精细化工工程课程设计(论文)-萘磺化生产2-萘磺酸间歇式反应釜的设计

双炉双塔工业萘连续精馏工艺系统设计摘要精萘是有机化学工业主要的芳香族原料，广泛应用于生产合成纤维、橡胶、树脂、染料以及制取炸药、农药等工业部门，是一种重要的化工原料。

而精萘又是经过对工业萘的精制得到的，目前，除少数厂家根据需要生产精萘外，大部分厂家均生产工业萘产品，广泛的用途及用量使工业萘的高效生产显得尤为重要。

工业萘生产是采用精馏方法将含萘馏分进行分馏，提取出工业萘产品。

精馏方式分为间歇式和连续式两种工艺流程。

原料年处理量决定精馏方式，本套设计将采用与年原料处理量为10.8万吨已洗酚萘洗三混馏分装置相配套的连续式生产工艺，即双炉双塔工业萘连续精馏工艺系统。

下面的设计过程将对工业萘的双炉双塔连续式精馏工艺流程进行详细的叙述并对工艺系统中所使用的主体设备——工业萘初馏塔和工业萘汽化冷凝冷却器进行全面的设计选型及校核计算。

关键词：工业萘；双炉双塔连续精馏工艺；工业萘初馏塔；工业萘汽化冷凝冷却器Design of two-furnace towers continuous distillation process ofindustrial naphthaleneAbstractNaphthene is the major aromatic industrial raw materials in organic chemistry industry, widely used in production of synthetic fiber, rubber, resins, dyes and the production of explosives, pesticides and other industrial sectors,as the fine naphthalene is produced by refining industry naphthalene. At present, in accordance with the exception of a few manufacturers need to produce the fine naphthalene, most manufacturers have production of industrial naphthalene products, a wide range of industrial uses and the large demands of the naphthalene make it particularly important to efficient production. Industrial naphthalene production is the use of naphthalene distillation method for fine naphthalene of naphthalene distillates. The common distillation method is divided into two,that are intermittent and continuous process. The way of distillation will be decided by the handling capacity of raw materials,and this set of design Chooses the continuous production process supporting the devices producing the materials which will be used for the handling capacity of 10,800 tons mixed three fractions: washed phenol ﹑naphthalene and washed oil, that is, two-furnace towers continuous distillation process of industrial naphthalene. The fellowing design process will focus on a detailed description of two-furnace towers naphthalene continuous distillation process and the main equipment used in the system - the primary industrial naphthalene distilled tower and industrial naphthalene vaporization condensation cooler conducts a comprehensive Selection and Verification calculation.Key words: industrial naphthalene; two-furnace towers continuous distillation process of industrial naphthalene; primary distillation tower for the industrial naphthalene; industry naphthalene vaporization condensation cooler目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章引言 (1)1.1概述 (1)1.2设计依据 (6)1.3技术来源 (6)1.4设计任务及要求 (6)第二章双炉双塔工业萘连续精馏工艺系统主体设备之一——初馏塔 (7)2.1初馏塔的选型 (7)2.2初馏塔全塔物料衡算 (7)2.2.1 原料处理量 (7)2.2.2 原料组成及各组分的含量 (7)2.2.3 初馏塔物料平衡 (8)2.3初馏塔操作条件的确定 (9)2.3.1 操作压力 (9)2.3.2 操作温度 (10)2.3.3 进料状态 (13)2.3.4 加热方式 (13)2.4初馏塔所需理论塔板层数及回流比的确定 (13)2.4.1 求最小理论塔板数 (13)2.4.2 求最小回流比Rmin (14)2.4.3 求实际塔板数 (14)2.4.4 加料板位置的确定 (15)2.5初馏塔——F1型浮阀（重阀）精馏塔主题工艺尺寸的计算 (16)2.5.1 塔径 (16)2.5.2 塔高 (18)2.5.3 溢流装置——单溢流弓形降液管的堰长 (19)2.5.5 弓形降液管宽度和面积 (20)2.5.6 降液管底隙高度 (20)2.6塔板布置及浮阀数目与排列 (21)2.7塔板流体力学验算 (23)2.7.1干板阻力 (23)2.7.2 板上充气液层阻力 (23)2.7.3 液体表面张力所造成的阻力 (23)2.7.4 气体通过浮阀塔板的压强降(单板压降) (23)2.7.5 淹塔（降液管液泛）校核 (24)2.7.6 雾沫夹带验算——泛点率 (25)2.7.7 严重漏液校核 (26)2.8塔板负荷性能图 (27)2.8.1 雾沫夹带线 (27)2.8.2 液泛线 (27)2.8.3 液相负荷上限线 (28)2.8.4 漏液线 (29)2.8.5 液相负荷下限线 (29)2.8.6 初馏塔的塔板负荷性能图及操作弹性 (30)2.8.7 初馏塔（F1型浮阀塔）工艺设计计算结果 (30)2.9初馏塔塔体及裙座的强度和稳定校核 (32)2.9.1 材料的选择 (32)2.9.2 筒体和封头壁厚计算 (32)2.9.3 塔体的强度和稳定校核 (32)2.9.4 裙座的强度和稳定校核 (33)2.10各接管尺寸的确定及相应的开孔补强计算 (34)2.10.1 进料管 (34)2.10.2 釜残液出料管 (37)2.10.3 回流液管 (37)2.10.4 塔顶馏出物蒸气上升管 (38)第三章双炉双塔工业萘连续精馏工艺系统主体设备之二——工业萘汽化冷凝冷却器 39 3.1工业萘汽化冷凝冷却器的工作原理 (39)3.2工业萘汽化冷凝冷却器的结构及工作流程 (39)3.3工业萘汽化冷凝冷却器的关键操作参数及设计条件 (39)3.4筒体校核 (40)3.4.1 筒体的校核计算 (40)3.4.2 水压试验 (41)3.5管箱的选型与校核 (42)3.5.1 封头的选型及校核计算 (42)3.5.2 管箱法兰的选型标准 (43)3.5.3 垫片的选型及应力校核 (44)3.5.4 等头双头螺栓的选型 (44)3.6法兰的选型及校核(以管箱法兰为例) (45)3.6.1 垫片的选型与校核 (45)3.6.2 螺栓的选型与应力校核 (46)3.6.3 法兰的选型及应力校核计算（以管箱法兰为例） (48)3.7管板及热管的选型与校核 (53)3.7.1 管板（管板的厚度及布管圆直径的确定） (53)3.7.2 换热管（管子的排列方式及管间距的确定） (56)3.8应力校核 (59)3.8.1 管板组合应力校核 (59)3.8.2 换热管拉脱应力的校核计算 (62)3.8.3 壳程圆筒轴向应力校核 (64)3.9工业萘汽化冷凝冷却器附件（折流板）的选型 (64)3.10工业萘汽化冷凝冷却器各接管的尺寸及相应的开孔补强结果 (66)第四章双炉双塔工业萘连续精馏工艺系统的其它主要设备——转鼓结晶机、管式加热炉及酚油冷凝冷却器 (67)4.1转鼓结晶机 (67)4.2管式加热炉 (67)4.3酚油冷凝冷却器 (68)第五章双炉双塔生产工业萘的主要操作过程 (69)5.1双炉双塔生产工业萘的开车操作过程 (69)5.1.1 开车前的准备 (69)5.1.2 开工和正常操作 (69)5.2双炉双塔生产工业萘的停车操作过程 (70)5.2.1 正常停车 (70)5.2.2 紧急停车与暂时停车 (70)5.3双炉双塔生产工业萘的正常操作过程 (71)5.4双炉双塔生产工业萘过程中的不正常现象及其处理办法（见表5-1） (72)结束语 (73)参考文献 (74)致谢 (76)第一章引言1.1概述萘是有机化学工业主要的芳香族原料，广泛应用于生产合成纤维、橡胶、树脂、染料以及制取炸药、农药等的工业部门。

反应工程课程设计反应釜设计任务书一、设计题目：5×103T/Y乙酸乙酯反应釜设计1、用间歇反应器进行乙酸和乙醇的酯化反应，年生产量为5000吨，2、反应式为()()()()3253252CH COOH A C H OH B CH COOC H R H O S +=+3、原料中反应组分的质量比为：::1:2:1.35A B S =4、反应液的密度为31020/kg m ，并假设在反应过程中不变 5、每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1小时678二、摘要摘要：本选题为年产量为5×103T 的间歇釜式反应器的设计。

通过物料衡算、热量衡算，反应器体积为319.77m 、换热量为62.8710KJ 。

设备设计结果表明，反应器的特征尺寸为高2973.3mm ，直径3000mm ，还对塔体等进行了辅助设备设计，换热则是通过夹套与内冷管共同作用完成。

搅拌器的形式为圆盘桨式搅拌器，搅拌轴直径80mm ，搅拌轴长度3601mm 。

在此基础上绘制了设备条件图。

本设计为间歇釜式反应器的工业设计提供较为详尽的数据与图纸。

关键字：间歇釜式反应器; 物料衡算; 热量衡算; 壁厚设计;Abstract: The batch reactor for five million T a year is to be designed. Through the material, heat balance reactor volume, heat transfer. Equipment design results show that the characteristic dimensions for high reactor is 2973.3 mm, diameter is 3000mm, height is 3180mm , the auxiliary equipment also is to be designed , heat is finished through the clip with the common cold tube inside. The mixer for disk paddle type mixer, stirring shaft diameter and length of stirring shaft is 3601mm , diameter is 80mm. Based on the condition of equipment drawing. This design for batch reactor industrial design provides a detailed data and drawings. Key words : batch reactor, Material, Heat balance, Thick wall design,目录第一章反应釜物料衡算 (1)1.1 反应釜反应时间、反应体积的确定 (1)第二章反应釜公称直径、公称压力的确定 (2)2.1 反应釜公称直径的确定 (2)2.2 反应釜PN的确定 (2)第三章反应釜体设计 (3)3.1 反应釜筒体壁厚的确定 (3)3.1.1 设计参数的确定 (3)3.2 筒体壁厚设计 (4)3.3 釜体封头设计 (4)3.3.1 封头的选型 (4)3.3.2 封头壁厚设计 (4)3.3 筒体长度H设计 (5)3.4 反应釜的压力校核 (6)3.4.1 釜体的水压试验 (6)3.4.2 液压试验的强度校核 (6)3.5 釜体的气压试验 (7)3.5.1 气压试验压力的确定 (7)第四章反应釜夹套的设计 (8)4.1 夹套公称直径、公称压力的确定 (8)4.1.1 夹套DN的确定 (8)4.1.2 夹套PN的确定 (8)4.2 夹套筒体的设计 (8)4.2.1 夹套筒体壁厚的设计 (8)4.2.2 夹套筒体长度H的确定 (8)4.3 夹套封头的设计 (9)4.3.1 封头的选型 (9)4.3.2 椭圆型封头结构尺寸的确定 (9)4.4 夹套的液压试验 (9)4.4.1 液压试验压力的确定 (9)4.4.2 液压试验的强度校核 (10)第五章外压壁厚的设计 (10)5.1 圆筒的临界压力计算 (10)5.2 外压封头壁厚设计 (11)第六章热量衡算 (11)6.1 热量衡算基本数据 (11)6.2 原料带入的热量Q1的计算 (12)6.3 反应热的计算 (13)6.4 夹套给热量的计算 (14)6.5 内冷管移热量的计算 (14)第七章反应釜附件的选型及尺寸设计 (15)7.1 釜体法兰连接结构的设计 (15)7.2 密封面形式的选型 (15)7.3 工艺接管的设计 (15)7.3.1 原料液进口管 (15)7.3.2 物料出口管 (16)7.3.3 催化剂进口设计 (16)7.3.4 温度计接口 (16)7.3.5 视镜 (17)第八章搅拌装置设计 (17)8.1 凸缘法兰选择 (17)8.2 临界转速的计算 (17)8.3 搅拌装置的选型与尺寸设计 (19)8.3.1 搅拌轴直径的初步计算 (19)8.3.2 搅拌轴临界转速校核计算 (20)8.4 搅拌轴的结构及尺寸设计 (20)8.4.1 搅拌轴长度的设计 (20)8.4.2 搅拌桨的尺寸设计 (21)第九章支座 (21)结论 (21)设计结果一览表 (22)参考文献 (23)第一章 反应釜物料衡算1.1 反应釜反应时间、反应体积的确定原料处理量0Q ,根据乙酸乙酯的产量，每小时的一算用量为：500020.77/Kmol h=原料1BO SO AO AO c c b c c K ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭11c K =-得反应时间[1]212 1Af Af XAAO A Ab X adXtk c a bX cX++ ==++⎰10.23.908a=()10.217.591 5.153.908 3.908 2.92b⎛⎫=-++=-⎪⨯⎝⎭110.65752.92c=-=查到反应釜的2800DN mm=2.2 反应釜PN的确定[2]由lg s Bp A t C =-+得一下数据在100℃下，各物质的饱和蒸汽压为下列图表()()()()3253252CH COOH A C H OH B CH COOC H R H O S +=+3.1.1 设计参数的确定设计压力p ：()1.05~1.1W p P =，取1.1 1.10.350.385W p P Mpa ==⨯= 液体静压忽略不计 计算压力c p :0.385c L p p p P Mpa=+==设计温度t ：110t =℃焊缝系数Φ：1φ=（双面对接焊，100%无损探伤）[3]许用应力[]t σ：根据材料001910Cr Ni ，设计温度为110℃，该材料的[]118tMpaσ=[4]钢板负偏差1C ：10.6C mm=腐蚀裕量2C ：22C mm=（双面腐蚀）3.2 筒体壁厚设计C n S 制造较难，中、低压小设备不宜采用；蝶形封头的深度可通过过渡半径加以调节，但由于蝶形封头母线曲率不连续，存在局部应力，故受力不如椭圆形封头；保准椭圆形封头制造比较简单，受力状况比蝶形封头好，故该反应釜采用椭圆形封头。

精细化工实验课程设计简介在精细化工领域中，实验课程设计是非常重要的一部分。

通过实验，可以深入了解理论知识，并将其应用到实际生产中。

在实验课程中，学生可以亲自操作设备、检测结果，了解精细化工的工艺流程、原理和技术。

本文将介绍一个典型的实验课程设计，以帮助读者更好地理解精细化工实验课程的内容与目的。

实验目的本次实验的主要目的是让学生掌握某种精细化工工艺的实验操作技能，了解实验装置、原理和流程，了解工艺参数的影响，掌握实验数据处理技巧和实验报告的撰写方法。

实验内容本次实验的内容是某种纯化工艺的实验操作。

实验步骤如下：1.熟悉实验装置和仪器，准备好实验所需试剂与设备。

2.分别将两种原料在不同体积比下混合，加入缓冲溶液，经过搅拌后，将上清液移至膜过滤装置进行过滤。

3.膜过滤后的溶液通过阴离子交换树脂，并使用Eluent A实现去除杂质，完成溶液的初步分离。

4.后续通过离子交换树脂、吸附树脂等工艺操作，进一步纯化溶液，得到较纯的目标化合物。

5.最后，通过分析仪器，对得到的目标产物进行分析、鉴定，并将实验结果进行数据统计、分析和标书撰写。

实验结果通过本次实验操作，我们得到了目标产物，并对其进行了分析鉴定，初步结果表明其品质达到了预期目标。

同时，我们对该精细化工工艺流程、实验方法和数据处理技巧有了更深入的了解，为今后的研究提供了重要参考。

总结精细化工实验课程涉及到众多理论知识和实验技巧，通过本次实验，我们深入了解了某种精细化工工艺流程，熟练掌握了实验操作技巧，同时还学会了如何进行实验数据处理与实验报告的撰写。

相信这些经验和技能，在今后的实验和研究中，都会起到重要的作用。

中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）2-萘酚磺化反应的安全控制姓名：学号：性别：专业:批次：学习中心：指导教师：20xx年x月x日（终稿截止日期）2-萘酚磺化反应的安全控制摘要2-萘酚又称β-萘酚、乙萘酚，在化工生产中是一种用途十分广泛的重要的原料或中间体，主要用于染料、有机颜料、橡胶防老剂以及医药和农药工业中。

其中，工业合成路线主要是萘磺化碱溶法。

然而，正是由于在磺化碱熔法生产2-萘酚的过程中，存在污染严重、环境污染、生产安全隐患等问题已成为2-萘酚工业生存与发展的瓶颈。

其中，在制备2-萘酚过程中，用98%硫酸与精萘进行的磺化反应，如果对该阶段反应条件掌控不好的话，就会出现许多副产物，同时在磺化反应中还隐藏着诸多安全隐患因素（如：因磺化釜不密封、密封不严、搅拌轴封泄漏等导致高温萘蒸气泄漏，与空气形成爆炸性混合物，遇激发能源，可能发生火灾爆炸事故），一方面影响着最终产品质量好坏，另一方面还会直接损害生产厂家经济利益，并对人身造成很大的危害。

因此，本文主要是以制备2-萘酚过程中的磺化反应作为研究对象，首先在系统了解了2-萘酚物化性质与应用途径的基础上，详细地探究了2-萘酚的化学反应生产原理，着重地分析用98%硫酸与精萘进行的磺化反应中反应原料的危害、磺化反应操作过程、磺化反应的自控设计，最后结合上述研究的基础上，提出了磺化反应中存在的安全问题，并且分别从安全防范与安全管理控制两个角度提出相应地建议性措施，希望对2-萘酚的工业生产工艺贡献一定地借鉴性作用关键词：2-萘酚；磺化反应；安全防范、安全控制目录第一章引言 (1)第二章 2-萘酚简介 (2)2.1 2-萘酚的性质 (2)2.2 2-萘酚的用途 (2)2.2.1 在染料中的应用 (2)2.2.2 在香料工业中的应用 (2)2.2.3 其他应用 (3)第三章 2-萘酚的化学反应生产过程 (4)3.1 2-萘酚磺化反应原理 (4)3.2 2-萘酚磺化反应原料的危害 (4)3.2.1 萘的危害 (4)3.2.2 硫酸的危害 (5)3.3 2-萘酚磺化反应磺化反应操作过程 (5)3.3.1 操作目的 (5)3.3.2 操作指标 (5)3.3.3 操作步骤 (6)3.4 2-萘酚磺化反应磺化反应自控设计 (7)3.4.1 磺化自控方案的说明 (7)3.4.2 自控控制的原理及达到的目的 (7)3.4.3 自动控制选型及安装注意事项 (8)第四章 2-萘酚的磺化反应的安全控制 (9)4.1 存在的安全问题 (9)4.1.1 火灾爆炸 (9)4.1.2 容器爆炸 (10)4.1.3 中毒、窒息 (10)4.1.4 化学灼伤 (10)4.2 采取的安全防范措施 (11)4.3 采取的安全管理措施 (11)第五章结束语 (12)参考文献 (13)致谢 (15)第一章引言2-萘酚又称β-萘酚、乙萘酚，是重要的有机化工原料及染料中间体，主要用于染料、有机颜料、橡胶防老剂以及医药和农药工业中[1]。

精萘、2-萘酚生产工艺利用工业萘为主要原料生产精萘和2-萘酚。

生产过程主要包括：工业萘精制和利用精萘生产2-萘酚。

工艺流程简介如下：一、工业萘精制：工业萘原料，在80℃左右熔融后，在48～79.6℃区间进行分步结晶后得到精萘和分离萘油。

二、2-萘酚生产：（1）磺化。

用98%硫酸与精萘，用调节导热油的方式控制反应温度在160～165℃，生成2-吹萘岗位用。

＋ H 2SO 4＋H 2O（2）水解：磺化反应生成的2-萘磺酸和水在水解锅内反应，把在磺化生成的1-萘磺酸水解为硫酸和萘。

用蒸汽把萘吹走。

＋H 2 ＋ H 2SO 4（3）吹萘：水解结束后，加一定量的水和30%的NaOH 于水解后的物料中，中和掉剩余的硫酸，并和2-萘磺酸反应产生晶种；并进一步吹出未反应的萘和水解产生的萘，以便提高成品质量。

吹萘结束后用压缩空气把物料压至中和锅。

与水解物中的游离酸起中和反应：2NaOH ＋ H 2SO 4 Na 2SO 4 ＋ H 2O与部分2-萘磺酸生成2-萘磺酸钠盐结晶种子：2NaOH ＋＋H2O（4）中和：用一煮沸产生的Na2SO3溶液中和2-萘磺酸，生成2-萘磺酸钠晶体，并生成SO2供酸化反应。

反应结束后用压缩空气把物料压至中和物料冷却槽。

＋Na2SO3+ H2O ＋SO2（5）冷却、吸滤：中和反应生的2-萘磺酸钠在中和物料冷却槽应经冷却从溶液中结晶析出，冷却至45℃以下放至吸滤槽，经真空泵负压吸出水溶液，产生符合碱熔要求的2－萘磺酸钠盐。

（6）碱熔：2-萘磺酸钠盐与熔融状态下的NaOH在330～340℃反应生成2-萘酚钠。

反应结束后经锅底放料阀放至加好水的稀释锅中。

＋2NaOH330-340℃＋Na2SO3＋H2O （7）稀释：把碱熔生成的2-萘酚钠放至水中稀释降温，为酸化做准备。

（8）酸化：碱熔生成的2-萘酚钠与中和反应生成的SO2反应生成2－萘酚；并中和掉碱熔反应过程中未反应的氢氧化钠。

用真空泵抽酸化锅形成负压，把中和反应生成的SO2抽至酸化锅。

(2023)萘二磺酸生产建设项目可行性研究报告(一)(2023)萘二磺酸生产建设项目可行性研究报告该报告主要对(2023)萘二磺酸生产建设项目进行了可行性研究，以下为我们对该报告的简要概述：研究目的对于该项目的建设进行可行性研究，确定该项目建设的必要性、可行性和经济效益。

研究方法采用文献资料分析法、对比分析法、实地调查法等方法，对该项目的市场前景、技术可行性、投资风险等要素进行了深入研究。

建设规模该项目规划总投资12亿元，建设年产萘二磺酸1万吨的生产线。

市场前景萘二磺酸是一种重要的有机合成中间体，在农药、染料、医药等领域有广泛的应用。

目前国内市场需求量大，且进口成本较高，建设生产线有利于打破市场垄断，提高国产化率。

投资与经济效益该项目预计年销售收入1.5亿元，年利润率约为22.5%，预计投资回收期在5年左右，经济效益较为可观。

技术可行性萘二磺酸生产技术在国内已经得到广泛应用，该项目选用的技术路线成熟可靠，同时在技术改进方面还存在空间。

环境保护措施在建设过程中，该项目将采用国际先进的环保技术和设备，严格按照相关环保法规执行，确保环保达标。

政策支持该项目符合国家产业政策的鼓励和支持方向，可以获得政策性优惠政策，同时在后期生产和销售中还可以享受一系列政策支持。

综上所述，该报告研究认为，在充分论证和分析的基础上，(2023)萘二磺酸生产建设项目具有一定的可行性和经济效益，值得进一步推进和实施。

建设方案该项目拟建设1个年产萘二磺酸1万吨的生产线，萘二磺酸生产线项目总投资预计为12亿元，其中设备投资约为8亿元，其他投资约为4亿元。

建设流程该项目建设流程主要包括可行性研究、项目立项、土地审批、环评审批、工程设计、设备采购、土建施工、设备安装、调试投产等几个阶段，整个建设周期预计为3年左右。

风险评估该项目面临的主要风险包括市场风险、技术风险、资金风险和环保风险。

对这些风险进行全面评估，采取合适的措施进行管理和避免。

工业萘精馏工艺的设计与优化工业萘精馏设工艺的设计与优化摘要工业萘为重要的化工原料，根据工业萘实际生产的需求，综合国内外工业萘生产的工艺流程，为了尽量缩短现有生产工业萘的工艺、减少设备使用量、缩短流程、降低能耗，使用 Aspen Plus 化工模拟软件设计了双炉双塔工业萘精馏工艺流程、单炉双塔耦合工业萘精馏工艺流程和单炉单塔侧线工业萘精馏工艺流程。

在计算机模拟计算中使用组分相同的已洗三混馏分作为原料，对三种流程的能耗、产品组成、收率、塔高、塔径等进行对比分析，并运用软件中的灵敏度分析优化了这三种工艺流程，最终得到的工业萘产品的收率都达到了 85% 以上、纯度都达到了95% 以上，对三种流程进行了总体的评估和分析。

综合考虑工业萘生产工艺流程的各个方面的因素，最终确定了单炉双塔耦合精馏工艺流程为生产工业萘的最佳方案。

关键词工业萘，精馏，双炉双塔，单炉双塔，单炉单塔I工业萘精馏设工艺的设计与优化AbstractNaphthalene is an important industrial chemical raw materials, according to theactual production of naphthalene industrial demand, naphthalene and foreign industrialproduction processes, in order to minimize the current production of naphthaleneindustrial processes, reduce the use of equipment, shorten the process, reducing energyconsumption, the use of Aspen Plus chemical simulation software design the twin towersof the double boiler industrial naphthalene distillation process, single-furnacenaphthalene distillation towers coupled industrial furnace process and single-boiler andsingle-tower lateral line industrial naphthalene distillation process. In computersimulation used in the calculation of the same components have been washed threemixed fractions as a raw material, energy consumption of the three processes, productcomposition, the yield, high-tower, the tower diameter, such as comparative analysis anduse of software in the sensitivity analysis Optimization of these three processes, by theend of industrial products naphthalene, the yield has reached more than 85 percent, thepurity has reached more than 95 percent of the three processes of the overall assessmentand analysis. Naphthalene is considered industrial productionprocess in all its aspects;the single-furnace towers coupled distillation process for the production of industrialnaphthalene is the best option.Key wordNaphthalene, the twin towers of the double boiler, single-furnace naphthalenedistillation towers, single-boiler and single-towerII工业萘精馏设工艺的设计与优化目录第一章前言 (1)第二章文献综述 (2)2.1 概述 (2)2.2 国内外工业萘产业的现状与发展 (2)2.3 工业萘的精馏模拟软件 (3)物性数据库 (3)操作单元模块 (3)系统实现策略 (3)2.4 工业萘生产的方法 (4)2.5 设计的目的和意义 (4)2.6 工业萘精馏的原料 (4)第三章双炉双塔精馏工艺流程的设计 (6)3.1 双炉双塔精馏工艺流程图 (6)3.2 双炉双塔精馏工艺流程原理 (6)3.3 初馏塔计算机模拟计算 (6)初馏塔计算条件 (6)初馏塔进料位置的确定 (7)初馏塔的设计 (9)初馏塔设计结果核算 (9)3.4 精萘塔计算机模拟计算 (10)精萘塔计算条件 (10)精萘塔进料位置的确定 (10)精萘塔的设计 (12)精萘塔设计结果核算 (12)3.5 计算机模拟计算结果 (12)初馏塔能耗结果 (12)精萘塔能耗结果 (14)工业萘精馏结果 (17)3.6 工业萘精馏结果分析 (18)III工业萘精馏设工艺的设计与优化第四章单炉双塔耦合精馏工艺的设计 (19)4.1 单炉双塔耦合精馏工艺流程图 (19)4.2 单炉双塔耦合精馏工艺流程原理 (19)4.3 初馏塔计算机模拟 (19)初馏塔计算条件 (19)初馏塔进料位置的确定 (20)初馏塔的设计 (22)初馏塔设计结果核算 (22)4.4 精萘塔计算机模拟 (23)精萘塔计算条件 (24)精萘塔进料位置的确定 (24)精萘塔的设计 (25)精萘塔设计结果核算 (25)4.5 计算机模拟计算结果 (25)初萘塔能耗结果 (25)精萘塔能耗结果 (27)工业萘精馏结果 (29)4.6 工业萘精馏结果分析 (31)第五章单炉单塔侧线精馏工艺流程的设计 (33)5.1 单炉单塔侧线精馏工艺流程图结果 (33)5.2 单炉单塔侧线精馏工艺流程原理 (33)5.3 精萘塔计算机模拟 (33)精萘塔计算条件 (33)精萘塔进料位置的确定 (34)精萘塔的设计 (36)精萘塔设计结果核算 (38)5.4 计算机模拟计算结果 (38)精萘塔能耗结果 (38)工业萘精馏结果 (41)5.5 工业萘精馏结果分析 (43)IV工业萘精馏设工艺的设计与优化第六章结论 (44)6.1 三种工艺流程工业萘收率的分析及对比 (44)6.2 三种工艺流程工业萘纯度的分析及对比 (44)6.3 三种工艺流程生产工业萘能耗的分析及对比 (44)6.4 生产工业萘最佳工艺流程的确定 (45)参考文献 (47)致谢 (48)声明 (49)V工业萘精馏工艺的设计与优化第一章前言工业萘是化学工业中一种很重要的原料，其主要由煤焦油经过精馏、结晶等工艺得到。

萘磺化—水解—吹萘过程的研究内容提要：本文介绍了二萘酚生产过程中萘磺化—水解—吹萘过程以及工艺改造的思路及方法，具有较强的理论性和实用性。

本文通过对萘磺化的认真研究，做了大量的试验，从而探讨出一条即可提高产品质量、降低生产成本，又可根除污染的清洁生产的新路子，具有极好的经济意义和环境意义。

从化学反应角度，本文从降低硫酸的氧化性，阻止1-萘磺酸生成入手研究了一种在磺化过程中使用添加剂的工艺方法，使传统磺化工艺有了新突破，从化工装备和工艺角度，探讨了负压塔式连续脱萘新工艺，是对传统吹萘工艺的重大改革，具有重要现实意义。

一、萘磺化及其存在的问题（一）、原料情况精萘：外观片状或粉状结晶或熔融态颜色白色结晶点≥79.6℃不挥发物≤0.02％灰份≤0.006％纯度≥99％硫酸：外观无色透明液体含量96～98％（二）、生产基本原理及工艺流程概述磺化：主反应：生成２－萘磺酸付反应：⑴生成１－萘磺酸⑵部分１－萘磺酸转位为２－萘磺酸⑶生成砜⑷生成少量的萘二磺酸及转位产物⑸由于硫酸的氧化作用生成萘某些的氧化、聚合物。

⑹由于硫酸的氧化作用分解产生SO3。

原料配方：精萘99.5% 1482 Kg硫酸98% 1281 Kg操作过程：从装有加热器的计量槽沿加热保温管往铸铁的磺化锅，加入温度为120-135℃的溶融萘，磺化锅体积为3000l，装有1.0MPa压力的蒸汽加热夹套，及42转／分的锚式搅拌器，熔融萘是由萘贮槽用液下泵沿保温管道打入萘计量槽，萘加完后将蒸汽通入磺化锅夹套中，使温度升至135～145℃，然后在45～60分钟内在搅拌下将硫酸计量槽内硫酸先慢后快的加入磺化锅内硫酸的浓度为96～98％。

硫酸是由硫酸贮罐用液下泵打至硫酸计量槽，在加酸过程中磺化锅的温度应均匀逐渐的上升，加完酸后磺化锅内温度不得低于158℃，不得高于160℃，硫酸加完后使磺化锅内温度加热至160 ～164℃，在该温度下不断搅拌反应2.5-3小时，反应完毕取样分析，然后用压缩空气压入水解锅中，磺化物总酸度折算H2SO4为24.5-27％。

第二章釜式反应器§2.1 概述精细化工生产中经常遇到气－液、液－液和液－固相反应，应用最为广泛的一类反应设备是釜式反应器。

它们被用于进行许多不同的反应过程，例如：硝化、还原、磺化、碱熔、氯化和缩合等，以及各种辅助过程，例如：溶解、稀释、中和、酸化、混合等。

图2.1是一种标准的釜式反应器。

它由钢板卷焊制成圆筒体，再焊接上由钢板压制的标准釜底，并配上釜盖、夹套、搅拌器等部件。

左图是一种典型的釜式反应器，由图可见其结构主要由以下几部分组成：壳体结构、搅拌器、密封装置和换热装置。

釜式反应器具有各种各样的搅拌装置、不同形式的传热装置，并且同时又装配着许多零件，这些零件和结构往往也可能以不同的组合形式出现在其它形式的反应设备中，因此我们仔细研究这类设备的结构之后，对于其他形式的反应器的结构也就不难理解和掌握了。

釜式反应器一般在常压之下操作，也可以在加压之下操作。

但即使是在常压之下操作的反应釜，一般也将它设计到能耐三个大气压，因为工业上常利用压缩气体从设备内压出液体物料。

而压料用的压缩气体的压力一般在三个大气压以下。

既然有在加压之下使用的可能性，那么就必须具有能保证内部空间密闭性的结构。

这种密闭结构对于那些能放出具有危险性（易燃、易爆、有毒）的蒸汽或气体的物料也是必须的。

因此按照3－4个大气压设计的反应釜是应用得非常广泛的一类设备。

§2.2釜式反应器的壳体结构（1）罐体碟形球形锥形平面形图2.3 釜式反应器的壳体结构釜式反应器容积和结构尺寸，有国家标准。

在选型和设计时可以参考。

釜式反应器的壳体结构包括筒体、底、盖（或称封头）、手孔或人孔、视镜及各种工艺接管口等。

釜式反应器的筒体皆制成圆筒形。

釜底和釜盖常用的形状有平面形、碟形、椭圆形和球形，釜底也有锥形，见图。

图2.4 罐体及罐体的焊接罐体是将钢板卷成圆筒形，沿着直线进行V形加强焊而制成的。

罐体的高度，除了应符合生产过程的要求外，通常尽可能使罐体的高度接近罐体的直径，或尽可能按钢板的规格考虑。

萘磺化生产2-萘磺酸间歇式反应釜的设计班级：化学工程与工艺专业精细化工方向07级一、设计条件1. 生产能力：4500吨2-萘磺酸／年。

2. 原料和生产方法：萘含量为98%的工业萘，以98%的浓硫酸作为磺化剂进行磺化反应。

（生产过程中还有1-萘磺酸产生，认真选好反应条件使萘的转化率高且副产物较少）二、设计说明书的内容1、标题页2、设计任务书3、目录4、设计方案简介对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。

5、反应釜的工艺设计计算物料衡算、工艺参数的选定、设备结构的设计和工艺尺寸的计算。

6、设计结果一览表7、后记及其它（对本设计的评述、对设计过程的总结）8、反应釜的工艺条件图9、参考文献三、设计图要求1、绘制反应釜工艺条件图一张，包括：设备图形、设备技术特性、设备组成一览表和标题栏。

四、设计时注意事项1、对相关的数据进行正确的计算和校核；2、需查获资料的数据必须精确可靠；3、读图正确，构想主体模型；4、对构件的形式进行合理的选择；5、制图时比例适当，数据精确，符合要求。

目录1. 基本设计条件的确定------------------------------------------2. 物料衡算---------------------------------------------------3. 反应釜体的设计---------------------------------------------- 3.1 反应釜体积的计算---------------------------------------3.2反应釜尺寸的计算---------------------------------------4. 搅拌装置的设计---------------------------------------------4.1 搅拌器的选择--------------------------------------------4.2 搅拌器尺寸的计算-----------------------------------------4.3 搅拌器的转速和功率计算-----------------------------------4.4 电机的功率计算和减速机的选择------------------------------5. 传热装置的设计----------------------------------------------- 5.1热量衡算------------------------------------------------- 5.2传热装置几何尺寸的计算-------------------------------------5.3传热面积的校核--------------------------------------------6.设计参数一览表-----------------------------------------------7. 后记8.参考文献----------------------------------------------------9.附图--------------------------------------------------------1.基本设计条件的确定本次生产任务以萘含量为98%的工业萘为原料，以98%的浓硫酸作磺化剂，经查阅文献发现，生产中于160~166℃磺化效果较佳。

任务一间歇操作釜式反应器设计引言：间歇操作釜式反应器是一种常见的化工反应装置，广泛应用于化学、医药、食品等行业中。

它适用于反应时间短、反应物浓度高、批量生产等情况。

本文将介绍间歇操作釜式反应器的设计原则、操作要点以及安全措施。

一、设计原则：1.反应器材料选择：间歇操作釜式反应器需要考虑反应物与反应器材料的相容性。

常见的反应器材料包括不锈钢、玻璃钢、陶瓷等。

在选择材料时，需根据反应条件（如温度、压力、反应物性质）来确定最合适的材料。

2.热交换设计：间歇操作釜式反应器通常涉及到加热或冷却过程，为确保反应物的温度控制在适宜范围内，需设计良好的热交换装置。

常见的热交换装置包括卧式或立式蒸发器、管壳式换热器等。

3.搅拌设计：搅拌是保证反应物均匀混合的关键步骤，也有助于加速反应速率。

搅拌速度、形式（如桨叶搅拌、齿轮搅拌等）、搅拌器的材料选择（如不锈钢、陶瓷等）都需要考虑。

二、操作要点：1.反应物的加入：在操作过程中，需要谨慎添加反应物。

为避免危险反应（如爆炸、喷溅等），应根据反应物的性质、浓度和反应条件来控制反应物的加入速度和温度。

2.反应温度的控制：间歇操作釜式反应器在反应过程中需要进行加热或冷却操作。

为确保反应物的温度控制在目标范围内，可通过控制加热或冷却介质的温度、流速等来实现。

3.离心分离：在反应结束后，部分反应物可能需要进行固液分离或液液分离。

离心机是常用的分离装置，通过调整离心机的转速和时间来实现分离目的。

三、安全措施：1.安全阀的设置：由于反应中可能产生高压，为防止反应器的破裂或爆炸，应设置安全阀或安全泄压装置。

安全阀的选择需根据反应物的性质、压力和反应器的容量来确定。

2.紧急停车装置：当发生突发情况时，需要迅速停止反应器的运行。

为确保操作人员的安全，应配备可靠的紧急停车装置，如急停按钮、紧急刹车等。

3.防护装置：为避免操作人员对反应物的接触，应设置防护装置，如护栏、防护罩等。

同时，应戴好相应的防护装备，如防护眼镜、手套等。

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萘磺酸的生产工艺
萘磺酸（naphthalene sulfonic acid）是一种重要的有机化工中
间体，在染料、医药、日用化工等行业广泛应用。

以下是萘磺酸的生产工艺。

萘磺酸生产的主要原料是萘。

首先，将萘与浓硫酸在反应釜中进行反应。

反应温度一般为140-150℃，反应时间为6-8小时。

反应过程中需要保持良好
的搅拌以促进反应的进行。

反应结束后，将反应液放置静置，使其中的萘磺酸分离出来。

然后，将分离出的萘磺酸进行除杂处理，包括过滤、晒干、水洗等工序。

接下来的一步是蒸馏提纯。

将处理好的萘磺酸放入蒸馏设备中，在一定温度范围内进行蒸馏，以去除其中的杂质。

蒸馏结束后，可以得到纯净的萘磺酸产物。

最后，将得到的萘磺酸产品进行包装和储存，以备销售或进一步加工使用。

需要注意的是，在整个萘磺酸生产过程中，应严格控制温度、浓度、反应时间等工艺参数，确保产品质量。

同时，要做好废水、废气处理工作，以减少对环境的影响。

总的来说，萘磺酸的生产工艺包括反应、分离、除杂、蒸馏和
包装等环节。

通过控制工艺参数和加强环境保护工作，可以生产出符合质量要求的萘磺酸产品。