邻二甲苯毕业设计王天富
邻二甲苯气相氧化制取邻苯二甲酸酐
邻二甲苯气相氧化制取邻苯二甲酸酐一、实验目的1、熟悉气相催化氧化制取含氧有机化合物的原理和方法。
2、掌握气－固相催化反应的实验技术。
3、认识催化作用在化学品合成中的重要意义。
二、实验原理由于邻二甲苯侧链的易氧化特性，将邻二甲苯和空气组成的混合气体通过以五氧化二钒、二氧化钛为主的催化剂，在360℃以上发生氧化反应，生成主产品邻苯二甲酸酐（俗称苯酐），同时还生成顺丁烯二酸酐（俗称顺酐）、邻甲基苯甲醛、苯甲酸等副产物。
主反应式：CH3 CH3CCOOOH2OO2++3+1109 kJ/mol 360 ℃3V-Ti-O完全氧化反应（燃烧反应）：CH3CH3H2OO2+5+4380 kJ/mol10 1/2CO28+反应历程：CH3 CH3CCOOOH2OO2CH3CHO3-COOHCOOHO2+CHO O2+三、实验装置流程及试剂实验流程图如图1所示。
邻二甲苯的气相氧化制邻苯二甲酸酐的反应在管式固定床反应器内进行，固定床反应器上端（反应器高度的1/4）装填惰性刚玉球，起预热和混合原料气的作用，下端（反应器高度的3/4）装填催化剂，起氧化反应作用。
邻二甲苯经柱塞式计量泵计量后由进入反应器上端，从空气压缩机出来的空气经转子流量计计量后进入反应器，在反应器的上端进行预热气化，经过反应器的预热段预热到反应温度，然后通过催化剂床层进行氧化反应。
反应气体从反应器下端出来经过第一捕集器冷却成白色针状晶体并加以收集，余气经过第二捕集器再次冷凝收集产品。
尾气经过第一、第二冷凝器后排空。
实验装置实物图如图2所示。
实验试剂：邻二甲苯（O-xylene），纯度99%。
图 1 邻二甲苯的气相氧化流程简图图2-14-2 邻二甲苯的气相氧化装置实物图四、实验操作步骤1、称取苯酐第一捕集器空瓶重量分别记为W10。
5000ty邻苯二甲酸二丁酯
1毕业设计系别：化工与材料工程课题名称： 5000t/y邻苯二甲酸二丁酯班级：化工1211 指导教师：刘承先2015 年 1 月 13 日目录化工1211班毕业设计任务书 (2)1. 1.总论 (11)化学性质 (11)1 工艺计算 (15)1.1 物料衡算 (15)1.1.1 基础数据 (16)1.1.2 原料、产品的技术规格 (16)2. 2.1 热量衡算 (21)3. 3.3设备选型计算 (25)泵的选型说明及计算 (31)产品蒸馏塔说明及计算 (32)4. 4．设备布置 (36)4.1设备布置原则 (36)4.2车间建筑要求 (36)4.3设备布置 (36)5. 5.消耗定额、控制指标、定员 (37)5.1原材料、动力消耗定额及消耗量 (37)5.2定员 (38)6. 6.三废处理及环境保护 (38)6.1废水处理 (38)○5.低沸点（气相92℃以前）含大量深色物质应该切割干净。
(39)7. 7安全 (39)7.1劳动防护措施 (39)7.2安全知识与技术措施 (39)8. 8.节能措施 (41)化工1211班毕业设计任务书化工1211班，杨洋同学：现下达给你毕业设计如下，要求你在预定的时间内，完成此项任务。
一、项目名称：5000吨/年邻苯二甲酸二丁酯生产工艺设计通过相关图书、期刊、电子资料等查询、论证，自行确定生产方法，经老师审阅后执行。
二、主要内容1、开题报告（1）产品市场概况及前景、现有生产方法评价、以及选定的生产方法（2）毕业设计主要工作（3）工作进度安排2、设计及说明书内容见指导书3、设计图纸（1）带控制点的工艺流程图（2）物料流程图（3）设备一览表（4）设备平面布置图三、工艺设计参数：（1）产品规模及规格：年生产力：5000吨/年产品规格：≧98%(wt)(2) 年开工时间：300天（3）反应条件、消耗定额、收率等相关数据，请根据所选生产方法的文献确定。
（4）原料规格：所有原料是工业一级品，通过查阅资料得到。
邻二甲苯研究报告
邻二甲苯中国市场调研报告一..邻二甲苯概况1原料来源邻二甲苯（二甲苯）主要有四种来源：(1)催化重整主要用来生产芳烃，催化重整产物中，二甲苯含量的质量分数为22%。
(2)裂解汽油它是从液态原料，即石脑油、轻油和重柴油经蒸汽裂解制乙烯时的联产物，其中二甲苯含量的质量分数为6.7%。
(3)煤焦油主要是煤炭工业和冶金工业的副产物。
煤在炼焦炉中高温热解生成的气态和液态产物，以气态形式从炭化室逸出。
这种气体称为“荒煤气”，经冷凝、气液分离就得煤焦油。
每100t煤炼焦可得到煤焦油4万t。
其中二甲苯含量质量分数为5%。
(4)甲苯歧化甲苯歧化也能得到二甲苯。
2 基本资料中文名称：1，2-二甲苯。
英文名称：1,2-xylene。
别名：邻二甲苯。
CAS No.：95-47-6。
分子式：C8H10。
分子量：106.17。
危险标记：7(易燃液体)。
3理化性质主要成分：含量≥96％。
外观与性状：无色透明液体，有类似甲苯的气味。
熔点(℃)：-25.5。
沸点(℃)：144.4。
相对密度(水=1)：0.88。
相对蒸气密度(空气=1)：3.66。
蒸气压(kPa)：1.33(32℃)。
燃烧热(kJ/mol)：4563.3。
辛醇-水分配系数(KOW)：2.8。
稳定性和反应活性：稳定。
危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
与氧化剂能发生强烈反应。
流速过快，容易产生和积聚静电。
其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。
溶解性：不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂。
4存储及运输储存的管理：储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
库温不宜超过30℃。
保持容器密封。
应与氧化剂分开存放，切忌混储。
采用防爆型照明、通风设施。
禁止使用易产生火花的机械设备和工具。
储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
运输的管理：本品铁路运输时限使用钢制企业自备罐车装运，装运前需报有关部门批准。
年产5万吨芳烃抽提车间二甲苯塔的工艺设计【开题报告】
开题报告化学工程与工艺年产5万吨芳烃抽提车间二甲苯塔的工艺设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义芳烃指结构上含有苯环的烃。
作为基本有机原料应用最多的是苯、甲苯，二甲苯，乙苯、对二乙苯等。
芳烃的来源有：炼油厂重整装置；乙烯生产厂的裂解汽油；煤炼焦时副产。
在最早的时期，获得这些芳烃的主要是靠煤炼焦技术，但随着时代的进步，技术上的改进和需求的大量化，还有处于对环境因素的考虑，目前通过煤炼焦获得的芳烃已不占重要地位。
不同来源获得的芳烃其组成不同，因此获得的芳烃数量也不相同。
芳烃（主要是苯，甲苯，二甲苯）是重要的有机化工原料，其产量和规模仅次于乙烯和丙烯。
随着石油化工业和纺织工业的不断发展，世界上对芳烃产品的需求不断上升，尤其是苯和对二甲苯的需求增长为最快。
他们的衍生物广泛的运用于生产化纤，塑料和橡胶等重要的有机化工产品和精细化工产品。
就拿本课题着重的二甲苯来说，二甲苯有三种异构体：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。
对二甲苯需求量最大，邻二甲苯居中，间二甲苯最小；供应量却是间二甲苯最大，邻二甲苯和对二甲苯相近。
为满足要求（主要是生产涤纶），首先把对二甲苯分离出来（采用吸附法和低温结晶法），通过异构化反应，把间二甲苯转化成对二甲苯。
此外把资源较多的甲苯（由7个碳原子组成）和应用较少的碳九芳烃（由9个碳原子组成）进行反应，可制成碳八芳烃（二甲苯的混合物）。
需求量最大的对二甲苯主要用于生产合成对苯二甲酸或是对苯二甲酸二甲酯。
而对苯二甲酸和乙二醇反应得到的聚酯性能优异，广泛的应用于纤维，胶片和树脂的制造业中，是一种十分重要的合成纤维和塑料的原料。
[2]因此从某种角度来说，对二甲苯的需求量大不是凭空而来，它是合成有机材料的原料之重，因此二甲苯的抽提很有价值研究意义。
近年来, 我国聚酯工业呈现高速发展势头, 聚酯产能已占世界的1 /3以上, 成为世界聚酯及其原料市场最有影响力的国家。
受世界聚酯业发展的带动, 我国对二甲苯消费量快速上升, 但由于产能增长滞后, 供应缺口逐年加大。
混合二甲苯中邻二甲苯的分离提纯
从表 １中的 分析 数 据 看 ， 实 验 所 用 的 两批 原 料 中 ， 该 比邻二 甲苯 重 的组 分 只 有 少 量 的异 丙 苯 ，
所 以该 实 验 采用 的实 验 方 案是 用 间歇 精 馏塔 一 次 投 料分 批 从塔 顶 采 出 的方 式 ， 先将 比邻 二 甲苯轻 的组 分脱 掉 。 再对 塔 釜底 部 的 组分 闪蒸 ， 即可 得到 高 纯度 的邻 二 甲苯 。
（ ） 物黏 泥被 溶解 或 剥 落下 来可 能堵 塞 喷淋 泵前 端 的过 滤器 ， 成喷 淋 泵 空运 转 。应 加强对 ２生 造 过滤 器 的检 查 、 理工 作 。 清
致谢 ： 于本 次 工 业应 用 试验 是 在 生 产装 置正 常运 行 的情 况下进 行 ， 由 涉及 很 多方 面的 协调 与 组织 工
［ ］ 郝培文 ， ６ 刘红瑛． 炭黑改性沥青混合料低温抗裂性能 的研究． 油沥青 ，９ ３ （ ）９ ３ 石 １ ９ ，４ ２ ￣３ ．
３ ２ 实 验 结 果 与 讨 论 ．
３ ２ １ 不 同回流 比 对精 馏 结果 的影 响 ． ．
取 同一 批原 料 ， 次精 馏 实验 投 料 ５ ０ｇ 精 馏 时 回流 比控 制为 ８ １或 １ ：。 每 ０ 。 ： ０ １
（ ）回流 比为８ １ １ ：的精 馏 结果 见 表 ２ 。
表 ２ 回 流 比 为 ８ １的精 馏 结果 ：
当混 合二 甲苯 中重 组分 极少 时 ， 该种 方 法分 用 离邻 二 甲苯是 可行 的 。
３ ２ ３ 闪蒸 对邻二 甲苯 纯度及 收 率 的影 响 ． ．
表 ７ 闪蒸 实 验结 果
经 过精 馏 脱 轻 后 ， 二 甲苯 从 塔 釜 采 出 ， 邻
颜 色较 重 ， 须 用 闪蒸Байду номын сангаас脱 色 ， 能 达 到 产 品质 必 才
年产1万吨邻二甲苯的生产工艺设计
一前言邻二甲苯(Ortho Xylene)是以煤或石油为原料，通过化学加工和化工分离而制得，主要用作化工原料和溶剂。
最早邻二甲苯是从炼焦的煤焦油中获得，随着石油化工发展，从石油中衍生得到量不断增多。
目前邻二甲苯主要由石油通过加工来生产。
1 国外邻二甲苯生产及市场分析邻二甲苯主要用于生产邻苯二甲酸酐(俗称苯酐)，苯酐是一种重要的有机原料，广泛应用于增塑剂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、染料、医药、农业等行业。
世界邻二甲苯生产及消费现状截至2004年10月。
世界上邻二甲苯总生产能力为440.6万t／a，产量为347.6万吨，装置平均开工率为78.8％。
其中亚洲生产能力为216.2万t／a，产量为179.5万吨，装置平均开工率为83.0％，产能和产量居世界第一位。
世界上最大的邻二甲苯生产国是中国，其生产能力为53.4万 t／a。
全球邻二甲苯需求从1985年180万吨增加到1990年的230万吨，同一时期生产装置能力利用率由74.7％增加到86.3％。
90年代装置能力利用率预计会有所下降，这是因为一些计划新建装置已完成，但仍比对二甲苯高，1995年比对二甲苯高11.3％。
然而，由于西方经济衰退，1991年邻二甲苯需求增长减慢。
邻二甲苯平均能力利用率1990年为86.3％，1995年和2000年有可能保持在85％。
据SRI预测，邻二甲苯需求的年均增长率1990～1995年为3.3％，1995～2000年为2.3％。
世界邻二甲苯生产主要集中在发达国家，但新建邻二甲苯生产装置在发达国家不多，主要在亚洲(除日本以外)和世界其他国家。
1995年，世界邻二甲苯生产能力计划增加45万t／at，总能力达3199kt／a，预计2000年将达3614kt／a。
2004年世界最大的邻二甲苯生产商是美国的埃克森美孚公司，其生产能力为49.0万t／a，约占世界总产能的11.0％；其次是中国石化集团公司，其生产能力为40万t／a.约占总产能的9.0％。
邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯表面张力的实验研究
邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯表面张力的实验研究赵康;毕胜山;吴江涛【摘要】为了获得二甲苯异构体邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的表面张力参数,补充现有数据不足,为其作为化工合成原料、汽油及替代燃料添加剂等工程应用提供技术支持,建立了悬滴法实验系统,利用正庚烷检验其精确性和可靠性,并对邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯在303.15～393.15K温度范围内的表面张力进行了实验研究,得到了57组实验数据.利用得到的实验数据,拟合得到了邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的表面张力计算方程.表面张力计算方程计算值和实验数据之间的绝对偏差在±0.1 mN·m-1以内.所获得的表面张力实验数据和计算方程,可为邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的工程应用提供基础热物性数据.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2016(050)003【总页数】6页(P50-54,100)【关键词】二甲苯异构体;表面张力;悬滴法【作者】赵康;毕胜山;吴江涛【作者单位】西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,710049,西安;西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,710049,西安;西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】TK124二甲苯异构体(邻二甲苯、间二甲苯及对二甲苯)是生产合成增塑剂、树脂、染料、化学纤维、医药等多种有机化合物的重要原料[1],并广泛用作汽油添加剂和汽油、柴油及航空煤油替代物的添加剂,有很高的工业应用价值。
研究表明,邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯在汽油中总体积分数达10%[2],其相对较高的辛烷值(邻二甲苯为113,间二甲苯为117.5,对二甲苯为116.4)能显著提高汽油抗爆性,有效改善燃烧特性[3]。
表面张力是流体重要的物性参数,在化工生产过程和燃料喷射雾化中具有重要的作用。
根据公开文献调查发现,邻二甲苯[4-9]、间二甲苯[4-7,10-11]和对二甲苯[4-5,11-13]的表面张力实验数据的温度范围有限,且没有给出可靠的计算方程,如邻二甲苯和间二甲苯测量的实验温度范围均为303.15～343.15 K,共14个实验点[6],对二甲苯的实验温度范围为296.037～333.92 K,仅有3个实验点[10],大多数文献[5,7,11-12]只给出了常温附近的单点值。
空气氧化邻二甲苯制邻甲基苯甲酸逆流操作鼓炮氧化塔的设计
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）中文题目：空气氧化邻二甲苯制邻甲基苯甲酸逆流操作鼓泡氧化塔的设计
设计（论文）的主要内容与要求：
1.主要技术参数
（1）设计任务：年产400吨邻甲基苯甲酸
（2）工艺数据
氧化反应选择性85%，生成的邻甲基苯甲酸损失5%，每生成1kmol邻甲基苯甲酸耗氧1.9kmol，冷凝后气相每小时吸附回收邻二甲苯5kg，操作压力0.35Mpa（绝对压力），操作温度120°C，气液进料温度20°C，塔顶冷凝器回流液冷至20°C，操作空塔气速0.05m/s。
（3）物性数据
液相平均密度ρL=925kg/m3
气相平均密度ρG=3.95kg/m3
液相平均粘度μL=2.35×10-5Pa•s
气相平均粘度μG=1.86×10-5Pa•s
液相表面张力σL=21×10-3N/m
2.设计内容和要求
(1)设备计算
(2)设备图
(3)设计说明书
进度安排
序号
设计（论文）工作内容
2.陈甘棠主编.化学反应工程.北京:化学工业出版社,1881.
指导教师签字：
校外指导教师签字：
年月日
系（教研室）负责人审查意见：
签字：
年月日
学生签字：
年月日
说明：
1、任务书由指导教师填写，于第七学期（五年制第九学期）期末前下达给学生。
2、学生签字时间就是任务下达时间（学生接受任务时间）。
时间（起止周数）
1
查阅资料，准备开题报告，文献综述
1周至2周
2
确定工艺流程，绘制工艺流程
3周至4周
3
化工计算
5周至9周
4
设备选型及典型设备设计
邻二甲苯精馏塔的设计
1 塔板数的确定[]5采用泡点进料，将原料液通过预热器冷却后送入精馏塔塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝。
冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。
根据物料衡算结果可知：邻二甲苯精馏塔的原料液的组成为：%5.4718.1492235.1417235.1417=+⨯塔顶馏出液的组成：95％ 塔底釜液的组成：1.86％故其摩尔分率如下：ＯＸ的摩尔质量 ＭＡ＝106.17kg/kmol C 9+芳烃的摩尔质量ＭＢ=120.19kg/kmol （C 9+芳烃按Ｃ9Ｈ12取摩尔质量）X F =19.120/525.017.106/475.017.106/475.0+=0.506X D =956.019.120/05.017.106/475.017.106/95.0=+X W =021.019.120/9814.017.106/0186.017.106/0186.0=+因邻二甲苯产品纯度为95%. 用Antoine 方程求得：塔顶进了和塔底条件下，纯组分的饱和蒸汽压Ｐi ０如下： 组分 塔顶 进料 塔底 ＯＸ 362.31 117.22 877.95 C 9+ 270.38 82.55 702.36 所以塔顶相对挥发度： αD =34.1P P 0B0A =进料 ： αF =1.42 塔底 ： W α=1.25全塔平均相对挥发度为： 294.1F D m =αα=α精馏段平均挥发度：379.1'==F D m ααα所以最小回流比为： R min =()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--α--αF D F D X 1X 1X X 11 =()⎥⎦⎤⎢⎣⎡----506.01956.01294.1506.0956.01294.11 =6.03N min =1l X X 1X 1X l mg W WD D g -α⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1294.1l 021.0021.01956.01956.0l g g -⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=25.85∵R=1.2R min =7.24∴14684.0124.703.624.71min =+-=+-=R R R x y 47766.0002743.0591422.0545827.0=+-=xx 由2min+-=T T N N N y 可得：3.51=T N进料板：505.81379.1lg 506.0506.01956.01956.0lg 1lg 11lg 'min=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=mFF D D xx x x N α∵47766.02''min '=+-T T N N N ∴1.18'=T N全塔效率()5.049.0245.0==-L T u E α ∴实际塔板总数:10452==TE N 总精馏段:351=-=TF E N N 精 提馏段:691=+-=TF T E N N N 提2 流量计算[]5原料液平均摩尔质量kmol kg M m /10.113494.019.120506.017.106=⨯+⨯=h kmol F /38.2610.11365.2983==∵F W D =+F W D Fx W x Dx =+ ∴38.26=+W D38.26506.0021.0956.0⨯=+W D ∴h kmol D /68.13= h kmol W /70.12=3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据（精馏段）[]7[]10查化工手册得 平均摩尔质量 M vm =108 Kg/kmol M lm =110 Kg/kmol 平均密度 3/95.2m Kg vm =ρ 812=lm ρKg/m 3 液相平均表面张力 m mN /5.20=δ液相平均黏度 s mP a lm .256.0=μ4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算1）塔径的计算V = ()()72.11268.13124.71=⨯+=+D R Kmol/h L = RD = 7.24⨯13.68=99.04 Kmol/h精馏塔的气.液相体积流率为 V lmvm s VM ρ3600==146.195.2360010872.112=⨯⨯ m s /3 L 0037.0812360011004.993600=⨯⨯==lm LV S LM ρ m s /3由U V V L c ρρρ-=max , 其中 C = C 2.02020⎪⎭⎫⎝⎛L σC 20可由史密斯关联图查得，图的横坐标为0536.021=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛V L hhV L ρρ 取板间距H ,40.0m T =板上液层高度h 则,06.0m L = H 34.006.040.0=-=-L T h 查图得，C 071.020=C= C 0803.0205.20071.0202.02.020=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎭⎫⎝⎛L σu 95.295.28120803.0max -= = 1.330 m/s取安全系数为0.6，则空塔气速为u=0.6umax=0.6s m /798.0330.1=⨯ D=m u V s 353.1798.0146.144=⨯∏⨯=∏ 按标准塔径圆整后为 D=1.4m塔截面积为A 222539.14.144m D T =⨯∏=∏=实际空塔气速 u=s m /745.0539.1146.1= 2) 精馏塔有效高度的计算每隔6~8块塔板设一人孔，故精馏段人孔数为4，提馏段人孔数为9.人孔数高度为0.6m精馏段 Z 精=()P P T P H N H N N +--1精 =()6.044.01435⨯+⨯-- =14.4m提馏段 Z 提=()1-'-PN N 提H T +P P H N ' =（69 6.094.019⨯+⨯--） =29 m在进料孔上方在设一人孔，高为0.6m 故精馏塔有效高度为 Z=Z 6.0++提精Z =14.4+29.0+0.6= 44 m5 塔板主要工艺尺寸的计算1）溢流装置计算因塔径D=1.4m ，选用单溢流弓形降压管，不设进口堰 ① 堰长L W ,取堰长L W =0.66D L W =0.66m 924.04.1=⨯ ② 出口堰高h wh w =h ow L h -采用平直堰，堰上液层高度h ow 由下或计算 h 32100084.2⎪⎭⎫⎝⎛=lw L E h ow 近似取E=1，则 h 100084.2=ow 32924.036000037.01⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯= 0.017 m板上液层高度h m l 06.0=所以 h m w 043.0017.006.0=-= ③ 弓形降液管宽度W d 和截面积A f 因为66.0=Dl w， 查弓形降液管的宽度与面积图得0722.0=Tf A A 124.0=DW d所以A f =0.0722A 2111.0539.10722.0m T =⨯= W m D d 174.04.1124.0124.0=⨯== 验算液体在降液管中停留时间 Q=s L H A hTf 00.1236000037.04.0111.036003600=⨯⨯⨯=停留时间Q > 5s,故降液管尺寸可用 ④ 降液管低隙高度h 0 h 0=003600u l Lu l L w s w h '='=0.031 m m h h o w 006.0012.0031.0043.0>=-=- 故降液管低隙高度设计合理.2) 塔板布置[]5① 塔板的分块因D ,800mm ≥故塔板采用分块式，查表得，塔板分4块 ② 浮阀数目与排列取阀孔动能因子F ,100= 则孔速u 为0 u s m F v/8.595.21000===ρ每层塔板上的浮阀数，孔阀直径d 0=0.039N=0204u d V S ∏=()1668.5039.04146.12=⨯⨯∏取边缘区厚度W C =0.06m,泡沫区厚度W s =0.10,则塔板上的泡沫区面积为A a =2⎥⎦⎤⎢⎣⎡∏+-R x R x R x arcsin 180222其中R=m W D C 64.006.024.12=-=- x=()m W W D s d 426.0)10.0174.0(24.12=+-=+- 所以 A ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∏+-=64.0426.0arcsin )64.0(180)426.0()64.0(426.02222a =1.00m 2浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一横排的孔心距t=75mm=0.075m,则可估算排间距t '.即 t '=mm m N A t a 8008.0075.016600.1==⨯= 因塔板采用分块式，各分块板的支承与衔接也要占去一部分鼓区面积，因此排间距不宜采用80mm,而应小于此植，故取t '=65mm=0.065m,按t=75mm,t '=65mm.以等腰三角形叉排方式作图。
【开题报告】年产5万吨芳烃抽提车间二甲苯塔的工艺设计
开题报告化学工程与工艺年产5万吨芳烃抽提车间二甲苯塔的工艺设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义芳烃指结构上含有苯环的烃。
作为基本有机原料应用最多的是苯、甲苯，二甲苯，乙苯、对二乙苯等。
芳烃的来源有：炼油厂重整装置；乙烯生产厂的裂解汽油；煤炼焦时副产。
在最早的时期，获得这些芳烃的主要是靠煤炼焦技术，但随着时代的进步，技术上的改进和需求的大量化，还有处于对环境因素的考虑，目前通过煤炼焦获得的芳烃已不占重要地位。
不同来源获得的芳烃其组成不同，因此获得的芳烃数量也不相同。
芳烃（主要是苯，甲苯，二甲苯）是重要的有机化工原料，其产量和规模仅次于乙烯和丙烯。
随着石油化工业和纺织工业的不断发展，世界上对芳烃产品的需求不断上升，尤其是苯和对二甲苯的需求增长为最快。
他们的衍生物广泛的运用于生产化纤，塑料和橡胶等重要的有机化工产品和精细化工产品。
就拿本课题着重的二甲苯来说，二甲苯有三种异构体：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。
对二甲苯需求量最大，邻二甲苯居中，间二甲苯最小；供应量却是间二甲苯最大，邻二甲苯和对二甲苯相近。
为满足要求（主要是生产涤纶），首先把对二甲苯分离出来（采用吸附法和低温结晶法），通过异构化反应，把间二甲苯转化成对二甲苯。
此外把资源较多的甲苯（由7个碳原子组成）和应用较少的碳九芳烃（由9个碳原子组成）进行反应，可制成碳八芳烃（二甲苯的混合物）。
需求量最大的对二甲苯主要用于生产合成对苯二甲酸或是对苯二甲酸二甲酯。
而对苯二甲酸和乙二醇反应得到的聚酯性能优异，广泛的应用于纤维，胶片和树脂的制造业中，是一种十分重要的合成纤维和塑料的原料。
[2]因此从某种角度来说，对二甲苯的需求量大不是凭空而来，它是合成有机材料的原料之重，因此二甲苯的抽提很有价值研究意义。
近年来, 我国聚酯工业呈现高速发展势头, 聚酯产能已占世界的1 /3以上, 成为世界聚酯及其原料市场最有影响力的国家。
受世界聚酯业发展的带动, 我国对二甲苯消费量快速上升, 但由于产能增长滞后, 供应缺口逐年加大。
邻二甲苯项目计划书
邻二甲苯项目计划书规划设计/投资方案/产业运营邻二甲苯项目计划书邻二甲苯，英文简写为OX。
邻二甲苯衍生物是邻苯二甲醛，可用于制备邻苯二甲酸酯增塑剂。
其中邻二甲苯90%左右用于生产苯酐。
邻二甲苯与苯酐之间的关系可谓息息相关，相互依存。
邻二甲苯是从炼厂或烯烃装置生产芳烃中C6~C8物流转化生产的几种二甲苯异构体之一。
主要用于生产邻苯二甲酸酐用作苯酐及其他有机合成原料主要用作化工原料和溶剂。
可用于生产苯酐、染料、杀虫剂和药物，如维生素等。
亦可用作航空汽油添加剂。
该邻二甲苯项目计划总投资11387.28万元，其中：固定资产投资8710.30万元，占项目总投资的76.49%；流动资金2676.98万元，占项目总投资的23.51%。
达产年营业收入24414.00万元，总成本费用19187.68万元，税金及附加224.73万元，利润总额5226.32万元，利税总额6171.92万元，税后净利润3919.74万元，达产年纳税总额2252.18万元；达产年投资利润率45.90%，投资利税率54.20%，投资回报率34.42%，全部投资回收期4.41年，提供就业职位443个。
报告根据项目产品市场分析并结合项目承办单位资金、技术和经济实力确定项目的生产纲领和建设规模；分析选择项目的技术工艺并配置生产设备，同时，分析原辅材料消耗及供应情况是否合理。
......邻二甲苯项目计划书目录第一章申报单位及项目概况一、项目申报单位概况二、项目概况第二章发展规划、产业政策和行业准入分析一、发展规划分析二、产业政策分析三、行业准入分析第三章资源开发及综合利用分析一、资源开发方案。
二、资源利用方案三、资源节约措施第四章节能方案分析一、用能标准和节能规范。
二、能耗状况和能耗指标分析三、节能措施和节能效果分析第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析一、项目选址及用地方案二、土地利用合理性分析三、征地拆迁和移民安置规划方案第六章环境和生态影响分析一、环境和生态现状二、生态环境影响分析三、生态环境保护措施四、地质灾害影响分析五、特殊环境影响第七章经济影响分析一、经济费用效益或费用效果分析二、行业影响分析三、区域经济影响分析四、宏观经济影响分析第八章社会影响分析一、社会影响效果分析二、社会适应性分析三、社会风险及对策分析附表1：主要经济指标一览表附表2：土建工程投资一览表附表3：节能分析一览表附表4：项目建设进度一览表附表5：人力资源配置一览表附表6：固定资产投资估算表附表7：流动资金投资估算表附表8：总投资构成估算表附表9：营业收入税金及附加和增值税估算表附表10：折旧及摊销一览表附表11：总成本费用估算一览表附表12：利润及利润分配表附表13：盈利能力分析一览表第一章申报单位及项目概况一、项目申报单位概况（一）项目单位名称xxx（集团）有限公司（二）法定代表人谭xx（三）项目单位简介展望未来，公司将围绕企业发展目标的实现，在“梦想、责任、忠诚、一流”核心价值观的指引下，围绕业务体系、管控体系和人才队伍体系重塑，推动体制机制改革和管理及业务模式的创新，加强团队能力建设，提升核心竞争力，努力把公司打造成为国内一流的供应链管理平台。
(荆鹏飞)年产5000吨邻甲基苯甲酸装置的工艺设计
4 硝酸溶液 1569.00
1 邻甲基苯 55.56 甲酸
5 硝酸铵 3266.73 滤 2 硝酸溶液 1569.00
1
水
8345.52 液 3
水
8457.24
洗
4
杂质
105.88
水
5 硝酸铵 3266.73
总计
19690.23
总计
19690.23
(5)干燥器的物料衡算(Kg/批)
输入
输出
序号 1
热烈欢迎 各位老师和同学
年产5000吨邻甲基苯甲酸装置 的工艺设计
班 级：化学工程与工艺092班 学 号：20094540218 姓 名：荆 鹏 飞 指导老师：王 延 飞（副教授）
2013.05.31
设计主要内容
1 前言 2 工艺概述 3 物料和热量衡算 4 工艺设备设计和选型 5 生产车间布置 6 经济效益分析 7 结论 8 致谢词
3
水
735.30
4 硝酸溶液 1569.00
5
杂质 218.12
合计
11344.71
(4)离心机的物料衡算(Kg/批)
输入
输出
序号 物料名称 质量
序号 物料名称 质量
1 邻甲基苯 5555.56
1 邻甲基苯 5500.00
离 心2 液3
甲酸
杂质
滤 218.12 饼 2
水
735.30
3
甲酸 杂质
水
112.24 623.58
（2）利润总额=销售收入-总成本=13500-8343.08=5156.92 (万元) 所得税=利润总额×25%=5156.92×25%=1289.23(万元) 年净利润=利润总额-所得税=5156.92-1289.23=3867.69(万元) 注:所得税按利润总额的25%计。
毕业设计(论文)：年产3.0万吨甲苯的甲苯-邻二甲苯浮阀式精馏塔的设计及计算
新乡学院化工原理课程设计说明书院（系）名称化学与化工学院专业名称化学工程与工艺年级班级08化学工程与工艺1班学生姓名曹艳松学号180********指导教师姓名徐绍红杨丽云目录一、设计条件 (1)二、设计内容 (1)三、浮阀塔流程工艺图 (2)四、精馏塔的物料衡算及条件设计 (2)（1）、甲苯、邻二甲苯物料衡算 (2)（2）、塔顶、塔釜工艺参数 (3)五、确定适宜回流比 (6)六、求理论板及实际塔板层数（采用捷算法） (7)七、确定进料板位置 (8)八、确定换热器热负荷及换热面积 (8)（1）预热器热负荷及换热面积计算 (9)（2）冷凝器热负荷及换热面积计算 (9)（3）再沸器热负荷及换热面积计算 (10)九、塔板计算及板间距计算: (10)（1）精馏段及提馏段流量计算 (10)（2）精馏段及提馏段体积流量计算 (10)①精馏段 (10)②提溜段 (11)（3）塔径及板间距计算 (12)①精馏段在塔顶设定工艺条件下 (12)②提溜段塔径及板间距设计 (12)十、塔板布置 (13)（1）堰长、堰高及堰上液层高 (13)（2）降液管宽度及截面积 (14)（3）降液管底隙高度 (14)（4）浮阀数目及排列 (14)十一、对精馏段塔板进行流体力学验算及负荷性能图核算 (15)（1）精馏塔段流体力学验算 (15)①气相通过浮阀塔板压降 (15)○2防止液泛验算 (16)○3防止雾沫夹带的核算 (16)（2）精馏段进行塔板负荷性能的核算 (17)○1雾沫夹带线：按泛点率80%计算 (17)○2液泛线 (17)○3液相负荷上限线 (17)○4漏液线 (18)○5液相负荷下线限 (18)十二、提馏段流力学验算及负荷性能核算 (19)（1）提馏塔段流体力学验算 (19)○1气相通过浮阀塔板压降 (19)○2防止液泛验算 (20)○3防止雾沫夹带的核算 (20)（2）提留段塔板负荷性能核算 (21)○1雾沫夹带 (21)○2)夜冷线 (21)○3液相负荷上线 (21)○4漏液线 (21)○5液相负荷下线限 (22)十三、换热器的选型及核算 (23)⑴、换热器类型选取及传热系数的核算 (23)①类型选取 (23)②核算总传热系数 (23)十四、主要接管尺寸的选取 (25)（1）进料管 (25)（2）回流管 (25)（3）釜液出口管 (25)（4）塔顶蒸汽管 (26)（5）加热蒸汽管 (26)十五、设计结果一览表 (27)参考文献 (28)化工理课程设计任务书专业：化学工程与工艺班级：08化工1班姓名：曹艳松学号：180********设计日期：2011 年 4 月设计题目：年产3.0万吨甲苯的甲苯-邻二甲苯浮阀式精馏塔的设计及计算一、设计条件：进料量 F = 93.4 kmol/h进料组成x= 0.5 （摩尔分率）F进料温度t F= 130o C气液混合进料进料压力P进=107.4kpa产品要求x= 97%D回收率 = 97%每年生产时间300天，每天工作时间24小时，共7200小时。
邻二甲苯毕业设计王天富
荆楚理工学院课程设计成果学院: 化工与药学院班级: 过程装备与控制工程2班学生姓名: 王天福学号: 2012402020215设计地点（单位）___ 荆楚理工学院_________________设计题目:____ 邻二甲苯预热器设计_____________完成日期：2016 年4月10日指导教师评语: ______ ________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ________________________________________ __________ _成绩(五级记分制):_____ _ __________教师签名:__________ _______________1换热器概述（特点、分类、发展历史、国内外差距...） (1)2换热器方案选择 (2)3确定物理性质数据，总传热系数，传热面积计算 (3)3.1物性数据 (3)3.2加热水用量 (3)3.3传热平均温差 (3)3.4传热面积初算 (3)4工艺结构尺寸计算 (3)4.1换热管选择 (3)4.2总管数 (3)4.3管子排列方式 (3)4.4壳体内径的确定 (4)5换热器结构设计 (4)5.1介质特性及选材 (4)5.2确定容器类型 (4)5.3换热管 (5)5.4管箱 (5)5.4.1管箱封头 (5)5.4.2筒节 (6)5.5 管板 (6)5.6折流板 (6)5.7拉杆 (7)6机械强度设计算 (8)6.1筒体的强度计算 (8)6.1.1筒体壁厚的计算 (8)6.1.2液压试验 (9)6.1.3压力及应力计算 (9)6.2管箱强度计算 (9)6.2.1管箱封头壁厚的计算 (9)6.2.2封头校核 (9)6.2.3管箱筒节壁厚的计算 (9)6.2.4筒节校核 (9)6.3筒体法兰设计...........................................,. (10)6.4管箱法兰设计...........................................,. (10)6.5管板设计...............................................,. (10)7换热器管束振动计算 (10)8设备质量............................,. (10)9画出结构的总体装配图.................., (10)9心得体会...................., (10)10参考文献 (11)1.换热器概述固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成。
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荆楚理工学院课程设计成果学院: 化工与药学院班级: 过程装备与控制工程2班学生姓名: 王天福学号: 2012402020215设计地点（单位）___ 荆楚理工学院_________________设计题目:____ 邻二甲苯预热器设计_____________完成日期：2016 年4月10日指导教师评语: ______ ________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ________________________________________ __________ _成绩(五级记分制):_____ _ __________教师签名:__________ _______________1换热器概述（特点、分类、发展历史、国内外差距...） (1)2换热器方案选择 (2)3确定物理性质数据，总传热系数，传热面积计算 (3)3.1物性数据 (3)3.2加热水用量 (3)3.3传热平均温差 (3)3.4传热面积初算 (3)4工艺结构尺寸计算 (3)4.1换热管选择 (3)4.2总管数 (3)4.3管子排列方式 (3)4.4壳体内径的确定 (4)5换热器结构设计 (4)5.1介质特性及选材 (4)5.2确定容器类型 (4)5.3换热管 (5)5.4管箱 (5)5.4.1管箱封头 (5)5.4.2筒节 (6)5.5 管板 (6)5.6折流板 (6)5.7拉杆 (7)6机械强度设计算 (8)6.1筒体的强度计算 (8)6.1.1筒体壁厚的计算 (8)6.1.2液压试验 (9)6.1.3压力及应力计算 (9)6.2管箱强度计算 (9)6.2.1管箱封头壁厚的计算 (9)6.2.2封头校核 (9)6.2.3管箱筒节壁厚的计算 (9)6.2.4筒节校核 (9)6.3筒体法兰设计...........................................,. (10)6.4管箱法兰设计...........................................,. (10)6.5管板设计...............................................,. (10)7换热器管束振动计算 (10)8设备质量............................,. (10)9画出结构的总体装配图.................., (10)9心得体会...................., (10)10参考文献 (11)1.换热器概述固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成。
固定管板换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起，管束内根据换热器的长度设置了若干块折流板。
固定管板式换热器结构简单，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，壳程也可以分成双程，规格范围广，故在工程上广泛应用。
壳程清洗困难，对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。
当膨胀之差较大时，可在壳体上设置膨胀节，以减少因管、壳程温差而产生的热应力。
管壳式换热器是一个量大而品种繁多的产品，由于国防工业技术的不断发展，换热器操作条件日趋苛刻，迫切需要新的耐磨损、耐腐蚀、高强度材料。
近年来，我国在发展不锈钢铜合金复合材料、铝镁合金及碳化硅等非金属材料等方面都有不同程度的进展，其中尤以钛材发展较快。
钛对海水、氯碱、醋酸等有较好的抗腐蚀能力，如再强化传热，效果将更好，目前一些制造单位已较好的掌握了钛材的加工制造技术。
对材料的喷涂，我国已从国外引进生产线。
铝镁合金具有较高的抗腐蚀性和导热性，价格比钛材便宜，应予注意。
近年来国内在节能增效等方面改进换热器性能，提高传热效率，减少传热面积降低压降，提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。
换热器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企业成本降低，效益提高。
对国外换热器市场的调查表明，管壳式换热器占64%。
虽然各种板式换热器的竞争力在上升，但管壳式换热器仍将占主导地位。
随着动力、石油化工工业的发展，其设备也继续向着高温、高压、大型化方向发展。
而换热器在结构方面也有不少新的发展。
螺旋折流板换热器是最新发展起来的一种管壳式换热器是由美国ABB 公司提出的。
本课题所设计的冷却器属于固定管板换热器，是自己所确定的设计参数，按照相关规定的要求，通过壁厚计算和强度校核等，设计固定管板式换热器产品。
熟悉压力容器设计的基本要求，掌握固定管板式换热器的常规设计方法，把所学的知识应用到实际的工程设计中区，为以后的工作和学习打下扎实的基础。
本设计以安全为前提，并尽可能保证其质量、经济合理性以及实用性等技术指标。
1-挡板 2-补偿圈 3-放气嘴图1.1 固定管板式换热器的示意图2换热器方案选择我所设计的换热器是将20°邻二甲苯预热到100°；邻二甲苯预热的量较大其质量流量为qm1100000kg/h.邻二甲苯属于有毒，易燃液体粘度较低，预热时温度低且压力低，轻微腐蚀性等性质。
选择固定管板式换热器。
固定管板式换热器结构简单，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，壳程也可以分成双程，规格范围广，在工程上广泛应用。
使用水进行预热，水很常用的预热介质无污染。
邻二甲苯走管程，水走壳程。
3.确定物理性质数据邻二甲苯的进口温度为T1=20°，出口温度为T2=70°.根据其预热的温度及其范围其水进口温度为t1=120°，出口温度为t2=80°.管程与壳程压降为10Kp.3.1物性数据邻二甲苯定性温度T=（70+20）/2=45°水的定性温度t=（120+80）/2=100°现查得邻二甲苯ρ1=840kg/m³Cp1=1800kj/kg.℃λ1=0.128w/m.℃μ1=0.00057Pa.s查水得ρ2=993.4kg/m³Cp2=4174kj/kg.℃λ2=0.538w/m.℃μ2=0.000741Pa.s邻二甲苯的体积流量qv1=qm1/ρ1=0.033 m³/s水的体积流量qv2=qm2/ρ2=0.000 m³/s3.2加热水用量传递的热量Q= qm1*cp1*(T2－T1)= 25000kj/kg.℃水用量Q= qm2*cp2*(t1－t2)=03.3传热平均温差Δt1=t2-T1=60°Δt2=t1-T2=50°逆流Δtm=(Δt1－Δt2)/㏑（Δt1/Δt2）=54.85°3.4传热面积初算传热系数取为K=500W/（m³℃）估算传热面积A估=Q/（Δtm*K）=911.58 m³实际传热面积取A实=1.15 *A估=1048.31 m³4工艺结构尺寸计算4.1换热管选Φ25×2.5外径d o=0.025m内径d1=0.02m壁厚δ=0.0025m假设管长L=5m4.2总管数总管数n=A实/（π*d o*L）=26704.3管子排列方式管子与管板采用焊接，管子采用正三角形排列。
管心距a=1.25d o=0.03125m取32mm4.4壳体内径的确定管板利用率η=0.8壳体内径D1=1.05a√（n/η）=1.94取D1=2000mm5换热器结构设计5.1介质特性及选材管程：邻二甲苯，分子式C8H10。
介质轻微腐蚀，易燃、有毒。
壳程：水，分子式H2O。
邻二甲苯是无色透明液体，有类似甲苯的气味，不溶于水,可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂。
黏度低，燃点495.5°。
储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
库温不宜超过37℃。
保持容器密封。
应与氧化剂分开存放，切忌混储。
采用防爆型照明、通风设施。
禁止使用易产生火花的机械设备和工具。
储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
.工业上采用超精馏的方法从混合二甲苯中分离出邻二甲苯。
邻二甲苯与混合二甲苯中其他组分的沸点相差5℃以上，精馏时需要塔板数约150，回流比5-8，需消耗较多能量。
由分馏煤焦油的轻油部分或催化重整轻油经分馏，或由甲苯经歧化而成。
水无色透明液体，无毒无腐蚀无污染可以直接排放。
在设计压力0.88MPa，设计温120℃。
由于介质中含有邻二甲苯，温度不高，有腐蚀。
材料选择耐蚀钢。
筒体材料选择14Cr1MoR,管箱材料选择14Cr1MoR，法兰材料选择15CrMo，管板材料选择14Cr1MoR，换热管材料选择15CrMo。
5.2 确定容器类型已知设计压力为Pc=0.88MPa，筒体体积 V=πD i2L/4=22×5×π/4=15.71m³=1571L。
P v V=13823MPa*L由于介质毒性危害程度和爆炸危险程度按GB 5044 职业星接触毒物危害程度分级 HG 20660 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类两标准确定，邻二甲苯、水介质属于第二组介质。
图3-1 压力容器分类图---第二组介质查【1】图1-3 可知为第Ⅲ类压力容器。
5.3换热管换热管材料为15CrMo，规格为Φ25×2，管长5m。
当量直径d n=0.025mn =A/(πd n L)=2670根。
换热管在管板上的排列形式主要有正三角形、正方形和转角正三角形、转角正方形。
正三角形排列形式可以在同样的管板面积上排列最多的管数，故用得最为普遍，但管外不易清洗。
为便于管外清洗，可以采用正方形或转角正方形排列的管束。
排列方式选择正三角形排列。
由于换热管中心距不宜小于1.25倍换热管外径。
查【1】表6-2 可知当换热管外径为25mm时，管间距S=32mm。
图3-2 换热管排列方式5.4管箱5.4.1管箱封头椭圆封头又名为椭圆形封头、椭圆封头即为由旋转椭圆球面和圆筒形直段两部分组成的封头。
其作用就是1.管道到头了，不准备现延伸了，就用封头焊到管子上，做为一个末端来使用。
2.用在压力容器上，上下各有一个封头，中间是一个直管段，做为压力容器的罐子用。
旋转椭圆球面母线的长、短轴之比为2.0的椭圆形封头，习惯上称为标准椭圆形封头。
椭圆封头的力学性能仅次于半球封头，但优于碟形封头。