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中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)绪论一氯甲烷简介及性质氯甲烷(methylchloride,chloromethane,CH3Cl),又名甲基氯,属有机卤化物。由于其本身为气体,且无色易液化,所以通常使用加压的方式使其液化并储存在钢瓶中。一氯甲烷难容于水,但易溶于氯仿、乙醚、乙醇、丙酮。并无腐蚀性[1]。在高温(400℃以上)和强光的条件下可以与水反应生成甲醇和盐酸。其易燃烧、易爆炸,属于有毒物质,不仅对人体有害,也会对水体和大气造成污染(毒物危害指数43)。一氯甲烷的物化性质\t"/item/%E6%B0%AF%E7%94%B2%E7%83%B7/_blank"闪点:-46°C沸点:-23.7°C熔点:-97.7°C分子量:50.49密度:0.92g/cm³无色易液化,并带有弱的醚味稳定性:一氯甲烷在常温常下较为稳定,但不可与强氧化剂,镁,钾,钠及其合金一起放置毒性:一氯甲烷属于有毒物质,不仅对人体有害,也会对水体和大气造成污染溶解性:一氯甲烷难容于水,但易溶于氯仿、乙醚、乙醇、丙酮图1-1一氯甲烷的物化性质一氯甲烷的生产方法与用途一氯甲烷的生产原料及生产方法(1)敌百虫副产品回收法据文献记载,生产农药敌百虫时会副产一氯甲烷。生产敌百虫的尾气经过冷冻脱水处理,再经过浓硫酸干燥的,固碱中和法除去浓硫酸,然后经过压缩,冷凝液化得产品一氯甲烷[2]。反应式:CCl3CHO+PCl3+3CH3OH→(CH3O)2POCHOHCCl3+CH3Cl+2HCl(2)甲烷氯化法在高温条件下使甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢气体,再将生成气体同入水中以吸收生成的氯化氢。同时,由于反应不完全,会有甲烷残留,因此还要将除去氯化氢的气体压缩、冷凝,从而得到一氯甲烷[3]。反应式:CH4+Cl2→CH3Cl+HCl(3)甲醇氢氯化法使一定比例的氯化氢与甲醇在反应器中反应,以氯化锌为催化剂,这会生成粗一氯甲烷产品,因此还需要经过干燥、压缩、冷凝变为液体一氯甲烷[4]。反应式:HCl+CH3OH→CH3Cl+H2O一氯甲烷的用途一氯甲烷的用途十分广泛,不论是在工业、农业,还是在医药业,都能见到一氯甲烷的影子。由于有机硅工业的不断发展,世界上越来越多的一氯甲烷都被投入有机硅工业。同时,一氯甲烷也大量被用来合成四甲基铅——汽油中的一种抗爆炸化合物,但出于环保等方面的考虑,四甲基铅也在渐渐被无铅的抗爆炸化合物所取代,因此一氯甲烷在这方面的消耗也在逐年降低[5]。一氯甲烷的发展甲烷氯化物的工业化由赫希斯特公司在1923年首先完成。当时采用了甲烷热氯化的方式来生产甲烷氯化物[6]。紧随其后的是美国和日本,分别在1940年和1945年完成了甲烷生产甲烷氯化物的工业化进程。此后,出于经济方面的考虑,美国开始逐渐使用甲醇来制备甲烷氯化物,而放弃了甲烷[7]。甲醇氢氯化法制备甲烷氯化物首先由日本德山公司在1978年开发并使用,之后世界上也多用甲醇氢氯化法来生产甲烷氯化物[8]。如今一氯甲烷也大量被用来合成四甲基铅——汽油中的一种抗爆炸化合物,但出于环保等方面的考虑,四甲基铅也在渐渐被无铅的抗爆炸化合物所取代,因此一氯甲烷在这方面的消耗也在逐年降低。但由于有机硅工业的不断发展,世界上越来越多的一氯甲烷都被投入有机硅工业并且无论是在像中国这样的发展中国家,还是在像美国这样的发达国家,有机硅市场都有着稳定的增长率,所以在未来一段时间内一氯甲烷的需求必将不断增长[9]。设计原则严格遵循现行消防、安全、卫生、劳动保护等有关规定、规范,保障生产安全顺利进行和操作人员的安全。产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准。注重环境保护,设计中选用清洁生产工艺,在生产过程中减少“三废”排放,同时采用行之有效的“三废”治理措施,严格执行“三废”治理、“三同时”的方针。设计范围本次设计包括一氯甲烷的制备工艺,制备过程中主要设备的选型,生产安全,废料排放,厂址的选择以及布局。产品质量标准本项目产品方案以国家的行业政策和发展规划为依据进行确定,并充分考虑国内国际的市场前景和容量。本项目产品方案为生产高纯度一氯甲烷,其质量标准执行GB/T26608—2011国家标准,具体质量指标见表1-1。表1-1一氯甲烷国家质量标准GB/T26608—2011原料甲醇质量标准本次设计中原料甲醇的指标执行GB/T38—2011国家标准,具体指标见表1-2。表1-2甲醇国家质量标准GB/T38—2011

工艺路线综述一氯甲烷生产工艺流程气-液相非催化法气-液相非催化法由甲醇和氯化氢在120℃、0.2MPa的条件下在盐酸中进行反应生成氯甲烷。因为单程反应不完全,所以反应物料需经分离后循环使用。反应过程中会生成多种共沸物,需经汽提、蒸馏、吸收过程加以处理。由于没有催化剂的存在,反应速度较慢,需要比较大的反应空间。此方法的优点是工艺流程短、一氯甲烷选择性高,缺点则是对反应设备要求较高[10]。气-液相催化法气-液相催化法由甲醇及过量的氯化氢在140~180℃,0.~0.6MPa的条件下,在质量分数为75%~80%的ZnCl2水溶液中反应生成一氯甲烷。为提高生产能力,通常采用多个反应釜进行反应。此方法的优点是工艺流程简单,反应温和,操作稳定并且在工业上已经得到了广泛应用。缺点则是单机能力低下,反应对生产设备会产生严重腐蚀,生产装置占地面积较大,并且为回收未反应的氯化氢和甲醇,需要额外的设备[11]。气-固相催化法气-固相催化法由气态甲醇与稍过量的氯化氢在固定床中进行反应,反应温度250~350℃,反应压力0.1~0.2MPa,以γ-Al2O3为催化剂。反应生成的气相混合物经水洗、碱洗,再经浓硫酸干燥、压缩、冷却就可得到一氯甲烷成品。此方法优点是甲醇转化率高于98%,一氯甲烷选择性高于99%并且反应对设备的腐蚀较低。缺点则是催化剂必须取代或再生,副产品DME较前两种方法较高,并且反应必须在高于反应物料露点的温度下进行反应[12]。工艺流程简介一氯甲烷的制备工艺(1)敌百虫副产回收法据文献记载,生产农药敌百虫时会副产一氯甲烷。生产敌百虫的尾气经过冷冻脱水处理,再经过浓硫酸干燥的,固碱中和法除去浓硫酸,然后经过压缩,冷凝液化得产品一氯甲烷[13]。图2-1为其工艺流程简图。图2-1敌百虫副回收法生产一氯甲烷工艺流程(2)甲烷氯化法在高温条件下使甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢气体,再将生成气体同入水中以吸收生成的氯化氢。同时,由于反应不完全,会有甲烷残留,因此还要将除去氯化氢的气体压缩、冷凝,从而得到一氯甲烷[14]。图2-2为其工艺流程简图。图2-2甲烷氯化法生产一氯甲烷工艺流程(3)甲醇氢氯化法使一定比例的氯化氢与甲醇在反应器中反应,以氯化锌为催化剂,这会生成粗一氯甲烷产品,因此还需要经过干燥、压缩、冷凝变为液体一氯甲烷[15]。图2-3为其工艺流程简图。图2-3甲醇氢氧化法生产一氯甲烷工艺流程一氯甲烷生产方案的确立通过检索分析一氯甲烷生产的3种方法,可以知道对于没有敌百虫副产一氯甲烷工艺的某些企业来讲,甲醇氢氯化法是最好的选择,因为它比传统的甲烷氯化法在技术的先进性、经济性、适用性等方面具有较大的优势,所以本案例选择甲醇氢氯化法来生产一氯甲烷。而在一氯甲烷生产工艺流程的选择上。无论是气-液相非催化法,气-液相催化法还是气-固相催化法,这三条技术路线在世界上都还有在使用。而在国内,虽然因为在生产一氯甲烷技术上与国外的一些差距,而导致开始使用气-液相催化法较晚,但国内一氯甲烷的生产工艺一直在不断的进步和完善,生产技术上与国外的差距也在不断缩小[16]。所以从实际生产的角度来看,气-液相催化法是可以使用的,而且制备干氯化氢存在着生产成本过高的问题,因此选用气-液相催化法生产一氯甲烷是最经济的,同时也是最可行的[17]。综上所述,本次设计以甲醇氢氯化法,气-液相催化法生产一氯甲烷。主反应:HCl+CH3OH→CH3Cl+H2O副反应:2CH3OH→CH3OCH3+H2O在140℃~180℃,反应压力0.1~0.6MPa的条件下,将氯化氢气体与甲醇气体混合通入反应釜中进行反应,催化剂是质量分数为75%~80%的ZnCl2水溶液。反应产生的气体从反应釜出来后通过回流冷凝器,以液相回到反应釜内。生成气体经回流冷凝后通过冷却器冷却,进入氯化氢吸收器[18]。气体在氯化氢吸收器中吸收未被冷凝的氯化氢后依次进入水洗塔、碱洗塔以除去残留的氯化氢。气体从碱洗塔出来后进入三级硫酸干燥系统,以除去残留的水分、甲醇以及二甲醚[19]。气体经干燥后为除去夹带的雾沫需先进入压缩机前缓冲罐,之后进入一氯甲烷压缩机压缩至0.7MPa,再通过冷凝器进行冷凝,得到成品一氯甲烷。最后储藏在一氯甲烷的贮槽当中[20]。图2-4为工艺流程草图。图2-4生产工艺流程草图产品的计量、包装以及后处理工艺一氯甲烷制成后部分可能是直接销售的商品,部分可能是下一个工序的原料,有些产物还要进行后续处理,比如筛选、混合、静置、拉伸、热处理、加压罐装等。有些即使不需进行后处理,也要有计量、储存、运输、包装等若干过程,这些过程有的需要一定的工艺操作和设备设施,有的则需要合理的化工单元操作安排。生产的一氯甲烷需要用压缩机加压冷却液化罐装到钢瓶中[21]。

工艺计算物料衡算(1)计算基准及条件①除开、停车外,连续、稳定生产一氯甲烷,系统无物质损耗,各设备无损耗;②气-液相催化法产物中二甲醚的含量一般小于1%,计算中不考虑二甲醚的存在;③一氯甲烷在水中的溶解度很低,冷凝器中冷凝液按不含一氯甲烷计算;④反应中生成的水全部从含醇稀酸中排出。产量:年产一万吨一氯甲烷(含量99.5%)年操作时数:8000h原料:①工业甲醇(99%),其他以水计;②盐酸(30%),其他以水计。在一氯甲烷气-液相催化法生产工艺中,甲醇转化率为90%,HCl气体转化率为82%。(2)计算原料进料量每小时一氯甲烷产量为:10000×1000/8000=1250.0kg/h在包装、干燥、碱洗、水洗工序中一氯甲烷总收率为:99.9%×99.9%×99.8%×99.7%=99.3%,因此反应工序中生成的一氯甲烷量为:1250/99.3%=1258.8kg/h甲醇转化率90%,HCl气体转化率82%。反应工序需要的甲醇量为:1258.8×32/50.5/90%=886.3kg/h甲醇原料中甲醇含量以99%计,甲醇原料量为:886.3/99%=895.25kg/h反应工序需要HCl量为:1258.8×36.5/50.5/82%=1109.5kg/h物料平衡方程为:HCl平衡:F1×30%=1109.5+F2×21%H2O平衡:F1×70%=5.6+F2×79%解得F1=9726.3kg/h;F2=8611.2kg/h。需要盐酸(30%)原料量10509.8kg/h(3)精馏工序物料衡量①进料浓盐酸精馏系统中进料只有浓盐酸(30%),其量为10509.8kg/h,具体组成及其流量见表3-1。②出料HCl平衡:2917.9=F3×99.5%+F2×21%H2O平衡:6808.4=F3×0.5%+F2×79%解得F3=1115.2kg/h;F2=8611.2kg/h具体出料量及组成见表3-2。表3-1进料盐酸及其组成

表3-2盐酸精馏工序出料量及组成(4)反应工序物料衡算甲醇汽化为密闭连续汽化,没有废液、废气排放,因此甲醇汽化工序按甲醇100%收率进行计算,即甲醇汽化后100%进入反应工序;该工序中氯化锌催化剂按出料中含量为零计算。①进料具体进料量及组成见表3-3。②出料一氯甲烷生成量:27.7×90%×50.5=1259.0kg/h水生产量:27.7×90%×18=448.8kg/h反应物中总水量:448.8+9.0+5.6=463.4kg/h反应掉的甲醇量:27.7×90%×32=797.8kg/h未反应的甲醇量:886.3-797.8=88.5kg/h氯化氢的反应量:27.2×90%×36.5=910.0kg/h氯化氢的未反应量:1109.6-910.0=199.6kg/h具体出料量及组成见表3-4。

表3-3甲醇及氯化氢原料进料量及组成表3-4反应工序出料量及组成

非工艺部分安全环保技术安全问题(1)一氯甲烷的特性较容易引起生产体系安全问题一氯甲烷属于有毒气体。少量吸入会有头疼、头晕、反胃、呕吐、视力下降、步伐不稳、精神错乱等症状;大量吸入时可出现躁动、抽搐、震颤、失明等症状。会刺激和麻醉中枢神经,肝和肾也会遭受损伤。即便是低浓度的一氯甲烷也不可长期接触,否则也会导致上述情况的发生。此外,由于一氯甲烷与空气混合后形成的混合气体遇明火、高热都会发生爆炸,因此需要严密保存在容器内,同时要严格注意温度与容器内压力,以免造成一氯甲烷的泄露。(2)原料甲醇易产生的安全问题与一氯甲烷相比,甲醇毒性更甚,无论是直接接触甲醇还是接触其挥发物都会对人体粘膜造成刺激,可能导致头痛、失眠、反胃、意识模糊、失去知觉、视力受损等一些列不良反应,严重者可能死亡。因此工作人员必须熟悉防毒面具(过滤罐、空气呼吸器)的使用方法,并定期检查防毒面具、甲醇报警仪是否完好。当有甲醇蒸汽泄露或者工作中需要接触甲醇蒸汽时,需要佩戴好防毒面具。安全消防规范(1)针对火灾的防范措施主要有:生产区内禁止吸烟,禁止携带火种等;高温区禁止接触可燃物料;可燃物料的排放要有相应措施;停车检修时应分析可燃物浓度;采用放空口、阻火器、水封、防爆系统、安全电压、防爆电器、可燃气体检测报警等安全设施。(2)针对爆炸的防范措施主要有:将物料配比控制在爆炸极限以外,认真控制氧含量;采用压力报警和安全阀;氨化反应器上装防爆膜;甲醇的储存不能混入杂质,必须远离火源,避免阳光直射,采用防爆型照明以及通风设施。(3)针对中毒的防范措施主要有:不采用具有毒性的原材料;配备相应的应急预案和装备;工作中严格执行安全守则;环境监测。(4)根据实际的工艺流程、人员操作、维修、安全等因素对车间进行合理布置,生产车间采用敞开式、露天布置。厂中设置消防站,位于厂区主干道旁,消防车可迅速到达事故点。(5)同时,强化消防安全责任体系,强化各级监管责任,对于发生的事故问责到个人并准时、及时向消防部门通报厂内情况,做到第一时间救援。生产过程的“三废”处理(1)废气处理与排放本次设计中生产过程中的废气主要有:①甲醇贮槽的甲醇残留;②生产过程中产生的甲醇、氯化氢、氯甲烷、二甲醚等;③一氯甲烷贮槽的一氯甲烷残留。上述废气经过冷凝处理后排放,含氯化氢的尾气排入吸收塔吸收处理。(2)废水及废液处理与排放项目生产过程中反应产生的水用于吸收过量氯化氢制成31%的盐酸作为副产品。因此废水主要是设备清洗过程中产生的废水,建议排入厂区污水处理系统。此外,工厂内也会产生生活污水,生活污水排入全厂生活污水干管,最终进入园区生活排水管网。水洗塔也会产生含有微量HCl和极微量CH3OH的废水,稀释后进行排放。工艺装置区和罐区围堰内的地面冲洗水和下雨时的初期雨水,经排水地沟收集,然后经全厂地下排水管网送至园区污水处理站。(3)废渣处理与排放装置的废渣主要是氯氢化反应器产生的废催化剂,产量为300吨/年,由催化剂生产厂家回收处理;生活垃圾属于一般废物,由环卫部门统一收集处理;生产包装物委托有资质的部门处理。污染排放标准项目废气污染物氯化氢、甲醇气、一氯甲烷、二氯乙烷等排放标准执行《石油化学工业污染物排放标准》。表4-1为大气污染物排放限值,表4-2为有机特征污染物以及排放限值。表4-1大气污染物排放限值表4-2石油化学工业污染物排放标准废气中有机特征物及排放值主要设备的说明及选择反应器在本次设计中,由于在反应中使用了质量分数75%~80%ZnCl2水溶液作为催化剂,且反应温度很高,所以其具有一定的腐蚀性。并且回流冷凝的液体是含有着甲醇、氯化氢的酸液,因此也具有极强的腐蚀性。所以在选择反应器时一定要选择耐腐蚀的材料,搪玻璃就是很好的选择。由于反应中有气泡生成,因此也不需要添加搅拌器。反应器体积根据一氯甲烷空时收率计算。假设空时收率为1500kg/(m3×h)液相体积:2500.0/150=16.67m3气含率假设为0.3反应器有效体积:13.89/0.7=23.8m3综上所述,在选择反应器时要选择材质为搪玻璃有效体积大于23.8m3的反应器精馏塔(1)选型筛板塔和填料塔都可用作盐酸精馏塔。筛板塔的结构简单且造价相对于填料塔较低,但其筛孔易堵塞,操作弹性小。填料塔不存在筛板塔的缺点,但造价要高于筛板塔。此次设计中选用填料塔作为精馏塔。(2)材料精馏塔的管路选用玻璃钢管路,贮槽使用玻璃钢贮槽。由于液体具有腐蚀性,考虑到耐腐蚀,在选择泵时选用耐腐蚀材料制得的泵。为满足传热要求,再沸器则选择石墨材料制成的。(3)进料30%浓盐酸,温度81.0℃,压力0.16Mpa,流量10509.8kg/h(4)出料塔顶蒸气,温度91.8℃,压力0.16Mpa,流量1115.2kg/h塔底液体,温度108.3℃,压力0.16Mpa,流量8611.2kg/h(5)理论板数相平衡方程:y=泡点进料:q=1精馏段方程:y=提馏段方程:y=体系回流比:R=2.9相对挥发度:α=3进料组成xF=0.3塔顶气体xD=0.99塔底液体xW=0.21精馏段:xD=y1=0.99x1=0.97y2=0.975x2=0.928y3=0.943x3=0.848y4=0.884x4=0.716y5=0.785x5=0.550y6=0.660x6=0.393y7=0.542x7=0.282因为0.282小于0.3,所以精馏段塔板数有7块提馏段:x1=0.282y2=0.473x2=0.230y3=0.310x3=0.13因为0.13小于0.21,所以提馏段塔板数有3块理论塔板数=提馏段塔板数+精馏段塔板数-1=3+7-1=9块(6)塔径确定计算公式:d=V为精馏塔最大气体体积流量处的气体质量流量为1115.2kg/h为气体密度:1.083kg/m³代入得塔径d=0.78m塔径圆整后取0.8m(9)塔高确定首先在本次设计中,精馏物系含水量较高,因此它与填料之间的湿润性较差,导致组分的分离效率较低,因此需要一定高度的填料层来使其分离。其次,精馏塔塔顶浓酸的进料温度低于泡点温度,因此需要预留一定高度的填料层来给浓酸加热使其能够达到泡点温度。最后,精馏塔进液,进气结构对流体分布性能的限制,也需要一定高度的填料层作为初始分布段。综上所述,设精馏塔填料层高度为5m。而对于精馏塔塔顶高度来说,因为要尽力降低塔顶出口气体中携带的液体量以提高氯化氢气体纯度,此空间的高度不宜太低,一般取1.3m左右。但在本次设计中塔顶出口气体还需要经过二级冷凝,所以,最初出口气体的纯度并不是十分重要,并且考虑到需要尽力节约资金,设塔顶高度H=1m。另一方面,也要考虑精馏塔的底部高度。因为在塔底需要储存液体,因此底部高度绝大程度上由塔底储存液体高度所决定。塔底储存液体的高度又由塔底液体的停留时间所确定。因此,知道了塔底液体的停留时间就能计算出塔的底部高度。对于精馏塔来说,塔底液体的的停留时间一般在4min左右。本次设计中取塔底液体的停留时间t=3min,即180s。塔底液体的流量由塔底恒沸酸的产量计算得出。塔底液体高度:H1=为了保证浮头式换热汽化器的稳定操作,底部空间不应该取得太小,圆整高度为2m。由上述两项高度加上填料层高度即得到精馏塔主体高度:HZ=5+2+1=8m换热器(1)工艺任务用水蒸气将液态甲醇汽化为甲醇气体并与氯化氢气体反应。(2)进料情况甲醇液体,流量895.25kg/h,温度50℃,压力0.16Mpa;水蒸气,流量3600kg/h,温度130℃,压力0.16Mpa(3)热负荷甲醇沸点为84℃,甲醇的气化潜热为1109kj/kg,甲醇液体的比热为1.22kJ/kg·KQ1=105911J/s由于计算误差以及实际操作时的热损失的存在,假设实际热负荷为计算得到的热负荷的1.1倍,则实际热负荷为:Q2=1.1×105911=116502J/s(4)传热面积水蒸气传热系数为2550W/m2·K,粘度为1.98×10-5mpa·s,密度为0.6kg/m3Pr为1.09,导热系数为2.6W/m·KRe==α1=0.023250.8W/m2·K传热系数K=119.5W/m2·K传热面积计算公式:52.6℃12.7℃计算得A1=16.4㎡;A2=1.8㎡换热器总面积为18.2㎡由于计算误差以及实际操作时的热损失的存在,设实际传热面积为计算得到的换热面积的1.2倍,汽化器的设计传热面积为:A=22㎡综上,本换热工序采用浮头式换热器JB/T4714-92,有效管长为4.5m,排管数25,换热面积26.2㎡。泵(1)类型选择由于甲醇沸点低,易挥发,甲醇蒸汽易燃易爆,危险性也较大,所以首选无泄露的泵是比较好的选择,如屏蔽泵,磁力泵等(2)材质选择虽然甲醇对大部分金属或者非金属都没有腐蚀性,但从安全方面考虑选择金属泵安全性更高,并且甲醇对长时间运行的普通碳钢泵由锈蚀作用,为保证产物的质量,本次设计选择用不锈钢泵输送甲醇。(3)流量计算年产一万吨一氯甲烷的生产装置中,甲醇进汽化器为连续进入,根据物料衡算甲醇(99%)进料量为0.9t/h,按富余量20%计算,泵的流量在1.1t/h,约1.4m3/h。(4)扬程计算由汽化器出来的甲醇汽直接进入反应器参加反应,反应器的反应压力约为0.1Mpa。泵的扬程由以下公式计算:扬程计算得出为13m

车间布置要求车间设备布置塔生产一氯甲烷的硫酸精馏工序,主要设备为盐酸精馏塔。塔一般较为高大,也不用担心风吹日晒,并且甲醇与氯化氢的催化氯化过程反应会产生刺鼻的酸味(氯化氢易挥发)以及有毒的一氯甲烷气体,所以精馏塔应布置在室外。同时,塔顶应布置相应的冷凝器,但在实际生产过程中,由于工业化生产,生产规模很大,冷凝器的体积大,设备重,加上精馏塔较高,布置在塔顶有一定难度,因此可以将冷凝器布置在较低的平台之上。填料塔常在装料人孔的上空设吊车梁,供吊装填料。而对于水洗塔、碱洗塔、干燥塔则可以将几个塔的中心排成一条直线,通过适当调整安装高度和操作点(适当改变塔板距、内部管道布置及塔裙高度)就能将三个塔用一个平台连接在一起。联合平台由分别装在各塔塔身上的平台组成,以免拉坏平台,平台上都设有铰链,平台间也留有空隙。相邻的塔间的距离一般为塔径的3-4倍。容器装置内容器的容量不宜过大。从装置布置设计角度出发,中间储罐尽可能设在装置外作为中间储罐区,这样可以减小装置占地面积,对于安全生产和装置布置有利。大型容器和容器组应布置在专设的容器区内。流程中的盐酸罐与甲醇罐的位置不宜太远。一氯甲烷贮藏罐则放置在室内。泵小型车间生产用泵多数安装在抽吸设备附近,大中型车间用泵,数量较多,应该尽量集中布置。泵与泵的间距视泵的大小而定,一般不宜小于0.7m,应布置在高出地面150mm的基础上。四周要考虑排液沟及冲洗用的排水沟。不经常操作的泵可露天布置,但电动机要设防雨罩。换热器在布置换热器时要按照液体流向,尽可能缩短路径长度,根据主要设备的不同,换热器的位置也不同。以精馏塔来说,由于冷凝器和再沸器都和塔相连且距离较近,换热器应布置在塔的旁边。塔的回流冷凝器除要靠近塔外,还要靠近回流罐与回流泵。

结论通过对一氯甲烷制备方式和工艺路线的比较,本设计使用甲醇氢氯化法,气-液相催化的方式,采用工业甲醇(99%),盐酸(30%)作为原料,制备收率为99.3%的一氯甲烷。通过对精馏工序和反应工序进行的物料衡算,计算得制备过程需甲醇原料量895.3kg/h,盐酸原料量10509.8kg/h,每年运行8000h,才能使年产量达到一吨。由于原料甲醇与产品一氯甲烷不是有毒就是易燃易爆,所以生产中要加强消防安全方面的意识与教育,制备完备的防御制度并且配备相应设备,以尽可能避免事故的发生。对于生产中的“三废”问题,各项排放都要谨遵国家标准。对生产中的各主要设备进行的相应的计算,得知在主要设备的选择上,反应器总体积要大于23.8m3;选用主体高度8m、塔径0.78m、塔

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