当前位置:首页>> >>


年产500吨2,4-二甲酚车间工艺设计精馏塔的设计.rar

收藏

资源目录
    文档预览:
    编号:20181016170422283    类型:共享资源    大小:276.89KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
    尺寸:148x200像素    分辨率:72dpi   颜色:RGB    工具:   
    25
    金币
    关 键 词:
    年产 500 甲酚 车间 工艺 设计 精馏塔
    资源描述:
    宝鸡文理学院化学化工系毕业论文题目:年产 500 吨 2,4-二甲酚车间工艺设计精馏塔的设计学生姓名 胡小珍(200992074078) 专业名称 化学工程与工艺(1)班 系别名称 化学化工学院 指导教师 陈虎魁(教授) 2013 年 5 月 28 日目 录摘 要 ..............................................................1关键词 ..............................................................1Abstract............................................................1Keywords............................................................11.概述 ..............................................................21.1 2,4-二甲酚的性状和用途 ........................................21.2 2,4-二甲酚的生产储运和安全信息 ................................21.3 2,4-二甲酚的市场前景及发展趋势 ................................22. 2,4-二甲酚合成方法 ...............................................32.1 合成路线总述 ..................................................32.1.1 管道化工艺合成 2,4-二甲酚 ................................32.1.2 新重氮盐水解法制备 2,4-二甲酚 ............................32.1.3 间二甲苯法制取 2,4-二甲酚 ................................32.2 原料、辅助原料、产品的主要技术规格 ............................33. 2,4-二甲酚的生产工艺 .............................................43.1 生产工艺过程 ..................................................43.2 生产工艺流程框图 ..............................................54. 精馏概述和填料概述 ...............................................54.1 填料精馏塔设计的依据及其发展状况 ..............................54.2 塔填料的类型、材质及选择 ......................................64.2.1 填料的类型 ................................................64.2.2 填料材质的类型 ............................................64.2.3 填料塔的选择 ..............................................75. 填料精馏塔的设计 ................................................75.1 设计任务的确定 ................................................75.2 设计方案的确定 ................................................75.3 设计任务 .....................................................86. 填料精馏塔的计算 ................................................86.1 精馏塔的物料衡算 ..............................................86.2 精馏塔的模拟计算 ..............................................96.2.1 最小回流比的计算 ..........................................96.2.2 精馏塔理论板层数的计算 ...................................106.2.3 塔顶第一块板有关数据 .....................................106.2.4 进料板有关数据 ...........................................116.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 .....................................116.3.1 精馏塔塔径计算 ...........................................126.3.1.1 精馏塔精馏段塔径计算 .................................126.3.1.2 精馏塔提馏段塔径计算 ................................126.4 精馏塔喷淋密度及空塔气速的计算 ...............................136.4.1 液体喷淋密度 .............................................136.4.2 气体空塔气速 .............................................146.5 填料层高度计算 ...............................................146.6 填料层压降计算 ...............................................147. 填料精馏塔的内件类型 ............................................157.1 填料支撑装置 .................................................157.2 填料压紧装置 .................................................157.3 液体分布装置 .................................................158. 填料精馏塔设计计算结果 ..........................................16结束语 .............................................................17参考文献 ...........................................................18谢 辞 ..............................................................19- 1 -500 吨/年 2,4-二甲酚车间工艺设计---精馏塔的设计胡小珍 (宝鸡文理学院 化学化工学院,陕西 宝鸡 721007)摘 要:2,4-二甲酚是重要的有机合成中间体,可用于酚醛树脂、增塑剂、医药、消毒剂、杀虫剂、染料和润滑油等。本文介绍了 2,4-二甲酚的性质及用途、主要生产方法、市场前景及发展趋势, 确定了年产 500 吨 2,4-二甲酚的车间工艺。主要是以 2,4-二甲基苯胺为原料,制成重氮盐,再将重氮盐进行水解。在工艺设计中,我主要负责 2,4-二甲酚精馏塔的具体设计,根 据 物 料 衡 算 的 结 果 , 确 定 了 2,4-二甲酚精馏塔的工 艺 参 数 和 塔 体 类型 及 特 征 尺 寸 等 , 经最终核算所设计的的精馏塔符合工艺要求。关键词:2,4-二甲酚;填料型精馏塔;相对挥发度。Process design of 2,4–xylenol workshop with annual output of 500 tons---- The design of rectifying towerHu Xiaozhen(Department of Chemistry and Chemical Engineering, Baoji University of Arts and Sciences, Baoji, Shaanxi, 721007)Abstract: 2,4-xylenol is an important organic synthetic intermediates. It can be used in the phenolic resin, plasticizer, pharmaceuticals, disinfectants, pesticides, dyes, lubricants, etc. This paper mainly introduces the properties and usage, main production methods, market prospect and development trend of 2,4–xylenol, and designs the production process of 2,4-xylenol with annual output of 500 tons.2,4-dimethyl aniline as raw material, after diazotization, then hydrolysis. 2,4-xylenol was got. In process design, I mainly responsible for 2,4-xylenol rectification tower design. According to the result of material balance, the process parameters of 2,4-xylenol distillation and the tower body type and feature sizes were determined. Keywords: 2, 4-xylenol; Packing type rectifying column; The relative volatility.交稿日期:2013-05-28, 指导老师:陈虎魁作者简介:胡小珍(1990-),女,陕西省渭南人, 化学化工学院 2013 届毕业生- 2 -1. 概述1.1 2,4-二甲酚的性状及用途2,4-二甲酚,白色针状晶体,英文名称:2,4-xylenol,分子式: OHC108,分子量:122.16,密度:1.01(g/mL,25°C),熔点:22-23°C(lit.),沸点:211-212°C(lit.)。溶解性:能溶于氢氧化钠水溶液,能与乙醇、氯仿、乙醚、苯等相混溶,但却难溶于水。2,4-二甲酚主要用于防腐剂、溶剂以及杀菌剂,还可以用于有机合成,如合成抗氧剂(阻聚剂)TBX 等。1.2 2,4-二甲酚的生产储运和安全信息2,4-二甲酚运输前应先检查包装容器是否完整、密封,运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏,并且要严禁与酸类、氧化剂、食品及食品添加剂混运。2,4-二甲酚可燃,因此存放时要远离火种、热源,防止阳光直射,并置于阴凉、通风处。2,4-二甲酚属于中毒,本品的蒸气能刺激眼睛、皮肤和呼吸系统,误服或经皮肤吸收能导致头痛、眩晕、恶心、呕吐、腹痛、衰竭、昏迷等症状。中毒处理方法:(1)皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少 15 分钟,就医;(2)眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15 分钟,就医;(3)吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处;保持呼吸道通畅;如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸,就医;(4)食入:尽快彻底洗胃,给饮牛奶或蛋清,就医。1.3 2,4-二甲酚市场前景及发展趋势2,4-二甲酚是重要的有机合成中间体,可用于酚醛树脂,增塑剂,医药,消毒剂,杀虫剂,染料,润滑剂等。一般是煤焦油,工业二甲酚等有机物中分- 3 -离而得。随着石油化工酚的发展,有机合成产品的种类不断增多,市场对 2,4-二甲酚的需求也日益增大。2,4-二甲基苯酚的合成多以间二甲苯作为原料,经过磺化,盐析,碱熔,酸化等工序来制得。此法原料易得,但反应步骤多,操作繁琐,设备腐蚀严重,成本较高,且三废处理量大。目前主要通过重氮盐水解法合成,是先将 2,4-二甲基苯胺制成重氮盐,再将重氮盐进行水解。该反应条件温和工艺操作简便,具有较好的经济效益和工业化前景。2. 2,4-二甲基苯酚合成方法2.1 合成路线总述2,4-二甲酚的合成路线有多种,其中大多为实验室制备法,难以在工业生产中应用。相对而言,对硝基甲苯法和邻二甲苯消化发最适用于工业应用。现将其合成路线一一作以介绍。2.1.1 管道化工艺合成 2,4-二甲基苯酚法以 2,4-二甲基苯胺为原料,经重氮化及管道化水解得到 2,4-二甲酚。采用管道化水解替代了传统的釜式水解工艺,气沫流出时间缩短为 1h,显著提高生产效率,且副产物少,原料转化率高,粗品含量达 92.4%。2.1.2 新重氮盐水解法制备 2,4-二甲酚法以 2,4-二甲基苯胺为原料,经重氮化、水解及水汽蒸馏法合成 2,4-二甲酚。将生成的 2,4-二甲酚迅速萃取到混合溶剂中并利用水汽蒸馏法及时从反应体系中移出,有效抑制重氮盐水解的串联副反应,极大地提高了产品收率。同时溶剂与水解液回收套用,大大降低成本且降低废酸排放。在本工艺条件下,平均收率88.2%。2.1.3 间二甲苯法制取 2,4-二甲酚法2,4-二甲酚的合成多以间二甲苯作为原料,经过磺化,盐析,碱熔,酸化等工序来制得。此法原料易得,但反应步骤多,操作繁琐,设备腐蚀严重,成本较高,且三废处理量大。2.2 原料、辅助原料、产品的主要技术规格原料:2,4-二甲基苯胺(99%)工业品、亚硫酸钠(98%)工业品、硫酸(98%)工业品、氨基磺酸(99%)工业品、水等- 4 -表 1 产品质量指标指标名称 质量指标外观 针状结晶含量% 大于或等于 99熔点 26°C沸点 211°C3. 2,4-二甲基苯酚的生产工艺基于对 2,4-二甲酚合成路线的研究分析,比较各个生产方式的优缺点,并且综合考虑各自生产成本、反应条件和产品分离等因素,现选择新重氮盐水解法作为此次工艺设计(年产 500 吨 2,4-二甲酚的车间工艺设计)的合成工艺。其工艺过程如下:先在反应釜中用浓硫酸和水按比例配制混合酸(50%) ,并冷却,将 2,4-二甲基苯胺加入反应釜,再滴加亚硝酸钠进行重氮化反应,之后将重氮化产物在反应釜中进行水解反应,然后将水解产物分离,分离出水与产物,最后将产物送至精馏塔进行精制,塔底产品为副产物,塔顶产品为 2,4-二甲酚。水 2,4-二甲基苯胺浓硫酸3.1 生产工艺过程用 2,4-二甲基苯胺生产 2,4-二甲酚分四部进行,分别为:a.用硫酸(98%)和水配置混合酸(50%) ;b.将混合酸与 2,4-二甲基苯胺在反应釜中混合反应并滴加亚硝酸钠进行重氮化;精馏水解配酸2,4-二甲酚 重氮化亚硝酸钠分离水- 5 -c.将重氮化产物进行水解得 2,4-二甲酚;d.精馏分离出副产物与溶剂,即得产品 2,4-二甲酚。3.2 生产工艺流程框图水蒸气图 1 3,4-二甲基苯胺的生产工艺流程框图我在本设计中主要负责的是 2,4-二甲酚精馏塔的设计。4. 精馏概述和填料概述4.1 填料精馏塔设计的依据及其发展状况精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作,在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下,使气、液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。该过程是同时进行传热、传质的过程。精馏是多级分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程,因此可使混合液得到几乎完全的分离。精馏可视为有多次蒸馏变来得。不管用何种操作方式,混合液组分间挥发度差异是蒸馏分离的前提和依据。填料精馏塔为连续接触式的气液传质量设备。填料塔不仅结构简单,而且阻力小,便于用耐腐蚀材料制造。对于直径较小的塔,处理有腐蚀性的物料或要求压降较小的真空馏塔系统和容易产生泡沫的物料,填料塔都具有明显而独特的优越性。近二十年来,规整填料塔对板式塔、散装填料以及其它多种塔设备产生了巨大的冲击,在国内外引起众多研究者的极大兴趣。在近几年的文献中,国外有大量规整填料的研究报道。它因其高通量、低压降、操作稳定而广分离水解配酸水循环酸 浓缩 废酸精制重氮化亚硝酸钠2,4-二甲酚浓硫酸2,4-二甲基苯胺- 6 -泛地用于气—液,液—液接触的塔设备中。如蒸馏、吸收、萃取等诸多领域,特别是在气液接触中,已越来越多地被采用,如已有设备通过塔负荷的目的。但是,国内在这方面的研究则较少。因此如何设计规整填料蒸馏塔已成为一个重要的研究课题。 填料精馏塔的设计内容有:(1)填料和塔内件类型的选择;(2)填料径流塔的工艺尺寸的计算,包括塔高、塔径、液体喷林密度塔气速的计算等。4.2 填料精馏塔类型、材质及选择在填料塔中,气液两相间的传质过程只要是在填料表面上进行的,故填料的选择是填料塔设计的一个核心,它直接关系着塔的分离性能。4.2.1 填料的类型填料塔按其单元结构与在塔内装填方式的不同分为散堆(或颗粒)型填料和规整(或整砌)型填料两类。对于每种类型的填料,基于减少压降、增大比表面积、增加流体的流动、改善液体的分散和汇聚特性增加表面对工艺流体的润湿性能以满足传质分离过程的要处理能力大,比表面积大。其缺点是不适合处理黏度大,易聚合或有悬浮物的物料求,从而又形成各自的发展列。规整填料是按一定的几何图形排列整齐堆砌的填料。根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。散堆型填料是单元成型,散装于塔内的颗粒状填料。按其基本构形可化分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料和球形填料等四个系列。工业上应用的绝大部分是规整填料中的波纹填料。波纹填料按结构分为网波纹填料和板波形填料。波纹填料是由若干波纹平行且垂直排列的波纹片组成的盘状规整填料。盘高通常为 40—200mm,波纹片上的波纹方向与塔轴倾角为 30°或 45°,相邻两片波纹方向相反。在塔内安装时,盘间波纹片成 90°交错,盘外径略小于塔内径。它的优点是结构紧凑结构紧凑,阻力小,传质效率高, ,且装卸、清理困难,造价高。4.2.2 填料材质的类型金属填料可用多种材质制成。金属材质的选择主要根据物系的腐蚀性和金属材质的耐腐蚀性来综合考虑。碳钢填料造价低,且具有良好的表面润湿性能,对于无腐蚀或低腐蚀物系应优先考虑使用;不锈钢填料耐腐蚀性强,一般能耐- 7 -除 Cl 以外常见物系的腐蚀,但其造价较高;钛材,特种合金钢等材质制成的填料造价极高,一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。金属填料可制成薄壁结构(0.2mm-0.1mm) ,与同种类型,同种规格的陶瓷、塑料填料相比,他的通量大,气体阻力小,且具有很高的抗冲击性能,能在高温、高压、高冲击强度下使用,工业应用主要以金属填料为主。4.2.3 填料塔的选择目前,金属丝网的波纹填料是世界各国应用最广泛的高效规整填料,其主要优点有:(1)理论板数高;(2)低负荷性能好,理论板数随气体负荷的降低而增加,几乎没有负荷的极限;(3)操作弹性大;(4)放大效应不明显;(5)能够满足精密大型高真空精馏装置的要求。为难分离物系、热敏性物质及高纯度产品的精馏分离提供了有利的条件。根据本次设计年产 500 吨 2,4-二甲酚和偶氮苯的精馏分离任务及分离物相关物性和填料的有关物性参数,选择 500Y 金属孔板波纹填料作为此精馏塔设计的填料。5. 填料精馏塔的设计5.1 设计任务的确定年产 500 吨纯度为 98%的 2,4-二甲酚,由同组其他设计人提供的数据可知,从反应釜中出来的 2,4-二甲酚的组成为 60%,塔底废液中 2,4-二甲酚含量不高于 2%(质量分数) 。因为水解的副产物都和偶氮苯的性质接近,故可按偶氮苯的性质计算。5.2 设计方案的确定本设计任务为分离 2,4-二甲酚—偶氮苯的混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。因 2,4-二甲酚常压下沸点为 211℃,偶氮苯沸点为 293℃,故
    展开阅读全文
    1
      金牌文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:年产500吨2,4-二甲酚车间工艺设计精馏塔的设计.rar
    链接地址:http://www.gold-doc.com/p-228483.html

    当前资源信息

    4.0
     
    (2人评价)
    浏览:8次
    bysj上传于2018-10-16

    相关资源

  • 影响加工精度的基本因素--中英文翻译.doc影响加工精度的基本因素--中英文翻译.doc
  • 油压泵简介--中英文翻译.doc油压泵简介--中英文翻译.doc
  • 在含有稀有元素Mg–Zn–Zr的合金中,加工工艺对相变的影响(有出处)738--中英文翻译.doc在含有稀有元素Mg–Zn–Zr的合金中,加工工艺对相变的影响(有出处)738--中英文翻译.doc
  • A2∕O工艺处理某城镇污水并回用于城区绿化系统初步设计(10万人用).docA2∕O工艺处理某城镇污水并回用于城区绿化系统初步设计(10万人用).doc
  • Na2B407对铁还原条件下AZ31和AZ91镁合金的影响(有出处)709--中英文翻译.docNa2B407对铁还原条件下AZ31和AZ91镁合金的影响(有出处)709--中英文翻译.doc
  • 端铣削自适应切削力的模糊控制策略(有出处)708--中英文翻译.doc端铣削自适应切削力的模糊控制策略(有出处)708--中英文翻译.doc
  • 二十面相对挤压镁锂合金的强化作用(有出处)751--中英文翻译.doc二十面相对挤压镁锂合金的强化作用(有出处)751--中英文翻译.doc
  • 国内外轿车覆盖件模具设计概况--中英文翻译.doc国内外轿车覆盖件模具设计概况--中英文翻译.doc
  • 计算机与运筹学研究一种最佳切割方式的确定算法(有出处)703--中英文翻译.doc计算机与运筹学研究一种最佳切割方式的确定算法(有出处)703--中英文翻译.doc
  • 可机加工性--中英文翻译.doc可机加工性--中英文翻译.doc
  • 模具的发展--中英文翻译.doc模具的发展--中英文翻译.doc
  • 注塑成型优化方法(有出处)--中英文翻译.doc注塑成型优化方法(有出处)--中英文翻译.doc
  • 注射模具设计和新型注射成型技术--中英文翻译.doc注射模具设计和新型注射成型技术--中英文翻译.doc
  • AZ31和AZ61镁合金的等温板料成形(有出处)746--中英文翻译.docAZ31和AZ61镁合金的等温板料成形(有出处)746--中英文翻译.doc
  • 参数控制型腔布局设计系统(有出处)755--中英文翻译.doc参数控制型腔布局设计系统(有出处)755--中英文翻译.doc
  • 多级下料问题的建模(有出处)695--中英文翻译.doc多级下料问题的建模(有出处)695--中英文翻译.doc
  • 故障的分析、尺寸的决定以及凸轮的分析和应用--中英文翻译.doc故障的分析、尺寸的决定以及凸轮的分析和应用--中英文翻译.doc
  • 基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理--中英文翻译.doc基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理--中英文翻译.doc
  • 水平定向钻机孔底钻具的研究与应用--中英文翻译.doc水平定向钻机孔底钻具的研究与应用--中英文翻译.doc
  • 一种自动化夹具设计方法(有出处)728--中英文翻译.doc一种自动化夹具设计方法(有出处)728--中英文翻译.doc
  • 结构设计--中英文翻译.doc结构设计--中英文翻译.doc
  • 1
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
    copyright@ 2014-2018 金牌文库网站版权所有
    经营许可证编号:浙ICP备15046084号-3
    收起
    展开