【正文】 在這個過程中，趙老師不僅僅傳授我文化知識，而且教會我怎樣為人處事，您的孜孜不倦，精益求精的精神將是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，在此衷心祝福趙老師身體健康！生活幸福！感謝齊齊哈爾大學(xué)化工學(xué)院化工系畢業(yè)設(shè)計組各位指導(dǎo)老師對我設(shè)計的關(guān)心和指導(dǎo)，還有一起努力、互相幫助的同學(xué)，祝你們身體健康！事事順心！46。感謝趙云鵬老師對我學(xué)習(xí)的指導(dǎo)和幫助。Gas Journal，1981， 20: 7076. [14] 李多民，俞惠敏. 化工過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)[M]. 北京：中國石化出版社，2007：4567.[15] 陳敏恒，[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：2248.[16] 夏青，[M]. 天津：天津大學(xué)出版社，2005：2037.[17] 時鈞，汪家鼎，余國琮等. 化學(xué)工程手冊[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1996：192248.[18] Frank H G,Stadelhofer J W. Industrial aromatic chemistry，chapter 5 Production and uses of benszene derivatives[M]. SpringerVerlay，Heidelberg Berlin，1988：137143.[19] Sundaram K M，Sardina H. Styrene plant simulation and optimization[J]. Hydrocarbon Processing， 1991：9397. 致 謝 在本設(shè)計完成之際，感謝齊齊哈爾大學(xué)化工學(xué)院對我的培養(yǎng)和教育，在學(xué)校的四年中，我不僅學(xué)到了豐富的科學(xué)文化知識，而且獲得了寶貴的實習(xí)經(jīng)驗。最后對生產(chǎn)過程中需要的公用工程，比如：通風(fēng)、采光、供暖、供電等生產(chǎn)和生活所必須的條件進(jìn)行了基本設(shè)計。本設(shè)計主要進(jìn)行了苯乙烯車間反應(yīng)工段的物料衡算、熱量衡算及主要生產(chǎn)設(shè)備的直徑、高度、壁厚等基本工藝參數(shù)的計算，并進(jìn)行了所計算參數(shù)的合理性驗證。 結(jié)束語 本設(shè)計通過論證并選擇了乙苯絕熱氧化脫氫工藝作為設(shè)計方案，本生產(chǎn)方案中主要包括三個固定床反應(yīng)器、三個換熱設(shè)備、輸送設(shè)備及儲罐，并且詳細(xì)論述了乙苯絕熱氧化脫氫工藝的工藝流程，繪制了苯乙烯反應(yīng)工段的工藝流程圖、徑向固定床反應(yīng)器的裝配圖和車間設(shè)備的平立面布置圖。(3)換風(fēng)量的確定生產(chǎn)崗位上換風(fēng)為：21 600m3/h—86 400m3/h，換氣次數(shù)：7次/h。在本設(shè)計中：(1)車間有害物質(zhì)：氯化氫、氯氣。用通風(fēng)方法改善室內(nèi)空氣環(huán)境，就是在局部地點或整個車間把不符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的污濁空氣排至室外，把新鮮空氣送入室內(nèi)。在本設(shè)計中，將廠址選在黑龍江省的齊齊哈爾市，冬季比較寒冷，所以主要采用集中供暖。根據(jù)生產(chǎn)要求決定蒸汽壓力及溫度， MPa，進(jìn)入反應(yīng)器溫度為700℃，出反應(yīng)器溫度為500℃，在冬天比較寒冷的時候采用集中取暖。（4）儀表電源用100伏和24伏直流電。（2）正常照明用220/380伏交流電，事故照明用220伏直流電。 第8章 公用工程 供水 溫度：供水溫度為常溫，回水溫度為進(jìn)水溫度+10℃。 廢水 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(dá)標(biāo)后方可排放或做循環(huán)利用。 三廢處理情況 化工“三廢”的處理化工設(shè)計中必須依照《化工建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)規(guī)定》HG/T206672005和《石油化工污水處理設(shè)計規(guī)定》SH3095200、《石油化工噪聲控制設(shè)計規(guī)定》SH/T31462004，使排放物達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB89781996和《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB162971997的規(guī)定要求。 廢液化工廢水是指化學(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。 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。圖63 原料罐液位控制方案 第7章 環(huán)境保護(hù) 三廢產(chǎn)生情況 廢氣化學(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(qiáng)腐蝕性的，有的是易燃易爆氣態(tài)物。其具體控制方案如圖62所示。其具體控制方案如圖61所示。 第6章 自動控制為了保證設(shè)備正常運行需要精確控制本工藝的各工段參數(shù)，在本工藝的設(shè)計過程中加入了詳細(xì)的自動控制系統(tǒng)，對整個工藝的溫度、壓力、流量等進(jìn)行了控制。 m平面的樓梯則布置于該平面的旁邊。圖53 由圖53可以看出，其中兩個儲料罐集中放置，但是其中的氧氣儲罐為了安全單獨放置，三個固定床反應(yīng)器放置于儲料罐旁邊，其中脫氫反應(yīng)器一和脫氫反應(yīng)器二臨近乙苯和水蒸氣儲罐，而氧化脫氫反應(yīng)器則接近于氧氣儲罐放置。換熱設(shè)備也統(tǒng)一部署于地面上，其中包括一個冷凝器和兩個工業(yè)加熱爐，分別單獨部署于廠房中。其它設(shè)備的擺放安排遵循工藝流程的前后、上下、左右順序，確保工藝流程在設(shè)備上體現(xiàn)出連續(xù)性，使由原料到產(chǎn)品的路線最短，并最為合理，在本設(shè)計中主要布置有3個換熱器、1組泵、3個固定床反應(yīng)器、3個原料罐、5組離心式通風(fēng)機(jī)。工藝中所涉及的離心式鼓風(fēng)機(jī)和泵單獨放于泵房中，泵房的整體長度12 m,寬為6 m,高度為6 m,廠房設(shè)計過程中每隔6 m設(shè)置水泥立柱，保證房屋安全。 第4章 設(shè)備一覽表本設(shè)計設(shè)備選型結(jié)果見表4443和44。表38 離心式鼓風(fēng)機(jī)基本參數(shù)轉(zhuǎn)速 r／min風(fēng)壓 MPa效率（%）功率 Kw300094300 工業(yè)加熱爐的設(shè)計與選型 （1）工業(yè)加熱爐E101的設(shè)計及選型[17] 由生產(chǎn)流程可知，乙苯由25℃被加熱至460℃，以25℃為基準(zhǔn)，由表23可知乙苯的= kJ/(kg?K),則其所需熱量:Q==49332[（460+）－（25+）]= kJ/h 根據(jù)≤化工工藝設(shè)計手冊≥P298頁，選用WDHGS1000Ｂ系列燃燒器，其熱負(fù)荷為 kcal?h,所用燃?xì)鉃樘烊粴?，符合本設(shè)計生產(chǎn)熱量需求。表36 離心式鼓風(fēng)機(jī)基本參數(shù)轉(zhuǎn)速 r／min風(fēng)壓 MPa效率（%）功率 Kw20009540（4）由生產(chǎn)要求可知，P104鼓風(fēng)機(jī)通過的風(fēng)量為： （326） =155163+49332=204495 Kg,℃密度:= kg/ 則= 則根據(jù)≤化工原理≥P261頁附錄，選取BⅡ ／，其性能見表37。表34 離心式鼓風(fēng)機(jī)基本參數(shù)轉(zhuǎn)速 r／min風(fēng)壓 MPa效率（%）功率 Kw300060（2）由生產(chǎn)要求可知，P101鼓風(fēng)機(jī)通過的風(fēng)量為： （324）=155163 kg,℃時密度:=kg/ 則= 則根據(jù)≤化工原理≥P261頁附錄，選取BⅢ ／，其性能見表35。表33 離心泵基本參數(shù)轉(zhuǎn)速nr/min流量揚程m效率（%）軸功率Kw電機(jī)功率Kw必需汽蝕余量m2900601874驗證所選泵的適用性： 由公式（322），最大安裝高度： （322） 已知：Mpa ,吸入管路阻力損失 則最大安裝高度= m ＜= m，則所選離心泵符合生產(chǎn)要求。計算實際傳熱面積及過程的總傳熱系數(shù)=6367＝1550 m2 =402 W／（） 折流板直徑、數(shù)量 mm =29002=2893 mm切去弓形角度：2900=725 mm折流板數(shù)量： 取折流板間距=300 mm，則：= 塊取整得：=11 塊，實際折流板間距：= mm 其他設(shè)備的選擇 離心泵設(shè)備的計算與選型 （1）P102離心泵的計算與選型[16] 查≤化工原理≥P269頁表四：液體及水溶液的物理性質(zhì)得乙苯密度（25℃）為867Kg/與水的密度接近，故可選用清水泵（IS系列）輸送乙苯液體。計算殼體內(nèi)直徑 （321） 由于管中心距。選擇Φ25mm。 按經(jīng)驗數(shù)值初選總傳熱系數(shù)。在換熱器的設(shè)計計算中，冷熱流體的物性數(shù)據(jù)，如比熱容Cp、密度ρ、動力粘度μ及導(dǎo)熱系數(shù)λ等的查取，依流體的定性溫度進(jìn)行。（1）換熱器熱負(fù)荷的計算換熱器的熱負(fù)荷又稱傳熱量，可通過熱量衡算獲得。 封頭高度m（3）氧化脫氫反應(yīng)器封頭壁厚及高度設(shè)=8 mm，取=6 mm， == m 查≤化工過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)≥P262圖1312：外壓圓筒、管子和球殼厚度計算圖（06Cr19Ni10Ti鋼）得：系數(shù)= MPa 則：許用外壓力= MPa MPa＜ MPa，所用封頭厚度符合氧化脫氫反應(yīng)器生產(chǎn)要求。設(shè)=8 mm，取=6 mm， == m 查≤化工過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)≥P262圖1312：外壓圓筒、管子和球殼厚度計算圖（06Cr19Ni10Ti鋼）得：系數(shù)= MPa 則：許用外壓力= MPa MPa＜ MPa，所用封頭厚度符合脫氫反應(yīng)器一生產(chǎn)要求。表32 封頭高度及直徑與系數(shù)關(guān)系注：① 中間值采用內(nèi)插法求得； ② ； ③ =。 固定床反應(yīng)器凸形封頭的設(shè)計計算 本設(shè)計中固定床反應(yīng)器采用橢圓形封頭[14]。（3）脫氫反應(yīng)器二的壁厚計算設(shè)=10 mm，取=8 mm， 查≤化工過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)≥P257頁圖136：外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計算圖（適用于所有材料）得：系數(shù)= 查≤化工過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)≥P262圖1312：外壓圓筒、管子和球殼厚度計算圖（06Cr19Ni10Ti鋼）得：系數(shù)= MPa 則：許用外壓力[P]== MPa MPa＜ MPa，所用鋼材厚度符合脫氫反應(yīng)器二生產(chǎn)要求。 （2）脫氫反應(yīng)器一的壁厚計算假設(shè)（名義厚度），令；C為腐蝕裕量，取為2 mm。其它性能見表31。 （6）確定床層的結(jié)構(gòu)尺寸催化劑床層高度： （314） 式中：催化劑床層體積，m3； 催化劑床層截面積（實際），m2。脫氫反應(yīng)器二： = ＜，符合要求。 （4）床層截面積及實際氣體流速的計算 假設(shè)氣體空床速度為U= m／s。當(dāng)＜10時為層流，計算壓力降可省去第二項；當(dāng)＞1000時為充分湍流，計算壓力降時可省去第一項。（3）校驗床層壓力降ΔP： （311）通過實驗測定得到： （312）式中：修正的雷諾數(shù)。通常，床層的高度確定或直徑的計算是根據(jù)固定床反應(yīng)器某一重要的操作參數(shù)范圍或經(jīng)驗選取，然后校驗其他操作參數(shù)是否合理，如床層壓力降不超過總壓力的15%。很明顯，床層越高，其床層截面積越小，操作氣速、流體阻力（動力）將變大；反之，床層高度降低必然引起截面積（直徑）增大，對傳熱不利或易產(chǎn)生短路等情況。 —催化劑的床層截面積，m2。 （38） 而空床速度是指在規(guī)定條件下，氣體通過空床截面積的流速。 （37）式中：－催化劑負(fù)荷，kg∕（kg?h）或kg∕（m3?ｈ）； －目的產(chǎn)物的質(zhì)量，kg∕s； －催化劑的用量，kg或m3。（5）催化劑負(fù)荷 指在單位時間內(nèi)單位質(zhì)量（體積）催化劑由于反應(yīng)而消耗的原料質(zhì)量。它是反映催化劑選擇性和生產(chǎn)能力的一個重要指標(biāo)。接觸時間越短，表示同體積的催化劑在相同時間內(nèi)處理的原料越多，是表示催化劑處理能力