【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為=629Pa設(shè)計(jì)值700Pa2 液面落差對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。3 液沫夾帶液沫夾帶量由下式計(jì)算，即故∕kg氣故本設(shè)計(jì)在液沫夾帶在允許的范圍內(nèi)。4 漏液對(duì)篩板塔，漏液點(diǎn)氣速可由下式計(jì)算，即 =∕s實(shí)際孔速∕s穩(wěn)定系數(shù)為 K=﹥故設(shè)計(jì)中無明顯漏液。5 液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高應(yīng)服從下式的關(guān)系苯甲苯物系屬一般物系，取，則而板上不設(shè)進(jìn)口堰，可由下式計(jì)算，即=++=故本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。 粗餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算：溫度∕℃137138139140乙苯∕kPa苯乙烯∕kPa利用計(jì)算相對(duì)揮發(fā)度，用平均相對(duì)揮發(fā)度表示氣液平衡關(guān)系，利用公式。 粗餾塔平衡數(shù)據(jù)表t∕℃137138139140xy溫度為20℃進(jìn)料① 利用平衡數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)圖上繪出平衡曲線及對(duì)角線，如圖所示。在圖上定點(diǎn)a()、點(diǎn)e（）和點(diǎn)c（）三點(diǎn)。② 精餾段操作線方程截距=,在y軸上定出點(diǎn)b。連接ab，即得精餾段操作線。③ 先按下法計(jì)算q值。原料液的汽化熱為∕koml查出進(jìn)料組成時(shí)溶液的泡點(diǎn)為136℃，平均溫度為（136+20）/2=78℃。由物性手冊(cè)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(diǎn)a開始在操作線和平衡線之間繪梯級(jí)，圖解得理論板層數(shù)10（包括再沸器），自塔頂往下數(shù)第五層為加料板。Z=10+10+=空塔氣速為=1m∕s 塔截面積 甲苯和乙苯的飽和蒸氣壓：溫度∕℃115120125130甲苯∕kPa乙苯∕kPa利用計(jì)算相對(duì)揮發(fā)度，用平均相對(duì)揮發(fā)度表示氣液平衡關(guān)系，利用公式。t∕℃115120125130x0y0溫度為20℃進(jìn)料① 利用平衡數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)圖上繪出平衡曲線及對(duì)角線，如圖所示。在圖上定點(diǎn)a()、點(diǎn)e（）和點(diǎn)c（）三點(diǎn)。② 精餾段操作線方程截距=,在y軸上定出點(diǎn)b。連接ab，即得精餾段操作線。③ 先按下法計(jì)算q值。原料液的汽化熱為∕kmol，查出進(jìn)料組成時(shí)溶液的泡點(diǎn)為110℃，平均溫度為（110+20）/2=65℃。由物性手冊(cè)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(diǎn)a開始在操作線和平衡線之間繪梯級(jí)，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。 圖解法求理論板層數(shù)Z=11+6+=空塔氣速為=1m∕s，∕s，為了解決成本，選取和其他塔一樣的尺寸。塔截面積為通過計(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。設(shè)計(jì)條件如下：操作壓力：4kPa（塔頂表壓）；進(jìn)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（101）=提餾段有效高度（51）=在進(jìn)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。蒸發(fā)式冷凝器主要是利用冷卻水蒸發(fā)時(shí)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(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。熱負(fù)荷Q為：式中 KJ/(Kg℃)； t－冷流體的溫度，℃。Q=管殼式換熱器的對(duì)數(shù)平均溫度按逆流計(jì)算，即 ℃查得，所以℃故查化工原理上冊(cè)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)為1267個(gè)；中心排管數(shù)為39個(gè)；，所以需要16個(gè)這樣的換熱器。 油水分離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(dāng)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(qiáng)化途徑是，使含油污水中的細(xì)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(fèi)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(jī)會(huì)，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(shí)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(jìn)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(diǎn)為：，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(shí)間內(nèi)，可脫除較小的油滴，得到較高的脫油效率；，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(duì)油滴浮升所帶來的不利影響；，整個(gè)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(jī)會(huì)，在整個(gè)板組中，油滴在浮升中聚結(jié)，在聚結(jié)中浮升，更進(jìn)一步促進(jìn)了脫油效率的提高；“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(duì)脫油帶來的不利影響；；、鋁、不銹鋼或塑料制造，成本較低，制造、安裝和維護(hù)清洗都很方便；，可保證安全和防止二次污染。過熱蒸汽爐的設(shè)計(jì)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(jì)、保護(hù)環(huán)境、配套齊全、好用好造”為原則設(shè)計(jì)的。選用HS201或HS219。第6章 設(shè)備一覽表及公用工程 設(shè)備： 主要生產(chǎn)設(shè)備一覽表序號(hào)項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)23氧化脫氫反應(yīng)器選用標(biāo)準(zhǔn)14冷凝器G273I16515氣體壓縮機(jī)選用標(biāo)準(zhǔn)16油水分離機(jī)選擇標(biāo)準(zhǔn)17粗餾塔篩板塔Z=，D=18乙苯塔篩板塔Z=，D=19苯乙烯精餾塔篩板塔Z=，D=110甲苯與苯塔篩板塔Z=，D=111動(dòng)力泵2BA6A型，流量20 8注：另需配套管道閥門若干；100～150噸風(fēng)冷水塔2個(gè)，作為冷卻水循環(huán)使用裝置。 公用工程規(guī)格 電對(duì)輸入的動(dòng)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(dòng)范圍177。3%。電器設(shè)備對(duì)電源的要求：（1）對(duì)于電動(dòng)機(jī)，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(hào)及繼電保護(hù)用220伏直流電。（4）儀表電源用100伏和24伏。 冷卻水（1）溫度：供水溫度為常溫，回水溫度為進(jìn)水溫度+10℃（2）壓力：回水壓力—對(duì)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(fèi)用和熱交換費(fèi)用，（m2h℃）KJ。 加熱蒸汽根據(jù)生產(chǎn)需要決定蒸汽壓力和溫度，(G),進(jìn)反應(yīng)器溫度為600℃，出反應(yīng)器溫度為100℃。第7章 車間布置設(shè)計(jì) 車間布置設(shè)計(jì)重要性車間布置設(shè)計(jì)是從理論走向生產(chǎn)的重要一環(huán)，其中要進(jìn)行各種管路和各種附加設(shè)備的布置，詳細(xì)情況請(qǐng)見圖紙。車間布置的主要內(nèi)容包括確定各工藝設(shè)備在車間的平面和立面位置以及設(shè)備的空間方位，確定車間內(nèi)主要道路及通道的位置，確定各種管道、管線的位置和走向。一個(gè)好的設(shè)備布置方案應(yīng)做到經(jīng)濟(jì)合理、操作方便、符合安全生產(chǎn)的要求、設(shè)備排列整齊美觀?？傮w布局主要應(yīng)該滿足生產(chǎn)、安全、發(fā)展三個(gè)方面的要求 車間生產(chǎn)要求總體布局首先要求保證直徑和簡(jiǎn)捷的生產(chǎn)作業(yè)線，盡可能避免交叉和迂回，使各種物料的輸送距離為最小。同時(shí)將水、電、汽耗量大的車間盡量集中，形成負(fù)荷中心，并使其與供應(yīng)來源靠近，使水、電、汽輸送距離為最小。車間總體布局還應(yīng)使人流和貨流的交通路線徑直和簡(jiǎn)捷，避免交叉和重疊。 車間安全要求化工生產(chǎn)車間具有易燃、易爆、有毒的特點(diǎn)，車間應(yīng)充分考慮安全布局、嚴(yán)格遵守防火、衛(wèi)生等安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，重點(diǎn)是防止火災(zāi)和爆炸的發(fā)生。 車間發(fā)展要求車間布置要求有較大的彈性，對(duì)于生產(chǎn)車間的發(fā)展變化有較大的適應(yīng)性。也就是說，隨著工廠不斷的發(fā)展變化，車間的不斷擴(kuò)大，車間的生產(chǎn)布局和安全布局方面仍能保持合理的布置。第8章 “三廢”處理和安全事項(xiàng) 廢水化工廢水是指化學(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(shí)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?gòu)U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(dá)標(biāo)后方可排放或做循環(huán)利用。 廢氣化學(xué)工業(yè)中大氣污染物的特點(diǎn)是：有的是有毒物質(zhì)，有的是對(duì)人類有威脅的致癌物質(zhì)，有的是有強(qiáng)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(diǎn)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。 廢渣化學(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。 副產(chǎn)品處理一覽表 副產(chǎn)品處理一覽表名稱處理方法苯、甲苯作為有機(jī)溶劑出廠焦油作為涂料原料出廠 廢物處理一覽表 廢物處理一覽表名稱狀態(tài)毒性處理方法觸媒殘?jiān)腆w有挖坑掩埋脫氫尾氣氣體微作補(bǔ)充燃料油水分離器污水液體微符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)排入下水道 安全事項(xiàng)該項(xiàng)目生產(chǎn)屬于甲級(jí)防火，注意跑、冒、漏、滴等現(xiàn)象發(fā)生，在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)動(dòng)火要先做好安全防護(hù)工作，酸、堿乃強(qiáng)腐蝕物，操作時(shí)要有防護(hù)面具。苯是有毒物質(zhì)，要注意作好貯存及其污染治理工作。結(jié)論，適用于各種有機(jī)化工原料，市場(chǎng)前景極為廣闊。，設(shè)備簡(jiǎn)單，改變生產(chǎn)品種容易，工藝投資收益高，經(jīng)濟(jì)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(duì)較低，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率都很高。還有這個(gè)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(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。生產(chǎn)中注重對(duì)“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(duì)環(huán)境的污染。綜上所述本工藝設(shè)計(jì)是可行的，而且很有設(shè)計(jì)建設(shè)價(jià)值。參考文獻(xiàn)[1]夏清，[M].天津大學(xué)出版社，2008年[2] DongMin Kim， Nauman. Anionic Polymerization of Styrene in a Tubular Reactor[J]. . 1999, 38: 18561862[3]賈紹義，[M]：天津大學(xué)出版社，2007年 [4]Mallvadhani RV et al：[J]Indian J Chem 1987，25B ：823[5][J].化工進(jìn)展，2001（3）:7478. [6][J].化工生產(chǎn)與技術(shù)，2002（5）:3335.[7][J].精細(xì)化工原料及中間體，2008（4）：1923.[8]左文明，[J].煉油與化工，2007（3）:5556.[9][M].上海：華東理工大學(xué)出版社，1998年 [10]湯善莆,[M]（第二版）.上海：華東理工大學(xué)出版社，2004年 [11]顧芳珍,[M].天津：天津大學(xué)出版社，1994年 [12][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002年[13]（上）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1992年[14][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1979年 [15]唐爾鈞，[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1985年[16][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社[17][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005年[18]婁愛娟，吳志泉，[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2002年[19]劉光啟，馬連湘，[M].北京：化學(xué)工