原油常压塔的（毕业设计）.doc

PAGE PAGE 52 设 计 任 务 书 一 设计题目:年产3万吨苯乙烯装置精馏工段的工艺设计 二 设计的原始数据： 1.生产能力：年产3万吨 2.生产时间：330天/年 3.单程转化率：55% 4.原料及产品规格: 原料规格(乙苯)? 组成 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯 二乙苯 Wt% 0.15 0.42 98.11 1.31 0.01 产品规格(苯乙烯) 组成 乙苯 苯乙烯 二乙苯 Wt% 0.25 99.6 0.15 5.反应方程式: 主反应: 乙苯→苯乙烯＋氢气 副反应: 乙苯→苯＋乙烯 乙苯→甲苯＋甲烷 _ _ C H 3 + H 2 C 2 H 5 - - 5 4 . 5 K J / m o l + CHHH 4 + C 2 H 4 1 0 5 K J / m o l - C 2 H 5 6.原料配比: 水蒸气:乙苯 2.6:1 一次配气 1:0.38 二次配气 1:1.48 三次配气 1:0.74 7.说明: 为了简化计算,假设混合原料中二乙苯不参加化学反应,并且无结焦,过程的物系按理想气体或理想溶液处理,冷凝回收系统3%损失,精苯乙烯塔的收率是97.4%.粗苯乙烯塔的收率是95.39%. 三 设计要求: 编制设计说明书 (1).流程的确定及说明 (2).设备的物料衡算 (3).设备的热量衡算 (4).塔的工艺计算及主体设备计算 (5).绘制塔板负荷性能图 (6).设计参考文献 绘制系统工艺流程图 四 指导教师：宋波 五 设计时间：2008年4月 目 录 前言5 物料衡算11 1.1乙苯蒸发器物料衡算11 1.2乙苯过热器物料衡算11 1.3反应器物料衡算11 1.4循环水冷却器物料衡算12 1.5油水分离器物料衡算13 1.6粗苯乙烯塔物料衡算14 1.7精苯乙烯塔物料衡算15 1.8循环乙苯塔物料衡算 15 1.9苯,甲苯塔分离塔物料衡算16 热量衡算17 2.1脱氢反应器的热量衡算17 2.2乙苯过热器的热量衡算及选型19 2.3废热锅炉的热量衡算及选型21 2.4乙苯蒸发器的热量衡算及选型22 2.5水冷却器的热量衡算及选型25 2.6冷凝器的热量衡算及选型26 2.7粗笨乙烯塔热量衡算及选型28 2.8循环乙苯塔热量衡算及选型30 2.9精苯乙烯塔热量衡算及选型32 粗苯乙烯塔的设计计算33 3.1塔的工艺计算部分34 3.2塔的设备计算部分37 参考文献51 结束语52 前 言 苯乙烯英文名称：Styrene Monomer，分子式，是苯环侧链上带有双键的一种芳烃，它是不饱和芳烃中十分普通但有十分重要的一员。被广泛地用作生产塑料和合成橡胶的原料，在国民经济中占有举足轻重的地位。 苯乙烯的化学结构式如下： —CH=CH2 —CH=CH2 —CH=CH2 苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃，凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。它具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。 苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS工程塑料；与丙烯腈共聚可得ABS树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。同时，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。例如：苯乙烯能自聚成苯乙烯树脂，它是一种很好的塑料，具有绝缘性，耐水性，又具有良好的透光性和成型性能。可用于制造高频绝缘材料，光学器材，日用品等，二战期间对合成橡胶的迫切需要促进了苯乙烯生产工艺和方法的不断改进及飞速发展，战后塑料工业和汽车工业的兴起又加速了苯乙烯的生产技术革新步伐。 如今苯乙烯已经发展成石油化工领域的大吨位基本有机原料，它被用来合成各种合成树脂，不饱和聚脂树脂等，广泛应用于汽车制造，家用电器和玩具制造等工业部门。苯乙烯和丁二烯制成的橡胶大量用于轮胎制造和纺织造纸等，丁苯嵌段其聚物SBS热塑性弹性体，用于制造鞋等轻工，手工部门。 上述这些产品都是与人类日常生活息息相关的，市场需要量也是十分巨大的。这是发展苯乙烯生产的根本原因，目前，世界上苯乙烯的生产能力已达到1177万吨/年，而我国的生产能力却只有40万吨/年。因此，我国很有必要发展苯乙烯生产工艺及技术。