【文章內(nèi)容簡介】 U=1m∕s ∕sD= 取1m塔截面積為 ：溫度∕℃115120125130甲苯∕kPa乙苯∕kPa利用計算相對揮發(fā)度，用平均相對揮發(fā)度表示氣液平衡關(guān)系。t∕℃115120125130x0y0溫度為20℃進料① 利用平衡數(shù)據(jù)，在直角坐標圖上繪出平衡曲線及對角線，如圖所示。在圖上定點a()、點e（）和點c（）三點。② 精餾段操作線方程截距=,在y軸上定出點b。連接ab，即得精餾段操作線，③ 先按下法計算q值。原料液的汽化熱為 ∕koml查出進料組成時溶液的泡點為110℃，平均溫度為（110+20247。2=65℃.由物性書冊查得78℃∕（kg℃），故原料液的平均比熱容為 kJ∕（kg℃）所以，即得q線。④ 連接cd，即為提餾段操作線。⑤ 自點a開始在操作線和平衡線之間繪梯級，圖解得理論板層數(shù)12（包括再沸器），自塔頂往下數(shù)第六層為加料板，如圖所示。Z=11+6+=空塔氣速為U=1m∕s ∕sD= 塔截面積為 通過計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。設(shè)計條件如下：操作壓力 4 kPa（塔頂表壓）；進料熱狀況 自選；回流比 自選；單板壓降 ≤ kPa ；全塔壓降 。、塔底產(chǎn)品的摩爾分率苯乙烯的摩爾質(zhì)量 kg/kmol焦油的摩爾質(zhì)量（假設(shè)） kg/kmol 、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量+()300=+()300= kg/kmol+()300=原料處理量 F=再根據(jù)物料衡算可知，；可見苯乙烯精餾塔中只有微量的焦油，故可設(shè)定塔高和塔徑：精餾段有效高度為 （101）=提餾段有效高度為 （51）=在進料板上方開一人孔，故精餾塔的有效高度為 Z=++=5m塔徑取D=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。蒸發(fā)式冷凝器主要是利用冷卻水蒸發(fā)時吸收潛熱而使制冷劑蒸氣凝結(jié)。根據(jù)能量守恒原理，假設(shè)熱損失可忽略不計，則單位時間內(nèi)熱流體放出的熱量等冷流體吸收的能量。熱負荷Q為：式中 KJ/(Kg℃)； t－冷流體的溫度，℃。Q=管殼式換熱器的對數(shù)平均溫度按逆流計算，即 ℃查得，所以℃故查化工原理上冊得，選用TB∕471592,列管尺寸為直徑19mm；管心距為25mm；管程數(shù)為1；管子總根數(shù)1267個；中心排管數(shù)為39個；， m2，所以需要3個這樣的換熱器。重力法脫除水中的油滴其基本原理是利用水與油的密度差,使含油污水中的油滴在設(shè)備中上浮而除去。按照Stokes 定律,油滴的脫除效率只與油滴粒徑、油與水物性、處理量和浮升面積有關(guān),而與浮升高度無關(guān),這就是所謂的“淺池原理”。根據(jù)“淺池原理”即可以采用低浮升高度的多層板結(jié)構(gòu),以增大浮升面積,提高油滴脫除效率。而且由于多層板組當量直徑的減小,可使液流在較大流量下保持層流狀態(tài),也有利于油滴的有效分離。但是，在一定的設(shè)備高度內(nèi)，增加多層板層數(shù)、縮短板距，必然帶來要固定多層板而需的結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜與困難。所以，一般多層板除油裝置板距均較大，且不能十分保證水流分布均勻，其處理效率的提高及設(shè)備的緊湊化，就受到限制。另一種強化途徑是，使含油污水中的細小油滴通過聚結(jié)床合并為大油滴，則能使脫油效率得到較大的提高，這就是油滴的聚結(jié)。但采用聚結(jié)技術(shù)，也有限制，即流速要在一定范圍內(nèi)，且不但需要另外的浮升分離空間，還需定期反洗，增加了投資和操作費用。本高效油水分離器，正是將“淺池原理”和“聚結(jié)技術(shù)”結(jié)合起來，用特殊的內(nèi)部分離構(gòu)件和配置，保證了在一定設(shè)備容積內(nèi)，可提供最大的油滴浮升面積，以及盡可能多的油滴聚結(jié)機會，并使得水中油滴在浮升中聚結(jié)，在聚結(jié)中浮升，且內(nèi)部液流分布均勻，防止了液流的短路與溝流，故在較短的停留時間內(nèi)，可獲得較高的脫油效率。高效油水分離器為一水平放置的臥式容器，主要由進水部分、出水部分、集油室和由斜通道波紋板構(gòu)成的主體板組等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)特點為：1. 可以采用盡可能小的板距而無需固定支撐構(gòu)件，從而在一定高度設(shè)備內(nèi)，有更多的油滴浮升分離層，保證了在較短的停留時間內(nèi)，可脫除較小的油滴，得到較高的脫油效率；2．多層板組的當量直徑較小，可在較大流速下，保持層流狀態(tài)，避免了高處理量下湍流對油滴浮升所帶來的不利影響；3. 由于斜通道波紋板一正一反迭放的特殊配置方式，整個板組內(nèi)形成相互連接的“之”字形通道，水流在三維方向上不斷改變方向，這就為油滴之間的碰撞聚結(jié)和油滴與構(gòu)件之間的勃附聚結(jié)，提供 了更多的機會，在整個板組中，油滴在浮升中聚結(jié)，在聚結(jié)中浮升，更進一步促進了脫油效率的提高； 4. 由于板組“之”字形通道，也使板組內(nèi)液流分布比較均勻，避免由于液流不均對脫油帶來的不利影響； 5. 對固體懸浮物也有一定的脫除作用； 6. 內(nèi)構(gòu)件可采用較薄的碳鋼、鋁、不銹鋼或塑料制造，成本較低，制造、安裝和維護清洗都很方便； 7. 整個設(shè)備可以做成密閉式，可保證安全和防止二次污染。 過熱蒸汽爐過熱蒸汽爐的設(shè)計依據(jù)是按 《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 和 《工業(yè)鍋爐通用技術(shù)條件》 的規(guī)定, 并以 “安全可靠、 節(jié)能經(jīng)濟、 保護環(huán)境、 配套齊全、 好用好造” 為原則設(shè)計的。選用HS201或HS219。（五）設(shè)備一覽表及公用工程年產(chǎn)10萬噸苯乙烯需要的設(shè)備及其規(guī)格如表8所示：表8 主要生產(chǎn)設(shè)備一覽表序號項目規(guī)格數(shù)量1過熱蒸汽爐選用HS201或HS21912脫氫反應(yīng)器選用標準23氧化脫氫反應(yīng)器選用標準14冷凝器G273I16515氣體壓縮機選用標準16油水分離機選擇標準17粗餾塔篩板塔Z=，D=1m18乙苯塔 篩板塔Z=，D=19苯乙烯精餾塔篩板塔Z=5m， D=1m110甲苯與苯塔篩板塔Z=10m，D=1m111動力泵2BA6A型，流量20m3/h8注：另需配套管道閥門若干；100～150噸風冷水塔2個，作為冷卻水循環(huán)使用裝置。（1）電對輸入的動力電源的要求：采用單回路電壓為380伏，頻率為50赫茲，允許波動范圍177。3%。電器設(shè)備對電源的要求：1）對于電動機，使用380伏交流電。2）正常照明用220/380伏交流電，事故照明用220伏直流電。3）電器部分控制，信號及繼電保護用220伏直流電。4）儀表電源用100伏和24伏。（2）冷卻水1）溫度：供水溫度為常溫，回水溫度為進水溫度+10℃2）壓力：回水壓力—對于循環(huán)冷卻水要求回水能直接流到冷卻塔頂，不另設(shè)接力泵，(G)。供水壓力：考慮到回水壓力加上熱交換阻力和管道系阻力，(G)。3）污垢系數(shù)：根據(jù)水質(zhì)處理費用和熱交換費用，（m2h℃）KJ。（3）加熱蒸汽 根據(jù)生產(chǎn)需要決定蒸汽壓力和溫度，(G),進反應(yīng)器溫 度為600℃，出反應(yīng)器溫度為100℃，（六）“三廢”處理：化工廢水是指化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，其中含有隨水流失的化工原料，中間產(chǎn)物，產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物。本工藝生產(chǎn)過程中的工業(yè)廢水主要來源式縮合反應(yīng)中生成的水，經(jīng)多次中和洗滌后的水，脫酮、脫苯時氣體蒸汽的冷卻水，廢水中含有鈉鹽，苯等。治理辦法首先從工藝上減少廢水的排放量，用沉降法分離廢水中的懸浮物質(zhì)，苯為有毒物質(zhì)可以考慮用活性分離或膜分離等處理方法將其分離，也可用連續(xù)萃取的方法將其做回收處理，經(jīng)處理的廢水達標后方可排放或做循環(huán)利用[13]。：化學(xué)工業(yè)中大氣污染物的特點是：有的是有毒物質(zhì)，有的是對人類有威脅的致癌物質(zhì)，有的是有強腐蝕性的，有的是易燃易爆氣態(tài)物。本工藝生產(chǎn)過程中因含有一些低沸點組分而帶臭味。一般采用填料式廢氣洗滌器用水洗滌后除去臭味排除。：化學(xué)工業(yè)固體工業(yè)廢棄物屬工業(yè)固體廢棄物的一種，主要指硫酸燒渣、鉻渣、制堿廢渣和磷肥工業(yè)廢渣。本工藝生產(chǎn)中因山蒼子油中含有少量重組分物質(zhì)，可用燃燒的方法處理。（七）安全事項 該項目生產(chǎn)屬于甲級防火，注意跑、冒、漏、滴等現(xiàn)象發(fā)生，在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)動火要先做好安全防護工作，酸、堿乃強腐蝕物，操作時要有防護面具。苯是有毒物質(zhì)，要注意作好貯存及其污染治理工作。（八）經(jīng)濟效益核算 本工藝采用連續(xù)操作，每天三班，勞動定員配置參照國家有關(guān)企業(yè)勞動定員，定額標準進行編制。對于混合段整套工藝，公司定員32名，生產(chǎn)裝置工人為三班倒，維修及行政崗位為長白班，具體定員如下：行政崗位3人，過熱3人，脫氫3人，冷凝3人，氣體壓縮3人，油水分離3人，多塔分離5人，分析實驗2人，三廢處理2人，銷售人員2人，車間維修2人，倉庫管理1人。2. 固定資產(chǎn)投資工藝裝置：指直接將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備、機器、儀表、管道以及三廢處理等裝置設(shè)施。（1）生產(chǎn)用輔助設(shè)施：包括廠房、公用工程（水，電，汽）、交通運輸工具、機修、倉庫等。（2）非生產(chǎn)性輔助設(shè)施：包括辦公樓、宿舍、食堂及生活福利設(shè)施。（3）項目條件用物資資料：包括土地等款項。（4）安裝工程費用。3. 流動資金（1）生產(chǎn)原料所占用資金。（2）庫存產(chǎn)品、半產(chǎn)品所占用資金。（3）庫存?zhèn)淦?、備件及低值易耗品占用資金。（4）支付工資，貸款利息等。工人工資及獎金約為2000元每人每月，則一年為20003212=768000元，取77萬元?？紤]到化工設(shè)備特點，折舊年限一般在8～15年。本工藝取10年。上網(wǎng)查得原料和產(chǎn)品的價格如下：乙苯 4000元/噸 苯乙烯 13000元/噸原料總成本＝[（4000300]元＝產(chǎn)品年產(chǎn)值＝（13000100000）元＝13000萬元 年純利 =100000=28000萬元每年的盈利為28000萬元。投資回收需要時間為45000/28000=，所以理想情況下，2年能收回成本。 三、結(jié)論，適用于各種有機化工原料，市場前景極為廣闊。，設(shè)備簡單，改變生產(chǎn)品種容易，工藝投資收益高，經(jīng)濟效益很好。，脫氫生產(chǎn)出苯乙烯；先后經(jīng)過冷凝、壓縮油水分離、粗餾、精餾收集苯乙烯。生產(chǎn)技術(shù)成熟、可靠，工藝合理，原料成本相對較低，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率都很高。還有這個生產(chǎn)工藝流程，操作和設(shè)備都比較穩(wěn)定，收效快，適合大型企業(yè)選用。，而且重要設(shè)備采用了耐腐蝕的不銹鋼材料，延長了設(shè)備的使用壽命。生產(chǎn)中注重對“三廢”的處理，適應(yīng)綠色化工的步伐，在較大程度上減少了對環(huán)境的污染。綜上所述本工藝設(shè)計是可行的，而且很有建設(shè)價值。參考文獻[1]夏清，[M].天津大學(xué)出版社，2008年[2]賈紹義，[M]：天津大學(xué)出版社，2007年 [3][J].化工進展，2001（3）:7478. 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