一硝基氯苯生产车间硝化工段工艺初步设计

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1、一硝基氯苯生产车间硝化工段工艺初步设计学院：化工专业：应用化学（工）目录第一章设计任务书11.1工艺流程示意图11.2反应方程式21.3已知条件2第二章绪论52.1产品的意义和用途52.2产品的发展史52.3年工作日的确定52.4水、电、气及原料的供应62.5厂址的水文、地质和气象资料62.6设计依据及技术资料6第三章工艺设计部分73.1产品技术说明73.2生产方法选择73.3生产的基本原理73.4原料规格与主要物化数据83.5原料配比的确定93.6工艺流程示意图103.7流程叙述及控制条件103.8物料衡算123.8.1氯苯用量123.8.2萃取锅计算123.8.31

2、#硝化锅133.8.42#硝化锅143.8.53#硝化锅143.8.6硝化分离153.8.7萃取分离153.8.8复算153.8.9混酸配制163.8.10一次水洗分离173.8.11碱洗及碱洗分离173.8.12二次水洗分离183.8.13物料衡算表183.9热量衡算233.9.1配酸过程热量衡算233.9.21#硝化锅热量衡算243.10设备计算和选型253.10.1配酸锅253.10.21#硝化锅263.10.32#硝化锅263.10.43#硝化锅273.10.5硝化分离器283.10.6萃取锅283.10.7萃取分离器293.10.8一次水洗锅303.10.9一

3、次水洗分离器303.10.10碱洗锅313.10.11碱洗分离器313.10.12二次水洗锅323.10.13二次水洗分离器323.10.14补集器333.10.15贮罐343.11设备一览表363.12原料消耗定额表37第四章三废治理384.1三废的产生和数量384.2三废的治理措施38第五章安全技术与防火395.1物料的危险特性395.2防火、防爆、防腐蚀的要求和措施395.3安全防火规则40第六章建筑部分426.1建筑特点426.2防火、防毒、防腐蚀的考虑426.3设备布置说明43第七章参考文献44附录45附录1工艺流程图（PFD）45附录2设备平面布置图45第一

4、章设计任务书1.1工艺流程示意图图1工艺流程示意图1.2反应方程式1、主反应（一硝基氯苯：邻、间、对位三种异构体混合）2、副反应二硝化：（二硝基物）硝酸分解：2HNO3¾¾®N2O5+H2O氧化反应：（硝基酚）1.3已知条件生产规模：年产1.2万吨一硝基氯苯产品质量：一硝基氯化苯纯度99%（包括邻、间、对位异构体混合物）车间总收率：95%年生产时间：330天建厂地点：甘肃兰州原料：工业氯苯纯度99.2%，含有机杂质0.8%浓硫酸纯度98%浓硝酸（发烟硝酸）纯度98%液碱纯度40%（NaOH水溶液）氯苯转化率：萃取锅1%1#硝化锅79%2#硝化锅16%3#硝化锅3.4%副

5、反应：硝酸分解量为3%，假定只有硝酸分解，在1#硝化锅中进行。硝酸比：氯苯：硝酸=1:1.05（摩尔比）混酸组成：硫酸51%、硝酸44%、水5%循环废酸量：循环废酸的体积是酸性氯苯体积的2倍。酸性氯苯组成：氯苯95%、酸1%（其中含水0.3%，硫酸0.7%），其余为有机杂质和一硝基氯化苯。假定硝化分离时，有机层所夹带的硫酸为有机层质量的0.8%，并假定此部分酸都进入碱洗中和。在萃取锅中一硝基氯化苯的萃取率为100%。有机物一次水洗、碱洗、二次水洗时，水或碱水用量与有机物体积比为1:1。碱洗时用1%的稀氢氧化钠水溶液。在一次水洗、碱洗、二次水洗的分离器中分别损失0.5%的

6、一硝基氯苯。配混酸、配稀碱水为间歇操作。配混酸时混酸温度不超过35℃。所有贮罐至少贮存1天的用料量，最多为1周，氯苯贮罐为2天以上。硝化反应、水洗、碱洗、萃取及其分离操作均为连续操作。一硝基氯化苯比重为1.368-1.375g/cm3，比热为0.394kcal/(kg·℃)工业氯苯比重为1.104g/cm3，比热为0.412kcal/(kg·℃)混酸比重为1.74g/cm3，比热为0.41kcal/(kg·℃)废酸比重为1.654g/cm3，比热为0.46kcal/(kg·℃)98%硝酸比重为1.5008g/cm3，比热为0.455kcal/(kg·℃)98%硫酸比重为

7、1.836g/cm3，比热为0.347kcal/(kg·℃)40%液碱（NaOH水溶液）比重为1.4308g/cm31#硝化锅流出的物料比热为0.4505kcal/(kg·℃)硝化锅夹套传热系数为150-200kcal/(m2·h·℃)（用水冷却）硝化锅的蛇管传热系数为500-700kcal/(m2·h·℃)（用水冷却）氯苯与硝酸反应的标准化学反应热为41.9kcal/mol（放热）其它设备的操作条件见下表：表1设备条件汇总表设备停留时间(min)温度(℃)装料系数f1#硝化锅4050-550.752#硝化锅4060-650.753#硝化