苯硝化反應(yīng)生產(chǎn)硝基苯間歇式反應(yīng)釜地設(shè)計(jì)-1400噸

1/11 2、原料和生產(chǎn)方法：苯含量為98%的工業(yè)苯，利用非均相混酸硝化法進(jìn)展硝化反響，反響過(guò)程中除了主產(chǎn)物硝基苯以外，還產(chǎn)生了少量的二硝基苯。要求反響完畢時(shí)硝基苯的收率達(dá)98%。夾套中水的進(jìn)口溫度為-10℃,出口溫度為-5℃這樣大的熱量如不與時(shí)移出，勢(shì)必會(huì)使反響溫度迅速上升，不僅會(huì)引起多硝化、氧化等副反響，使產(chǎn)品質(zhì)量變壞，同時(shí)還會(huì)發(fā)生硝酸分解，產(chǎn)生大量紅棕色二氧化氮?dú)怏w，污染周?chē)h(huán)境，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生爆炸事故。因采取有效的冷卻方式與時(shí)移出反響熱是維持一定硝化溫度、保持反響正常進(jìn)展的重要條件。此外,本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)量較小.因此,選用夾套間歇反響釜。以晝夜生產(chǎn)能力為基準(zhǔn)：化學(xué)反響式：CH+HNOCHNO+HO6636522純苯投料量：4242.42=2690.32kg硝酸理論消耗量：2690.32=2172.95kg2745.22=633.51kg243243 1223.1反響釜體積的計(jì)算a3V10.52a=a==3.29pa3.29設(shè)備臺(tái)數(shù)：m===0.82p43.2反響釜尺寸的計(jì)算反響釜取V=2.63長(zhǎng)徑i=HD=1.3ai.i4V43.29反響釜直徑D===1.80miM1.3m2/113/11 HD封4.攪拌裝置的設(shè)計(jì)4.1攪拌器的選擇攪拌器的作用使釜物料混合均勻。攪拌器的類(lèi)型很多，分為：推進(jìn)式、槳式、渦輪式、錨式、框式、螺桿式、螺帶式等，攪拌器選型時(shí)，主要考慮：(1)保證從反響器壁或侵入式熱交換裝置到反響混合物能有高的給熱系數(shù)。攪拌效果，特別是對(duì)多相反響。(3)攪拌所消耗的能量應(yīng)盡可能小攪拌器結(jié)構(gòu)確實(shí)定按標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型攪拌裝置考慮。由于本設(shè)計(jì)中的混合液為不互溶的硝化反響器，常采用徑向渦輪式攪拌器；當(dāng)攪拌器置于容器中心時(shí)攪拌粘度不高的液體時(shí)，液體易形成漩渦，為了改善攪拌效果，消除打旋，如此在器擋板。4.2攪拌器尺寸的計(jì)算因?yàn)檫x用渦輪式攪拌器，查表可知：為了消除可能的打旋現(xiàn)象，強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)，安裝6塊寬度為〔1/10〕D，即0.15m的擋板，全擋板條件判斷如下：件4/114.4電機(jī)的功率計(jì)算和減速機(jī)的選擇S2目前我國(guó)已頒布的標(biāo)準(zhǔn)釜用立式減速機(jī)，有擺線齒行星減速機(jī)、兩級(jí)齒輪減速機(jī)、三角皮帶減速機(jī)和諧波釜用立式攪拌機(jī)減速機(jī)外形與尺寸可查標(biāo)準(zhǔn)HG5-745-747-785/11.1熱量衡算QQQQQQ式中1234566/11Q—進(jìn)料帶入設(shè)備中的熱量，KJ1Q—換熱劑〔水〕傳遞的熱量，KJ2Q—化學(xué)過(guò)程的反響熱與伴隨的溶解蒸發(fā)等物理化學(xué)過(guò)程放出或吸入的熱量的總和，KJ3Q—產(chǎn)物從設(shè)備中帶出的熱量，KJ4Q—消耗向周?chē)⑹У臒崃?，KJ5Q—設(shè)備向周?chē)⑹У臒崃浚琄J6如此Q=GiCp(t1-t2)=GicCp(45-45)=01熱量平衡式可寫(xiě)成Q=Q+15%QQQ=Q4Q3242320.85，查基團(tuán)數(shù)值，計(jì)算其Cp如下：Cp=Cp+Cp=113+64.9=177.9KJ/(kmoloC)C6H5-NO2-用手冊(cè)查得C=1.78KJ/(KGoC)PHNO3C=1.42KJ/(KGoC)PH2SO4C=4.19KJ/(KGoC)PH2O41233rQr=GC6H6qOMrC6H65.1.2.2Q的計(jì)算p按物料衡算數(shù)據(jù)進(jìn)展計(jì)算 S，N，W分別表示硫酸，硝酸與水在混酸中的百分質(zhì)量①A==201.84B==3.473所以,同理②A==164.98x==0.99p混混硝硝廢廢3計(jì)算2242320.85=7/11 每小時(shí)熱負(fù)荷：q=2==一5.96人104KJJi夾套高m夾套高m圓整后，夾套高H=500mm2封5.3傳熱面積的校核n—d—ds苯混混苯8/11 e e山Dss2aD0.8Re>3600時(shí)，a=9300ed=m/se取井水Rz=0.0002入鑄鐵Ka鍋a夾入鑄鐵926.55971.7862.99/1111 3.4校核傳熱面積因?yàn)镕=7.64>A=2.56所以該反響釜可以滿(mǎn)足條件項(xiàng)目與代號(hào)操作容積V,m31釜體形式封頭形式長(zhǎng)徑比i=H/D11圓整筒體徑D,mm1一米高的容積V,m31m釜體封頭容積V，m31封釜體高度H=(V–V)/V,m11封1m實(shí)際容積V=V×H+V,m31m11封夾套筒體徑D,mm2裝料系數(shù)η=V/V或按η∽操夾套筒體高度H≥(ηV-V)/V,m21封1m圓整夾套筒體高度H,mm2罐體封頭外表積F，m21封一米高筒體外表積F,m21m實(shí)際總傳熱面積F=F×H+F,m21m21封參數(shù)與結(jié)果橢圓行型直葉圓盤(pán)渦輪式攪拌器66螺旋板夾套，設(shè)導(dǎo)流板mmmWmmms器附件dbCnzNnbWPEu QαjαKFW㎡本次是氯苯硝化反響生產(chǎn)硝基苯間歇式反響釜的設(shè)計(jì)，首先要根據(jù)反響物的反響程度確定反響器類(lèi)型，再根據(jù)其物性確定攪拌器的類(lèi)型。反響時(shí)先把反響物預(yù)熱到45°C，在熱量衡算中就應(yīng)注意起始溫度，以免出錯(cuò)。反響釜和攪拌器，封頭等規(guī)格要查化工手冊(cè)得出。在最后的傳熱面積校核中，實(shí)際的傳熱面積應(yīng)小于反響所需要傳熱面積，所以需要加上蛇管以加大傳熱面積。經(jīng)過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我們對(duì)精細(xì)化工反響工程與設(shè)備這門(mén)課程有了更深入的了解，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的思路有了整體的認(rèn)識(shí)，課程設(shè)計(jì)主要鍛煉的是我們的獨(dú)立思路能力、開(kāi)拓