畢業(yè)設(shè)計(jì)書(shū)刖言畢業(yè)設(shè)計(jì)書(shū)本設(shè)計(jì)書(shū)詳細(xì)地介紹了氯甲苯的氯化過(guò)程，各塔的物料衡算，整體的物料衡算和熱量衡算，反應(yīng)釜和堿洗槽的參數(shù)設(shè)計(jì)，填料塔和降膜塔的選擇與設(shè)計(jì)，完整的氯化工藝流程圖和平面布置圖。對(duì)年產(chǎn)能力為7000噸的氯甲苯的初步設(shè)計(jì),以株化集團(tuán)氯甲苯廠為理論資料，并收集有關(guān)的化工設(shè)計(jì)資料作參考，按畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容是在簡(jiǎn)要介紹氯甲苯的發(fā)展?fàn)顩r及其性質(zhì)，用途，工藝方法選擇的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了采用間歇法生產(chǎn)氯甲苯的工藝過(guò)程。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有；1..氯甲苯的概述；2.產(chǎn)品及原材料說(shuō)明；3.物料衡算與熱量衡算；4.主要設(shè)備的計(jì)算與選型。設(shè)計(jì)圖紙包括：帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖。本設(shè)計(jì)書(shū)中的換熱器，全都采用石墨換熱器，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)處于微負(fù)壓狀態(tài)下操作。本設(shè)計(jì)旨在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，熟悉工藝流程、生產(chǎn)方案的選擇、設(shè)備的選型等，掌握工藝設(shè)計(jì)中的物料衡算、能量衡算、設(shè)備的計(jì)算、選型，對(duì)參考文獻(xiàn)的查閱與學(xué)習(xí)等的方法。由于設(shè)計(jì)者的理論知識(shí)有限，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中難免會(huì)有一些不足和錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)各位老師指評(píng)指正。目錄第—章總論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。氯甲苯概述錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。國(guó)內(nèi)外氯甲苯生產(chǎn)情況錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。甲苯氯化催化劑使用情況錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第二章產(chǎn)品及原料說(shuō)明錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第三章氯甲苯生產(chǎn)的工藝氯甲苯生產(chǎn)的反應(yīng)原理錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。氯甲苯生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。氯甲苯生產(chǎn)工藝方框圖錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第四章工藝計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。物量衡算和熱量衡算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。氯化部分錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。堿洗部分錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。氯化氫吸收部分錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。設(shè)備選型錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第五章三廢產(chǎn)生及處理情況錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。廢水錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。廢氣錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。環(huán)境保護(hù)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。結(jié)束語(yǔ)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第一章總論氯甲苯概述氯甲苯是指在帶有甲基的苯環(huán)上氯代的一系列環(huán)氯代甲苯。它們是一類(lèi)穩(wěn)定的，工業(yè)上有一定重要性的化合物。氯甲苯共有16種，分子通式為C7H8-nCln。氯甲苯曾以甲苯為基礎(chǔ)命名，70年代以來(lái)在許多工具書(shū)逐漸使用以苯為基礎(chǔ)命名。氯和甲苯的反應(yīng)在1866年由Beilstein等進(jìn)行了研究。在此后的幾十年里主要進(jìn)行了各種氯甲苯的分離和鑒定。不是所有的氯甲苯都是由甲苯直接氯化而制備的。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-甲苯等是間接制備的，可以是通過(guò)氨基、羥基、硝基或磺酰氯搶救無(wú)效用氯置換，式以硝基，氨基式磺酸基定位，在氯取代后再把這類(lèi)基團(tuán)脫去而抽取。氯甲苯是一種重要的精細(xì)化工有機(jī)原料，近年來(lái)相繼研發(fā)合成出多種新型醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等中間體。其中多數(shù)中間體市場(chǎng)前景看好，使氯甲苯將成為有機(jī)氯產(chǎn)品的新寵。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，氯甲苯將成為未來(lái)氯堿企業(yè)走精細(xì)化道路、建設(shè)氯產(chǎn)品精細(xì)化工產(chǎn)品樹(shù)的最具有潛力的基礎(chǔ)中間體。氯甲苯有3種異構(gòu)體，分別為對(duì)位、鄰位和間位氯甲苯，其中用途最為廣泛的是對(duì)氯甲苯，通過(guò)側(cè)鏈上氧化、環(huán)上氧化、氰化、鹵化、氯代等反應(yīng)可制備多種重要的精細(xì)化工中間體和精細(xì)化學(xué)品，目前已衍生出100多種農(nóng)藥、醫(yī)藥和染料產(chǎn)品。鄰氯甲苯應(yīng)用研究經(jīng)過(guò)不斷拓展，已開(kāi)發(fā)出30余種衍生產(chǎn)品。由于間氯甲苯生成比例不足1%,產(chǎn)量較小，目前僅作為染料中間體使用?！燃妆?、2，4-二氯-1-甲基苯和1，3-二氯-2-甲基苯主要用于農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥和過(guò)氧化物的中間體，并可用作溶劑。其他多氯甲苯?jīng)]有多少工業(yè)用途。國(guó)內(nèi)外氯甲苯生產(chǎn)技術(shù)概況氯甲苯在20世紀(jì)30年代國(guó)外就開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量一直較小，20世紀(jì)70年代以后由于下游產(chǎn)品的大量開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，生產(chǎn)能力與產(chǎn)量快速增加，目前全球年產(chǎn)量約為8萬(wàn)t/a,生產(chǎn)廠家主要集中在歐美及日本等工韭發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū).主要生產(chǎn)廠家有美國(guó)虎克電化學(xué)公司、Heyden化學(xué)公司、孟山都化學(xué)公司.德國(guó)赫司特公司、拜耳公司，日本的庵原化學(xué)工業(yè)公司、扶?；瘜W(xué)公司、保士谷化學(xué)公司等。20世紀(jì)90年代以后由于西方發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)環(huán)保壓力的不斷增加，對(duì)有機(jī)氯產(chǎn)品發(fā)展持謹(jǐn)慎態(tài)度，因此生產(chǎn)能力一直沒(méi)有繼續(xù)擴(kuò)大，維持在原有的能力，許多下游產(chǎn)品向發(fā)展中國(guó)家尋求.我國(guó)氧甲苯工業(yè)起步晚，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)最早和規(guī)模最大的生產(chǎn)企業(yè)是湖南株洲化工有限責(zé)任公司、江蘇丹陽(yáng)中超化工有限公司、蘇州御窯精細(xì)化工廠、江蘇靖江西郊化工廠、河北辛集市辛冠化工廠、武漢有機(jī)實(shí)業(yè)有限公司等近10家企業(yè)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)氯甲苯生產(chǎn)規(guī)模在不斷增加，2002年國(guó)內(nèi)氯甲苯生產(chǎn)能力約為20000-25000t/a,產(chǎn)量約為1800t左右.與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比我國(guó)氯甲苯工業(yè)生產(chǎn)水平低，但是近年來(lái)我國(guó)氯甲苯下游產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究非?；钴S，國(guó)內(nèi)下游產(chǎn)品需求強(qiáng)勁，而且發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)經(jīng)常來(lái)我國(guó)尋求氯甲苯的下游產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)強(qiáng)勁需求將大大刺激和推動(dòng)我國(guó)氯甲苯工業(yè)的發(fā)展.氯甲苯作為一市場(chǎng)處于成長(zhǎng)期的有機(jī)氯中間體，目前國(guó)內(nèi)主要存在兩大問(wèn)題，一是合成技術(shù)相對(duì)落后，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不高，影響下游精細(xì)化學(xué)品的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)；二是氯甲苯生產(chǎn)與下游開(kāi)發(fā)生產(chǎn)脫節(jié)，多數(shù)企業(yè)僅僅做原料銷(xiāo)售，而沒(méi)有繼續(xù)向下衍生，形成精細(xì)化工產(chǎn)品鏈或產(chǎn)品樹(shù)，影響裝置的經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。因此本文將著重介紹氯甲苯國(guó)內(nèi)外合成技術(shù)進(jìn)展和一些產(chǎn)品鏈的建設(shè)和設(shè)想。國(guó)內(nèi)外甲苯氯化催化劑的使用情況甲苯液相氯化反應(yīng)階段的技術(shù)重點(diǎn)是通過(guò)選擇催化劑來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)氯甲苯、鄰氯甲苯的產(chǎn)生比例，由于目前對(duì)氯甲苯的市場(chǎng)需求大于鄰氯甲苯,所以應(yīng)盡量提高對(duì)氯甲苯的產(chǎn)量。目前國(guó)內(nèi)外已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化或具有工業(yè)化前景的一氯甲苯異構(gòu)體調(diào)比技術(shù)有以下幾種：Lewis酸液相催化法采用L酸為催化劑,反應(yīng)條件溫和，氯甲苯收率高,但對(duì)位比例低，約30%左右。國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)，如以L(fǎng)酸作主催化劑，以硫代雜蒽、多氯化夾硫氧雜蒽等為助催化劑，可使對(duì)鄰比達(dá)到0.66-0.88。三氯化鐵氯化法以三氯苯和氯苯為溶劑，無(wú)水三氯化鐵為催化劑,產(chǎn)物中對(duì)氯甲苯含量可達(dá)90%。該工藝的缺點(diǎn)是副反應(yīng)多，要求溶劑從催化劑中完全清除,否則轉(zhuǎn)化率和選擇性將大大降低，因此工藝過(guò)程相對(duì)繁瑣，目前該技術(shù)處在不斷完善與提高階段。金屬氯化物催化法該法以Ti、Sn、Zr、W、Al、Fe的氯化物為催化劑，其中使用最多的是三氯化鋁、三氯化鐵與其它金屬氯化物組成復(fù)合催化劑。采用金屬氯化物催化劑，反應(yīng)選擇性較好，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,無(wú)需特殊設(shè)備，污染較少，因其對(duì)位比例不超過(guò)50%，在工業(yè)化裝置上應(yīng)用受限制。Lewis酸+噻蒽衍生物催化法該方法的主催化劑是Lewis,主要是Fe、Al、Sb、Pb的氯化物;助催化劑一般為噻蒽衍生物，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。美國(guó)科研人員研究發(fā)現(xiàn)了混合噻蒽衍生物作為助催化劑的最佳比例,其質(zhì)量組成為二甲基三氯噻蒽5.03%、二甲基四氯噻蒽5.03%、甲基五氯噻蒽64.41冰二甲基六氯噻蒽21.53%?—般采用該催化劑對(duì)鄰位比例為6:4左右。國(guó)內(nèi)上海農(nóng)藥研究所等單位用FeS2為主催化劑，以氯化噻蒽作助催化劑，產(chǎn)物中對(duì)位含量約55%。該法特點(diǎn)是定向選擇性好，副產(chǎn)物少，收率高;缺點(diǎn)是助催化劑制備難度大。目前工業(yè)化生產(chǎn)中主要采用該方法。特種分子篩催化法分子篩催化法是一種有機(jī)中間體新型催化技術(shù)，以合成沸石為催化劑，對(duì)位產(chǎn)品含量可達(dá)75%-90%。該法對(duì)位選擇性極高、氯化深度大、產(chǎn)品易分離，但是反應(yīng)時(shí)生成的氯化氫可破壞沸石的晶格，因此分子篩的再生與使用壽命成了了制約應(yīng)用的關(guān)鍵,產(chǎn)品成本高,技術(shù)條件苛刻。由于該法對(duì)位的選擇性高,是一種極具發(fā)展前途的合成技術(shù)。第二章產(chǎn)品及原料說(shuō)明產(chǎn)品性能氯甲苯是一種重要的精細(xì)有機(jī)化工原料，是甲苯液相氯化后的主要產(chǎn)物,通過(guò)側(cè)鏈和環(huán)上反應(yīng)，可以制備出許多重要的精細(xì)化學(xué)品和中間體。氯甲苯有三種同分異構(gòu)體，分別為對(duì)氯甲苯、鄰氯甲苯和間氯甲苯。對(duì)氯甲苯外觀為無(wú)色透明液體，有特殊氣味，相對(duì)密度1.0697,熔點(diǎn)7.5°C,沸點(diǎn)162°C,折射率115200，不溶于水，溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚、丙酮等。目前對(duì)氯甲苯的應(yīng)用主要分布在農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料等行業(yè)，已衍生出100多種產(chǎn)品，如生產(chǎn)對(duì)氯氯芐、對(duì)氯苯甲醇、對(duì)氯氰芐、對(duì)氯苯甲醛、對(duì)氯苯甲酸、對(duì)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;鄰氯甲苯外觀為無(wú)色透明液體,有特殊氣味，能溶于醇、醚、酸等，微溶于水，比重110826,熔點(diǎn)-35.39C，沸點(diǎn)158.97C，是醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料中間體。目前鄰氯甲苯已衍生出30多種產(chǎn)品,如鄰氯苯甲醛、鄰氯苯甲酸、鄰氯苯甲酰氯、鄰氯三氯甲苯、酸性綠P原料、鄰氯氯芐等產(chǎn)品；由于間氯甲苯生成比例不足1%，產(chǎn)量小，目前僅作為染料中間體使用；間氯甲苯，無(wú)色液體，不溶于水，易溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚等。熔點(diǎn)(C)：,相對(duì)密度(水=1):，飽和蒸氣壓(kPa):C,閃點(diǎn)(C)：50,用于制造農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料及過(guò)氧化物的中間體和溶劑。生產(chǎn)所需的主要原輔材料甲苯、氯氣、鐵粉(催化劑)、硫磺(催化劑)第三章氯甲苯生產(chǎn)的工藝氯甲苯生產(chǎn)的反應(yīng)原理：氯甲苯的制取方法可分為兩類(lèi)，以甲苯為原料的直接氯化法和以甲苯衍生物為原料的間歇法。生產(chǎn)方式有間歇和連續(xù)法兩種工藝。本設(shè)計(jì)裝置甲苯直接間歇氯化法，采用液氯甲苯與氯氣反應(yīng)制得一氯甲苯，此工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原料轉(zhuǎn)化率高和選擇性好。甲苯與氯氣在催化劑的作用下反應(yīng)，溫度控制在50度以下，生成氯甲苯主要反應(yīng)式如下：CHCH+ClTCHClCH+HClTOC\o"1-5"\h\z6532643溫度過(guò)高或光照的情況下，同時(shí)可能發(fā)生如下副反應(yīng)：CHCH+2ClTCHClCH+2HCl65326323CHCH+ClTCHClCH+HCl6532633氯甲苯生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述甲苯經(jīng)干燥后進(jìn)入甲苯貯槽，在打入間歇反應(yīng)釜，同時(shí)開(kāi)啟攪拌，然后根據(jù)甲苯的量加入適量的催化劑后通氯，通過(guò)氯氣分配臺(tái)分配和轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入反應(yīng)釜，當(dāng)反應(yīng)溫度有上升趨勢(shì)時(shí)開(kāi)啟冷凍鹽水，反應(yīng)溫度控制在50°C以下，以打比重和分析做樣確定反應(yīng)終點(diǎn)，終點(diǎn)不含甲苯，多氯甲苯*2%，反應(yīng)釜上面尾氣管接冷凝器回收氯化氫氣體中的甲苯，氯化氫氣體通過(guò)水循環(huán)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

堿洗槽堿洗，堿洗通過(guò)測(cè)定PH值確定終點(diǎn)，終點(diǎn)PH值為7-8，堿洗后的氯化液再進(jìn)入分離系統(tǒng)。第四章工藝計(jì)算物量衡算4.1.1氯化部分由年產(chǎn)量可知每小時(shí)產(chǎn)品產(chǎn)量：7000^8000二h每一次循環(huán)反應(yīng)的產(chǎn)品產(chǎn)量：X18二每釜，每釜反應(yīng)時(shí)間18小時(shí)每釜每小時(shí)生成：18二h甲苯的消耗量：92S二氯氣的消耗量：71S二由公式V=—可得甲苯體積為：PV=X—3七甲苯二L反應(yīng)后體積增加10%可得反應(yīng)后體積：X（1+）=m3（液體體積）材質(zhì)：外層為碳鋼材料，內(nèi)襯搪瓷。數(shù)量：由于反應(yīng)物中有氣體，則需適當(dāng)加大氣體體積，故選擇4個(gè)5—3的反應(yīng)釜。攪拌選型：錨式攪拌器（材質(zhì)：搪瓷）

由條件公式：H/D=①v=②H=1D③4已知反應(yīng)釜體積為5游代入②得D=將D=代入①的H=4又可知H=1D=1X=44H〃=H-H'==取釜體圓柱體作為計(jì)算基準(zhǔn)，則圓柱體高h(yuǎn)=則圓柱體表面積：V=心二XX=m2取兩個(gè)極限計(jì)算查表得：傳熱系數(shù)在150?300kcal/(.°C)之間,取兩個(gè)極限計(jì)算1H一D4V二D3反應(yīng)放熱：Q=X33X106=228XlO’Kcal/h二萬(wàn)大卡/h則由公式Q=KSAtnS=QKAt「22800“.S=J,。5=30.4m2S-22800Smin-300X5"2則可看出兩個(gè)極限所散熱需要的面積都在表面積的范圍之內(nèi)，則可以用夾套換熱。堿洗部分堿洗槽體積：10《18X=m3材質(zhì)：外層選碳鋼材料，內(nèi)層襯塑料數(shù)量：2個(gè)堿洗槽（5m3）攪拌選型：錨式攪拌器（材質(zhì)；搪瓷）氯化氫吸收部分一般生產(chǎn)情況下的計(jì)算（在氯化氫吸收的過(guò)程中采用低真空吸收，一般真空度為，）a.氯化釜每小時(shí)產(chǎn)生的氯化氫氣體量：W=*=h（忽略了二氯甲苯所生成的氯化氫）設(shè)氯化氫的吸收率為100%，合格鹽酸的濃度為30%。則每小時(shí)合成鹽酸：=h每小時(shí)加水量：降膜吸收塔在它的工作條件下，能力為?管日。取管日。則所需降膜塔列管數(shù)：X24/1=24根。查資料可知本次吸收選擇GX型列管式石墨降膜吸收（塔）器該吸收器吸收效率高，吸收強(qiáng)度高（一般可達(dá)?單管日，產(chǎn)品酸濃度高，出30%X=35%XxnX=查表得：選用GX-10型列管式石墨降膜吸收器生產(chǎn)能力為25噸/日（35%狀1）a、填料塔塔徑填料塔：T=50°CP=降膜塔吸收70%Hcl填料塔吸收30%Hcl氯化氫氣體中氯化氫含量70%，惰性氣體30%。氯化氫質(zhì)量流量：h惰性氣體質(zhì)量流量；h進(jìn)填料塔的氣體流量：X+=h吸收劑用量：h進(jìn)填料塔氣體摩爾質(zhì)量：XX1000/二h氯化氫X1000/29二h空氣M=(X+X29)/(+)=molPv二PM/RT=X(X)=m3氣體進(jìn)填料塔時(shí)的濃度最大，此處所需塔徑也最大。P二m3VPL=1040kg/m3(塔釜液相平均比重)W=h(氣體進(jìn)料處氣體流量)VW=h(氣體進(jìn)料處液體流量)Lwl(pv/pl)Wv=填料塔內(nèi)填料為25X25X的陶瓷拉西環(huán)以亂堆方式充填①=450七二中=1000/1040二查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖得：中①中p『gPL二Uf=(XX1040/450/)=s今取空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的U=X=sVs=Wv/pv=X1000/=251m3/hD=(4V/nU)=(4X251/3600)==262mmS在4個(gè)氯化釜同時(shí)開(kāi)的情況下a、氯化釜每小時(shí)產(chǎn)生的氯化氫氣體量：W=XX4/(18X)T/h二h設(shè)氯化氫的吸收率為100%，合格鹽酸的濃度為30%。則每小時(shí)合成鹽酸：/二h每小時(shí)加水量：二h降膜吸收塔在它的工作條件下，能力為?管日。取管日。則所需降膜塔列管數(shù)：X24/1=39根。b、填料塔塔徑填料塔：T=50°CP=降膜塔吸收70%Hcl填料塔吸收30%Hcl氯化氫氣體中氯化氫含量70%，惰性氣體30%。氯化氫質(zhì)量流量：T/h惰性氣體質(zhì)量流量；T/h進(jìn)填料塔的氣體流量：X+=t/h吸收劑用量：t/h進(jìn)填料塔氣體摩爾量：XX1000/二h氯化氫X1000/29二h空氣M=(X+X29)/(+)=molPv=PM/RT二X二m3氣體進(jìn)填料塔時(shí)的濃度最大，此處所需塔徑也最大。Pjm3pj1040kg/m3Wv=hWL=hwl(pv/pL)wv=填料塔內(nèi)填料為25*25*的陶瓷拉西環(huán)以亂堆方式充填①=450七二中=1000/1040二查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖得：々①中p/gp：U={(XX1040)/(450XXX)}=sF今取空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的U二X二sVS=WV/PV=X1000/二hD=(4V/nU)={(4X)/(XX3600)}==279mmS取整D=300mm2、填料塔填料高度的計(jì)算(參考化工原理)在氯化氫的吸收過(guò)程中，填料塔的作用是吸收氯化氫，所用的吸收劑為水。溫度為50°C，壓力真空度為，吸收后的溶液濃度比較低，因此吸收過(guò)程的氣液相平衡關(guān)系符合亨利定律。表1在50C鹽酸水溶液的氯化氫蒸汽壓為數(shù)據(jù)如下(查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè))鹽酸的含量(m%)246810氯化氫的蒸汽壓(mmHg)亨利定律表示式為：P*=ExP*為溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓，E表示亨利系數(shù)x溶質(zhì)在液相中的摩爾分率若溶質(zhì)在液相和氣相中的濃度分別用摩爾分率表示，則亨利定律可表示式為y=mXxm為相平衡常數(shù)y,x分別為氣相和液相中溶質(zhì)的摩爾分率用Y,X分別表示氣相和液相中溶質(zhì)的摩爾比X=液相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)/液相中溶劑的摩爾數(shù)=x/(1-x)Y=氣相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)/氣相中惰性組分摩爾數(shù)=y/(1-y)由于溶液的濃度比較低，則有Y=mX根據(jù)表1的數(shù)據(jù)分別計(jì)算不同壓力下的X,Y,見(jiàn)表2表2P,mmHgxXY將表2中數(shù)據(jù)標(biāo)繪成圖，得平衡曲線(xiàn)，過(guò)原點(diǎn)作曲線(xiàn)的切線(xiàn)，切線(xiàn)的斜率為m=Y/X=在填料塔中氣相與液相呈逆向運(yùn)行，總傳質(zhì)單元數(shù)為NOGNOG=ln[(1-mV/L)X(Y-mX)/(Y-mX)+mV/L]/(1-mV/L)1222Y1,Y2分別表示氣相進(jìn)、出口溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)，％表示液相進(jìn)口溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。V表示氣相的流量，L表示液相的流量。設(shè)在填料塔中氯化氫的吸收率為95%。Y1=[(X)/]/([(X)/]+29}=Y2=[(XX)/]/([(XX)/]+29}=X=02V=+=hL=*1000/29=hm=代入上式得NOG=,取整為3,填料的等板高度約為，因此填料高度為H=3X=綜合以上計(jì)算降膜塔和填料塔選為：降膜塔G55—T400F=10m2石墨填料高度①300X1800搪瓷設(shè)備選型一覽表名稱(chēng)規(guī)格材質(zhì)臺(tái)數(shù)氯化釜5m3搪瓷4堿洗槽5m3錨式攪拌外碳鋼內(nèi)塑料2降膜吸收塔G55—T400F=10m2石墨1填料塔①300X1800搪瓷1第五章三廢產(chǎn)生及處理情況廢水裝置廢水的來(lái)源，主要是堿洗過(guò)程中堿殘液的排放。廢氣反應(yīng)部分的廢氣主要來(lái)自氯化釜，因?yàn)槁然瘯r(shí)溫度較高，這部分廢氣含量較大。環(huán)境保護(hù)（1）運(yùn)用最新科研成果，采用先進(jìn)工藝路線(xiàn)，改革對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重污染的原料路線(xiàn)和生產(chǎn)方法。（2）改革設(shè)備，改進(jìn)操作。（3）采用閉環(huán)工藝路線(xiàn)。即原料進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)后只在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)，出系統(tǒng)的只有產(chǎn)品，而大多數(shù)夾雜有原料和中間產(chǎn)物的物料，只在閉路循環(huán)，不出系統(tǒng)。這樣，既減少了污染物的排放，又降低了原料的消耗。（4）減少系統(tǒng)泄漏。跑、冒、滴、漏往往是造成工廠污染環(huán)境的主要原因。從整個(gè)工藝過(guò)程來(lái)說(shuō)，除非系統(tǒng)少排或不排三廢外，提高設(shè)備、管道的嚴(yán)密性，減少系統(tǒng)物料的泄漏，也是十分重要的。為此，無(wú)論是管道或設(shè)備，從設(shè)計(jì)制造、材料選擇，到操作使用、安裝檢修，以及生產(chǎn)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，都必須重視和杜絕跑、冒、滴、漏。（5）搞好綜合利用和三廢治理工作附錄㈠填料塔型號(hào)：1、適用于帶腐蝕性介質(zhì)的輸送過(guò)程的截流，根據(jù)不同的材質(zhì)溫度-14°C-100°C。2、全部零件采用RPP注塑件組裝成型，耐腐蝕性能優(yōu)良。3、密封圈采用F4。耐腐蝕性能優(yōu)異，延長(zhǎng)使用壽命。轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、使用方便。4、整體式球閥泄漏點(diǎn)少，強(qiáng)度高，聯(lián)接式球閥裝拆方便。規(guī)格dd1LAHDD1b◎nDN2018±20120±907010575131442523±25145±110851158516144