氣液別離器進(jìn)真空緩沖器，由真空泵抽出后入真空別離器，再經(jīng)活性碳吸附后放空。精餾塔蒸出一定的產(chǎn)量后，塔釜內(nèi)物料合放二中塔，進(jìn)一步蒸出一氯苯和苯。二中塔塔機(jī)蒸出物經(jīng)冷凝后入二中受器，然后參加精餾塔重新蒸餾。二中塔內(nèi)物料蒸至含一氯苯10%后送二氯苯崗位。二氯苯二中塔的殘液用真空抽至二氯苯精制小塔蒸餾，別離多氯苯和二氯苯。餾出物經(jīng)過冷凝器入二氯液貯槽，塔內(nèi)殘渣放入小車?yán)ト紵幚?。二氯液貯槽內(nèi)的二氯液用N2壓入結(jié)晶器至溢流，用發(fā)汗結(jié)晶的方法別離鄰位和對位二氯苯：先在結(jié)晶器管間和夾套通冷凍鹽水，使對位二氯苯結(jié)晶，從結(jié)晶器低部將鄰位二氯苯放入粗氯液貯槽供精鄰位二氯苯有，然后管間和夾套改通熱水升溫度使對位熔化，合格后放入鐵桶封口。真空系統(tǒng)來自粗、精餾、二氯苯、噴淋系統(tǒng)的未凝氣體入真空緩沖器，經(jīng)由真空泵與氣液別離水箱后入真空別離器，液體定期從底部排放回收，氣體進(jìn)入廢氣處理回收塔，用活性吸附，經(jīng)風(fēng)機(jī)排空。當(dāng)活性碳吸附到達(dá)飽和時需再生，再生時用0.2～0.5MPa。壓力的蒸汽減壓后從塔底部部進(jìn)入，苯、氯苯汽化后經(jīng)冷凝器冷凝后回收。燃燒多氯化苯燃燒采用“干餾法〞，將多氯苯池內(nèi)的氯苯稱80公斤左右倒入汽化器，密閉。汽器用H2燃燒使多氯苯汽化，經(jīng)夾套冷凝回收二氯苯。加堿中和至中性，送回精制小塔重蒸。夾套冷凝器內(nèi)未冷凝的廢氣直接用水吸收后棄去。尾氣經(jīng)風(fēng)機(jī)抽出放空。待汽化器自然冷卻至常溫，翻開蓋子鏟除殘渣。第二節(jié)工藝條件論證氯化反響溫度72～84oC因為溫度太高，副反響加劇，氯化液中二氯苯的含量增加，同時由于反響熱來不及移走，塔內(nèi)溫度過高會出現(xiàn)黑料或苯碳化問題；假設(shè)溫度太低，反響速度慢，氯苯含量偏低，增大苯的循環(huán)量，對連續(xù)生產(chǎn)和消耗不利。苯和氯氣中含水＜0.04%〔wt〕因為在苯氯化時，如原料中參加水，那么〔1〕反響時使三氯化鐵催化劑反響外表遭到破壞，局部反響劇烈〔2〕反響生成的HCl氣體溶于水生成鹽酸，而三氯化鐵催化劑在鹽酸中溶解度比在苯中大得多，使FeCl3在苯中含量大大降低，因而減慢了反響速度，使反響不能順利進(jìn)行，而且鹽酸還將加快對設(shè)備的腐蝕，增大鐵環(huán)損耗，故應(yīng)控制含水量＜0.04%〔wt〕苯中噻吩含量＜0.1%由于噻吩能與FeCl3和苯生成不溶于水的“黑色沉淀〞，這種物質(zhì)會包在鐵環(huán)外面，使觸媒失效；另外噻吩能與苯一起被氯化所生成的化合物在比重與沸點方面與苯的多氯代物很接近不易別離，并且在蒸餾苯時，噻吩的氯衍生物會分解出HCl，這時，制出的產(chǎn)品氯苯有色，呈酸性反響，并含有鐵鹽和鐵氧化物，同時也增加了對設(shè)備的腐蝕。因此應(yīng)控制噻吩的含量。Cl2中氫含量＜1.5%氫氣和氯氣混合氣具有火災(zāi)危險和爆炸危險，當(dāng)Cl2含H2＞4%時，易引起火災(zāi)，當(dāng)H2含量＞7%時，那么可能引起爆炸。蒸餾采用泡點進(jìn)料泡點進(jìn)料可以減少塔釜熱負(fù)荷，保證操作穩(wěn)定，精餾，提餾段上升氣量相等，計算設(shè)計比擬方便，塔徑可采取一致，設(shè)備制造，安裝方便，因此粗餾塔用預(yù)熱器把物料加熱到泡點溫度，精餾塔直接從粗餾塔釜出來進(jìn)入〔泡點溫度低于粗餾塔釜溫度〕?？刂坡然褐需F離子含量≤0.02%氯化液中鐵離子含量過高，帶入蒸餾系統(tǒng)腐蝕設(shè)備，同時直接影響成品外觀，氯化液中鐵離子含量過低，需要大量水和堿參加洗凈，消耗增加。氯化器底部要定時排酸氯化反響過程中，因回收苯中含有少量水和雜質(zhì)，造成酸生成，生成的酸比重大，會沉入氯化器底部，長期積累會危害生產(chǎn)。第三節(jié)設(shè)備認(rèn)證及規(guī)格型號一、主要設(shè)備選型認(rèn)證1、氯化器〔1〕氯化器采用直徑小，高度高，頂端有擴(kuò)大局部結(jié)構(gòu)。為保證反響進(jìn)行完全，尾氣中不含有游離氯，必須保證足夠的停留時間。在溫度80oC左右時試驗證明，采用徑高比1:18～20時，氣體停留時間好，生產(chǎn)氯化苯多，多氯苯量少，故氯化器采用塔徑小，高度高的反響器，而頂部有擴(kuò)大局部有利于氣液別離和平安生產(chǎn)?！?〕化器內(nèi)襯兩層耐酸瓷板。由于工藝采用高溫連續(xù)化反響，反響溫度高，由于反響生產(chǎn)大量有腐蝕性的HCl在高溫下腐蝕性更強(qiáng)，故采用兩層耐酸瓷板襯里。〔3〕采用鐵環(huán)作為觸媒。反響中實際上起催化作用的是FeCl3，用鐵環(huán)增大Fe與Cl2的接觸面積，有利于生成FeCl3催化劑，以加快反響速度；同時鐵環(huán)價格低廉，來源容易，填裝方便?！?〕測溫點：一般塔中上部設(shè)置測溫點，是控制氯化反響程度重要參數(shù)，是平安生產(chǎn)關(guān)鍵控制指標(biāo)?！?〕人孔及整體安裝應(yīng)考慮加裝觸媒方便。2、粗餾塔粗餾塔為浮閥塔，因為介質(zhì)不起泡，并且〔1〕浮閥塔生產(chǎn)能力大，比泡罩塔約提高20～40%，與篩板塔相近。〔2〕操作彈性大，在較寬的氣速變化范圍內(nèi)精餾效率變化率較小，其彈性范圍〔即最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比〕寬，能較好適應(yīng)進(jìn)料量變化?！?〕由于氣液接觸狀態(tài)良好，以及氣體為水平方向吹出，霧沫夾帶量少，因此，塔板效率較高，比泡罩塔高出15%左右?！?〕塔板上沒有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的障礙物，因而液面梯度較小，蒸汽的分配均勻。此外，塔板壓降比泡罩塔小，塔板上液面梯度較小?！?〕塔板的結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易，制造費用約為泡罩的60～80%，為篩板塔的120～130%?！?〕國內(nèi)使用證明，對于粘度稍大及有一般聚合現(xiàn)象的液體系統(tǒng)浮閥能正常操作。〔7〕粗餾塔為常壓蒸餾，塔頂壓力取1個大氣壓，塔釜壓力117kPa，由于處理量較大，所需加熱面積大，且物料粘度小，塔釜用再沸器外加熱?！?〕粗餾塔為了更好控制回流比和蒸餾效果更好，采用控制分凝器出口水溫來控制回流比。3、石墨系列冷凝器由于反響生成大量HCl以及在蒸餾等過程中有少量HCl生成，而HCl對鋼制設(shè)備有一定的腐蝕性，矩形塊孔式石墨換熱器具有耐HCl腐蝕、安裝方便、結(jié)構(gòu)簡單、使用時間長、維修方便等特點，因此用矩形塊孔式石墨換熱器系列較適宜。4、管線：由于接觸腐蝕性物質(zhì)，必須采取相應(yīng)的防腐蝕措施，采用鋼襯聚四氟已烯管。第四節(jié)附錄一、生產(chǎn)控制分析一覽表序號取樣地點樣品名稱分析工程指標(biāo)分析方法分析頻率備注1氯氣緩沖器氯氣全分析氯氣%(V/V)≥65吸收法開車前分析氯中氫%(V/V)爆炸法氯中氧%(V/V)吸收法2氮氣總管氮氣中含氧氮中氧%(V/V)吸收法隨機(jī)3水封槽水封槽氣體含氧%(V/V)吸收法開車前分析4絕熱吸收塔吸收塔氣體含氧%(V/V)吸收法5成品計量槽氯化苯氯苯%氣相色譜每班一次苯%多氯苯%6氯化反響器氯化液分析相對密度比重計每班一次苯%≤70氣相色譜一氯苯%≥28多氯苯%含氯g/L碘量法氯化氫g/L氣相色譜7噴淋器噴淋液含苯苯%3250氣相色譜每班一次8回苯管粗餾回收苯氯苯%≤10氣相色譜每班一次酸度6--8中和法9氯化尾氣出口氯化尾氣含氯%碘量法每班一次苯g/m3≤200氣相色譜10噴淋尾氣出口噴淋尾氣苯g/m3≤40氣相色譜每班兩次11中和氯化液取回餾管中和氯化液鹽酸g/L無指示劑法每班兩次氫氧化鈉g/L中和法12鹽酸槽副產(chǎn)酸氯化氫%28-32中和法每班一次含苯%氣相色譜13冷凍鹽水總管冷凍鹽水PH值6--9PH計每班一次苯,氯苯%無比色法14二中塔二氯液一氯苯%≤10氣相色譜隨機(jī)15鹽水槽冷凍鹽水PH值69PH計每周一次(白班)相對密度15℃比重計每周二次16結(jié)晶器鄰位分析相對密度20℃比重計隨機(jī)酸度6--8PH計隨機(jī)結(jié)晶點-5℃無結(jié)晶隨機(jī)17燃燒氫氣總管燃燒氫氣氫氣%(v/v)爆炸法隨機(jī)氫中氧%(v/v)吸收法隨機(jī)氮中氧%(V/V)吸收法隨機(jī)二、生產(chǎn)控制指標(biāo)1、氯化崗位〔1〕氯化反響溫度：氣相：72～84℃液相：72～84℃〔2〕酸性氯化液比重：0.9350.955/20℃,1次/班〔3〕酸性氯化液含一氯苯：≥28%,1次/班〔4〕二氯苯：≤1.2%,1次/班〔5〕氯化氫：≤0.5g/L,1次/班〔6〕氯化尾氣含氯：≤0.4%〔體積〕，1次/班〔7〕氯化尾氣含苯：≤200g/L，1次/班〔9〕氯氣純度：≥65%，系統(tǒng)停車八小時以上開車前〔10〕氯氣含氫：≤3.5%，系統(tǒng)停車八小時以上開車前〔11〕氯氣含氧：≤7.5%，系統(tǒng)停車八小時以上開車前〔13〕總塔溫度：5～15℃2、中和崗位〔1〕加水量：氯化液：水100：5～10〔體積〕〔2〕加堿量：氯化液：堿100：0.5～1〔體積〕〔3〕堿液配制濃度：80～120g/L，配堿時分析〔5〕中和氯化液：含堿：0～0.01g/L，PH=7～9，2次/班〔6〕水洗缸排酸次數(shù)：1#連續(xù)，2#2小時一次?！?〕堿液別離器排放廢堿與氯液枯燥排放廢水：1#2小時一次，2#4小時一次，3#每班一次。3、噴淋崗位〔1〕噴淋液冷卻溫度：冬天≤－8℃，夏天≤－10℃〔2〕預(yù)冷缸粗氯苯含苯：≤5%，不定期〔3〕噴淋塔釜液面：低于2/3〔4〕噴淋后送出尾氣含苯：≤40g/m3〔8〕廢水貯槽液位：≤90%4、副產(chǎn)酸崗位〔1〕氯化氫壓力：MPa〔2〕鹽酸濃度：28～32%，1次/班鹽酸比重：1.139～1.159,1次/班鹽酸含苯：≤0.05%,1次/班〔5〕絕熱收器溫度：75～100℃絕熱吸收器出口酸溫度：50～65℃〔6〕系統(tǒng)置換氮氣含O2：≤3%，系統(tǒng)開車前分析〔7〕15℃冷凍鹽水溫度：—15～25℃〔8〕氨蒸發(fā)溫度〔氣溫度〕，—20～30℃〔9〕氯化鈣鹽水比重：1.240～1.260(15℃),2次/周氯化鈣鹽水：PH=6.5～7,不含苯與氯苯,2次/周〔10〕5、粗精餾崗位：〔1〕粗餾：回收苯比重〔20℃〕：0.885～0.895,1次/班含一氯苯：≤10%，中性，1次/小時粗氯苯比重：＞1.112/20℃,1次/小時含一氯苯:≥95%,抽樣粗餾塔頂溫度：80～90℃粗餾預(yù)熱釜溫度：140～150℃粗餾塔釜壓力：100～110℃粗餾分凝器出水溫度：70～85℃〔2〕精餾：餾出物比重〔20℃〕：1.1076～1.1095,1次/班含一氯苯：≥99.6%,1次/班含苯：≤0.12%，1次/班酸度：中性，1次/班精餾塔預(yù)溫度：80～90℃精餾塔頂溫度：125～140℃分凝器出水溫度：、60～80℃真空度：MPa3以下精餾蒸汽進(jìn)口壓力：0.4～MPa〔3〕二中塔釜殘液含一氯苯：≤10%，1次/釜 二中蒸料時加30%燒堿：50kg/釜精餾合塔數(shù)〔出成品數(shù)〕：65m36、燃燒崗位〔1〕氫氣：純度：≥98%，燃燒前分析含氧：≤0.4%，燃燒前分析〔2〕殘液量：200kg/次〔3〕汽化器溫度：180～190℃7、苯泵房崗位〔2〕苯計量槽允許最高存量：1lm3〔3〕苯計量槽液體溫度：10～20℃〔冬季〕8、成品包裝崗位包裝汽車或鐵桶：允許誤差±5kg9、污水中和處理崗位〔1〕中和池出水PH值：6～9，每池排水時測定〔3〕酸、堿貯槽液位：≤90%〔4〕中和池廢水量：約120m3三、設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號圖號數(shù)量材料1苯計量槽Φ2200×3668V=12m3V0101a,b2鋼2苯枯燥器3X0101a,b,c3鋼3苯尾氣冷凝器Φ325×1550E01011鋼4原苯貯槽Φ1800×5380V=12m3V0102a,b2鋼5苯高位槽3V01031鋼6苯泵50FPT-35H=39mQV=8m3/hP0101a,b4不銹鋼7氯氣緩沖罐3V01041鋼8水洗泵50FPT-35P0102a,b2搪瓷9氯化器3R0101a,b1鋼襯瓷板10水洗別離器3X0102a,b,c3玻璃鋼11堿洗泵40FSBH=20mQV=20m3/hP0103a,b2不銹鋼12堿高位槽Φ1600×1700V=2m3V01051鋼13酸苯別離缸3V01063鋼襯瓷板14單塔石墨冷凝器3JK66/12-30F=30m3E0102a,b2石墨、鋼15總塔石墨冷凝器3JK66-12/12-20F=20m2E0103a,b2石墨、鋼16稀酸苯別離缸3V01071鋼17渣質(zhì)缸3V01081搪瓷18稀酸貯槽Φ2500×6540V=30m3V01092玻璃鋼19堿別離器Φ1400×3500V=4m3X0103a,b,c3鋼20稀酸泵.HTB50-30P0104a,b2搪瓷21氯化液貯槽Φ2800×7550V=45m3V0110a,b2鋼22全樓尾氣冷凝器Φ400×2000F=10m3E01041鋼23尾氣冷凝缸3V01111石墨24氯化液枯燥器3X0104a,b,c3鋼25尾氣冷凝器Φ450×4215F=20m3E01051鋼26氯化液泵50FTP-35P0105a,b2不銹鋼27粗餾預(yù)熱器Dg400F=21m2浮頭式列管換熱器E0106鋼28粗餾再沸器Dg600F=25m2立式列管熱虹再沸器E0107鋼29粗餾塔Φ800×12950T0101鋼30粗餾分凝器3JK38-12/12-10F=10m2E0108搪瓷31粗餾全縮器3JK66-12/12-30F=30m2E0109搪瓷32回苯貯槽Φ1800×5350V=12m3V01121鋼33精餾塔Φ1800/Φ700×14633T01021鋼34精餾分凝器Φ700×1310E01101鋼35精餾全縮器Φ550×3650F=30m3E01111鋼36次品罐Φ2000×4000V01131鋼37成品罐Φ2800×7550V=45m3V01141鋼38成品計量槽Φ2000×2800V=6m3V0015a,b1鋼39氯苯泵50FTP–35P0105a,b2不銹鋼40真空冷凝器Φ450×3650F=20m2E01121搪瓷41真空冷凝液罐3V01161鋼第三章非工藝局部第一節(jié)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)一、消耗定額序號工程規(guī)格單位消耗定額1苯kg7702氯氣90%kg7503食鹽92%kg44堿30%NaOHkg205鐵觸媒Φ25～45kg46水自來水t757水蒸汽13kg/cm2t8冷凍鹽水-15oC鹽水m39電300ｖ、220ｖ、36ｖkwh70二、車間定員序號工種崗位班數(shù)定員〔人〕備注1操作工氯化崗位48四班三轉(zhuǎn)2操作工中和枯燥48四班三轉(zhuǎn)3操作工噴淋司泵48四班三轉(zhuǎn)4操作工粗、精餾48四班三轉(zhuǎn)5操作工三廢處理22白班小夜班6操作工原料、成品庫13白班7分析工分析410四班三轉(zhuǎn)8維修工機(jī)電儀維修16常白班9技術(shù)員工藝、設(shè)備12白班10管理人員車間主任11白班11管理人員車間副主任11白班12管理人員黨支部書記11白班13管理人員其他管理人員12白班14其它設(shè)備維護(hù)、替班15白班總計車間定員：65人三、車間本錢估算序號項目規(guī)格單位消耗定額單價〔元/kg〕單位本錢1苯kg77019252氯氣90%kg7506003工業(yè)鹽92%kg424堿30%NaOHkg20305鐵觸媒Φ25～45kg46水自來水t70357水蒸氣13kg/cm2t701058冷凍鹽水-15oC鹽水m320209電300ｖ、220ｖ、36ｖ度704210工資30元/人天元10411總計第二節(jié)車間布置車間平立面布置首先要滿足生產(chǎn)工藝的要求，同時也要考慮到節(jié)約能源、平安生產(chǎn)等方面的要求。一、平面布置應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝條件〔工藝流程、生產(chǎn)特點，生產(chǎn)規(guī)模等〕以及建筑本身的可能性和合理性〔包括建筑形式，結(jié)構(gòu)方案、施工條件和經(jīng)濟(jì)條件〕來考慮，廠房平面設(shè)計應(yīng)力求簡單，故采用長方形，因為長方形廠房便于總平面圖的布置，節(jié)約用地，便于管理，縮短管道安裝，便于安排交通和出入口，有較多可供自然采光和通風(fēng)墻面。為了便于布置兩排設(shè)備，中間作為通道，采用6×9米的柱網(wǎng)操作室，分析室等放于上風(fēng)口東面，同時也便于采光采暖。二、立面布置由于精餾塔等設(shè)備較多，同時苯高位槽也要保證一定高度，故主廠房采用多層立面，又由于本工藝中的物質(zhì)是易燃易爆物，故采用框架式結(jié)構(gòu)，以保證通風(fēng)，減少氣體中有機(jī)物濃度，同時，多層廠房高度高也便于通風(fēng)。三、設(shè)備布置1、設(shè)備布置時，要保證工藝流程流順為原那么，保證工藝流程在水平和垂直方向的連續(xù)性。2、每個設(shè)備要考慮一定地位，以保證操作、檢修、安裝方便3、相同設(shè)備盡可能放在一起。4、管線應(yīng)盡可能短些，管線和物料輸送應(yīng)盡可能防止交錯5、防止設(shè)備過密或過松，應(yīng)考慮操作和交通便利四、采暖通風(fēng)1、裝置所在地氣象資料：夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度：35.8℃夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度：27.9℃夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算相對濕度：76%夏季通風(fēng)室外計算溫度：33℃冬季供暖室外計算溫度：0℃冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算溫度：-2℃冬季通風(fēng)室外計算溫度：5℃常年主導(dǎo)風(fēng)向：東北夏季主導(dǎo)風(fēng)向：西南供暖期日平均溫度＜+5℃的天數(shù)：15天2、采暖設(shè)計方案巨化位于浙江省西部,供暖期日平均溫度＜5的天數(shù)為15天，不屬采暖地區(qū)，故配電室及操作室等均不采暖，根據(jù)工藝、自控、電氣專業(yè)設(shè)備對溫度、濕度的要求，設(shè)置空調(diào)裝置。3、通風(fēng)設(shè)計方案底層平面配電室內(nèi)和泵房內(nèi)設(shè)備散熱量較大，采用機(jī)械通風(fēng)散熱，用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng)。軸流風(fēng)機(jī)材質(zhì)為阻燃型玻璃鋼。由于生產(chǎn)廠房為敞開式混凝土框架結(jié)構(gòu)，故二層平面以上除操作室采用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行全面通風(fēng)外，其他均利用自然通風(fēng)，五、車間(廠房)照明廠房內(nèi)照明采用國家規(guī)定的防爆電器及燈具,并用銅芯電纜穿鋼套管明敷線路。六、土建設(shè)計由于受不同程度的大氣腐蝕。腐蝕地段梁、柱、板刷氯磺化聚乙烯防腐涂料?？紤]地下水的腐蝕，所有根底外外表均涂二道冷底子，二道瀝青膠泥，根底墊層用瀝青砼墊層防腐。根據(jù)廠區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)資料，所有建構(gòu)筑物及設(shè)備根底均采用天然地基的方案，考慮一般建構(gòu)筑物選用砂質(zhì)粘土層作為持力層，重要建筑、構(gòu)筑物可適當(dāng)加深埋深，選用卵石層作為根底持力層。第三節(jié)平安技術(shù)及勞動保護(hù)1、苯、氯苯均屬易燃易爆物質(zhì)，其爆炸范圍在空氣中的體積百分比為：苯：爆炸范圍：1.3～7.1%閃點:-11℃氯苯：爆炸范圍：1.7～7.1%閃點:29.44℃苯、氯苯、氯氣鹽酸氣均為有毒物質(zhì)因此各種物質(zhì)室內(nèi)允許濃度不得超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，其允許濃度分別為：苯40mg/m3氯苯50mg/m3氯氣1mg/m3鹽酸氣15mg/m32、平安生產(chǎn)及勞動保護(hù)措施在生產(chǎn)區(qū)50米范圍內(nèi)嚴(yán)禁煙火，任何人不得將火種和易爆物品帶入車間，不可穿帶釘鞋入車間，生產(chǎn)區(qū)嚴(yán)禁吸煙，操作檢修時嚴(yán)禁鐵器撞擊摩擦。操作電器設(shè)備應(yīng)帶絕緣手套，電器設(shè)備應(yīng)檢查，保持絕緣良好，必須有良好的靜電裝置，接地樁的對地電阻不得超過4歐姆。在班人員應(yīng)穿戴好防護(hù)用品方可進(jìn)入車間操作，在放酸、放堿、配堿液、測堿液比重、取樣及洗刷酸堿管路和設(shè)備必須帶眼鏡和手套，精致塔出渣時，應(yīng)帶帆布手套。液體、氣體的設(shè)備管路必須嚴(yán)格控制不漏。嚴(yán)禁閑雜人員進(jìn)入車間。第四節(jié)車間投資分析1、編制依據(jù)〔1〕原化工部?化工設(shè)計概算編制方法?〔1993年〕?！?〕原化工部?化工引進(jìn)工程工程建設(shè)概算編制規(guī)定?〔1995年〕?！?〕安裝工程執(zhí)行?化工建設(shè)概算定額?〔1993年〕，并依據(jù)化建標(biāo)發(fā)〔1996〕067號文進(jìn)行調(diào)整?！?〕建筑工程執(zhí)行?浙江省建筑工程概算定額?，?浙江省建筑工程預(yù)算定額?〔1994年〕。〔3〕安裝工程綜合費用取費依據(jù)?化工建設(shè)建筑安裝工程費用定額?〔1994年〕。〔4〕建筑工程綜合費用取費依據(jù)?浙江省建筑安裝工程費用定額?〔1994年〕?！?〕工程其他建設(shè)費用取費依據(jù)?浙江省工程建設(shè)其他費用定額?〔1994年〕。設(shè)備參照?全國機(jī)電設(shè)備價格匯編?及設(shè)備制造廠詢價。2、車間投資分析序號設(shè)備或材料名稱型號及規(guī)格單位數(shù)量概算價值〔元〕單價總價1苯計量槽Ф1000X2200V=4m3A3臺28900178002原苯貯槽Ф1800X5380V=12m3A3臺210206204123苯枯燥器3A3臺39200276004苯高位槽3A3臺1230023005氯氣緩沖罐3A3臺1230023006氯化器塔帽：Ф1250X500塔節(jié)：Ф500X80003A3臺227000540007水洗別離器Ф1000X3010V=2m3A3材質(zhì)：鋼襯瓷磚臺318000540008稀堿高位槽3A3臺1230023009堿別離器Ф1000X2220V=1m3A3臺182002460010氯化液貯罐Ф2400X6310V=25m3A3臺2198003960011氯化枯燥器Ф1000X3250V=2m3A3內(nèi)襯食鹽作枯燥劑臺3103003090012單塔冷凝器GH30-10Ⅱ型F=10m3列管石墨只2600012000序號設(shè)備或材料名稱型號及規(guī)格單位數(shù)量概算價值〔元〕單價總價13總塔冷凝器GH30-10Ⅱ型F=10m3列管石墨只260001200014粗餾塔塔釜：Ф1200X1800F=21m3塔節(jié)：Ф550X90031塊塔板V=1m3材質(zhì)：A318-8只1240002400015精餾塔塔釜：Ф1200X2700F=5m3塔節(jié)：Ф500X800029塊塔板V=1m3材質(zhì)：A318-8只2260002600016回苯貯槽Ф1800X5380V=12m3A3臺1102061020617次品罐Ф2400X6300V=25m3A3臺1198501985018成品罐Ф2400X6300V=25m3A3臺2198003960019成品計量槽Ф1800X2560V=6m3A3臺261501230020苯泵F40-40型H=39mQ=8m3/H不銹鋼附電機(jī)：YB112m-2型P=4kW臺435001400021水洗泵3/H不銹鋼附電機(jī)：132S1-2型P=5.5kW陶瓷臺22800560022堿洗泵HTB5/30型H=20mQ=20m3/H不銹鋼附電機(jī)：132S1-2型P=5kW陶瓷臺256001120023氯化液泵F40-40型H=39mQ=8m3/H不銹鋼附電機(jī)：YB112m-2型P=4kW不銹鋼臺23500700024氯苯泵F40-40A型H=32mQ=7m3/H不銹鋼附電機(jī)：YB100L-2型P=3kW不銹鋼臺23500700025無縫鋼管Ф159x4.520#米5049245026無縫鋼管Ф133x420#米6036196027無縫鋼管Ф108x420#米7031217028無縫鋼管Ф89x420#米8029232029無縫鋼管Ф76x420#米9023217030無縫鋼管Ф57x3.520#米10021210031無縫鋼管Ф32x320#米11016176032PTFE管DN100米1003143140033PTFE管DN50米1101261386034PTFE管DN32米12065780035球閥Q41F-16DN100只20120420036球閥Q41F-16DN50只3040120037球閥Q41F-16DN32只402080038PP隔膜閥G40F-10DN100只10480480039PP隔膜閥G40F-10DN50只101701700車間設(shè)備及安裝工程概算表〔局部〕設(shè)備或材料總價(元)安裝費(元)(1)工程直接費小計:根據(jù)材料重量套取國家定額計13700(2)定額綜合調(diào)價:占工程直接費小計20%2740(3)工程直接費合計:(一)+(二)16440(4)其他直接費:占安裝費18.8%3090(5)直接費:(3)+(4)19530(6)安裝工程綜合費用:占直接費23.5%4550(7)安裝工程造價:(5)+(6)24120(8)設(shè)備費小計：415600(9)設(shè)備運雜費：占設(shè)備費4%16600(10)備品備件：[〔8〕+〔9〕]x2%432200(11)供器具及生產(chǎn)家具購置費：[〔8〕+〔9〕]x2%8644(12)設(shè)備費合計：(8)+(9)+(10)+(11)873044(13)總計：(7)+(12)87304424120第五節(jié)三廢處理1、三廢來源:〔1〕廢水：①數(shù)量較大的有中和工序水洗與中和廢水，主要含有苯、氯苯、少量HCl、NaCl、FeCl3,每噸產(chǎn)品產(chǎn)生0.4-0.5噸。②精餾工序水噴射真空泵循環(huán)廢水，主要污染物為氯苯，每噸每噸產(chǎn)品產(chǎn)生0.04噸。③枯燥工藝苯枯燥器，回收苯枯燥器、氯化液枯燥器，排放廢水，主要污染物有苯，氯苯及氯化鈉，每噸產(chǎn)品產(chǎn)生0.01噸。④苯貯槽、氯化液中間槽等貯槽底部排放的廢水，每噸產(chǎn)品產(chǎn)生0.01噸?！?〕廢氣：氯化反響氣體的尾氣，含苯≤40g/m3，含氯≤0.2%，各苯貯排氣，廢氣每噸約6-7m3。〔3〕廢渣：苯的氯化過程中形成三氯苯，四氯苯等多氯苯，每噸產(chǎn)生氯苯殘液為4-5公斤。2、排出物綜合表序號名稱物性組成單位指標(biāo)數(shù)量噸/每噸產(chǎn)品每小時產(chǎn)生每年產(chǎn)生1水洗,堿洗排放廢液苯,氯苯HCl、NaCl、FeCl3t45002精餾循環(huán)廢水氯苯t3603枯燥器廢液苯，氯苯及氯化鈉t904貯槽排放的廢水苯、氯苯t905廢氣苯，氯氣m37630006廢渣多氯苯t453、三廢處理:〔1〕廢氣：在反響器中生成的氯化氫氣體經(jīng)噴淋塔吸收其中的苯，合格后，采用絕熱的方法吸收氣體中的氯化氫副產(chǎn)物鹽酸，吸收后的尾氣，再用活性炭吸附后符合排放，活性炭中吸收的有機(jī)物定期回收。平衡系統(tǒng)的尾氣經(jīng)冷卻系統(tǒng)及全車間尾氣冷凝器冷卻后才放空。〔2〕廢水：在生產(chǎn)中形成的廢水送清污分流系統(tǒng)或用曝氣法處理，向有廢水的曝氣釜中通入蒸氣，在沸騰的條件下，使蒸氣和苯、氯苯等形成共沸物帶出回收，廢水到達(dá)排放要求后送污水廠進(jìn)一步處理。〔3〕廢渣：在生產(chǎn)中形成的殘渣定期回收后，送到燃燒爐后用氫氣燃燒處理。第二篇設(shè)計計算書第一章物料衡算設(shè)計年產(chǎn)9000噸的一級品，年工作日用300天。每日生產(chǎn)成品的量：W==30t/d每小時生產(chǎn)成品的量：D==1250kg/h成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：水份含量≤0.10%酸度〔以硫酸計％〕≤0.001%苯含量≤0.15%氯苯含量≥99.5%二氯苯含量≤0.35%以上均為質(zhì)量百分比第一節(jié)總物料衡算以生產(chǎn)100kg/h一級品氯化苯為基準(zhǔn)。。一、參數(shù)確實定：1、氯化器：假設(shè)是新鮮苯含100%苯，氯氣含量100%，Cl2全部反響，由流程可知氣相中苯經(jīng)單、總塔，酸苯別離后絕大部份返回氯化器，少量經(jīng)噴淋塔吸收后又到水洗，經(jīng)粗餾塔又回氯化器，只有少量放空，參照有關(guān)資料設(shè)：尾氣為30g苯/m3HCl〔g〕，可近似認(rèn)為HCl氣體體積就為總氣體體積量，且1mol為22.4升的標(biāo)況下，根據(jù)①和②認(rèn)為，應(yīng)控制生成C6H5Cl質(zhì)量比為30～40∶1〔wt〕，取出料含氯苯XF2b=30%，生成的FeCl3假設(shè)不對苯物料平衡產(chǎn)生影響。反響溫度一般70～80℃，一般取75℃。投料配比：氯氣∶苯＝1∶4.12〔摩爾比〕，新鮮苯/循環(huán)苯＝1/2.9442。且循環(huán)苯含苯97.9％，含氯苯2.1％。催化劑采用φ25~38鐵環(huán)，氯化反響器采用H6.4×φ500的塔式反響器。生成每噸氯化苯產(chǎn)生202M3HCl〔標(biāo)態(tài)〕，即HCl帶苯100g/M3HCl。氯化液組成：氯苯31.98％ 多氯苯1％ 苯66.8％HCl0.2％FeCl30.02％d4202、水洗、堿洗、枯燥系統(tǒng)：認(rèn)為液體組成不變，同種比例下?lián)p失2%〔wt〕其中：水洗損失1.6%，堿洗損失0.2%，枯燥損失0.2%。加水比例：氯化液∶水＝10∶1水洗中70％HCl被水洗去，F(xiàn)eCl3全部洗去。水洗停留時間停留時間在4h以上。堿洗加堿化劑氯化液∶液堿＝100∶0.8〔堿液濃度8％，d＝1.09〕枯燥：25℃時食鹽溶解度35.8g/100g水〔吸附水到達(dá)大比重從而與氯苯別離〕3、粗餾塔：進(jìn)料組成〔參考〕：苯66.95％，氯苯32.05％，多氯苯1％，泡點進(jìn)料。由于是采取精餾原理，可認(rèn)為塔頂回收苯：含苯XD1a=97.9%，氯苯XD1b=2.1%〔一氯苯、二氯苯有沸點差認(rèn)為無〕，XD1c=0,溫度t＝85～90℃，取90℃，壓力830mmHg；塔釜含氯苯XW1b=96.66％，多氯苯3.21％，苯0.13％，溫度t＝140～150℃，壓力950mmHg。收率定為90％，轉(zhuǎn)化率為95％，產(chǎn)品按一級品含量99.5％計算。物料衡算示意圖：HClHCl氣體回收苯貯槽氯化器水洗堿洗枯燥器粗餾塔精餾塔1號冷凝器2號冷凝器3號冷凝器新鮮苯F0D2:XD2aXD2bXD2cD1:XD1aXD1bXD1cCl2F1:XF1aXF1bXF1cF2:XF2aXF2bXF2cW1:XW1aXW1bXW1cW2:XW2aXW2bXW2c注:a為苯b為氯苯c為二氯苯X為重量百分比c1為鄰二氯苯c2為對二氯苯二氯苯為：鄰、對位二氯苯總和二、參數(shù)計算：1、精餾塔：W1=D2+W2W1×XW1b=W2×XW2b+D2×XD2bW1×XW1a=D2×XD2a數(shù)據(jù)代入得：W1=100+W2W1×0.9666=W2W1×XW1a=100×0.0015解得:W1=103.35〔kg/h〕W2=3.35〔kg/h〕XW1a=0.146%Xw1c=2.854%根據(jù)氯苯深化比得：Xw1c1=1.142%Xw1c2=1.712%2、粗餾塔：F2=D1+W1F2×XF2b=D1×XD1b+W1×XW1bF2×XF2a=D1×XD1a+W1×XW1a數(shù)據(jù)代入得：F2=D1F2×0.3=D16F2×XF2a=D1解得:F21g/hXF2a=0.6904XF2c=0.96％XF2c1=0.576％XF2c2=84％3、氯化器：HCl氣體中苯量計算：設(shè)生成氯苯和二氯苯量分別為x、y〔kmol/h〕由得反響：C6H6+Cl2→C6H5Cl＋HCl(kmol/h)xxxxC6H6+2Cl2→C6H4Cl2＋2HCl(kmol/h)y2yy2y生成HCl量為x+2ykmol/h，消耗苯量為x+ykmol/h所以氣體帶走苯量為：〔x+2y〕×22.4×30×10-3=0.672〔x+2y〕kg/h因為經(jīng)過水洗、堿洗、枯燥相同損失2%,因此，氯化液中苯量為：(F2×XF2a)÷(1-2%)=F0+D1氯化液中氯苯量為:(F2×XF2b)÷(1-2%)=x×112.56+D1氯化液中二氯苯量為:(F2×XF2c)÷(1-2%)=F0三、生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)；苯的總轉(zhuǎn)化率：X1=[(x+y)×78.11]÷〔F0+D1×0.979〕)×78.11]÷氯苯轉(zhuǎn)化率：X2=(x×78.11)÷〔F0+D1×0.94〕×78.11)÷二氯苯轉(zhuǎn)化率：X3=X1－X2=0.004得率:φ=(D2÷112.56)÷[(D1×0.94+F0)÷78.11]四、放大倍數(shù)計算：年生產(chǎn)能力：9000t/y一級品氯化苯，取生產(chǎn)期300天，連續(xù)法.所以D=〔9000×103〕÷〔300×24〕=1250kg/h放大倍數(shù)為N=D÷D2=第二節(jié)主要工序物料衡算1、氯化器：〔1〕苯：新鮮苯：F0/h≈960kg/h循環(huán)苯：960×2.9442=2826kg/h其中苯:2944×97.9％＝2767kg/h氯苯:2826-2767＝59kg/h〔2〕HCl量和尾氣帶出的苯：〔3〕氯氣的消耗:所以氯氣的投料量為〔960+2826〕÷4.12≈920kg/h〔4〕氯化液量為〔除三氯化鐵〕：N×(F2÷0.98)=12.50×(350.06÷0.98)≈4500㎏/h列物料平衡表：進(jìn)料出料名稱數(shù)量組份名稱數(shù)量組份單位kmol/hkg/hWt%mol%單位kmol/hkg/hWt%mol%新鮮苯96025.35氯化液苯3006回收苯苯2767氯苯氯苯59多氯苯451合計3786100100三氯化鐵微量忽略不計氯氣920合計4500100100尾氣HCl苯總計4706總計47062、粗餾塔：〔1〕粗餾進(jìn)料：N×F2〔2〕塔頂出料：N×D175kg/h〔3〕塔釜出料：N×W1=12975kg/h列物料平衡表：進(jìn)料出料名稱數(shù)量組份名稱數(shù)量組份單位kmol/hkg/hWt%mol%單位kmol/hkg/hWt%mol%粗餾苯塔頂苯1氯苯0氯苯二氯苯0.29合計7塔釜苯1.68氯苯1248.73二氯苯合計總計50.63總計50.623、精餾塔:〔1〕塔頂物：N×D2=12.50×100=1250kg/h〔2〕塔釜物：N×W2=5kg/h4、水洗、堿洗、枯燥物料系統(tǒng)因為水洗、堿洗、枯燥、只除從氯化器出來HCl、Cl2、FeCl3，這些含量均很少，且全除凈，可忽略。而氯化液損失是組份不變的同比例損失，損失總量4500×2％=90kg/h，由于組份不變，在此只需計算加水、加堿量，組份含XF2a695,XF2b=,XF2c=0.01,/L,/L,L,得:ρm=0.58kg/LL/h1)由條件:氯化液∶水=100∶10〔體積〕；氯化液：堿=100∶0.8(體積)；水=100∶10得：Q水L/h2)因為水洗損失為總體積的1.6%,加堿：Q堿L/h巳知8%堿液的密度：ρ=1.09×103kg/m3得:Q堿第二章熱量衡算第一節(jié)氯化反響器熱量衡算1、設(shè)反響放出熱量為Q放反響條件為：1atm，溫度75℃，進(jìn)料溫度25℃〔1〕苯生成氯苯放熱△HV1〔75℃時〕Cl△Cl△HV1；75℃ClHCl(g)+1atm,25℃1atm,25℃△H1△H21atm,75℃1atm,75℃1atm,25℃1atm,25℃(l)+Cl2(g)(l)+HCl(g)△HV1；25℃查⑥和⑤得：△Hf25℃氯苯=12.39kcal/mol△Hf25℃HCl=-22.06kcal/mol△Hf25℃苯=19.82kcal/mol△Hf25℃Cl2=0kcal/molHV1(25℃)=△Hf25℃氯苯＋△Hf25℃HCl－△Hf25℃苯－△Hf25℃Cl2=12.39＋(－22.06)－19.82－0=－29.2kcal/mol=－2.94×104kcal/kmol取進(jìn)出口均平均溫度：〔25＋75〕/2=50℃查⑤用內(nèi)插法，得：氯苯的Cp1=36.75kcal/kmol·℃HCl〔g〕的Cp2=6.959kcal/kmol·℃即：△H1=Cp1·△t=36.75×(75－kcal/kmol△H2=Cp2·△t=6.959×(75－kcal/kmol所以△HV1(80℃)=△HV1(25℃)＋△H1＋△H2=－2.94×104=－2.72×104kcal/kmol〔2〕苯生成二氯苯反響放熱△HV2〔80℃時〕22HCl(g)+1atm,25℃1atm,25℃△H1△H2△HV2；75℃1atm,75℃1atm,75℃1atm,25℃1atm,25℃(l)+2Cl2(g)(l)+2HCl(g)二氯苯二氯苯△HV2；25℃二氯苯生成熱取鄰對位〔1：1.5〕的平均值，查⑤得：△Hf1(25℃)鄰二氯苯=7.16kcal/mol，△Hf1(25℃)對二氯苯氯苯kcal/mol平均：Hf1(25℃)二氯苯=〔7.16＋5.5×1.5〕kcal/mol△HV2(25℃)=△Hf1(25℃)二氯苯＋2△Hf(25℃)HCl－△Hf(25℃)苯－2△Hf(25℃)Cl2=〔7.16＋5.5×1.5〕/2.5＋2×(－22.06)－19.82－2×0=6.14＋(－44.12)－19.82=－5.78×104kcal/kmol取進(jìn)出口平均溫度50℃T，由⑤得：鄰二氯苯的kcal/mol對二氯苯的熱容kcal/mol平均：Cp=〔42.66＋42.69×1.5〕kcal/mol所以△H1=Cp·△t=42.678×(75－kcal/mol△H2=2Cp·△t=2×6.959×(75－kcal/mol那么:△HV2(80℃)=△HV2(25℃)＋△H1＋△H2=－5.78×104=－5.49×104kcal/molQ放=轉(zhuǎn)化成氯苯的量×△HV1(80℃)＋轉(zhuǎn)化二氯苯的量×△HV2(80℃)=(12.79－0.52)×(－2.72×104)＋0.31×(－5.5×104)=〔－3.34-0.17〕×105=－3.51×105kcal/h2、循環(huán)量Ga及其吸收熱量:由⑥得75℃時苯的汽化潛熱：rb=7330kcal/kmol工藝上大局部苯由單塔冷凝器冷凝下來，認(rèn)為冷凝苯出口溫度為40℃；又由于總塔冷凝下來的苯量較小，但溫度低，故設(shè)循環(huán)苯進(jìn)氯化器溫度為35℃，那么循環(huán)苯汽化潛熱：QV=Ga·rb循環(huán)苯從35℃至75℃吸熱Q升1：取循環(huán)苯進(jìn)出氯化器平均溫度：〔35＋75〕/2=55℃由⑤得苯熱容：Cpkcal/mol·℃Q升1=Ga×Cp×〔75－35〕氯化液過量苯從35℃到75℃吸熱Q升2取氯化液過量苯進(jìn)出氯化器平均溫度〔25＋75〕/2=50℃由⑤得苯的熱容kcal/mol·℃Q升2=氯化液中苯量×Cp〔75－35〕=38.54×33.665×40=51898kcal/h由于氯化器未設(shè)冷卻器,存在熱損失,取反響熱的3%.列熱量平衡:Qv＋Q升1＋Q升2=Q放－Q損即：Ga×7330＋Ga×33.90×(75－35)＋51898=3.51×105得：Ga=kmol/h=所以，新鮮苯：循環(huán)苯=960：3057=氯化器熱量衡算表：放熱吸熱名稱溫度〔℃〕熱量〔kcal/h〕名稱溫度〔℃〕熱量〔kcal/h〕起始終止起始終止反響熱主反響25753.34×105氯化液過量苯升溫吸熱257551898付反響25750.17×105循環(huán)苯升溫吸熱357536900氣化吸熱7575251702環(huán)境吸熱1.05×104總計3.51×1053.51×105第二節(jié)粗餾塔預(yù)熱器粗餾塔為常壓塔，設(shè)塔頂1.01atm，一般粗餾塔為40塊左右，壓降為400Pa，得塔釜壓差為117kPa，由于壓降對塔頂壓力比小得多，這樣設(shè)進(jìn)料點為中間得進(jìn)料點：P=〔P頂＋P釜〕/2=109kPa求泡點溫度：利用⑦P31和⑤中的Antoine方程進(jìn)行：粗餾塔為泡點進(jìn)料。假設(shè)泡點溫度為85℃，T=273.15＋85=358.15k查⑤得Antoine方程數(shù)據(jù)表：ABC苯氯苯對二氯苯鄰二氯苯由Antoine方程：lnPvp=A－B/〔T＋C〕物質(zhì)名稱XwP*〔kPa〕P〔kpa〕ki=P*/Pyi=ki×Xi苯117109氯苯對二氯苯鄰二氯苯合計∑//|∑yi－1|＞0.02不符合允許誤差以苯為G0組分〔關(guān)鍵組分〕那么：KG1=KG0P*=KG1kPa由Antoine公式解出該飽和蒸汽壓下的溫度，即：lnPvp=A－B/〔T＋C〕ln〔0.134233×760〕/0.101=15.9008－2788.51/(T－52.36)解得：K同理，將T=362.78代入Antoine公式解得表如下：物質(zhì)名稱XwP*(kPa)P(kPa)ki=PS/Pyi=ki×Xi苯109氯苯二氯苯合計∑|∑yi－1|=0.00146＜10-2符合誤差允許范圍所以，飽和溫度為Kt=362.78－273.15=89.63℃求熱量：平均溫度為：(89.63＋25)/2=57.315℃，查數(shù)⑤得：苯：Cp1kcal/mol·℃氯苯：Cp2kcal/mol·℃二氯苯：Cp3=(42.956＋43.15×1.5)/2kcal/mol·℃所以，苯的吸熱：Q吸1=n·Cp1·△t=35.47×33.87×(89.6－25)=氯苯的吸熱：Q吸2=n·Cp2·△t=12.79×36.89×(89.63－25)=30480kcal/h二氯苯的吸熱：Q吸3=n·Cp3·△t=0.31×[(42.956＋43.15×1.5)/2.5]×(89.63－25)==861kcal/hQ吸=Q吸1＋Q吸2＋Q吸3=77608.4＋30480＋861=108950kcal/h加熱蒸汽壓力取5.0㎏/㎝2(絕壓)過熱蒸汽，溫度為250℃查〔工藝〕得：kcal/㎏熱損失取3%，蒸汽壓G=Q吸/r·97%=108950/(656.3×0.97)=171.0㎏/h吸熱放熱名稱溫度〔℃〕熱量〔kcal/h〕名稱溫度〔℃〕熱量〔kcal/h〕起始終止起始終止苯25蒸汽冷凝氯苯2530480環(huán)境吸熱二氯苯25861合計108950108950第三節(jié)粗餾全縮器1