3.6万吨年氯苯车间分离工段工艺毕业设计(论文)

题目： 3.6万吨/年氯苯车间分离工段工艺设计

目录

第一章总论 (3)

1.1 设计依据 (3)

1.2 产品及原、辅材料概述 (3)

1.2.1 产品规格及用途 (3)

1.2.2 产品的市场发展概况 (3)

1.2.3 主要原、辅材料的规格及来源 (4)

第二章生产流程和方案的确定 (5)

2.1 生产方法简述和方案论证 (5)

2.1.1 一般方法简介 (5)

2.1.2 生产工艺改进 (5)

2.2 生产工艺流程确定 (6)

2.2.1 生产工艺流程的确定 (6)

2.2.2 工艺流程简图 (6)

第三章生产流程简述 (7)

3.1 原料预处理部分 (8)

3.1.1 原料苯的冷凝 (8)

3.1.2 原料苯的干燥 (8)

3.1.3 氯气的预处理 (9)

3.2 氯化反应部分 (9)

3.2.1 氯化塔反应过程 (9)

3.2.2 尾气中苯的回收过程 (9)

3.3 氯化液预处理部分 (11)

3.3.1 氯化液水洗过程 (12)

3.3.2 氯化液碱洗过程 (12)

3.3.3 氯化液干燥过程 (12)

3.4 氯苯精制部分 (13)

3.4.1 氯苯初馏过程 (14)

3.4.2 氯苯精馏过程 (14)

第四章物料衡算 (14)

4.1 计算框图 (16)

4.2 始算基准的确定 (16)

4.3 精馏过程物料衡算 (16)

4.4 初馏过程物料衡算 (17)

4.5 干燥过程物料衡算 (18)

4.6 碱洗过程物料衡算 (18)

4.7 水洗过程物料衡算 (19)

4.8 反应系统物料衡算 (23)

第五章附图表 (28)

Cl

附表1:生产控制一览表 ............................................................ 28 附表2：工艺条件一览表 .......................................................... 29 附图1 反应工段带控制点工艺流程 ....................................... 30 附图2 精馏工段带控制点工艺流程 ....................................... 31 主要参考资料 . (32)

第一章 总论

1.1 设计依据

南昌市东北郊xx 厂，厂内现有氯碱车间，可提供Cl 2；且具备完善的公用工程系统。即可供最低-15℃冷冻盐水，20℃(平均)工业上水及0.6MPa 的蒸汽。

试设计30000t/年氯苯的生产工艺，年工作有效时间为每年300天算，每小时产量为5000kg/h ，产品的纯度（质量分数）为99.5%，产品的回收率为93.44%。

1.2 产品及原、辅材料概述

表1—1 主要的产品及原辅材料规格表

材料名称 分子式 相对分子量

相对密度

沸点/℃

规格

氯 苯 C 6H 5Cl 112.56 1.1004 132.2 ＞99.5% 苯 C 6H 6 78.11 0.8786 80.1 ＞95.5% 氯气 Cl 2 71.01 （空气）3.17g/L

-34.6 ＞99% 催化剂铁 Fe 55.85 7.86 2750 铁环10～30mm 氢氧化钠

NaOH 40.01 2.130 1390 ＞30%水溶液

1.2.1 产品规格及用途

氯化苯，简称氯苯，分子式C 6H 5Cl ，分子结构如右图所示，分子量为112.56。为无色透明油状易挥发的有机液体，有杏仁味。沸点 132.2℃；凝固点 -45.6℃ ；相对密度 1.1004；折射率 1.5248；溶解性：可溶于甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、苯等大多数有机溶剂，不溶于水。

图1

—1 氯苯的结构式

氯化苯的用途很广泛，主要用作染料、医药、农药、有机合成的中间体及

溶剂，在我国生物化工，精细化工，制药等众多行业都发挥着很重要的作用。

1.2.2 产品的市场发展概况

氯化苯是平衡氯碱装置氯、碱、氢的一个重要基础有机中间体，在国内主要用于合成硝基氯苯。目前我国氯化苯生产规模、技术水平、质量指标均达到国际先进水平，其中生产能力约占全球总产能的70％左右，因此不仅满足国内市场需求，近年来还有一定数量的出口，特别是其下游衍生物的大量出口尤其明显，如硝基氯苯及其下游对氨基苯酚、扑热息痛、邻苯二胺、邻甲醚、香兰素等产品。

国内氯化苯生产厂家目前有18家，其中产能超过1万吨/年的就有15家，年产能超过万吨的有4家，分别是中石化南京化工厂(10万吨)、蚌埠八一化工有限公司(9万吨)、扬农股份有限公司(6万吨)、武汉祥龙(7万吨)。2009年我国氯化苯生产能力已达60万吨/年，由于氯化苯的扩产主要体现在2009年下半年，因此2009年实际生产量约为50万吨左右，其中80％左右产品用于合成硝基氯苯，其余用于二氯苯、农药等有机合成工业。

目前纯苯市场企稳，并已出现回暖，氯化苯市场也将逐渐走稳。不过，国内氯化苯虽然已经能够满足市场需求，但是国内企业为了竞争需要，仍在继续扩大生产规模，如2009年扬农集团在仪征新区新建的一期5万吨/年(共计10万吨/年)氯化苯装置及其配套的8万吨/年氯碱装置已于2006年3月20日试车成功，于近期将陆续投产，届时国内氯化苯产量进一步增加至70万-85万吨，国内氯化苯市场将进入饱和状态。尽管辽宁世星二期工程4．5万吨/年硝基氯苯建成(计划今年5月份投产试车)可重新达到新的氯化苯产销平衡点，但在硝基氯苯这个产品上，国内已经出现过剩局面。

1.2.3 主要原、辅材料的规格及来源

苯有机化合物，是组成结构最简单的芳香烃，在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒，为IARC第一类致癌物。苯难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。

摩尔质量 78.11 g/mol ；密度 0.8786 g/mL ；相对蒸气密度(空气=1)2.77。蒸汽压13.33kPa；临界压力：4.92MPa；熔点278.65K(5.51 ℃) 。沸点353.25 K (80.1 ℃) 。在水中的溶解度0.18 g/ 100 ml水。最小点火能：0.20mJ；爆炸上限（体积分数）：8%。爆炸下限（体积分数）：1.2%。燃烧热：3264.4kJ/mol。溶解性：微溶于水，可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。

苯的主要来源为生产企业为一些国内大型石化企业，如中国石油化工集团、中国海洋石油化工公司等。

氯气常温常压下为黄绿色气体,经压缩可液化为金黄色液态氯，是氯碱工业的主要产品之一，用作为强氧化剂与氯化剂。氯混合 5％（体积）以上氢气时有爆炸危险。氯能与有机物和无机物进行取代或加成反应生成多种氯化物。氯在早期作为造纸、纺织工业的漂白剂。

催化剂铁用的是直径为10mm~30mm的环状铁环，是很常见的原料，的来源比较方便，不再赘述。