3.6萬(wàn)噸年氯苯車(chē)間分離工段工藝設(shè)計(jì)

1、南昌大學(xué)化學(xué)工藝學(xué)課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 3.6萬(wàn)噸/年氯苯車(chē)間分離工段工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 環(huán)境與化學(xué)工程 系： 化學(xué)工程 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 制 藥 071班 學(xué) 號(hào)： 5 8 0 1 3 0 7 0 3 0 學(xué)生姓名： 晏 金 華 指導(dǎo)教師： 杜 軍 職稱： 副教授 起訖日期： 2011-01-03 2011-01-14 目錄第一章 總論31.1 設(shè)計(jì)依據(jù)31.2 產(chǎn)品及原、輔材料概述31.2.1 產(chǎn)品規(guī)格及用途31.2.2 產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)展概況31.2.3 主要原、輔材料的規(guī)格及來(lái)源4第二章 生產(chǎn)流程和方案的確定52.1 生產(chǎn)方法簡(jiǎn)述和方案論證52.1.1 一般方法簡(jiǎn)介52.1.2 生產(chǎn)

2、工藝改進(jìn)52.2 生產(chǎn)工藝流程確定52.2.1 生產(chǎn)工藝流程的確定62.2.2 工藝流程簡(jiǎn)圖6第三章 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述73.1 原料預(yù)處理部分83.1.1 原料苯的冷凝83.1.2 原料苯的干燥83.1.3 氯氣的預(yù)處理93.2 氯化反應(yīng)部分93.2.1 氯化塔反應(yīng)過(guò)程93.2.2 尾氣中苯的回收過(guò)程93.3 氯化液預(yù)處理部分113.3.1 氯化液水洗過(guò)程113.3.2 氯化液堿洗過(guò)程123.3.3 氯化液干燥過(guò)程123.4 氯苯精制部分123.4.1 氯苯初餾過(guò)程133.4.2 氯苯精餾過(guò)程14第四章 物料衡算144.1 計(jì)算框圖164.2 始算基準(zhǔn)的確定164.3 精餾過(guò)程物料衡算164.4

3、初餾過(guò)程物料衡算174.5 干燥過(guò)程物料衡算184.6 堿洗過(guò)程物料衡算184.7 水洗過(guò)程物料衡算194.8 反應(yīng)系統(tǒng)物料衡算22第五章 附圖表28附表1:生產(chǎn)控制一覽表28附表2：工藝條件一覽表29附圖1 反應(yīng)工段帶控制點(diǎn)工藝流程30附圖2 精餾工段帶控制點(diǎn)工藝流程31主要參考資料32第一章 總論1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)南昌市東北郊xx廠，廠內(nèi)現(xiàn)有氯堿車(chē)間，可提供cl2；且具備完善的公用工程系統(tǒng)。即可供最低-15冷凍鹽水，20(平均)工業(yè)上水及0.6mpa的蒸汽。 試設(shè)計(jì)30000t/年氯苯的生產(chǎn)工藝，年工作有效時(shí)間為每年300天算，每小時(shí)產(chǎn)量為5000kg/h，產(chǎn)品的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為99.5%

4、，產(chǎn)品的回收率為93.44%。1.2 產(chǎn)品及原、輔材料概述表11 主要的產(chǎn)品及原輔材料規(guī)格表材料名稱分子式相對(duì)分子量相對(duì)密度沸點(diǎn)/規(guī)格氯 苯c6h5cl112.561.1004132.299.5%苯c6h678.110.878680.195.5%氯氣cl271.01（空氣）3.17g/l -34.699%催化劑鐵fe55.857.862750鐵環(huán)1030mm氫氧化鈉naoh40.012.130139030%水溶液1.2.1 產(chǎn)品規(guī)格及用途氯化苯，簡(jiǎn)稱氯苯，分子式c6h5cl，分子結(jié)構(gòu)如右圖所示，分子量為112.56。為無(wú)色透明油狀易揮發(fā)的有機(jī)液體，有杏仁味。沸點(diǎn) 132.2；凝固點(diǎn) -45.6

5、 ；相對(duì)密度 1.1004；折射率 1.5248；溶解性：可溶于甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、苯等大多數(shù)有機(jī)溶劑，不溶于水。 圖11 氯苯的結(jié)構(gòu)式氯化苯的用途很廣泛，主要用作染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、有機(jī)合成的中間體及溶劑，在我國(guó)生物化工，精細(xì)化工，制藥等眾多行業(yè)都發(fā)揮著很重要的作用。1.2.2 產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)展概況氯化苯是平衡氯堿裝置氯、堿、氫的一個(gè)重要基礎(chǔ)有機(jī)中間體，在國(guó)內(nèi)主要用于合成硝基氯苯。目前我國(guó)氯化苯生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平、質(zhì)量指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中生產(chǎn)能力約占全球總產(chǎn)能的70左右，因此不僅滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，近年來(lái)還有一定數(shù)量的出口，特別是其下游衍生物的大量出口尤其明顯，如硝基氯苯及其下游對(duì)氨基

6、苯酚、撲熱息痛、鄰苯二胺、鄰甲醚、香蘭素等產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)氯化苯生產(chǎn)廠家目前有18家，其中產(chǎn)能超過(guò)1萬(wàn)噸/年的就有15家，年產(chǎn)能超過(guò)萬(wàn)噸的有4家，分別是中石化南京化工廠(10萬(wàn)噸)、蚌埠八一化工有限公司(9萬(wàn)噸)、揚(yáng)農(nóng)股份有限公司(6萬(wàn)噸)、武漢祥龍(7萬(wàn)噸)。2009年我國(guó)氯化苯生產(chǎn)能力已達(dá)60萬(wàn)噸/年，由于氯化苯的擴(kuò)產(chǎn)主要體現(xiàn)在2009年下半年，因此2009年實(shí)際生產(chǎn)量約為50萬(wàn)噸左右，其中80左右產(chǎn)品用于合成硝基氯苯，其余用于二氯苯、農(nóng)藥等有機(jī)合成工業(yè)。目前純苯市場(chǎng)企穩(wěn)，并已出現(xiàn)回暖，氯化苯市場(chǎng)也將逐漸走穩(wěn)。不過(guò)，國(guó)內(nèi)氯化苯雖然已經(jīng)能夠滿足市場(chǎng)需求，但是國(guó)內(nèi)企業(yè)為了競(jìng)爭(zhēng)需要，仍在繼續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)

7、模，如2009年揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)在儀征新區(qū)新建的一期5萬(wàn)噸/年(共計(jì)10萬(wàn)噸/年)氯化苯裝置及其配套的8萬(wàn)噸/年氯堿裝置已于2006年3月20日試車(chē)成功，于近期將陸續(xù)投產(chǎn)，屆時(shí)國(guó)內(nèi)氯化苯產(chǎn)量進(jìn)一步增加至70萬(wàn)-85萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)氯化苯市場(chǎng)將進(jìn)入飽和狀態(tài)。盡管遼寧世星二期工程45萬(wàn)噸/年硝基氯苯建成(計(jì)劃今年5月份投產(chǎn)試車(chē))可重新達(dá)到新的氯化苯產(chǎn)銷(xiāo)平衡點(diǎn)，但在硝基氯苯這個(gè)產(chǎn)品上，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)剩局面。1.2.3 主要原、輔材料的規(guī)格及來(lái)源苯有機(jī)化合物，是組成結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的芳香烴，在常溫下為一種無(wú)色、有甜味的透明液體，并具有強(qiáng)烈的芳香氣味。苯可燃，有毒，為iarc第一類(lèi)致癌物。苯難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，本身也

8、可作為有機(jī)溶劑。苯是一種石油化工基本原料。苯的產(chǎn)量和生產(chǎn)的技術(shù)水平是一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一。苯具有的環(huán)系叫苯環(huán)，是最簡(jiǎn)單的芳環(huán)。摩爾質(zhì)量 78.11 g/mol ；密度 0.8786 g/ml ；相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)2.77。 蒸汽壓13.33kpa；臨界壓力：4.92mpa；熔點(diǎn)278.65k(5.51 ) 。沸點(diǎn)353.25 k (80.1 ) 。在水中的溶解度0.18 g/ 100 ml水 。最小點(diǎn)火能：0.20mj；爆炸上限（體積分?jǐn)?shù)）：8%。 爆炸下限（體積分?jǐn)?shù)）：1.2%。 燃燒熱：3264.4kj/mol。 溶解性：微溶于水，可與乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯

9、化碳和二硫化碳等有機(jī)溶劑互溶。苯的主要來(lái)源為生產(chǎn)企業(yè)為一些國(guó)內(nèi)大型石化企業(yè)，如中國(guó)石油化工集團(tuán)、中國(guó)海洋石油化工公司等。氯氣常溫常壓下為黃綠色氣體,經(jīng)壓縮可液化為金黃色液態(tài)氯，是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，用作為強(qiáng)氧化劑與氯化劑。氯混合 5（體積）以上氫氣時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。氯能與有機(jī)物和無(wú)機(jī)物進(jìn)行取代或加成反應(yīng)生成多種氯化物。氯在早期作為造紙、紡織工業(yè)的漂白劑。催化劑鐵用的是直徑為10mm30mm的環(huán)狀鐵環(huán)，是很常見(jiàn)的原料，的來(lái)源比較方便，不再贅述。第二章 生產(chǎn)流程和方案的確定2.1 生產(chǎn)方法簡(jiǎn)述和方案論證2.1.1 一般方法簡(jiǎn)介目前氯苯的生產(chǎn)大多采用直接氯化生產(chǎn)氯苯:即苯與氯氣在三氯化鐵的催化作用下

10、生生成氯苯和氯化氫。該辦法具有生產(chǎn)流程短、生產(chǎn)工成熟等特點(diǎn),國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家大多采用此法生產(chǎn)。其生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖如圖21所示。雖然該生產(chǎn)方法具有生產(chǎn)流程短、生產(chǎn)工成熟等特點(diǎn)，但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，國(guó)際社會(huì)對(duì)低耗能，低排放的工業(yè)生的要求日益增大，企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)對(duì)節(jié)能減排的相關(guān)措施更應(yīng)該重視，應(yīng)該把節(jié)能減排作為企業(yè)今后發(fā)展的重中之重，把節(jié)能減排作為一種企業(yè)文化，讓其深入到每一位員工工作中去，培養(yǎng)他們的節(jié)能減排意識(shí)。所以該工藝也有可改進(jìn)的地方，應(yīng)從節(jié)能減排的方向入手。所以針對(duì)于這一發(fā)展趨勢(shì)，本設(shè)計(jì)就對(duì)部分工藝做了一些改進(jìn)和優(yōu)化。圖21 氯苯生產(chǎn)方法流程簡(jiǎn)圖2.1.2 生產(chǎn)工藝改進(jìn)本工藝對(duì)原有工藝做了以

11、下改進(jìn)：(1) 氯化槽前增加苯冷卻器。苯在進(jìn)入氯化槽溫度約為40,在夏季最高達(dá)到50,而常壓的沸點(diǎn)是80,因此,在氯化反應(yīng)過(guò)程中,有大連量苯揮發(fā)掉而未參加反應(yīng),使苯的轉(zhuǎn)化率低,造成液中氯苯含量低,副產(chǎn)物增多,致使后續(xù)蒸餾系負(fù)擔(dān)加重,能耗上升,產(chǎn)量降低。針對(duì)這一問(wèn)題,氯化槽前增加1臺(tái)苯冷卻器(用5水冷卻),降低溫度,增加氯化液中的氯苯含量,提高生產(chǎn)能達(dá)到降低苯消耗定額、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。(2) 增加苯干燥塔。在苯進(jìn)氯化槽前增加干燥塔,苯中含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到1. 010-4以下,減少副反應(yīng),避免反應(yīng)液呈酸性對(duì)設(shè)備的腐蝕。(3) 增加氯化液冷卻器。氯化液中60% (質(zhì)量)以上是苯,流出溫度約為80,

12、直接流入靜止槽后,體積突然增大,苯大量揮發(fā),使槽內(nèi)壓力增大影響氯化液下料,有時(shí)因壓力過(guò)大而造成靜止槽液位計(jì)爆炸,影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)這一問(wèn)題,增加了1臺(tái)冷卻器(用地下水冷卻),降低流出氯化溫度,保證氯化液下料通暢,減少苯的流失,提高了生產(chǎn)的均衡穩(wěn)定性。(4) 氯化尾氣系統(tǒng)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)。氯化尾氣經(jīng)尾氣系統(tǒng)的兩段石墨冷卻器和噴淋塔回收苯后,用水降膜吸收生成鹽酸,尾氣中氫氣、氧氣、苯等不凝性氣體富集,易發(fā)生爆鳴,嚴(yán)重威脅生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為了防止事故的發(fā)生,在尾氣進(jìn)入吸收塔前充入氮?dú)?改變尾氣中各組分的含量,并且使尾氣迅速排出系統(tǒng)。實(shí)踐證明,效果非常明顯,沒(méi)再發(fā)生此類(lèi)事故。在實(shí)際生產(chǎn)中要充入適量

13、氮?dú)?防止充入過(guò)量氮?dú)庠斐缮a(chǎn)負(fù)荷波動(dòng);還要加強(qiáng)工藝控制,降低苯中的水含量。(5) 回收精餾尾氣中的氯苯和苯。精餾尾氣中含有一定量的苯和氯苯及不凝性氣體,用冷凝方法不能加以回收,排入大氣非常可惜。為了降低消耗定額,減少環(huán)境污染,采用活性炭吸附精餾尾氣中的苯和氯苯,為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。(6) 蒸餾系統(tǒng)冷卻水改用循環(huán)水。氯苯生產(chǎn)中蒸餾系統(tǒng)冷凝器需要大量冷卻水,原來(lái)使用地下水,大量水白白流失,水資源利用率低,造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)。改用循環(huán)水冷卻后,水消耗大幅降低,為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。(7) 蒸汽冷凝液回收利用。在氯苯生產(chǎn)中,蒸餾蒸汽尾氣及冷凝水再利用,冬季用于取暖,夏季供其他裝置使

14、用,每年可節(jié)約大量的能源。(8) 副產(chǎn)物二氯苯的回收分離。在氯苯生產(chǎn)中,副產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2. 5%的二氯苯,回收二氯苯不僅是一個(gè)環(huán)保問(wèn)題,也是一個(gè)降低苯消耗定額的途徑。利用水蒸氣蒸餾、結(jié)晶、蒸餾等工藝回收提純對(duì)二氯苯和鄰二氯苯。2.2 生產(chǎn)工藝流程確定2.2.1 生產(chǎn)工藝流程的確定通過(guò)以上對(duì)氯苯生產(chǎn)工藝的一般方法和工藝的改進(jìn)的討論，可以確定其工藝流程，本工藝流程就是在原有生產(chǎn)方法的基礎(chǔ)上部分改進(jìn)，即可得到比較理想的生產(chǎn)工藝流程。氯苯生產(chǎn)的大致流程是經(jīng)過(guò)氯化反應(yīng)、水洗、堿洗、干燥、初餾和精餾等六個(gè)主單元操作。本工藝不是采用直接氯化生產(chǎn)氯苯:即苯與氯氣在三氯化鐵的催化作用下生生成氯苯和氯化氫。而

15、是通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵的操作單元進(jìn)行改進(jìn)，以提高氯苯的產(chǎn)率、簡(jiǎn)化操作工藝、降低耗能和減少三廢的排放而提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，得到在技術(shù)先進(jìn)性高、可靠性好、經(jīng)濟(jì)合理性優(yōu)的產(chǎn)品生產(chǎn)方法和工藝流程。所以本工藝對(duì)原工藝進(jìn)行了一下幾點(diǎn)改進(jìn)：氯化槽前增加苯冷卻器；增加苯干燥塔；增加氯化液冷卻器；氯化尾氣系統(tǒng)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)；回收精餾尾氣中的氯苯和苯；蒸餾系統(tǒng)冷卻水改用循環(huán)水；蒸汽冷凝液回收利用；副產(chǎn)物二氯苯的回收分離。改進(jìn)后的工藝流程圖如圖22所示。2.2.2 工藝流程簡(jiǎn)圖本設(shè)計(jì)的工藝流程圖見(jiàn)下圖：圖22 氯苯生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖（1） 原料苯先進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝，到達(dá)規(guī)定溫度后進(jìn)入苯干燥器干燥，除去苯中的少

16、量水；（2） 干燥后的苯再進(jìn)入氯化塔氯化，氯氣從塔底進(jìn)入與苯在氯化塔內(nèi)鐵環(huán)的催化作用下進(jìn)行反應(yīng)，生成的氯苯和多氯笨以及大量未參加反應(yīng)的苯在進(jìn)入下一道工序，由于在反應(yīng)過(guò)程中放出大量的熱量使部分苯和氯化氫氣體一起揮發(fā)掉，因此需要對(duì)混合蒸汽進(jìn)行冷凝回收苯，回收的苯再次進(jìn)入氯化塔中參加反應(yīng)；（3） 氯化塔中生成的氯化液，需進(jìn)入水洗塔中進(jìn)行水洗，除去大部分的氯化氫氣體及未反應(yīng)的氯氣；（4） 從水洗塔中出來(lái)的氯化液中還含有少量水洗不能完全除去的氯化氫氣體，因此還需到達(dá)堿洗塔處理，以除去微量的氯化氫；（5） 洗去氯化氫的氯化液中還含有大量水，需對(duì)其干燥除去大部分的水，以到達(dá)蒸餾的要求；（6） 干燥的氯化液中

17、含有苯、氯苯、多氯苯和少量水，根據(jù)沸點(diǎn)高低不同，應(yīng)先除去低沸點(diǎn)的苯和水，所以先進(jìn)入初餾塔蒸去大量苯；（7） 初餾塔中的塔釜液再進(jìn)行精餾處理，得到的餾出液即是高純的氯化苯產(chǎn)品。本工藝的突出優(yōu)點(diǎn)是：苯的轉(zhuǎn)化率高，回收率也高；工藝流程簡(jiǎn)單，設(shè)備數(shù)量少；能量利用率高，耗能少；三廢排放少；有利于環(huán)境的保護(hù)等第三章 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述氯苯生產(chǎn)工藝系統(tǒng)包括原料預(yù)處理部分、氯化反應(yīng)部分、氯化液預(yù)處理部分、氯苯精制部分等四個(gè)部分。3.1 原料預(yù)處理部分原料處理部分主要包括原料苯的冷凝和干燥以及氯氣的純化三個(gè)操作單元。3.1.1 原料苯的冷凝從石油化工廠運(yùn)來(lái)的粗苯往往含有少量的水和其他固體雜質(zhì)，所以需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理才

18、能進(jìn)入氯化塔進(jìn)行反應(yīng)，否則會(huì)造成氯化產(chǎn)物雜質(zhì)的的增加，也會(huì)造成催化劑的破壞而失活。原料苯的冷凝和干燥工藝見(jiàn)圖31。圖31 原料苯的冷凝干燥工藝粗苯中由于含有少量的不溶性固體雜質(zhì)，所以在進(jìn)行冷凝之前，需經(jīng)過(guò)固體雜質(zhì)的沉降方能冷凝，因此原料苯要進(jìn)入原苯罐中靠固體雜質(zhì)自身的重力沉降除去。由于在生產(chǎn)過(guò)程中，特別是夏季，氣溫太高，有時(shí)候苯的溫度可到達(dá)50，苯又容易揮發(fā)，因此原苯罐中的的苯在進(jìn)行反應(yīng)之前需進(jìn)行冷到規(guī)定溫度才行，靠原料泵打入冷凝器中，進(jìn)出冷凝器的苯需靠自動(dòng)控制系統(tǒng)控制其操作條件如下表31所示。表31 冷凝操作的工藝參數(shù)操作條件進(jìn)口溫度（)出口溫度（）壓力(kpa)流量(kg/h)苯4010常

19、壓3700冷卻水010常壓150025003.1.2 原料苯的干燥在經(jīng)過(guò)固體除雜和冷凝之后，可能帶來(lái)了一定量的水分，苯在進(jìn)入氯化前還需除去其中含有的少量水，這些水分如若不進(jìn)行除掉，將對(duì)下一步的氯化反應(yīng)有很大的影響，其中最嚴(yán)重的是會(huì)使催化劑失活而喪失催化能力，從而使氯苯的產(chǎn)量帶來(lái)很大的影響。同時(shí)使苯中含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到1. 010-4以下,減少副反應(yīng),避免反應(yīng)液呈酸性對(duì)設(shè)備的腐蝕。因此，苯須進(jìn)行干燥，本工藝采用的干燥方法是利用干燥樹(shù)脂對(duì)苯進(jìn)行干躁的，為了能使充分的干燥以除去其水分，本方法是采用三級(jí)是干燥工藝，本方法的優(yōu)點(diǎn)是干燥樹(shù)脂可通過(guò)回收處理，反復(fù)利用，達(dá)到了節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本的目的。其操作

20、控制條件如下表32所示。表32 干燥過(guò)程的工藝參數(shù)操作條件溫度（)進(jìn)口含水量%出口含水量%壓力(kpa)流量(kg/h)苯101.000.06常壓37003.1.3 氯氣的預(yù)處理從氯堿工廠出來(lái)的氯氣常常含有氯化氫等雜質(zhì)氣體，這些雜質(zhì)的存在會(huì)影響氯化反應(yīng)的進(jìn)行，因此須將這些雜質(zhì)氣體除去。本工藝主要采用飽和食鹽水將其中的氯化氫氣體除掉，將氯氣通入到飽和食鹽水中即可除去氯化氫氣體，本法是工業(yè)生產(chǎn)除去氯氣中水溶性氣體的常用方法，優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)實(shí)用，方便可靠。其操作控制條件見(jiàn)下表33所示。表33 氯氣預(yù)處理的工藝參數(shù)操作條件溫度（)初始濃度%純化濃度%含氫量%流量(l/h)氯氣2570803.51000飽和

21、食鹽水253737-50003.2 氯化反應(yīng)部分氯化反應(yīng)部分主要包括氯化塔內(nèi)的反應(yīng)和尾氣的冷凝回收處理兩個(gè)操作單元，是本工藝最關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)，該階段的設(shè)計(jì)成功與否關(guān)系到整個(gè)操作工藝的成敗得失，使產(chǎn)品產(chǎn)量高低的最關(guān)鍵的部分，因此本階段的操作條件的控制也就至關(guān)重要了。氯化反應(yīng)工藝見(jiàn)圖32所示。3.2.1 氯化塔反應(yīng)過(guò)程（1） 氯苯生產(chǎn)的反應(yīng)原理和方法氯苯生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備是氯化反應(yīng)器,它通常叫做氯化塔。參加反應(yīng)的是苯和氯氣。氯化塔是立式的,底部通入苯和氯氣,反應(yīng)生成的氯化氫氣體(含有苯蒸氣)和氯化液(含有氯苯、二氯苯、苯)由反應(yīng)器上部的氣液分離器流出。反應(yīng)器內(nèi)填充鐵環(huán),鐵環(huán)不僅起催化作用,而且增加苯

22、和氯氣的接觸面積。氯氣與苯的反應(yīng)比是11，但實(shí)際上是要求苯過(guò)量3倍進(jìn)行反應(yīng)，主要反應(yīng)過(guò)程是:2fe+3cl22fecl3,c6h6+cl2 fecl3 c6h5cl+hc,c6h5cl+cl2 c6h4cl2+hcl。圖32 氯化反應(yīng)部分的工藝過(guò)程圖如果不能向反應(yīng)器連續(xù)供苯,出現(xiàn)反應(yīng)器斷苯的情況,則反應(yīng)熱不能及時(shí)排出,反應(yīng)器內(nèi)溫度急劇升高,繼續(xù)通入的氯氣在高溫情況下劇烈反應(yīng),苯被多次氯化,直至炭化。高溫的鐵環(huán)與氯氣反應(yīng)生成三氯化鐵。這時(shí)反應(yīng)器的溫度已經(jīng)高到可以熔化鐵環(huán),并使反應(yīng)器內(nèi)襯瓷板脫落。多氯化物、炭化物、三氯化鐵在管路的尾部及塊孔式石墨冷凝器內(nèi)凝聚下來(lái),堵塞管路及塊孔式石墨冷凝器,這時(shí)氯

23、化槽內(nèi)的壓力大于氯氣壓力,氯氣不能通入,反應(yīng)停止,即使管路及塊孔式石墨冷凝器沒(méi)堵死,也會(huì)因?yàn)殍F和苯反應(yīng)結(jié)束而停止氯化反應(yīng)?？梢?jiàn),氯化反應(yīng)器斷苯、氯氣繼續(xù)通入反應(yīng)器是氯化反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)高溫的兩個(gè)必不可少的條件,缺一個(gè)條件都不能出現(xiàn)高溫。（2） 根據(jù)氯苯生產(chǎn)反應(yīng)的原理可知，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氯化氫氣體和放出大量的熱量，產(chǎn)生的氯化氫不僅對(duì)催化劑有一定的影響，更重要的是它有很強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)設(shè)備的要求相當(dāng)高，因此在反應(yīng)過(guò)程中，及時(shí)將產(chǎn)生的氯化氫氣體除去是很有必要的。反應(yīng)放出的大量熱會(huì)使反應(yīng)塔內(nèi)的溫度迅速升高，溫度的升高會(huì)使反應(yīng)的副反應(yīng)增加，因此反應(yīng)溫度的控制也是本工藝的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本操作單元的條件控制

24、如下表34所示。表34 干燥過(guò)程的工藝參數(shù)工藝參數(shù)控制范圍工藝參數(shù)控制范圍進(jìn)塔苯含水%0.06氯化氣相溫度7585進(jìn)塔氯氣純度%80氯化液密度g/m進(jìn)塔氯氣含氫%3.5氯化液含氯苯%25氯化反應(yīng)溫度8087氯化液含多氯苯%1塔內(nèi)壓力mpa常壓氯化液流量kg/h180003.2.2 尾氣中苯的回收過(guò)程氯化塔中反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，生成的氯化氫氣體(含有苯蒸氣)和氯化液(含有氯苯、二氯苯、苯)由反應(yīng)器上部的氣液分離器流出。尾氣中含有的苯蒸汽需進(jìn)行回收利用，將混合氣體通過(guò)冷凝器和吸收塔將液體苯和氯化氫氣體分開(kāi)，本法可以充分的將混合氣體中的苯進(jìn)行回收，提高苯的利用率，回收的苯再進(jìn)入原苯罐，從而得到利用

25、。由于苯蒸汽是可燃性物質(zhì)，為了操作人員的安全考慮，所以在氯化尾氣系統(tǒng)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)。氯化尾氣經(jīng)尾氣系統(tǒng)的兩段石墨冷卻器和噴淋塔回收苯后,用水降膜吸收生成鹽酸,尾氣中氫氣、氧氣、苯等不凝性氣體富集,易發(fā)生爆鳴,嚴(yán)重威脅生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為了防止事故的發(fā)生,在尾氣進(jìn)入吸收塔前充入氮?dú)?改變尾氣中各組分的含量,并且使尾氣迅速排出系統(tǒng)。實(shí)踐證明,效果非常明顯,沒(méi)再發(fā)生此類(lèi)事故。在實(shí)際生產(chǎn)中要充入適量氮?dú)?防止充入過(guò)量氮?dú)庠斐缮a(chǎn)負(fù)荷波動(dòng);還要加強(qiáng)工藝控制,降低苯中的水含量。本操作過(guò)程的工藝參數(shù)見(jiàn)下表35所示。表35 尾氣苯的回收的工藝參數(shù)操作條件溫度（)氯化尾氣濃度%尾氣濃度%回收液體%壓力苯804029

26、8常壓氯化氫805060-常壓氮?dú)?5035-常壓冷凍鹽水進(jìn)口溫度-5；出口溫度5；吸收液溫度-103.3 氯化液預(yù)處理部分氯化反應(yīng)得到的氯化液（含有氯苯、二氯苯、苯）中還含有氯化氫、氯氣水的成分，為了避免這些成分對(duì)蒸餾塔腐蝕破壞而影響蒸餾過(guò)程，因此需對(duì)這些成分進(jìn)行處理，盡量降低其含量。氯化液的預(yù)處理主要包括水洗、堿洗和干燥三個(gè)操作過(guò)程。氯化液預(yù)處理工藝過(guò)程見(jiàn)圖33所示。圖33 氯化液預(yù)處理過(guò)程工藝流程圖3.3.1 氯化液水洗過(guò)程從氯化塔得到的氯化液中含有大量氯化氫氣體，利用氯化氫以易溶于水的性質(zhì)，利用水洗除去大部分的氯化氫，這樣可以為下一步的堿洗節(jié)約氫氧化鈉的用量，達(dá)到降低成本目的。該過(guò)程可

27、得到大量鹽酸水溶液，可通過(guò)回收加以利用。水洗過(guò)程和一般的氯苯生產(chǎn)工藝所用的方法相同，不再贅述。該工段的工藝條件控制指標(biāo)見(jiàn)下表36。表36 水洗過(guò)程工藝參數(shù)工藝參數(shù)控制范圍工藝參數(shù)控制范圍進(jìn)塔流量kg/h18000氯化液含hcl%0.01出塔流量kg/h18000副產(chǎn)鹽酸濃度%50水用量kg/h900副產(chǎn)鹽酸含鐵mg/l50廢酸水量kg/h20副產(chǎn)鹽酸含本苯%0.05塔內(nèi)壓力mpa常壓塔內(nèi)溫度403.3.2 氯化液堿洗過(guò)程氯化液在水洗過(guò)程中，由于氯化氫在水中的溶解度有限，而且在有機(jī)相中也有部分溶解，因此堿洗過(guò)程不能除去所有的氯化氫，為此還要進(jìn)行堿洗才能充分除掉全部的雜質(zhì)。堿洗用堿根據(jù)資料介紹，本

28、工藝采用采用比重為1.081.098（20）含堿為810g/100ml的稀堿溶液。系統(tǒng)加堿量為氯化液體積流量的58%左右。該工段的工藝條件控制指標(biāo)見(jiàn)下表37。表37 堿洗過(guò)程工藝參數(shù)工藝參數(shù)控制范圍工藝參數(shù)控制范圍進(jìn)塔流量kg/h18000氯化液含hcl%極微出塔流量kg/h18000氯化液含水%20稀堿用量kg/h1000廢堿含氯化液%0.1廢堿量kg/h700塔內(nèi)溫度40塔內(nèi)壓力mpa常壓3.3.3 氯化液干燥過(guò)程在經(jīng)過(guò)水洗和堿洗之后，可能帶來(lái)了大量的水分，苯在進(jìn)入蒸餾分離前還需除去其中含有的大部分水，如若水分過(guò)多，則將對(duì)下一步的蒸餾有很大的影響，使蒸餾過(guò)程復(fù)雜化，從而使氯苯的產(chǎn)量帶來(lái)很大

29、的影響。因此，氯化液須進(jìn)行干燥。本工藝采用的干燥方法和苯干燥相似，采用內(nèi)裝結(jié)晶食鹽顆粒進(jìn)行干燥。根據(jù)資料介紹，經(jīng)內(nèi)裝結(jié)晶食鹽顆粒的反應(yīng)器干燥后，氯ph=7.5，含水量w%0.04%。由于系統(tǒng)水量少，忽略有機(jī)組分在鹽水中的溶解量。也是為了能使充分的干燥以除去其水分，本方法是采用三級(jí)是干燥工藝，本方法的優(yōu)點(diǎn)是干燥樹(shù)脂可通過(guò)回收處理，反復(fù)利用，達(dá)到了節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本的目的。該工段的工藝條件控制指標(biāo)見(jiàn)表38。表38 氯化液干燥過(guò)程工藝參數(shù)工藝參數(shù)控制范圍工藝參數(shù)控制范圍進(jìn)塔流量kg/h18000干燥氯化液ph值7.5出塔流量kg/h18000氯化液含苯%68食鹽結(jié)晶量l3000氯化液含水%0.1

30、廢水量kg/h700氯化液含氯苯%30塔內(nèi)壓力mpa常壓塔內(nèi)溫度253.4 氯苯精制部分氯苯的精制分為初餾和精餾兩個(gè)階段。干燥的氯化液中含有苯、氯苯、多氯苯和少量水，根據(jù)沸點(diǎn)高低不同，應(yīng)先除去低沸點(diǎn)的苯和水，所以先進(jìn)入初餾塔蒸去大量苯；初餾塔中的塔釜液再進(jìn)行精餾處理，得到的餾出液即是高純的氯化苯產(chǎn)品。蒸餾系統(tǒng)冷卻水改用循環(huán)水。氯苯生產(chǎn)中蒸餾系統(tǒng)冷凝器需要大量冷卻水,原來(lái)使用地下水,大量水白白流失,水資源利用率低,造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)。改用循環(huán)水冷卻后,水消耗大幅降低,為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。氯苯精制過(guò)程工藝流程圖見(jiàn)圖34所示。圖34 氯苯精制過(guò)程工藝流程圖3.4.1 氯苯初餾過(guò)程干燥的氯化液

31、中含有氯苯、二氯苯以及大量的未參加反應(yīng)的苯，要得到高純度的氯苯，需采用先分離低沸點(diǎn)的后分離高沸點(diǎn)的分離步驟進(jìn)行分離。初餾采用普通回流蒸餾方法，在一定的條件下先將低沸點(diǎn)的苯蒸出，蒸汽苯再回到氯化塔重新參與反應(yīng)，提高的苯的利用率，餾出液中的重組分再到精餾塔進(jìn)行分離。在進(jìn)入初餾塔之前，氯化液需先進(jìn)行預(yù)熱，以降低蒸餾塔的塔板數(shù)，提高苯的濃度。塔頂要求有回流冷凝器，控制一定的回流比，塔釜設(shè)置再沸器。本工段的操做工藝相對(duì)較復(fù)雜，應(yīng)嚴(yán)格控制其工藝參數(shù)，因?yàn)橐笏臐舛雀?，因此采用塔釜自?dòng)控制系統(tǒng)。工藝控制指標(biāo)見(jiàn)下表39所示。表39 初餾過(guò)程工藝參數(shù)工藝參數(shù)控制范圍工藝參數(shù)控制范圍進(jìn)料流量kg/h1800

32、0餾出氣相溫度60110塔釜流量kg/h12000粗餾釜?dú)庀鄩毫pa0.1（表壓）塔頂流量kg/h5000粗餾加熱蒸汽壓力mpa0.8（表壓）回流比31粗餾預(yù)熱蒸汽壓力mpa0.6（表壓）塔預(yù)熱溫度7120粗餾分凝器出水溫度95.0塔頂溫度70120回收苯密度g/m0.8800.920塔釜溫度130150回收苯含氯苯量%8.03.4.2 氯苯精餾過(guò)程初餾得到的塔釜氯化液中主要含有氯苯和多氯苯，需通過(guò)進(jìn)一步的精餾才能得到高純度的氯苯。本工藝采用的氯苯精餾工藝，其特點(diǎn)是采用減壓蒸餾除高沸點(diǎn)提純工藝。所述減壓蒸餾提純系統(tǒng)由減壓蒸餾釜、減壓蒸餾塔、抽真空系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)等組成。氯化液被泵送入減壓蒸餾釜

33、，減壓蒸餾釜由熱載體導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)或遠(yuǎn)紅外電熱系統(tǒng)提供熱源，可滿足于100的溫度要求。減壓蒸餾塔由液環(huán)式真空泵提供真空，可滿足350450mmhg的真空度要求。所述減壓蒸餾塔具有8一12塊理論板的分餾精確度。本工段的操作是該工藝最復(fù)雜工藝過(guò)程，應(yīng)嚴(yán)格控制其工藝參數(shù)，因?yàn)橐笏臐舛雀撸虼瞬捎盟詣?dòng)控制系統(tǒng)。工藝控制指標(biāo)見(jiàn)下表310所示。表310 精餾過(guò)程工藝參數(shù)工藝參數(shù)控制范圍工藝參數(shù)控制范圍進(jìn)料流量kg/h5000精餾釜?dú)庀鄩毫pa0.04（絕壓）塔釜流量kg/h400精餾加熱蒸汽壓力mpa0.06（絕壓）塔頂流量kg/h5000精餾預(yù)熱蒸汽壓力mpa0.8（表壓）回流比41精餾分凝

34、器出水溫度90塔預(yù)熱溫度60110（120）進(jìn)料液中苯含量%0.15塔頂溫度95140（150）塔頂餾出液苯的含量%99.5塔釜溫度65110（120）塔釜餾出液苯的含量%極微成品氯化苯純度%99.5成品含苯量%0.15回收精餾尾氣中的氯苯和苯。精餾尾氣中含有一定量的苯和氯苯及不凝性氣體,用冷凝方法不能加以回收,排入大氣非?？上?。為了降低消耗定額,減少環(huán)境污染,采用活性炭吸附精餾尾氣中的苯和氯苯,為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。蒸汽冷凝液回收利用。在氯苯生產(chǎn)中,蒸餾蒸汽尾氣及冷凝水再利用,冬季用于取暖,夏季供其他裝置使用,每年可節(jié)約大量的能源。副產(chǎn)物二氯苯的回收分離。在氯苯生產(chǎn)中,副產(chǎn)品質(zhì)量分

35、數(shù)約為2. 5%的二氯苯,回收二氯苯不僅是一個(gè)環(huán)保問(wèn)題,也是一個(gè)降低苯消耗定額的途徑。利用水蒸氣蒸餾、結(jié)晶、蒸餾等工藝回收提純對(duì)二氯苯和鄰二氯苯。第四章 物料衡算氯苯生產(chǎn)的大致流程是經(jīng)過(guò)氯化反應(yīng)、水洗、堿洗、干燥、初餾和精餾等六個(gè)主單元操作（見(jiàn)計(jì)算框圖4-1）。本設(shè)計(jì)采用逆算法進(jìn)行物料衡算。4.1 計(jì)算框圖計(jì)算框圖見(jiàn)圖4-1圖4-1計(jì)算框圖系統(tǒng)衡算組分編碼如下表4-1所示：表4-1 系統(tǒng)衡算組分編碼表組分名稱苯氯苯二氯苯水hclnaohnaclcl2編碼123456784.2 始算基準(zhǔn)的確定以3.6萬(wàn)噸/年為例，取年工作日300天，則小時(shí)產(chǎn)量根據(jù)廠方資料介紹，氯苯產(chǎn)品廠控質(zhì)量指標(biāo)如下表4-2所

36、示：表4-2 氯苯產(chǎn)品廠控質(zhì)量指標(biāo)編 碼組 分 名 稱一 級(jí) 品 w%二 級(jí) 品 w%1苯0.15000.30002氯 苯99.500099.00003二 氯 苯游 動(dòng)0.7000 則產(chǎn)品組分流量如下表4-3所示表4-3 產(chǎn)品組分流量表編 碼組 分 名 稱f13，j（kg/h）x13，j1苯7.50000.00152氯 苯4977.50000.99553二 氯 苯4.16670.00305000.00001.00004.3 精餾過(guò)程物料衡算過(guò)程如右圖4-2所示精餾系統(tǒng)為減壓操作，塔頂真空度一般為350450mmhg，塔頂溫度約為90110。根據(jù)廠方資料介紹，氯苯產(chǎn)品廠方控質(zhì)量指標(biāo)如上表所示：設(shè)

37、定：塔頂流量與進(jìn)料之比約為 塔釜氯苯重量組成約為60% 則 f=8-4+(3+1)=0 圖4-2 精餾過(guò)程示意圖 將計(jì)算結(jié)果列下表表4-4表4-4 精餾過(guò)程計(jì)算結(jié)果表組分名稱進(jìn)料f11，j kg/h進(jìn)料組成x11，j塔釜f12，1kg/h塔釜組成x12，j苯7.50000.1410-氯 苯6168.989397.1770191.489360.0000二氯苯142.65962.5820127.659640.00005319.1489100.0000319.1489100.00004.4 初餾過(guò)程物料衡算初餾過(guò)程如右圖4-3所示。根據(jù)資料介紹。在初餾過(guò)程中：塔釜：溫度135150；壓力0.30.7

38、kg/組成 氯苯95%；二氯苯5%；塔頂：溫度70120；組成 苯95%； 氯苯5%；根據(jù)hgz81075規(guī)定，一級(jí)品苯含量w%0.15%；設(shè)定：塔頂含氯苯（w%） x10，2=4%；含水x10,4=0.056%塔釜含純氯苯與進(jìn)料純氯苯之比約為： 圖4-3 初餾過(guò)程示意圖 按清晰分割理論：水形成恒沸物從塔頂蒸出，二氯苯從塔釜餾出。則有： f=10-5+(4+1)=0將計(jì)算結(jié)果列下表4-5：表4-5 初餾過(guò)程計(jì)算結(jié)果表組分名稱f9，j kg/hw%f10，jkg/hw%f11，jkg/hw%苯11970.807767.296311963.307795.94407.50000.1410氯 苯566

39、7.751431.8624498.76214.00005168.989397.1770二氯苯142.65960.80200.00000.0000142.65962.6820水6.98270.03936.98270.05600.00000.000017788.2014100.000012469.525100.00005319.1489100.00004.5 干燥過(guò)程物料衡算根據(jù)資料介紹，經(jīng)內(nèi)裝結(jié)晶食鹽顆粒的反應(yīng)器干燥后，氯ph=7.5，含水量w%0.04%。由于系統(tǒng)水量少，忽略有機(jī)組分在鹽水中的溶解量。假設(shè)：二氯苯由于含量少等原因溶解于水中的量忽略不計(jì)，則堿洗氯化液與干燥氯化液中有機(jī)物量： 系統(tǒng)

40、操作如下圖4-4所示。則 f=5-(3=2)=0總平衡： 水平衡：0.00102f7-f8=6.9827 解得： f7=17799.3740kg/h； f8=11.1927kg/h將計(jì)算結(jié)果列下表4-6： 圖4-4 干燥過(guò)程示意圖表4-6 干燥過(guò)程計(jì)算結(jié)果表組分名稱f7，jkg/hx7j%f8，jkg/hx8j%f9，j kg/h苯11970.807767.25410.00000.000011970.8077氯 苯5667.751431.84240.00000.00005667.7514二氯苯142.65960.80150.00000.0000142.6596水18.15530.102011.

41、1727100.00006.982717799.3740100.000011.1727100.000017788.20144.6 堿洗過(guò)程物料衡算過(guò)程如圖4-5所示。 圖1-5 堿洗過(guò)程示意圖 堿洗用堿根據(jù)資料介紹，一般采用比重為1.081.098（20）含堿為810g/100ml的稀堿溶液。系統(tǒng)加堿量為氯化液體積流量的58%左右。操作過(guò)程如右圖所示：（1） 加堿量計(jì)算取氯化液比重d=0.935，系統(tǒng)加堿量為氯化液體積流量的5%；則加堿體積流量： 圖4-6 堿洗過(guò)程示意圖 系統(tǒng)擬采用重量濃度c=8%、比重d=1.087的稀堿，則系統(tǒng)稀堿重量流量 則含純堿： 含水： （2） 中和反應(yīng)物料橫算取堿

42、洗操作溫度40，由于水量小，且苯系物在水相中溶解量小，（即f4f7），取水洗氯化液f4中hcl質(zhì)量約為堿洗氯化液f4的0.01%。則進(jìn)料液中hcl流量： 反應(yīng)式： hcl + naoh = nacl + h2o 56.5 40 58.5 18 1.7801 x f67 y 耗堿 x=1.78014036.5=1.9508kg/h 生成水 y=1.78011836.5=0.8779kg/h f67=1.780158.536.5=2.8530kg/h 系統(tǒng)含水總量 g=f44+f54+y=f44+951.8763+2.8530=f44+954.7293kg/h 水相中含堿量 f66=f56-x=8

43、2.7718-1.9508=80.8210kg/h（3） 系統(tǒng)物料衡算假定：堿洗分離溫度為40；水相中naoh、nacl對(duì)苯系物在水中溶解度影響可忽略不計(jì)；過(guò)程估計(jì)算作以下處理，如右圖4-6所示。有機(jī)相組分同屬苯系列物質(zhì)，物性相近，干燥過(guò)程近似，干燥過(guò)程近似作苯水相互微溶系統(tǒng)處理。劇有關(guān)資料介紹苯水互溶情況如下表4-7：表4-7 苯水互溶情況表溫度010203040507080水在苯中濃度w%0.0250.0360.0500.0720.1020.1470.2790.366苯在水中濃度w%0.1050.1600.1750.1900.2050.2150.2750.326在堿洗溫度40條件下，出料有

44、機(jī)相中的組成x74=0.00102水相中的有機(jī)物組成x6b=0.00205。 f=7-3+(2+2)=0 即 f4b=979.39125f44 即 f64=486.80488f6b 解 得： f44=18.1461； f6b=1.9622苯 系 物：f4b=f6b+f7b=1.9622+17799.3740-18.1553=1.9622+17781.2187=17783.1809kg/h水： f64=f44+f54+y-f74=18.1461+951.8763+0.8779-18.1553=852.7450kg/h（4） 苯系物分配計(jì)算 即 f41=（f4b/f7b）f74=（17783.18

45、09/17781.2187）f71 = 1.00011035f71=1.000110111970.8071=11972.1287kg/h同理： f42=1.0001101f72=1.00011015667.7514=5668.3768kg/h f43=1.0001101f73=1.0001101142.6596=142.6753kg/h則有： f61=f41-f71=11972.1287-11970.8077=1.3210kg/h f62=f42-f72=5668.3768-5667.7514=0.6254kg/h f63=f43-f73=142.6783-142.6596=0.0157kg/

46、h堿洗過(guò)程計(jì)算結(jié)果列下表4-8：表4-8 堿洗過(guò)程計(jì)算結(jié)果表組分名稱f4jkg/hx4j%f5jkg/hx5j%f6jkg/hx6j%f7jkg/h苯11972.528767.2474-0.36630.126911970.8077氯 苯5668.376831.8393-0.62540.06015667.7514二氯苯142.67530.8013-0.01570.0015142.6596水18.14610.1020264.519092.0000955.308591.753418.1553hcl1.78010.0100-naoh-82.77188.000080.82107.7833-nacl-2.

47、85300.2748-17803.1070100.00001034.6481100.00001040.8446100.000017799.37404.7 水洗過(guò)程物料衡算（1） 進(jìn)水量的計(jì)算：氯化液比重為0.9350.950/15。因氯化液溫度大于15，取比重d=0.935；進(jìn)水量在一般情況下控制為氯化液體積流量10%，由于常溫下苯系物水中溶解度小，即氯化液流量與水洗氯化液流量變化不大。則過(guò)程加水量： （2） hcl平衡計(jì)算假設(shè)：二氯苯由于含量少等原因溶解于水中的量忽略不計(jì)；有機(jī)相組分同屬苯系列物質(zhì)，物性相近，水洗過(guò)程近似作苯水相互微溶系統(tǒng)處理。根據(jù)資料介紹經(jīng)水洗后將除去90%以上hcl，則水

48、中含hcl量，則有： f15=10f45=101.7801=17.801kg/h f35=9f45=917801=16.0209kg/h（3） 過(guò)程物料衡算根據(jù)有關(guān)資料接撒苯水互溶情況如下表4-9所示：表4-9 苯水互溶情況表溫度010203040507080水在苯中濃度w%0.0250.0360.0500.0720.1020.1470.2790.366苯在水中濃度w%0.1050.1600.1750.1900.2050.2150.2750.326水洗過(guò)程如下圖4-7所示。設(shè)水洗分離溫度為40； 則 f=8-5+（2+1）=0水平衡：f34=f2-f44=1904.0756-18.1461=1

49、885.9295kg/h 約束式： 解得 f3b=3.8741kg/h苯系物：f1b=f3b+f4b=3.8741+17783.1808 =17787.0549kg/h （4） 苯系物分配計(jì)算按比例分配進(jìn)行計(jì)算： 圖4-7 水洗過(guò)程示意圖 可得： f3j=（f3b/f4b）f4j=（3.8741/17783.1808）f4j=0.0002179f4j即 f31=0.0002179f41=0.000217911972.1287=2.6082kg/h f32=0.0002179f42=0.00021795668.3768=1.2349kg/h f33=0.0002179f43=0.0002179142.6753=0.0311kg/h則有： f11=f31+f41=2.6082+11972.1287=11974.7368kg/h f12=f32+f42=1.2349+5668.3768=5669.6117kg/h f13=f33+f43=0.0311+142.6753=142.7064kg/h計(jì)算結(jié)果如下表4-10所示表4-10 水洗過(guò)程計(jì)算結(jié)果表組分名稱f1jkg/hx1j%f2jkg/hf3jkg/hx3j%f4jkg/hx4j%苯11974.736867.2555-2.608