年產(chǎn)78萬(wàn)噸苯乙烯工藝設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-10 01:28本頁(yè)面
【正文】 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(shí)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(wèn)題等工程人員必備能力得到了提高。對(duì)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(guó)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(wàn)元計(jì)算，則建設(shè)費(fèi)用=30005000+7500萬(wàn)=4千萬(wàn)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(wàn)。同時(shí)規(guī)定進(jìn)廠的員工必須佩帶安全頭盔。 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。本生產(chǎn)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)，電氣負(fù)荷類別為二類，廠房避雷等級(jí)為二級(jí)。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(wèn)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。另外可以通過(guò)共沸實(shí)現(xiàn)整個(gè)苯乙烯裝置的熱集成來(lái)優(yōu)化。因?yàn)閷?shí)際上過(guò)多的級(jí)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?？梢詫?duì)此采用熱集成技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。溫度控制器的輸出送至控制閥，以改變加熱蒸汽量來(lái)維持出口物料的溫度不變。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(guò)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(guò)差壓式流量計(jì)測(cè)量并在電腦上反映出來(lái)?！?； t－冷流體的溫度，℃。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。 原料液及塔頂、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 kg/kmol 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 物料衡算原料處理量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（471）=提餾段有效高度（491）=在進(jìn)料板上方開一人孔，故精餾塔的有效高度為 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。 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(cè)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(zhǎng)(lw)，查圖1040（下冊(cè)P176）得降液管的截面積Af對(duì)塔的橫截面積AT的比值為：故氣體流通截面積Aˊ對(duì)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(guò)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。 D=、w= m+n=96解之得：m==52(提餾段板數(shù))、n=10652=54(精餾段板數(shù))，加料板從頂部數(shù)起的第53塊板 D、塔徑及內(nèi)件的計(jì)算： ∵V=L+D， 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(lái)確定精餾段和提餾段的板數(shù)。 按 計(jì)算結(jié)果如表63所示表63組成塔進(jìn)料氣相組成yDi mol%飽和蒸汽壓（mmHg）Ki=Pi/PDaαij苯甲苯乙苯苯乙烯1焦油1合計(jì) 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=－ 乙苯：A= C=－ 甲苯：A= mmHg 苯： A=物料經(jīng)化學(xué)變化過(guò)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(guò)程熱效應(yīng)較低，可忽略不計(jì)，故過(guò)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(guò)程熱效應(yīng)，kJ/h；(可忽略不計(jì))可通過(guò)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?！?當(dāng)空氣做自然對(duì)流，散熱層表面溫度為50～350℃時(shí)，經(jīng)計(jì)算得=α=8+=8+50=(㎡℃)?！M分i在0—T℃時(shí)的平均比熱容，kJ/(kg由式（5—1）得： (5—2)式中各項(xiàng)可用以下計(jì)算方法計(jì)算。，開工時(shí)間7200h/a,每小時(shí)生產(chǎn)苯乙烯:7810? 10179。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。選輕關(guān)鍵組份為苯，重關(guān)鍵組份為甲苯。 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。2 分離器頂物料組成 分離器頂物料組成如表45所示：表45 油水分離器頂?shù)挠袡C(jī)混合物組成組分mi,kg/hkmol/hW%mol%乙苯 苯乙烯 甲苯 苯 合計(jì) 100100 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：
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1