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1、吉林化工学院外 文 翻 译乙烯的生产设计Design for the Production of Ethylene性 质: 毕业设计 毕业论文教 学 院： 机电工程学院系 别：过程装备与动力工程系学生学号：111111学生姓名：11111专业班级：过控111111指导教师：11111职 称：教授起止日期：2014.3.12014.3.28吉 林 化 工 学 院Jilin Institute of Chemical Technology吉林化工学院本科毕业设计（论文）外文翻译对乙烯生产工艺设计1.1前言2012年4月10日纳德教授法比亚诺雷蒙德博士，宾夕法尼亚大学，应用科学学院，生物分子工程系，
2、我们想从乙醇项目设计建议提出了我们的解决方案,布鲁斯先生弗拉纳。我们设计了一个厂，坐落在圣保罗，巴西，这将生产一百万吨的聚合级乙烯（99.96%纯）每年95%乙醇饲料。乙醇将脱水采用固定床绝热反应器，填充-氧化铝催化剂。脱水的产品将被分开使用闪光蒸馏，吸附在沸石填料，和低温蒸馏。这种方法乙烯生产提出了一个替代流行的烃类裂解技术的广泛应用，净现值。这份报告包含了详细的描述，工厂设备和工艺操作条件。我们的工厂预计在2015完成，预期寿命20年。这将需要2300000吨纯度为95%的乙醇年乙醇饲料。因为我们是在巴西经营（如乙醇是只生产了九个月的一年），旨在操作每年280天（包括从操作现场存储30天）
3、。本设计将满足所要求的纯度为99.96%的乙烯一百万吨。此外，本报告讨论了我们的决定的位于圣保罗和技术经济的影响在巴西经营工厂。我们将目前的操作细节，在美国和巴西的LED我们作出这一选择的比较。此外，我们将讨论的建设和运行的植物和其潜在的盈利能力的经济学。作为代表着，目前乙烯和乙醇价格不允许这种植物是有利可图的。然而，价格，这种植物可以成功不远了。从乙醇生产乙烯：卡梅伦考虑使用乙醇脱水制乙烯作为一种手段，一个95%的乙醇/水5%饲料将被转换成1吨99.96% 每年使用一系列的绝热2.3，固定床催化反应器在750F 和600psi。该催化剂在1cm直径的球形颗粒形成的-氧化铝。，产品将使用两个闪
4、蒸分离纯化与单位，13X分子筛吸附剂，最后低温蒸馏装置。该工厂将设立在圣保罗，巴西。因为在巴西的乙醇生产季节，植物会每年280天在一个非常高的容量。这包括30天的现场。经过对返回乙烯和乙醇价格植物的净现值和利率敏感性分析，它被确定，而在目前的市场不可达到的（它的价格在0.34/lb美元和0.60美元/磅的乙烯-乙烯醇），盈利能力可达应该乙烯价格上升至0.64/lb和乙醇价格下跌至0.305/lb。1.2乙醇生产乙烯：这个项目的目的是设计一种植物，能有效地将液体乙醇转化为高纯乙烯气体使用氧化铝催化剂。乙烯是目前世界上最广泛的产品。2009据估计，每年超过140000000吨及对外源乙烯的全球需求
5、，以3.5%的年增长。其中一个最重要的用途是乙烯生产聚氯乙烯（PVC）。PVC超过70%的建筑市场。这包括塑料，主导管及配件，壁板，铺板和围栏。此外，PVC为60%的电线和电缆的涂料市场25%。乙烯是第一个在第十八世纪时得到的乙醇，乙醇是经过激烈的催化剂。塑料行业中产生了几个乙醇脱水装置从30年代到60年代的到来。石脑油（液化石油气）裂解使这些脱水装置失效。石脑油裂解液饱和烃包括蒸汽加热在没有极端温度稀释氧。这一过程的功能逆转工业趋势，将乙烯为原料的乙醇，而不是它的衍生物。然而，随着全球需求的碳氢化合物和越来越法规，该乙烯生产过程已被证明是非常昂贵的。因此，一个乙烯是高度在今天的经济中寻找更廉
6、价的过程，和乙醇脱水原有的生产方法被重新考虑。过程项目的重点是使用乙醇脱水生产乙烯的裂解作为替代。这份报告详细的工厂，生产1吨99.96%每年约2.19mm吨95%乙醇，随着分析。美国专利4396789已被用来作为工厂设计的基础上，一些修改和优化设计决策到位。反应：脱水反应产生乙烯如下所示。C2H5OHH2O + C2H4这个反应是零阶和吸热，具有标准反应热（hrxn）近401btu /磅。此外，反应不进步，完成多名标准温度和压力（298K和1个大气压）和表现出的平衡有利。乙醇的形成。高温反应器在750F操作是为了转移平衡形成和有效地生产乙烯具有高的转化。此外，反应在-氧化铝产生了一些副产品，
7、必须通过列删除。产生这些副产品的副反应是降低发病率。2C2H5OH=H2O + (C2H5)2OC2H5OH=H2 + CH3COHC2H5OH + 2H2= H2O +2 CH4C2H5OH + H2O=2H2 + CH3COOHC2H5OH + H2 =H2O + C2H6由于高纯度乙烯产品要求（99.96%），几乎所有的产品必须从最终产品流中除去。这两个因素构成本厂设计的基础：高温反应器和一个错综复杂的设计分离培养纯度为主要目标。1.21工厂选址在美国，乙醇生产的玉米，这是种植全年。在巴西，乙醇是从甘蔗生产，这是唯一可用的每年九个月。然而，便宜的价格和更大的访问巴西乙醇沿海航运的目的允许
8、更具成本效益的方法。因此，工厂坐落在圣保罗地区是最经济合理的计划。对于选择定位巴西更详细的讨论。1.22安全乙醇和乙烯有潜在危险的材料，如果处理不当。段包含详细讨论安全性的考虑。此外，MSDS报告在这一过程中处理附录中提供的。1.23饲料储存一个95%的乙醇溶液（5%水）饲料储存在1mm加仑的大气压力和温度，浮顶储罐。此卷是大到足以容纳一个月的乙醇供应，将由位于巴西的乙醇工厂补充。存储大容量允许工厂继续运营雨季时，巴西乙醇工厂停止生产和价格。此外，它提供的调度灵活性和帮助生产饲料的补充。在未来，它可能是有价值的，从一个工厂安装管道直接路线；然而，现在它是假定所有饲料乙醇到通过车辆和直接注入储罐
9、。1.24反应器部分这一过程的反应截面如图4.1所示，详细说明在这部分的流的条件，内容包括在表4.1，4.2，和4.3。两，三级泵并联（P101 A / B和102页A / B）是用来提高原料的压力为603 psi。这非常高的压力是用来避免随后的压缩，会在分离培养所需要的。在高流速在该厂工作，经济差异在压缩后抽上12mm /年以美元流通过管壳式热交换器（hx101）是用来加热饲料。hx101利用加热反应器流出物（S110）来减少所需温度提高饲料能量。炉（F101）加热到所需的原料流反应器入口温度的752of方式休息是必要的。需要对60000scfh炉F101天然气供应足够的能量和传递这一温度增
10、加。一系列的三绝热固定床反应器，包括（R101，R102，和103）在乙醇水，乙烯，乙醚的整体反应，甲烷和其他的地方。反应器尺寸的逐步适应和数量不断增加，保证足够的整体转化乙醇。R101 224 FT3，R102 256 FT3，is310 FT3和103。在R102和103之间的体积大的增加是由于增加的乙醇循环流（循环）。反应器在高压力和温度条件下操作的结果在一个整体的98%的乙醇转化率和乙烯产量的98%。三个反应堆都充满了在1cm颗粒状氧化铝催化剂的能力。催化剂所需的总重量是126260lb。每90天抛弃和替换所有的催化剂是必要的。因为丧失再生的催化活性是由于直接通过不断的暴露于高的温度和
11、压力条件下的反应器中造成不可逆的损害是不可行的。它被视为一个单独的经济，在同一反应器并联运行的列车。对于一个1%（ 600000美元）在投资的增加，另外3个反应堆的成本，并没有关闭每90天。这一投资支付本身在3年。如果需要2天更换催化剂，该工厂将没有备用的反应堆失去了约250000美元的收入之间的网络。每个反应器炉（102、103）加热的气流从590回到了理想的752of。间歇加热步骤用于否定温度降低引起的吸热脱水反应和维持驱动力对乙烯生产。这些炉需要53000scf /小时的天然气。在离开反应堆，产品进入hx101降低了它们的温度179o F.希望消除尽可能多的将热从该流自低温分离。此外，流
12、被加热的要求经过这一步。因此，该换热器被设计来传输的热量可能通过指定的流进入反应器的温度（S103以上）在最大可能达到在不违反最低温度接近40F具有最小的方法有助于提高换热器效率的温度保持为生长失控的转移的必要表面积。反应器进入分离培养。1.3结论和建议从乙醇生产乙烯：卡梅伦，乐，Levine这个厂的盈利能力是高度依赖于乙烯和乙醇的价格是波动的，经常。在目前的市场价格，这是不可能是有益的。经济分析报告表明乙烯价格上涨明显乙醇价格必须在植物显着下降将正的净现值。虽然这不完全是不合理的，激烈的市场的研究将需要确定是否与目前值得建设植物相关的风险。有强烈的动机去寻找降低这一过程的操作成本的途径。比当
13、前流行的乙烯生产过程中烃裂解。一，酒精是可再生的；它可以来自甘蔗或玉米，生长在美国南部和北部的两个。此外，乙醇脱水生产减少浪费和碳排放量比打击呢。世界各国政府都 “绿色”行业的偏好。这两个因素使操作这种植物是昂贵的加热料着极端的温度，和运行的低温蒸馏分离的最终产品。如果加热或制冷更被开发，这家工厂可能操作更。在未来，它是建议研究这些地区帮助提高潜在的这种植物的成功。1.4致谢从乙醇生产乙烯：卡梅伦，乐，Levine我们想借此机会感谢以下的教师，顾问，指导他们在本报告的成功完成：雷蒙德博士他，我们的导师，在整个项目在化工流程模拟计算，每周一次的指导。伦纳德教授法比亚诺分享他丰富的行业经验和他的。
14、工业顾问布鲁斯弗拉纳，史提芬特里，约翰也，和加里索耶，信息，和设计经验，我们的项目。此外，我们还要感谢我们的两个同学。彼得特佩卢克如何回答每一个问题我们问他不可思议的愿意帮助甚至在自己的牺牲。同时，我们要感谢史提夫Lantz分享他的广泛的知识与我们Excel，使我们的分析更容易（漂亮）。基督教。聚合的乙烯和乙烯-烯烃共：研究短期及链支化结构与性能的关系。1.5参考书目1Magazine | EthanolP. BBL International, 23 Sept. 2010. Web. 16 Jan. 2012.2Valladares Barrocas, Helcio V. Process f
15、or Preparing Ethene. Petroleo Brasileiro S.A.-Petrobras,3assignee. Patent 4232179. 4 Nov. 1980. Print.4Valladares Barrocas, Helcio V. Process for Dehydration of a Low Molecular Weight Alcohol.5Petroleo Brasileiro S.A.-Petrobras, assignee. Patent 4396789. 2 Aug. 1983. Print.附录：毕业设计（论文）外文翻译原文Process D
16、esign for the production of Ethylene2.1prefaceApril 10, 2012，Professor Leonard Fabiano，Dr. Raymond Gorte，University of Pennsylvania，School of Engineering and Applied Science，Department of Chemical and Biomolecular Engineering，Dear Professor Fabiano and Dr. Gorte,We would like to present our solution
