论文总字数：23469字

摘 要

本文首先对硝基苯的基本理化性质，生产现状，用途，研究重点和现阶段研究生产工艺的状况等进行了介绍；并介绍了目前生产硝基苯的两大方法：绝热和等温，并且确定本文使用绝热法，方式为釜式串联；进而详细介绍了该反应过程涉及的相关设备，其中着重分析了反应釜和精馏塔的相关参数，运用了HAZOP分析法分析反应釜设备危险性；然后针对分析得出的危险性通过相关计算对反应釜及精馏塔分别进行安全设计，在此基础上确定工艺参数进行设备安全设计（AutoCAD软件作设备图）；最后，针对生产过程提出相应安全对策和具体设计并总结。

关键词：硝基苯 绝热 釜式 设备设计

Annual output of ten thousand tons of nitrobenzene device safety design ——Risk analysis and design of equipment

Abstract

First, the basic physical and chemical properties, production status, use, research focus and the status of the production process are introduced in this paper. Then two methods of producing nitrobenzene were introduced. The method of isothermal nitration and adiabatic nitration was introduced. And in this paper, kettle type nitration reaction of adiabatic nitration is determined. And the related equipment involved in the reaction process is introduced in detail, among which the relevant parameters of the reactor and the distillation column are analyzed emphatically, and the Hazard and Operability Study（HAZOP） was used to analyze the risk of reactor equipment. Then according to the risk analysis we can make safety design through the relevant calculation of reactor and distillation tower. On this basis to determine the process parameters for equipment safety design (AutoCAD software for equipment diagram). In the end, I put forward the corresponding safety measures and specific design and summarize the process of the production process.

Key Words: Nitrobenzene; Adiabatic ; Kettle type ; Equipment design

目 录

摘 要

Abstract

第1章 设备概述

1.1 课题概况及设计目标

1.1.1 课题概况

1.1.2 设计目标

1.2 硝基苯概况

1.2.1 硝基苯性质及用途

1.2.2 绝热法生产硝基苯

1.3 多锅串联绝热硝化

1.3.1 工艺概况

1.3.2 工艺流程

1.4 设备概况

1.4.1 反应釜

1.4.2 预热器

1.4.3 再沸器

1.4.4 冷凝器

1.4.5 精馏塔

第2章 设备危险性分析

2.1 介质危险性分析

2.1.1 硝基苯生产过程中的危险介质及分布

2.1.2 危险介质的危险性分析

2.1.3 针对危险介质的安全对策措施

2.2 工艺设备危险性分析

2.2.1釜式绝热工艺危险性分析

2.2.2 设备危险性分析

2.2.2.1 反应釜危险有害因素分析

2.2.2.2 精馏塔HAZOP分析

2.2.2.3 再沸器危险性分析

第3章 设备安全设计

3.1 釜式工艺设计参数

3.2 反应釜设计

3.2.1 反应釜选材

3.2.2 物料衡算

3.2.3 反应釜体积及尺寸的计算

3.2.3.1反应釜体积

3.2.3.2反应釜尺寸的计算

3.2.4 搅拌装置的设计

3.2.4.1 搅拌器的选择 

3.2.4.2 搅拌器尺寸的计算

3.2.4.3搅拌器的转速和功率计算

3.2.5传动装置 

3.2.5.1电机的功率的计算

3.2.5.2底座

3.2.6反应釜筒体壁厚的设计

3.3 精馏塔

3.3.1物料衡算

3.3.2平衡线方程

3.3.3 q线方程

3.3.4 与

3.3.5 塔板数的确定

3.3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算

3.3.6.1塔径的计算

3.3.6.2精馏塔有效高度的计算

第4章 硝基苯生产过程安全对策措施

4.1 硝基苯事故案例

4.1.1吉林硝基苯精馏塔爆炸事故

4.1.2 常熟阳桥化工厂硝化反应锅爆炸事故

4.2 安全技术对策措施

4.2.1 安全、环保、职业卫生注意事项

4.2.2 针对生产工艺的安全对策措施

第5章 论文结论

参考文献

致谢

第1章 设备概述

1.1 课题概况及设计目标

1.1.1 课题概况

本团队课题为年产1万吨硝基苯装置安全设计，根据课题要求，应对1万吨硝基苯生产装置的安全性进行系统分析并进行安全设计。本子课题为设备危险性分析及设计，应根据上一子课题生产危险性分析及设计的物料衡算进行设备计算，并为子课题事故后果模拟及应急救援提供反应釜设计的数据支持。

1.1.2 设计目标

该子课题旨在对硝基苯生产工艺过程中所涉及的介质危险性及其可能造成的隐患进行全面分析，充分了解硝基苯生产工艺流程，熟悉各环节涉及设备，并据此分析可能造成的设备风险，在工艺分析计算的基础上确定设备的主要参数，选择主要设备及高风险性设备进行安全设计；同时，还要针对生产过程中存在的有毒有害因素及可能发生的事故提出合理可行的安全对策措施，以保证硝基苯生产过程中装置的安全性。

目前国外比较普及的方法是绝热法，最先进的当属管式硝化，而国内目前由于技术等问题仍以等温为主。但是釜式串联硝化工艺在国内已经可以自行设计用于进行工业化生产，因此本文重点介绍绝热硝化法中的釜式硝化工艺技术及其设备。

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