吨甲苯氯化工艺设计
毕
业
设
计
书
前言
本设计书详细地介绍了氯甲苯的氯化过程，各塔的物料衡算，整体的物料衡算和热量衡算，反应釜和碱洗槽的参数设计，填料塔和降膜塔的选择与设计，完整的氯化工艺流程图和平面布置图。对年产能力为7000吨的氯甲苯的初步设计，以株化集团氯甲苯厂为理论资料，并收集有关的化工设计资料作参考，按毕业设计大纲和设计任务书的要求进行设计，设计的内容是在简要介绍氯甲苯的发展状况及其性质，用途，工艺方法选择的基础上，重点介绍了采用间歇法生产氯甲苯的工艺过程。
设计的主要内容有；1..氯甲苯的概述；2.产品及原材料说明；3.物料衡算与热量衡算；4.主要设备的计算与选型。设计图纸包括：带控制点的工艺流程图、设备平面布置图。本设计书中的换热器，全都采用石墨换热器，整个生产系统处
于微负压状态下操作。
本设计旨在理论学习的基础上，结合生产实践，熟悉工艺流程、生产方案的
选择、设备的选型等，掌握工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的计算、选型，对参考文献的查阅与学习等的方法。
由于设计者的理论知识有限，设计经验的缺乏，在设计的过程中难免会有一
些不足和错误之处，敬请各位老师指评指正。
目录
第一章总论················错误!未定义书签。氯甲苯概述···············错误!未定义书签。国内外氯甲苯生产情况··········错误!未定义书签。甲苯氯化催化剂使用情况·········错误!未定义书签。第二章产品及原料说明···········错误!未定义书签。第三章氯甲苯生产的工艺··················
氯甲苯生产的反应原理··········错误!未定义书签。
氯甲苯生产工艺流程简述·········错误!未定义书签。
氯甲苯生产工艺方框图··········错误!未定义书签。第四章工艺计算·············错误!未定义书签。物量衡算和热量衡算···········错误!未定义书签。氯化部分················错误!未定义书签。碱洗部分················错误!未定义书签。氯化氢吸收部分·············错误!未定义书签。设备选型················错误!未定义书签。第五章三废产生及处理情况·········错误!未定义书签。废水··················错误!未定义书签。废气··················错误!未定义书签。环境保护················错误!未定义书签。结束语··················错误!未定义书签。附录···················错误!未定义书签。参考文献·················错误!未定义书签。
第一章总论
氯甲苯概述
氯甲苯是指在带有甲基的苯环上氯代的一系列环氯代甲苯。它们是一类稳定的，工业上有一定重要性的化合物。氯甲苯共有16种，分子通式为C7H8-nCln。氯甲苯曾以甲苯为基础命名，70年代以来在许多工具书逐渐使用以苯为基础命名。
氯和甲苯的反应在1866年由Beilstein等进行了研究。在此后的几十年里主要进行了各种氯甲苯的分离和鉴定。不是所有的氯甲苯都是由甲苯直接氯化而制备的。有些氯甲苯如1-氯-3-甲苯，1，2-二氯-3-甲基苯和1，3-二氯-2-甲苯等是间接制备的，可以是通过氨基、羟基、硝基或磺酰氯抢救无效用氯置换，式以硝基，氨基式磺酸基定位，在氯取代后再把这类基团脱去而抽取。
氯甲苯是一种重要的精细化工有机原料，近年来相继研发合成出多种新型医药、农药、染料等中间体。其中多数中间体市场前景看好，使氯甲苯将成为有机氯产品的新宠。业内人士认为，氯甲苯将成为未来氯碱企业走精细
化道路、建设氯产品精细化工产品树的最具有潜力的基础中间体。
氯甲苯有3种异构体，分别为对位、邻位和间位氯甲苯 , 其中用途最为广泛的是对氯甲苯 , 通过侧链上氧化、环上氧化、氰化、卤化、氯代等反应可制备多种重要的精细化工中间体和精细化学品 , 目前已衍生出100多种农药、医药和染料产品。邻氯甲苯应用研究经过不断拓展 , 已开发出
30 余种衍生产品。由于间氯甲苯生成比例不足 1 % , 产量较小 , 目前仅
作为染料中间体使用。
一氯甲苯、2，4-二氯-1-甲基苯和1，3-二氯-2-甲基苯主要用于农药、染料、医药和过氧化物的中间体，并可用作溶剂。其他多氯甲苯没有多少工业用途。
国内外氯甲苯生产技术概况
氯甲苯在20世纪30年代国外就开始工业化生产，产量一直较小，20世纪70年代以后由于下游产品的大量开发与应用，生产能力与产量快速增加，目前全球年产量约为8万t／a，生产厂家主要集中在欧美及日本等工韭发达国家和地区．主要生产厂家有美国虎克电化学公司、Heyden化学公司、孟山都化学公司．德国赫司特公司、拜耳公司，日本的庵原化学工业公司、扶桑化学公司、保士谷化学公司等。20世纪90年代以后由于西方发达国家和地区环保压力的不断增加，对有机氯产品发展持谨慎态度，因此生产能力一直没有继续扩大，维持在原有的能力，许多下游产品向发展中国家寻求．我国氧甲苯工业起步晚，目前国内生产最早和规模最大的生产企业是湖南株洲化工有限责任公司、江苏丹阳中超化工有限公司、苏州御窑精细化工厂、江苏靖江西郊化工厂、河北辛集市辛冠化工厂、武汉有机实业有限公司等近10家企业，近年来国内氯甲苯生产规模在不断增加， 2002年国内氯甲苯生产能力约为20000-25000t／a，产量约为1800t左右．与国外发达国家和地区相比我国氯甲苯工业生产水平低，但是近年来我国氯甲苯下游产品开发研究非
常活跃，国内下游产品需求强劲，而且发达国家和地区经常来我国寻求氯甲苯的下游产品，国内外市场强劲需求将大大刺激和推动我国氯甲苯工业的发展．氯甲苯作为一市场处于成长期的有机氯中间体，目前国内主要存在两大问题，一是合成技术相对落后，导致产品质量不高，影响下游精细化学品的应用与开发；二是氯甲苯生产与下游开发生产脱节，多数企业仅仅做原料销售，而没有继续向下衍生，形成精细化工产品链或产品树，影响装置的经济效益和可持续发展的动力。因此本文将着重介绍氯甲苯国内外合成技术进展和一些产品链的建设和设想。
国内外甲苯氯化催化剂的使用情况
甲苯液相氯化反应阶段的技术重点是通过选择催化剂来调节对氯甲苯、邻氯甲苯的产生比例,由于目前对氯甲苯的市场需求大于邻氯甲苯,所以应尽量提高对氯甲苯的产量。目前国内外已实现工业化或具有工业化前景的一氯甲苯异构体调比技术有以下几种:
①Lewis 酸液相催化法
采用L 酸为催化剂,反应条件温和,氯甲苯收率高,但对位比例低,约
30 %左右。国外研究发现,如以L 酸作主催化剂,以硫代杂蒽、多氯化夹硫氧
杂蒽等为助催化剂,可使对邻比达到0. 66 - 0. 88 。
②三氯化铁氯化法
以三氯苯和氯苯为溶剂,无水三氯化铁为催化剂,产物中对氯甲苯含量可达90 %。该工艺的缺点是副反应多,要求溶剂从催化剂中完全清除,否则转化率和选择性将大大降低,因此工艺过程相对繁琐,目前该技术处在不断完善与提高阶段。
③金属氯化物催化法
该法以Ti、Sn、Zr、W、Al、Fe 的氯化物为催化剂,其中使用最多的是三氯化铝、三氯化铁与其它金属氯化物组成复合催化剂。采用金属氯化物催化剂,反应选择性较好,生产工艺简单,无需特殊设备,污染较少,因其对位比
例不超过50 %,在工业化装置上应用受限制。
④Lewis 酸+ 噻蒽衍生物催化法
该方法的主催化剂是Lewis ,主要是Fe 、Al 、Sb、Pb 的氯化物;助催化剂一般为噻蒽衍生物,其中以二甲基四氯噻蒽、二甲基五氯噻蒽、二甲基六噻蒽效果最好。美国科研人员研究发现了混合噻蒽衍生物作为助催化剂的最佳比例,其质量组成为二甲基三氯噻蒽5. 03 %、二甲基四氯噻蒽5. 03 %、甲基五氯噻蒽64. 41 %、二甲基六氯噻蒽21. 53 %。一般采用该催化剂对邻位比例为6 :4 左右。国内上海农药研究所等单位用FeS2 为主催化剂,以氯化噻蒽作助催化剂,产物中对位含量约55 %。该法特点是定向选择性好,副产物少,收率高;缺点是助催化剂制备难度大。目前工业化生产中主要采用该方法。
⑤特种分子筛催化法
分子筛催化法是一种有机中间体新型催化技术,以合成沸石为催化剂, 对位产品含量可达75 % -90 %。该法对位选择性极高、氯化深度大、产品易分离,但是反应时生成的氯化氢可破坏沸石的晶格,因此分子筛的再生与使用寿命成了了制约应用的关键,产品成本高,技术条件苛刻。由于该法对位的选择性高,是一种极具发展前途的合成技术。__
第二章产品及原料说明
产品性能
氯甲苯是一种重要的精细有机化工原料,是甲苯液相氯化后的主要产物,通过侧链和环上反应,可以制备出许多重要的精细化学品和中间体。氯甲苯有三种同分异构体,分别为对氯甲苯、邻氯甲苯和间氯甲苯。对氯甲苯外观为无色透明液体,有特殊气味,相对密度1. 0697 ,熔点7. 5 ℃,沸点162 ℃,折射率115200 ,不溶于水,溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚、丙酮等。目前对氯甲苯的应用主要分布在农药、医药、染料等行业,已衍生出100 多种产品,如生产对氯氯苄、对氯苯甲醇、对氯氰苄、对氯苯甲醛、对氯苯甲酸、对氯苯甲酰氯、2 ,4 - 二氯甲苯、3 ,4 - 二氯甲苯、2 ,4 - 二氯苯甲醛、氰戊菊酯等;邻氯甲苯外观为无色透明液体,有特殊气味, 能溶于醇、醚、酸等, 微溶于水, 比重110826 ,熔点- 35. 39 ℃,沸点158. 97 ℃,是医药、农药、染料中间体。目前邻氯甲苯已衍生出30 多种产品,如邻氯苯甲醛、邻氯苯甲酸、邻氯苯甲酰氯、邻氯三氯甲苯、酸性绿P 原料、邻氯氯苄等产品;由于间氯甲苯生成比例不足1 % ,产量小,目前仅作为染料中间体使用；间氯甲苯，无色液体，不溶于水，易溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚等。熔点(℃)：，相对密度(水=1)：，饱和蒸气压(kPa)：℃，闪点(℃)： 50，用于制造农药、医药、染料及过氧化物的中间体和溶剂。
生产所需的主要原辅材料
甲苯、氯气、铁粉（催化剂）、硫磺（催化剂）
第三章 氯甲苯生产的工艺
氯甲苯生产的反应原理：
氯甲苯的制取方法可分为两类，以甲苯为原料的直接氯化法和以甲苯衍生物为原料的间歇法。生产方式有间歇和连续法两种工
艺。本设计装置甲苯直接间歇氯化法，采用液氯甲苯与氯气反应
制得 一氯甲苯，此工艺结构简单、原料转化率高和选择性好。
甲苯与氯气在催化剂的作用下反应，温度控制在50度以下，生成氯甲苯主要反应式如下：
HCl ClCH H C Cl CH H C +→+3462356
温度过高或光照的情况下，同时可能发生如下副反应：
HCl
CH Cl H C Cl CH H C 2232362356+→+
HCl
ClCH H C Cl CH H C +→+3362356
氯甲苯生产工艺流程简述
甲苯经干燥后进入甲苯贮槽，在打入间歇反应釜，同时开启搅拌，然后根据甲苯的量加入适量的催化剂后通氯，通过氯气分配台分配和转子流量计计量后进入反应釜，当反应温度有上升趋势时开启冷冻盐水，反应温度控制在50℃以下，以打比重和分析做样确定反应终点，终点不含甲苯，多氯甲苯≦2％，反应釜上面尾气管接冷凝器回收氯化氢气体中的甲苯，氯化氢气体通过水循环泵抽真空到降膜吸收塔和填料塔吸收。氯化液合格后直接打入
碱洗槽碱洗，碱洗通过测定PH值确定终点，终点PH值为7-8，碱洗后的氯化液再进入分离系统。
第四章 工艺计算
物量衡算
4.1.1 氯化部分
由年产量可知每小时产品产量：
7000÷8000=h
每一次循环反应的产品产量：
×18=
每釜，每釜反应时间18小时 每釜每小时生成：18=h 甲苯的消耗量：
92×÷=
氯气的消耗量：
71×÷=
由公式ρ
m
V =
可得甲苯体积为：
V =÷=3m 甲苯j ρ=L
反应后体积增加10%可得反应后体积：
×（1+）=3m （液体体积）
材质：外层为碳钢材料，内衬搪瓷。
数量：由于反应物中有气体，则需适当加大气体体积，故选择4个53m 的反应釜。 搅拌选型：锚式搅拌器（材质：搪瓷）
由条件公式：H/D= ① v= ② 'H =D 4
1 ③ 已知反应釜体积为53m 代入②得 D= 将D=代入①的 H=4 又可知'H =D 4
1=41×= H ''=H-'H ==
取釜体圆柱体作为计算基准，则圆柱体高 h= 则圆柱体表面积：Dh V π==××=2m
查表得：传热系数在150～300kcal/（.℃）之间，取两个极限计算
'H =D 4
1
V=3D
反应放热：Q=×33×106=228×103Kcal/h=万大卡/h
则由公式 Q=KS △t ?t
K Q
S ?=
2max 4.30515022800m S =?=
2min 2.155
30022800m S =?=
则可看出两个极限所散热需要的面积都在表面积的范围之内，则可以用夹套换热。
碱洗部分
碱洗槽体积：10÷18×=3m
材质：外层选碳钢材料，内层衬塑料 数量：2个碱洗槽（53m ）
搅拌选型：锚式搅拌器（材质；搪瓷）
氯化氢吸收部分
1.一般生产情况下的计算（在氯化氢吸收的过程中采用低真空吸收，一般真空度为，）
a.氯化釜每小时产生的氯化氢气体量：W=*=h(忽略了二氯甲苯所生成的氯化
氢)
设氯化氢的吸收率为100%，合格盐酸的浓度为30%。
则每小时合成盐酸：=h
每小时加水量：降膜吸收塔在它的工作条件下，能力为～管日。取管日。
则所需降膜塔列管数：×24/1=24根。
查资料可知本次吸收选择 GX型列管式石墨降膜吸收（塔）器
该吸收器吸收效率高，吸收强度高（一般可达～单管日，产品酸浓度高，出口温度低）
将浓度都转换为30%计算：
30%×=35%×χ
?χ=
查表得：选用GX-10型列管式石墨降膜吸收器
生产能力为25吨/日（35%HCl）
a、填料塔塔径
填料塔：T=50℃ P=
降膜塔吸收70%Hcl 填料塔吸收30%Hcl
氯化氢气体中氯化氢含量70%，惰性气体30%。
氯化氢质量流量：h 惰性气体质量流量；h
进填料塔的气体流量：×+=h
吸收剂用量：h
进填料塔气体摩尔质量：
××1000/=h 氯化氢
×1000/29=h 空气
M=（×+×29）/（+）=mol
ρ
V
=PM/RT=×（×）=m3
气体进填料塔时的浓度最大，此处所需塔径也最大。
ρ
V
=m3
ρ
L
=1040kg/m3 （塔釜液相平均比重）
W
V
=h（气体进料处气体流量）
W
L
=h（气体进料处液体流量）
W L （ρ
V
/ρ
L
）W
V
=
填料塔内填料为25×25×的陶瓷拉西环以乱堆方式充填
Ф=450 μ
l
= ψ=1000/1040=
查埃克特通用关联图得：U
F 2Фψρ
V
μgρ
L
=
U
F
=（××1040/450/）=s 今取空塔气速为泛点气速的U=×=s
V S = W
V
/ρ
V
=×1000/=251m3/h
D=（4V
S
/∏U）=（4×251/3600）==262mm
2.在4个氯化釜同时开的情况下
a、氯化釜每小时产生的氯化氢气体量：
W=××4/（18×）T/h=h
设氯化氢的吸收率为100%，合格盐酸的浓度为30%。
则每小时合成盐酸： /=h
每小时加水量： =h
降膜吸收塔在它的工作条件下，能力为～管日。取管日。
则所需降膜塔列管数：×24/1=39根。
b、填料塔塔径
填料塔：T=50℃ P=
降膜塔吸收70%Hcl 填料塔吸收30%Hcl
氯化氢气体中氯化氢含量70%，惰性气体30%。
氯化氢质量流量： T/h 惰性气体质量流量； T/h
进填料塔的气体流量：×+= t/h
吸收剂用量： t/h
进填料塔气体摩尔量：
××1000/=h 氯化氢
×1000/29=h 空气
M=（×+×29）/（+）=mol
ρ
V
= PM/RT=×=m3
气体进填料塔时的浓度最大，此处所需塔径也最大。
ρ
V =m3 ρ
L
=1040kg/m3
W V =h W
L
=h
W L （ρ
V
/ρ
L
）W
V
=
填料塔内填料为25*25*的陶瓷拉西环以乱堆方式充填
Ф=450 μ
l
= ψ=1000/1040=
查埃克特通用关联图得：U
F 2Фψρ
V
μgρ
L
=
U
F
={（××1040）/（450×××）}=s 今取空塔气速为泛点气速的
U=×=s
V S = W
V
/ρ
V
=×1000/=h
D=（4V
S
/∏U）={（4×）/（××3600）}==279mm
取整D=300mm
2、填料塔填料高度的计算（参考化工原理）
在氯化氢的吸收过程中，填料塔的作用是吸收氯化氢，所用的吸收剂为水。温度为50℃,压力真空度为，吸收后的溶液浓度比较低，因此吸收过程的气液相平衡关系符合亨利定律。
表1 在50℃盐酸水溶液的氯化氢蒸汽压为数据如下（查化工工艺设计手册）
亨利定律表示式为：P*＝Ex
P*为溶质在气相中的平衡分压，
E表示亨利系数
x溶质在液相中的摩尔分率
若溶质在液相和气相中的浓度分别用摩尔分率表示，则亨利定律可表示
式为 y=m×x
m为相平衡常数
y,x分别为气相和液相中溶质的摩尔分率
用Y，X分别表示气相和液相中溶质的摩尔比
X＝液相中溶质的摩尔数/液相中溶剂的摩尔数＝x/(1-x)
Y＝气相中溶质的摩尔数/气相中惰性组分摩尔数＝y/(1-y)
由于溶液的浓度比较低，则有Y＝mX
根据表1的数据分别计算不同压力下的X，Y，见表2
表2
将表2中数据标绘成图，得平衡曲线，过原点作曲线的切线，切线的斜率为m=Y/X＝
在填料塔中气相与液相呈逆向运行，总传质单元数为NOG
NOG＝ln[(1-mV/L)×(Y
1-mX
2
)/ (Y
2
-mX
2
)+mV/L]/(1- mV/L)
Y
1,Y
2
分别表示气相进、出口溶质的摩尔分数，X
2
表示液相进口溶质的摩
尔分数。V表示气相的流量，L表示液相的流量。
设在填料塔中氯化氢的吸收率为95%。
Y
1
＝[（×）/] /{ [（×）/] +29}=
Y
2
＝[（××）/] /{ [（××）/] +29}=
X
2
=0
V=+＝h L=*1000/29=h m=
代入上式得NOG＝,取整为3,填料的等板高度约为,因此填料高度为H＝3×＝
综合以上计算降膜塔和填料塔选为：
降膜塔 G55—T400 F=10m2 石墨
填料高度Ф300×1800 搪瓷
设备选型一览表
第五章三废产生及处理情况
废水
装置废水的来源，主要是碱洗过程中碱残液的排放。
废气
反应部分的废气主要来自氯化釜，因为氯化时温度较高，这部分废气含量较大。
环境保护
(1) 运用最新科研成果，采用先进工艺路线，改革对生产产生严重污染的原料路线和生产方法。
（2）改革设备，改进操作。
（3）采用闭环工艺路线。即原料进入生产系统后只在系统内部循环，出系统的只有产品，而大多数夹杂有原料和中间产物的物料，只在闭路循环，不出系统。这样，既减少了污染物的排放，又降低了原料的消耗。
（4）减少系统泄漏。跑、冒、滴、漏往往是造成工厂污染环境的主要原因。
苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计说明
课程设计说明书 设计题目：分离苯—甲苯筛板式精馏塔的设计 学号： 0812024057 学生姓名：郭博元杨逍孙娟 专业班级：生工 082 指导教师： 2010 年 11月 15 日
课程设计任务书 一、课题名称 分离苯—甲苯筛板式精馏塔的设计 二、课题条件（原始数据） 一、设计方案的选定原料：苯、甲苯 年处理量： 100000t(十万吨)/年——进料量 原料组成（甲苯的质量分率）：、0.65——0.4 料液初温： 30℃ 操作压力、回流比、单板压降：自选 进料状态：饱和液体进料 塔顶产品浓度： 98.5%——98% 塔底釜液含甲苯量不低于97%——99%（质量分率）塔顶采用全凝器，泡点回流 塔釜：饱和蒸汽间接/直接加热 塔板形式：筛板 生产时间：330天/年，每天24h运行 冷却水温度：20℃～35℃ 设备形式：筛板塔 厂址：沿海某城市（大气压：760mmHg） 三、设计内容（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸
等根据目录列出大标题即可） 1概述 2设计方案的选择及流程说明 3塔板数的计算（板式塔）或填料曾的高度计算（填料塔） 4主要设备工艺尺寸设计 1）塔径及提留段塔板结构尺寸的确定 2）总塔高总、压降 5附属设备选型 6设计结果汇总 7工艺流程图及精馏塔装配图 8设计评述 四图纸要求 1 工艺流程图（在说明书上画草图） 2 精馏塔装配图
目录 摘要 (1) Abstract .......................... 错误!未定义书签。第一章文献综述. (1) 第二章设计方案的确定 (3) 2.1 操作条件的确定 (3) 2.2 确定设计方案的原则 (4) 第三章塔体计算 (6) 3.1 设计方案的确定 (6) 3.2 精馏塔的物料衡算 (6) 第四章塔板计算 (8) 4.1 塔板数的确定 (8) 4.2 精馏段的计算 (12) 4.3提留段的计算 (28) 第五章塔附件设计 (44) 5.1附件的计算 (44) 5.2 附属设备设计 (48) 设计小结 (51) 附录 (52)
苯-甲苯精馏塔课程设计报告书
课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定 原料：苯、甲苯 年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2 设计容 摘要：精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工﹑炼油﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图 一、简介 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯 为某一大型综合化工企业设计一座采用清洁生产工 艺制取对二甲苯（PX）的分厂 1 对二甲苯的主要生产工艺 对二甲苯(PX)是石化工业的基本有机原料之一，主要用于生产对苯二甲酸(PTA)及对苯二甲酸二甲酯(DMT)，分别占PX消费量的80％和12％左右，这两 种单体又是生产聚酯纤维和聚酯塑料的原料。此外，对二甲苯在医药、香料、油墨、农药、染料以及溶剂等领域也有着极其广泛的用途。近年来，尤其随着聚酯纤维的迅速发展，对二甲苯的需求量也同益增长，我国呈现出对二甲苯供不应求、价位居高不下的局面。在各种来源的芳烃原料中，都含有一定量的甲苯，通过石油馏分催化重整和蒸汽裂解生产的芳烃，及煤液化或煤气化法制得的芳烃中，都可以得到大量的甲苯。在苯、甲苯、二甲苯中甲苯来源最为充足，但其工业用途远不如苯和二甲苯，故造成甲苯相对过剩。占芳烃总量40％的甲苯还未得到充分利用，大部分用作溶剂和汽油调和剂，但由于近年来世界各国对环保的重视，其用量已日趋减少。因此，将甲苯最大限度的转化为市场需求的高附加值的对二甲苯成为石油化工的一个重要研究方向。 1.1由石油制备 原油首先被蒸馏切割成许多有不同沸程的馏分，对于甲苯和二甲苯的生产最重要的馏分一般称为“直馏轻质石脑油"，并包括比戊烷重直至终沸点在105℃至170℃之间变化的所有原油组分，该馏分是传统的用作生产石油轻芳烃的原料。由石脑油生产二甲苯的过程是，首先生产石油芳烃BTX(苯、甲苯、二甲苯)馏分，然后经过芳烃转化将其他轻芳烃转换成二甲苯，然后从二甲苯中分离出对二甲苯。 1.1.1BTX的制取 将石脑油转化成粗BTX有两种方法，即催化重整和催化裂化。得到的粗BTX 是芳烃和非芳烃的混合物，经过液一液萃取法、萃取蒸馏、共沸蒸馏、选择性吸附、结晶分离和络合分离等方法得到各种纯的芳烃。催化重整就是把石脑油中的环烷烃转化成芳烃和把烷烃转化成芳烃或燃料气。1940年发展了催化重整以来，该法有了极大的发展。这是因为1949年美国UOP公司发明了活性高稳定性好的铂催化剂，提高了芳烃转化率，加长了开车周期，使该法成为制取高辛烷值汽油和芳烃的主要炼油工艺。八十年代初期用该法提供的BTX占世界芳烃总量的65％。重整方法有：铂重整、铼重整、麦格纳重整、强化重整、法国石油研究院催化重整、超重整等。 1.1.2芳烃转化 将需求量相对较少的甲苯和C9芳烃转换为二甲苯，可采用甲苯歧化烷基转 移工艺、二甲苯异构化工艺以及甲苯．甲醇烷基化工艺等。 (1)甲苯歧化与烷基转移 甲苯歧化与烷基转移工艺实质上是指芳烃之间相互转化的一种技术， 引言 1.1 塔设备的分类 塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备，广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中，其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射的方式穿过板上的液层，进行传质于传热。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属于逐级接触逆流操作过程。 填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上(有时也采用并流向下)流动，气体两相密切接触进行传热与传质。在正常操作过程中，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属于微分接触逆流操作过程。 1.2 塔设备在化工生产中的作用和地位 精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下，各组分的饱和蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，汽相中的重组分转移到液相中，从而达到分离的目的。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。 1.3 设计条件 进料量每小时160千摩尔，原料中含苯55%（摩尔分率），以沸点状态送入塔内。要求塔顶馏出物含苯96%（摩尔分率），塔釜残液中含苯不大于4%，操作回流比取最小回流比的2.5倍。 1.4 问题研究 本设计是针对苯—甲苯的分离而专门设计的塔设备。根据设计条件以及给出的数据描述出塔温度的分布，求得最小回流比以及塔顶的相对挥发度、塔釜的相对挥发度、全塔平均相对挥发度，又根据物料平衡公式分别计算出精馏段和提馏段的汽、液两相的流量。之后，计算塔板数、塔径等。根据这些计算结果进行了塔板结构的设计等。计算和设计这些之后进行了有关的力学性能计算和一系列的校核。 2．板式塔的设计 2.1 工业生产对塔板的要求： ①通过能力要大，即单位塔截面能处理的气液流量大。 ②塔板效率要高。 分离苯甲苯混合液的筛板精馏塔化工原理 课程设计 设计题目：分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔 学院：化学化工学院 专业班级：工艺104 设计者：冀东瑛（1004500446） 指导老师：葛元元 设计时间：2013年7月12日-16日 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢54 前言 不知不觉大三最后一个学期即将结束。经过三年的学习，我们已经系统掌握了关于化工专业各方面的基础知识及专业知识；其中包括有机、无机、分析、物理化学四大化学、CAD机械工程绘图、化工仪表、化工设备基础、化工热力学、化工原理等课程。可以说知识越学越系统，越来越接近实际工程应用。 如今，在老师的指导下，我们进行了关于化工原理的课程设计。本次设计的目的是为了把我们大学里所学过的理论知识连串起来，并将它们运用到实际应用中，加深对知识的理解及应用能力。 本次设计的任务是设计用于分离苯-甲苯混合液的筛板式精馏塔。设计过程中，我们认真分析研究，考虑到实际生产中的经济效益问题及绿色环保问题，经过大量的工艺计算及理论确定，最终选用了筛板式精馏塔，并于常压下用直接蒸汽加热法进行分离操作；设计出了一套比较接近实际的精馏塔装置。 在设计过程中，由于我们所掌握的知识比较有限，且时间比较紧迫，所以设计方案及方法难免有些缺陷，在此我们恳请老师给予理解及指导，以使我们更早更快掌握解决实际工程问题的捷径！ 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢54 目录 第一章设计任务 (4) 1.1.2 设计条件 (4) 1.1.3 设计任务 (5) 1.2 设计方案的确定 (6) 1.2.1 选择塔型 (6) 1.2.2 精馏方式 (6) 1.2.3 操作压力 (6) 1.2.4 加热方式 (6) 1.2.5 工艺流程 (7) 第二章筛板式精馏塔的工艺设计 (8) 2.1 精馏塔的工艺计算 (8) 2.1.1 苯和甲苯的汽液平衡组成 (8) 2.1.2.精馏塔的物料衡算 (9) 2.2回流比及理论塔板的确定 (9) 2.3板效率及实际塔板数的确定 (12) 2.4操作方程的确定 (12) 2.5 精馏段物性数据计算 (13) 2.5.1.定性组成 (15) 2.5.2.平均分子量 (16) 2.5.3.平均密度 (16) 2.5.4. 精馏段液体表面张力 (17) 2.5.5. 液体平均粘度 (17) 2.5.6. 气液体积流率的计算 (18) 2.6 提留段物性数据计算 (18) 2.6.1.定性组成 (18) 2.6.2.平均分子量 (18) 2.6.3.平均密度 (19) 2.6.4.提馏段液体表面张力 (20) 2.6.5.液体平均粘度 (20) 2.6.6. 气液体积流率的计算 (21) 第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (21) 3.1 塔板横截面的布置计算 (21) 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢54 化工原理课程设计 设计题目:苯-甲苯体系板式精馏塔设计 化工原理课程设计任务书 ?设计任务 分离含苯35% ，甲苯65%的二元均相混合液，要求所得单体溶液的浓度不低于97% 。（以上均为质量分率） 物料处理量：20000吨/年。（按300天/年计） 物料温度为常温（可按20℃计）。 ?设计内容 设计一常压下连续操作的板式精镏塔，设计内容应包含： 方案选择和流程设计； 工艺计算（物料、热量衡算，操作方式和条件确定等），主要设备的工艺尺寸计算（塔高、塔径）； 主体设备设计，塔板选型和布置，流体力学性能校核，操作负荷性能图，附属设备选型； 绘制工艺流程示意图、塔体结构示意图、塔板布置图； （设计图纸可手工绘制或CAD绘图） ?计算机辅助计算要求 物性计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下热容的通用程序； ②编制计算二元理想混合物在沸腾时的汽化潜热的通用程序。 气液相平衡计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下泡点、露点的通用程序； ②编制计算二元理想混合物在给定温度、任意组成下气液分率及组成的通用程序。 精馏塔计算 ①编制计算分离二元理想混合液最小回流比的通用程序； ②编制分离二元理想混合液精馏塔理论塔板逐板计算的通用程序。 采用上述程序对设计题目进行计算 ?报告要求 设计结束，每人需提交设计说明书（报告）一份，说明书格式应符合毕业论文撰写规范，其内容应包括：设计任务书、前言、章节内容，对所编程序应提供计算模型、程序框图、计算示例以及文字说明，必要时可附程序清单；说明书中各种表格一律采用三线表，若需图线一律采用坐标纸（或计算机）绘制；引用数据和计算公式须注明出处（加引文号），并附参考文献表。说明书前后应有目录、符号表；说明书可作封面设计，版本一律为十六开(或 A4幅面)。 摘要 化工生产和现在生活密切相关，人类的生活离不开各色各样的化工产品。设计化工单元操作，一方面综合了化学，物理，化工原理等相关理论知识，根据课程任务设计优化流程和工艺，另一方面也要结合计算机等辅助设备和机械制图等软件对数据和图形进行处理。 本次设计旨在分离苯和甲苯混合物，苯和甲苯化学性质相同，可按理想物系处理。通过所学的化工原理理论知识，根据物系物理化学特性及热力学参数，对精馏装置进行选型和优化，对于设备的直径，高度，操作条件（温度、压力、流量、组成等）对其生产效果，如产量、质量、消耗、操作费用 第一节粗苯精制苯基本原理 精苯车间加工的原料是外购粗苯和轻苯。其主要组分是苯及同系物、苯、甲苯、二甲苯等占80％—95％，此外还有脂肪烃、环烷烃、不饱合化合物以及少量硫化物、吡啶碱类、酸类如洗油的低沸点馏份。 粗苯的各种主要组份皆在180℃前馏出。 由于粗苯、轻苯是一种比较复杂的混合物，故其本身用途不大、但经加工以后所得的多和纯产品的却是重要的化工原料，具有很高的经济价值。粗苯精制的目的在于获得尽可能多的苯族纯产品，同时对其它组份尽可能加以综合得用。 （一）硫酸洗涤净化法基本原理 粗苯中含有5—12％的不饱合化合物及其它杂质，并主要分布在14℃以后和79℃以前馏出物中。 粗苯经两苯塔是除去140℃以后重苯中的不饱合化合物，以获得轻苯和重苯两种产品。 轻苯初馏的目的是切除79℃以前不饱合化合物及二硫化碳。所得混合馏份还含有与苯族产品沸点相接近不饱合化合物及硫化物杂质，可以采用化学方法加以净化。 1、经常使用的是硫酸洗涤净化法，其主要化学方法如下： (1)不饱合化合物的聚合反应 不饱合化合物在硫酸作用下很容易发生聚合反应，低沸点化合物易生成粘度大，不溶于混合份及硫酸的极深度的聚合物。引起化合物的夹带损失。所以必须先经过初馏除去低沸点不饱合化合物。高沸点不饱合化合物聚合程度较差，一般只生成可溶混合份的二聚物，三聚物。 (2)加成反应 硫酸各不饱合化合物还能生成酸式脂和中式脂，前者溶于硫酸中，后者溶于混合份中。低沸点不饱合化合物与硫酸生成中性脂，在吹苯中，中性脂加热分解，放出腐蚀设备的酸性物质，故初馏时尽可能地把低沸点物质清除。 （3）清除噻吩反应 噻吩在浓硫酸的催化作用下能和高沸点不饱合化合物共聚生成溶于混合物的共聚物，反应迅速完全，噻吩还能直接溶于硫酸中，但溶解速度很慢。 （4）苯族烃和不和化合物共聚反应 苯族烃在浓酸的催化作用下和不饱合化合物发生共聚反应生成能溶解于混合物的共聚物。（5）苯族烃的磺化反应 苯族烃与浓硫酸作用能发生磺化反应而造成苯族烃的损失。 2、影响硫酸洗涤的方要因素 （1）反应温度 最适宜的反应温度为35—45℃，温度过低反应缓慢而达不到净化要求，温度过高苯族烃磺化反应以及不饱合化合物的共聚反应加剧，因而使苯族烃损失增加。 （2）硫酸浓度 硫酸浓度过低达不到净化要求，浓度过高磺化反应加剧，苯族烃损失增加，因此先择较适宜的硫酸浓度为93—95％。 （3）硫酸和混合份的比例 在保证洗涤质量要求的前提下，酸油比例愈小愈好。不仅降低酸耗，而且可以减轻苯族烃的磺化反应。 （4）反应时间 酸洗净化反应所需时间与反应温度、硫酸浓度、酸油化、搅拌合程度等因素有关。一般反应时间为十分左右，时间过短，反应效果差，势必增加酸耗，时间过长，磺化反应加剧，苯族烃损失增加，所以反应器必须立即加水，使浓硫酸反应终止。 应化2006-2 太井超课程设计- 1 - - 1 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计化工原理课程设计苯―甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计学院、系：化学工程学院 专业班级：应用化学0６级2班 学生姓名：太井超（120063301005） 指导教师：张泉泓赵振宁 成绩： 200９年６月２日应化2006-2 太井超课程设计- 2 - - 2 -化学工程学院应化2006-2 太 井超化工原理课程设计 目录 序言 (3) 第一部分工艺设计 物料衡算 (4) 塔顶温度、塔底温度及R min (4) 确定最佳操作回流比及塔板层数 (7) 第二部分结构设计 塔顶实际气液相体积流量 (18) 塔板间距H T 的选择 (19) 确定液泛的动能参数 (19) 计算液泛速度U F （U max ） (19) 空塔气速U G (19) 确定溢流方式 (19) 根据V G 求D (20) 计算圆整后实际气速 (20) 确定溢流堰高度h w 及堰上液层高度h ow (20) 板面筛孔位置设计 (21) 水力学性能参数的计算、校核 (21) 负荷性能图及操作性能评定 (25) 筛板塔工艺设计计算结果总表 (27) 第三部分结束语 结束语………………………………………………………………… 28 应化2006-2 太 井超课程设计- 3 - 序言 - 3 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计应化2006-2 太井超课程设计- 4 - 苯—甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计 第一部分工艺设计 一、物料衡算 原料苯（78/Mkgkmol=）甲苯（92/Mkgkmol=） 馏出液中低沸点组分的含量不低于0.97(质量分率) 进料组成0.6780.63890.60.47892F x==+ 流出液组成0.97780.97440.970.037892D x==+ 14000/Fkgh= 将F换成/kmolh 平均摩尔质量0.6389780.36119283.055/Mkgkmol=×+×= 14000/168.563/83.055/kghFkmolhkgkmol== 回收率0.98DAF DxFxη== 0.97440.98168.5630.6389D×=× 流出液的流量0.98168.5630.6389108.314/0.9744Dk××== 釜底流量168.563108.31460.249/WFDkmolh=?=?= 易挥发组分（苯）物料衡算 FD FxDxWx=+ 釜底组成 168.5630.6389108.3140.974460.2490.03575FDw FxDxxW?×?×=== 二、塔顶温度、塔底温度及min R 1、确定操作压力 760PmmHg=顶 - 4 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计应化2006-2 太井超课程设计- 5 - 食品工程原理课程设计说明书 筛板式精馏塔设计 目录 第一部分概述 一、设计题目 (3) 二、设计任务 (3) 三、设计条件 (3) 四、工艺流程图 (3) 第二部分工艺设计计算 一、设计方案的确定 (4) 二、精馏塔的物料衡算 (4) 1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4) 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4) 3.物料衡算原料处理量 (4) 三、塔板数的确定 (4) N的求取 (4) 1.理论板层数 T 2.实际板层数的求取 (6) 四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6) 1.操作压力计算 (6) 2.操作温度计算 (6) 3.平均摩尔质量计算 (6) ⑴塔顶摩尔质量计算 (6) ⑵进料板平均摩尔质量计算 (6) ⑶提馏段平均摩尔质量 (7) 4.平均密度计算 (7) ⑴气相平均密度计算 (7) ⑵液相平均密度计算 (7) 5.液相平均表面张力计算 (7) ⑴塔顶液相平均表面张力计算 (7) ⑵进料板液相平均表面张力计算 (7) 6.液相平均粘度计算 (8) ⑴塔顶液相平均粘度计算 (8) ⑵进料板液相平均粘度计算 (8) 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8) 1.塔径的计算 (8) 2.精馏塔有效高度计算 (9) 六、塔板主要工艺尺寸的计算 (9) 1.溢流装置计算 (9) l (9) ⑴堰长 W h (9) ⑵溢流堰高度 W ⑶弓形降液管宽度d W 和截面积f A ..........................9 2.塔板布置....................................................................................................9 ⑴塔板的分块.............................................9 ⑵边缘区宽度确定.........................................9 ⑶ 开孔区面积计算........................................9 ⑷筛孔计算及其排列 (10) 七、筛板的流体力学验算 (11) 1.塔板压降....................................................................................................11 ⑴干板阻力c h 计算........................................11 ⑵气体通过液层的阻力L h 计算..............................11 ⑶液体表面张力的阻力 h 计算..............................11 2.液面落差...................................................................................................12 3.液沫夹带...................................................................................................12 4.漏液...........................................................................................................12 5.液泛.. (12) 八、塔板负荷性能图 (13) 1.漏液线.......................................................................................................13 2.液沫夹带线...............................................................................................13 3.液相负荷下限线.......................................................................................14 4.液相负荷上限线.......................................................................................14 5.液泛线.......................................................................................................14 九、设计一览表.. (16) 十、参考文献 (17) 对甲苯磺酰氯安全技术说明书第一部分：化学品名称 化学品中文名称：对甲苯磺酰氯 化学品俗名： 化学品英文名称：p-toluene sulfonylchloride 技术说明书编码： 生产企业名称： 地址： 生效日期： 第二部分：成分/组成信息 有害物成分含量CAS No. 第三部分：危险性概述 危险性类别： 侵入途径： 健康危害： 环境危害： 燃爆危险： 第四部分：急救措施 皮肤接触： 眼睛接触： 吸入： 食入： 第五部分：消防措施 危险特性： 有害燃烧产物： 灭火方法： 第六部分：泄漏应急处理 应急处理： 第七部分：操作处置与储存 操作注意事项： 储存注意事项： 第八部分：接触控制/个体防护 中国MAC(mg/m3)： 前苏联MAC(mg/m3)： TLVTN： TLVWN： 监测方法： 工程控制： 呼吸系统防护： 眼睛防护： 身体防护： 手防护： 其他防护： 第九部分：理化特性 外观与性状：无色晶体。 pH： 熔点(℃)：71 相对密度(水=1)： 1.261 沸点(℃)：145～146（2千帕）相对蒸气密度(空气=1)： 分子式：c7h7clo2s 分子量：190.65 主要成分： 饱和蒸气压(kPa)：燃烧热(kJ/mol)： 临界温度(℃)：临界压力(MPa)： 辛醇/水分配系数的对数值： 闪点(℃)：爆炸上限%(V/V)： 引燃温度(℃)：爆炸下限%(V/V)： 溶解性：不溶于水，溶于乙醇和乙醚。 主要用途：用于制糖精、氯胺T和染料等，并用于有机合成。其它理化性质： 第十部分：稳定性和反应活性 稳定性： 禁配物： 避免接触的条件： 聚合危害： 分解产物： 第十一部分：毒理学资料 急性毒性：LD50： LC50： 亚急性和慢性毒性： 刺激性： 致敏性： 致突变性： 致畸性： 致癌性： 第十二部分：生态学资料 生态毒理毒性： 生物降解性： 前言 重庆九龙皮件厂是重庆市大渡口区摩托车配件生产的重要企业，已在重庆市大渡口区八桥镇互助工业园区互助二村内租赁现有库房（建筑面积为1410m2），从事摩托车缸头铝件的喷涂加工。地理位置见图1。该企业于2004年3月以喷涂加工内容补办了环境影响评价手续，并通过了大渡口区环境保护局的项目审批和竣工验收。由于重庆九龙皮件厂在喷涂生产过程中使用了以二甲苯为主的有毒有害稀料，因此按国家环境保护总局环发[2005]152文《关于加强环境影响评价管理防范环境风险的通知》和重庆市大渡口区环境保护局渡环发［2006］7号《关于加强建设项目管理补办环境风险评价的补充通知》的要求，该厂应补作该项目环境风险影响评价。2006年1月18日，重庆九龙皮件厂正式委托我公司作该项目环境风险影响评价。我公司环境评价人员在原生产规模及生产工艺不变的前提下，编制完成了《重庆九龙皮件厂喷涂加工项目环境风险影响评价报告》，报原环境影响评价文件审批部门—大渡口区环境保护局审核。 1、总论 1.1编制依据 （1）《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月26日)； （2）《中华人民共和国环境影响评价法》(2003年9月1日)； （3）《中华人民共和国大气污染防治法》(2000年4月29日)； （4）《中华人民共和国水污染防治法》(1996年5月15日)； （5）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法(修订)》(2004年12月29日)；（6）《中华人民共和国噪声污染防治法》(1996年10月29日)； （7）《中华人民共和国水土保持法》(1991年6月29日)； （8）《中华人民共和国清洁生产促进法》(2003年1月1日)； （9）中华人民共和国国务院令第253号《建设项目环境保护管理条例》(1998年11月29日)； （10）国家环境保护总局发布的《建设项目环境保护分类管理目录》(2002年10月13日)； （11）国务院国发[2000]38号《全国生态环境保护纲要》(2000年11月26日)；（12）《国家环境保护“十五”计划》(2001年12月30日)； （13）《中华人民共和国城市规划法》(1989年12月26日)； （14）《重庆市主城“蓝天行动”实施方案（2005—2010年）》； （15）重庆市人民政府令第188号《重庆市主城尘污染防治办法》； （16）国家环境保护总局环发[2005]152文《关于加强环境影响评价管理防范环境风险的通知》。 （1）国家环保局颁发的《环境影响评价技术导则》(HJ/T2.1～2.3-93 、HJ/T2.4-1995)； （2）国家环保局颁发的《环境影响评价技术导则－非污染生态影响》(HJ/T19－1997)； （3）国家环保局颁发的《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004)。（1）重庆市大渡口区环境保护局渡环发［2006］5号《关于加强建设项目管 文件编号：TP-AR-L1435 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 苯、甲苯安全生产要点 正式样本 苯、甲苯安全生产要点正式样本 使用注意：该操作规程资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1工艺简述 苯、甲苯是重要的基本有机原料。采用环丁砜抽提法制苯、甲苯（联产品）的生产工艺是以重整液为原料，环丁砜作溶剂，用抽提和提馏相结合的方法除去其中的非芳烃后，将苯、甲苯抽提出来，以达到分离芳烃的目的。其工艺过程主要由抽提、提馏、白土处理和分离工序组成。 抽提工艺是将含碳六、碳七芳烃组分的重整液，从抽提塔下部入塔，与自上而下的环丁砜溶剂在塔内逆流接触，非芳烃在塔顶导出，塔底富溶剂送至提馏塔上部，含有非芳烃和苯的塔顶蒸汽冷凝和冷却后送 至水汽提塔，除去溶剂中的水分去抽提塔。塔底富溶剂则送至溶剂回收塔蒸出碳六、碳七，再通过白土塔除去其中的微量烯烃，然后经苯塔分离出高纯度的苯和甲苯。 本装置生产中所接触的物料苯、甲苯和非芳烃碳五等均为易燃、易爆、有毒物质。 2重点部位 2.1抽提塔系用环丁砜作萃取溶剂萃取苯、甲苯的设备，是本装置生产的关键部位。该塔操作比较复杂，工艺参数控制要求严格。操作失误及维护保养不当造会成事故，环丁砜冰点较高（27.4— 27.8℃），非常容易冻结管线，特别是仪表管线的堵塞，可造成生产控制紊乱。 2.2苯塔是本装置的成品塔。苯和甲苯都极易燃、易爆，且毒性大，苯的冰点又高（5.4℃），容 课程设计任务书 2009～2010学年第二学期 学生姓名：_石华端专业班级：_07级应用化学_ 指导老师：_______ 工作部门：_______ 一．课程设计题目 设计一台苯—甲苯分离板式精馏塔 二．设计要求 1、设计一座苯-甲苯连续精馏塔，具体工艺参数如下： 原料苯含量(m/m)：（25+0.5）% 原料处理量：2万t/a 产品要求（m/m）：x D = 0.98，x W=0.02 2、操作条件 塔顶压力：常压 进料热状况：泡点进料 回流比：自选 单板压降：≤0.7kPa 加热方式：间接蒸气加热 冷凝方式：全凝器，泡点回流 年操作时数：8000h 3、塔板类型 浮阀塔板（F1重阀） 三．课程设计内容 1、精馏塔的物料衡算及塔板数的确定 2、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计 3、精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算 4、塔板的流体力学验算 5、塔板的负荷性能图的绘制 6、精馏塔接管尺寸计算 7、绘制带控制点的生产工艺流程图(A3 图纸) 8、绘制主体设备图(A2图纸) 四．进度安排 1.课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计书； 2.设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点， 小组分工协作，较好完成设计任务； 3.计算设计阶段：物料衡算，热量衡算，主要设备工艺尺寸计算，塔盘工艺 尺寸计算及流体力学计算; 4.课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计算数据，用简洁的文字和适当的图表表达自己的设计思想及设计成果。 1. 课程设计的目的 化工原理课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节，也是培养学生独立工作的有益实践，更是理论联系实际的有效手段。通过课程设计达到如下目的： 1．巩固化工原理课程学习的有关内容，并使它扩大化和系统化； 2．培养学生计算技能及应用所学理论知识分析问题和解决问题的能力； 3．熟悉化工工艺设计的基本步骤和方法； 4．学习绘制简单的工艺流程图和主体设备工艺尺寸图； 5．训练查阅参考资料及使用图表、手册的能力； 6．通过对“适宜条件”的选择及对自己设计成果的评价，初步建立正确的设计思想，培养从工程技术观点出发考虑和处理工程实际问题的能力； 7．学会编写设计说明书。 ⒉课程设计题目描述和要求 本设计的题目是苯-甲苯浮阀式连续精馏塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下： 生产能力：2万吨/年(料液) 原料组成： 25%苯，60%甲苯（摩尔分数，下同） 产品组成：馏出液98%苯，釜液2%苯 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：间接蒸汽加热 回流比：R=（1.2～2）Rmin 3．课程设计报告内容 3.1 流程示意图 冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯 ↑↓回流 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓ 再沸器←→塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明 首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物， 化工原理课程设计 院系：化学化工学院 专业：化学工程与工艺 班级： 11级化工2班 姓名：李钊 学号：2011321216 指导教师：武芸 2013年12月15日——2014年01月3日 课程设计任务书 一、设计题目 苯-甲苯分离过程浮阀板精馏塔设计 二、设计任务 1.原料名称:苯-甲苯二元均相混合物； 2.原料组成：含苯42%（质量百分比）； 3.产品要求：塔顶产品中苯含量不低于97%，塔釜中苯含量小于1.0%； 4.生产能力：年产量5万吨/年； 5.设备形式：浮阀塔； 6.生产时间：300天/年，每天24h运行； 7.进料状况：泡点进料； 8.操作压力：常压； 9.加热蒸汽压力：270kPa 10.冷却水温度：进口20℃，出口45℃； 三、设计内容 1.设计方案的选定及流程说明 2.精馏塔的物料衡算 3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度） 4.塔板数的确定 5.精馏塔塔体工艺尺寸的计算 6.塔板主要工艺尺寸的计算 7.塔板的流体力学验算 8.塔板负荷性能图 9.换热器设计 10.馏塔接管尺寸计算 11.绘制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸） 12.绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件，A1图纸） 13.撰写课程设计说明书一份 四、设计要求 1.工艺设计说明书一份 2.工艺流程图一张，主要设备总装配图一张（采用AutoCAD绘制） 五、设计完成时间 2013年12月16日～2014年01月01日 目录 概述 (6) 第一章塔板的工艺设计 (7) 第一节精馏塔全塔物料衡算 (7) 第二节基本数据 (8) 第三节实际塔板数计算 (15) 第四节塔径的初步计算 (16) 第五节溢流装置 (17) 第六节塔板布置及浮阀数目与排列 (19) 第二章塔板的流体力学计算 (21) 第一节气体通过浮阀塔的压降 (21) 第二节液泛 (21) 第三节雾沫夹带 (22) 第四节塔的负荷性能图 (23) 第三章塔附件设计 (28) 第一节接管 (28) 第二节筒体与封头 (30) 第三节塔的总体高度 (31) 第四章附属设备设计 (33) 第一节原料预热器 (33) 第二节塔顶冷凝器 (34) 3.4二甲苯及混合二甲苯 1 3.4.1二甲苯及混和二甲苯的生产工艺、性能与用途 (3) 3.4.1.1二甲苯及混和二甲苯生产工艺路线 (3) 3.4.1.2二甲苯及混和二甲苯各工艺路线的比较分析 (3) 3.4.1.3二甲苯及混和二甲苯的性能与用途 (3) 3.4.2二甲苯及混和二甲苯产品链结构及技术分析 (4) 3.4.2.1二甲苯及混和二甲苯下游产品链 (4) 3.4.2.2二甲苯及混和二甲苯产品链技术分析 (4) 3.4.1二甲苯及混和二甲苯的生产工艺、性能与用途 3.4.1.1二甲苯及混和二甲苯生产工艺路线 1. 二甲苯的来源及生产工艺路线 工业上二甲苯的来源有4种，即催化重整油、蒸汽裂解汽油、甲苯歧化和煤焦油，前一种来自石油，后一种来自煤。 这4者也是混二甲苯的来源。 1.1催化重整油、蒸汽裂解汽油和煤焦油中提取二甲苯及混合二甲苯 催化重整过程包括了加氢处理和催化重整两大部分，可以处理多种原料。经过催化重整过程，原料中的环烷烃转化成为芳烃，烷烃转化为芳烃或燃料气。裂解汽油是生产乙烯的副产品。典型的裂解汽油含有质量分数0.5到0.8的芳烃成份。由于裂解汽油中含有二烯烃等易聚合成胶状物的极活泼化合物，在裂解汽油进一步加工前必须先加氢处理。煤焦化的主要产品是焦炭，收率为65%到75%，同时放出25%到35%的煤焦气。煤焦气由煤气、焦油和水组成，其中焦油中含有甲苯和二甲苯。以前我国的芳烃原料中，焦油芳烃所占比例较高。 1.2芳烃联合装置生产二甲苯及混合二甲苯 典型的芳烃联合装置通常包括石脑油加氢、催化重整、裂解汽油加氢、芳烃抽提、芳烃分馏、歧化、异构化或吸附分离等装置。其中芳烃转化装置主要包括甲苯歧化制苯和二甲苯,或甲苯与C9芳烃歧化与烷基转移制苯和二甲苯,以及二 化工原理与化工设备机械基础课程设计 课题名称：分离苯-甲苯混合液的浮阀式精馏塔工艺设计 专业：化学工程与工艺 姓名：胡晓雪 学号：040740226 指导老师：谭志斗老师、周红艳老师 设计日期：2010-06-14 摘要 精馏操作对塔设备的基本要求：精馏是气.液两相间的传质过程，所以作为气——液传质的塔设备，就必须使气，液两相得到最密切而又最充分的接触。浮阀塔广泛用于精馏，吸收和解吸等过程。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触，浮阀可根据气体流量的大小上下浮动，自行调节。 浮阀塔的主要有点是生产能力大，操作弹性较大，塔板效率高，气体压强降及液面落差较小，塔的造价低，塔板结构较简单。 关键词：精馏传质浮阀塔 Abstract: The operation of rectification on the equipment required is ：rectification is the two of the quality gas –liquid of mass–transfer course, as gas –liquid the spread of the equipment, it must be made, the two are closest and most fully. The valve tower is widely used to absorbtion and desorption rectification, etc. Its main characteristic is on board the hole with a change of the valve stem from the surrounding a steady rate of the tower on the level of layer 2 in contact with valve in the size of the flow of gases The valves are of the tower is large in capacity, the operation, the greater efficiency and its pressure fall down and the level of smaller, low cost, the structure is simple. Key words：rectification mass–transfer valve tower 中南民族大学化学工程与工艺专业 化工原理课程设计 苯—甲苯分离装置设计 设计者: 田源 学号: 10081220 班级: 10级3班 指导老师: 刘冰 设计时间:2013.11.18—2013.12.22 课程设计任务书 指导教师（签名）：教研室主任（签名）： 目录 1概述 (5) 1.1 与物性有关的因素 ............................................................................................................ 5 1.2 与操作条件有关的因素 .................................................................................................... 5 2流程的确定及说明 (5) 2.1塔板形式 ........................................................................................................................... 5 2.2精馏方式 ........................................................................................................................... 5 2.3进料状态 ........................................................................................................................... 6 2.4冷凝方式 ........................................................................................................................... 6 2.5加热方式 ........................................................................................................................... 6 2.6加热器 ............................................................................................................................... 6 2.7操作压力 ........................................................................................................................... 7 2.8 回流方式 ........................................................................................................................... 7 3精馏塔的设计计算 ................................................................................................................ 7 3.1基础数据 ........................................................................................................................... 7 3.2物料衡算 . (7) 3.3塔顶气相、液相，进料和塔底的温度分别为： VD t 、LD t 、F t 、 W t (8) 3.4平均相对挥发度α ................................................................................................... 9 3.5回流比的确定 ..................................................................................................................... 9 3.6热量衡算 .. (9) 3.6.1加热介质的选择 ...................................................................................................... 9 3.6.2冷却剂的选择 ........................................................................................................ 10 3.6.3热量衡算 ................................................................................................................ 10 3.7理论塔板数计算 (12) 3.7.1板数计算 ................................................................................................................ 12 3.7.2塔板效率 ................................................................................................................ 13 3.8精馏塔主要尺寸的设计计算 . (14) 3.8.1流量和物性参数的计算 ........................................................................................ 14 3.8.2塔径设计计算 .. (16) 4附属设备及主要附件的选型计算 (19) 4.1．冷凝器 ............................................................................................................................ 19 4.2再沸器 ............................................................................................................................... 20 4.3塔内其他构件 . (20) 4.3.1.塔顶蒸汽管 ............................................................................................................ 20 4.3.2.回流管 .................................................................................................................... 21 4.3.3.进料管 .................................................................................................................... 21 4.3.4.塔釜出料管 ............................................................................................................ 21 4.3.5除沫器 .................................................................................................................... 22 4.3.6液体分布器 ............................................................................................................ 22 4.3.7液体再分布器 ........................................................................................................ 23 4.3.8填料支撑板的选择 (24)PX工艺流程的选择
1苯-甲苯工艺设计
最新分离苯甲苯混合液的筛板精馏塔化工原理课程设计
苯-甲苯体系板式精馏塔设计
粗苯加工工艺流程图
苯甲苯
分离苯-甲苯筛板式精馏塔设计[优秀]
对甲苯磺酰氯安全技术说明书
环境风险二甲苯
苯、甲苯安全生产要点正式样本
程设计(苯—甲苯分离板式精馏塔).
苯甲苯分离过程浮阀板式精馏塔设计
二甲苯及混和二甲苯的生产工艺、性能、用途和产业链
苯甲苯
苯甲苯分离装置设计解析