【正文】 高度為 Z=++= 塔徑取D= 冷凝器的設(shè)計(jì)冷凝器按其制冷介質(zhì)和冷卻方式 ,可以分為水冷式 ,空氣冷卻式和蒸發(fā)式三種類型。℃)； t－冷流體的溫度，℃。溫度控制器的輸出送至控制閥，以改變加熱蒸汽量來維持出口物料的溫度不變。因?yàn)閷?shí)際上過多的級數(shù)會(huì)因設(shè)備及操作工藝的復(fù)雜性大為增加而導(dǎo)致實(shí)用價(jià)值的降低。雖然這些技術(shù)能在一定程度上緩解現(xiàn)有苯乙烯技術(shù)中高能耗的問題，但是降低乙苯催化脫氫制苯乙烯工藝能耗的難點(diǎn)依舊是開發(fā)低水比、高乙苯轉(zhuǎn)化率的脫氫催化劑。 　苯乙烯的時(shí)間加權(quán)平均容許濃度PCTWA 50mg/m3 ，短時(shí)間接觸容許濃度PCSETL100mg/m3。同時(shí)規(guī)定進(jìn)廠的員工必須佩帶安全頭盔。 本次課程設(shè)計(jì)使我所學(xué)的《基本有機(jī)化工工藝學(xué)》、《化工設(shè)計(jì)》、《化工原理》等相關(guān)理論知識得到鞏固和強(qiáng)化；熟悉、查閱和綜合運(yùn)用各種資料，進(jìn)一步培養(yǎng)了我的工程設(shè)計(jì)基本技能；獨(dú)立分析、解決問題等工程人員必備能力得到了提高。對于本次設(shè)計(jì)的副產(chǎn)物處理方法見表883：表82 副產(chǎn)品處理一覽表名稱單位處理方法苯T/a富集后賣出甲苯T/a富集后賣出二乙苯T/a富集后賣出三乙苯T/a富集后賣出焦油T/a作為涂料原料出廠表83 廢物處理一覽表名稱單位狀態(tài)毒性處理方法觸媒殘?jiān)黅/a固體有挖坑掩埋脫氫尾氣Kg/a氣體微作補(bǔ)充燃料油水分離器污水T/t液體微符合國家標(biāo)準(zhǔn)排入下水道9 工程設(shè)計(jì)概算 建設(shè)費(fèi)用估算按照現(xiàn)在珠海的建設(shè)費(fèi)用5000/m2，預(yù)計(jì)實(shí)用面積是3000m2，而一座生產(chǎn)塔/分離塔500萬元計(jì)算，則建設(shè)費(fèi)用=30005000+7500萬=4千萬儲(chǔ)罐、換熱器、管道等其他設(shè)備預(yù)計(jì)建設(shè)費(fèi)用為5百萬。本生產(chǎn)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為一級，電氣負(fù)荷類別為二類，廠房避雷等級為二級。另外可以通過共沸實(shí)現(xiàn)整個(gè)苯乙烯裝置的熱集成來優(yōu)化。可以對此采用熱集成技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。7 典型設(shè)備的自控方案 主要設(shè)備的自動(dòng)控制與優(yōu)化設(shè)備的控制一般通過電腦，利用數(shù)字式控制器實(shí)現(xiàn)用電腦控制進(jìn)料開關(guān)，使進(jìn)料情況、流速等，通過差壓式流量計(jì)測量并在電腦上反映出來。根據(jù)能量守恒原理，假設(shè)熱損失可忽略不計(jì)，則單位時(shí)間內(nèi)熱流體放出的熱量等冷流體吸收的能量。 R=； ∴L=RD==，V=L+D=(+1)D=； 為便于計(jì)算，塔頂以乙苯為主計(jì)算且以：P=185mmHg、t=85℃時(shí)的乙苯的物性參數(shù)為依據(jù)： （1）氣體流量： （2）液體流量： ∵ ∴ 液氣流動(dòng)參數(shù)： 選塔板間距：HT=，查圖1042（下冊P179）得：C20=氣相負(fù)荷因子為：泛點(diǎn)氣速為： 取實(shí)際氣速為泛點(diǎn)氣速Uf的75%，則：Uˊ=75% 氣體的流通截面(即塔的橫截面積扣除降液管所占面積)Aˊ為: 假定板上液流方式取單流型(也稱徑流型)，并取堰長(lw)，查圖1040（下冊P176）得降液管的截面積Af對塔的橫截面積AT的比值為：故氣體流通截面積Aˊ對于塔的橫截面之比為：∴塔徑Dˊ為: 根據(jù)塔設(shè)備系列規(guī)格化， ； 則：塔的橫截面積AT為： ；塔高106塊塔板，安裝5個(gè)人孔，孔徑600mm，裙座取2m，塔釜2m，板間距HT=，所以塔高 苯乙烯精餾塔的設(shè)計(jì)通過計(jì)算可知原料液的處理量為F=，組分為，要求塔頂餾出液的組成為,塔底釜液的組成為。 實(shí)際塔板數(shù)： N1=C、加料板位置的確定 在泡點(diǎn)進(jìn)料的情況下，可以應(yīng)用下面的半經(jīng)驗(yàn)公式來確定精餾段和提餾段的板數(shù)。 塔進(jìn)料 a2= 設(shè)進(jìn)料為飽和液體，具體步驟同前， ℃。 已知乙苯—， 設(shè)：tW=40℃ 將T=40+，具體結(jié)果如表62所示： 表62組成塔釜?dú)庀嘟M成yDi mol%飽和蒸汽壓（mmHg）Ki=Pi/PDaαij乙苯苯乙烯1阻聚劑1合計(jì) C=－ 苯乙烯：A= B= C=－ 設(shè)：tD=40℃ 將T=40+，具體結(jié)果如表61所示：表61 組成塔頂氣相組成yDi mol%飽和蒸汽壓（mmHg）Ki=Pi/PDaαij苯甲苯乙苯苯乙烯1合計(jì) C=－ 甲苯：A=物料經(jīng)化學(xué)變化過程，除化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)外，往往伴隨著物料狀態(tài)變化熱效應(yīng)，但本工藝流程中物理過程熱效應(yīng)較低，可忽略不計(jì)，故過程熱效應(yīng)可由下式表示：式中 —化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)，kJ/h； —物理過程熱效應(yīng)，kJ/h；(可忽略不計(jì))可通過標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算：式中 —標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)熱，kJ/mol；—參與化學(xué)反應(yīng)的A物質(zhì)質(zhì)量，kg/h；—A物質(zhì)分子量?！?。由式（5—1）得： (5—2)式中各項(xiàng)可用以下計(jì)算方法計(jì)算。1 苯－甲苯塔塔頂?shù)奈锪辖M成 苯－甲苯塔塔頂?shù)奈锪辖M成如表411所示： 表411 苯－甲苯塔塔頂?shù)奈锪辖M成組分mi,kg/hkmol/hW%mol%甲苯 苯 合計(jì) 1001002 苯－甲苯塔塔底的物料組成 苯－甲苯塔塔底的物料組成如表412所示：表412 苯－甲苯塔塔底的物料組成組分mi,kg/hkmol/hW%mol%乙苯 甲苯 苯 合計(jì) 100100 苯乙烯精餾塔 選輕關(guān)鍵組份為苯乙烯，重關(guān)鍵組份為焦油。 3 乙苯－苯乙烯塔底的物料組成 乙苯－苯乙烯塔底的物料組成如表48所示：表48 乙苯－苯乙烯塔底的物料組成組分mi,kg/hkmol/hW%mol%乙苯 苯乙烯 阻聚劑 合計(jì) 100100 甲苯/乙苯塔物料衡算 選輕關(guān)鍵組份為甲苯，重關(guān)鍵組份為乙苯。 －苯乙烯塔物料衡算 1 乙苯－苯乙烯塔的進(jìn)料組成如表46所示：表46 乙苯－苯乙烯塔的進(jìn)料組成組分mi,kg/hkmol/hW%mol%乙苯 苯乙烯 甲苯 苯 阻聚劑 合計(jì) 100100選輕關(guān)鍵組份為乙苯，重關(guān)鍵組份為苯乙烯。 反應(yīng)器出口組成如表41所示：表41 反應(yīng)器出口組成組分kg/hkmol/h乙苯苯乙烯甲苯苯氫氣甲烷乙烯合計(jì) 冷凝器物料衡算1 冷凝器頂物料組成冷凝器頂出口物料如表42所示：表42 冷凝器頂出口物料組分kg/hkmol/hW%mol%氫氣 甲烷 乙烯 合計(jì) 2 冷凝器底物料組成 冷凝器底物料組成如表43所示：表43 冷凝器底物料組成組分mi,kg/hkmol/hW%mol%乙苯 苯乙烯 甲苯 苯 水蒸氣 合計(jì) 分離器物料衡算1 分離器底物料組成 分離器底物料組成如表44所示：表44 油水分離器底的廢水組成組分mi,kg/hkmol/hW%mol%乙苯 苯乙烯 甲苯 苯 水蒸氣15000 合計(jì) 100100 塔頂苯乙烯含量%，塔釜乙苯%。 (W%)。 半成品組成：乙苯： %( W% )，因純度較高，視為純物質(zhì)?！?C6H5CH3 + CH4 (41)副反應(yīng)→乙苯/苯乙烯分離塔塔頂?shù)玫降氖谴忠冶?，進(jìn)入甲苯/乙苯分離塔，可以從其塔底得到較高純度的乙苯，通過循環(huán)回收乙苯，讓乙苯重新進(jìn)入脫氫反應(yīng)器。 苯乙烯生產(chǎn)工藝流程 由于采用中間換熱的兩段負(fù)壓絕熱脫氫工藝較好的解決了單段絕熱反應(yīng)器脫氫的過熱水蒸氣消耗量大、乙苯轉(zhuǎn)化率低和苯乙烯選擇性低等的缺點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)采用的苯乙烯生產(chǎn)工藝為乙苯催化脫氫法，兩段負(fù)壓絕熱脫氫工藝。MCM 22催化劑優(yōu)良的單烷基化選擇性降