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1、毕业设计说明书年产 100,000 万吨苯乙烯生产车间工艺设计中北大学中北大学 2012 届毕业设计说明书届毕业设计说明书I年产年产 100,000100,000 吨苯乙烯生产车间工艺设计吨苯乙烯生产车间工艺设计摘要：摘要：苯乙烯是一种非常重要的化工原料，60%的苯乙烯用来生产聚苯乙烯，还用来生产树脂、乳胶等。现在世界上的苯乙烯年产量为 3000 万吨左右，我国的年产量在 600万吨左右，且目前处于供需持平，从产量和需求可以看出苯乙烯生产的重要性。本设计采用技术最成熟的工艺：绝热式乙苯催化脱氢工艺。从 1937 年工业化至今，经过了好几代的发展，现在已成为一种非常重要的工艺。目前世界上 85%
2、的苯乙烯均采用此法进行生产。本设计主要做了以下几个方面的工作：文献调研，工艺选择；物料衡算，能量衡算；设备设计；车间布置；经济估算；带控制点的工艺流程图，主体设备图及车间布置图的绘制。关键词：关键词：苯乙烯；工艺设计；催化脱氢；绝热固定床反应器中北大学中北大学 2012 届毕业设计说明书届毕业设计说明书IITheThe productionproduction workshopworkshop designdesign ofof styrenestyrene withwith anan annualannual outputoutput ofof 100,000100,000 tonstons
3、AbstractAbstract：Styrene is a very important chemical material, 60 percent of it is used to produce Polystyrene and also is used to produce resin and latex. The outlet of the styrene all over the world per year is 30 million tons, and our country take up 20 percent of the total outlet and the curren
4、t supply is equal to the demand. So the production workshop design of styrene is very important.The most mature technology-adiabatic dehydrogenation of ethylbenzene process is used to produce styrene. From 1937, the first industrialized time, after several generations of development, it has become a
5、 very important process. The 85 percent of the styrene is produced by this method. This design includes document survey, process selection, material balance, heat balance, equipment design, facility layout, economical evaluation, the drawing of the process chart, the main equipment diagram and the w
6、orkshop layout chart. Keywords:Keywords: Styrene, Catalytic dehydrogenation, Process design, Adiabatic fixed-bed reactor中北大学中北大学 2012 届毕业设计说明书届毕业设计说明书III目录目录1 文献综述 11.1 苯乙烯的性质 11.2 苯乙烯的来源与应用 11.3 苯乙烯的供需情况 21.3.1 世界范围内的产能情况 21.3.2 国内的产能情况 21.4 苯乙烯的生产方法 31.4.2 环氧丙烷-苯乙烯联产法 41.4.3 乙苯氧化脱氢法 41.4.4 热解汽油抽提蒸
7、馏回收法 41.5 苯乙烯生产方法的比较 52 工艺路线的确定 62.1 设计方案的确定 62.1.1 催化脱氢法62.1.2 乙苯共氧化法生产苯乙烯62.1.3 UOP 的选择性氧化脱氢法72.1.4 从裂解汽油中萃取苯乙烯 82.2 工艺比较及选择 93 物料衡算113.1 乙苯催化脱氢法生成苯乙烯工艺流程简图113.2 设计基本数据113.3 计算简图及衡算过程123.3.1 催化脱氢反应器的物料衡算 123.3.2 冷凝器的物料衡算 14中北大学中北大学 2012 届毕业设计说明书届毕业设计说明书IV3.3.3 油水分离器的物料衡算 143.3.4 乙苯蒸出塔的物料衡算 153.3.5
8、 苯和甲苯回收塔的物料衡算 153.3.6 苯和甲苯分离塔的物料衡算 163.3.7 苯乙烯精制塔的物料衡算 173.4 物料衡算结果汇总174 热量衡算 214.1 一段反应器的热量衡算214.1.1 乙苯预热所耗热量 214.1.2 水预热所耗热量224.1.3 一段反应热 234.1.4 一段反应器出口物料温度的计算 244.2 二段反应器的热量衡算274.2.1 进入二段反应器的过热水蒸气量的计算 274.2.2 二段反应器出口物料温度的计算 274.3 三段反应器的热量衡算294.3.1 进入三段反应器的过热水蒸气量的计算 294.3.2 三段反应器出口物料温度的计算 294.4 整
9、个反应器进出物料温度情况314.5 产物冷却的热量衡算314.5.1 冷却全过程氢气放出的热量 324.5.2 冷却全过程苯乙烯放出的热量 324.5.3 冷却全过程乙苯放出的热量 324.5.4 冷却全过程水放出的热量 324.6 精馏工段的热量衡算324.6.1 乙苯蒸出塔的热量衡算 324.6.2 苯和甲苯回收塔的热量衡算 334.6.3 苯和甲苯分离塔的热量衡算 34中北大学中北大学 2012 届毕业设计说明书届毕业设计说明书V4.6.4 苯乙烯精制塔的热量衡算 355 主要设备的设计及辅助设备的选型 365.1 固定床反应器的设计365.1.1 反应器的选择 365.1.2 反应器设
10、计的具体过程 365.1.3 固定床一段反应器的设计 375. 1.4 固定床二段反应器的设计 395.1.5 固定床三段反应器的设计 415.1.7 支承结构 425.1.8 固定床上下封头的选型 435.1.9 固定床群座的设计 445.1.10 固定床人孔的设计 445.1.11 固定床接管的设计 445.2 精馏塔的设计455.2.1 乙苯蒸出塔的设计 455.2.2 苯和甲苯回收塔的设计 485.2.3 苯和甲苯分离塔的设计 505.3 换热器的计算及选型515.3.1 乙苯蒸出塔塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算及选型 515.3.2 其它几个精馏塔塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算及选型 525.4 泵、风机的计算及选型535.5 设备一览表536 车间布置设计 556.1 车间布置设计原则 556.2 厂房建筑556.2.1 厂房基础设计 556.2.2 设备布置设计 556.2.3 设备安全距离 566.3 车间布置图56中北大学中北大学 2012 届毕业设计说明书届毕业设计说明书VI7 经济效益核算 577.1 固定资产投资
