万吨苯乙烯生产车间工艺设计—本科毕业设计.doc(2)

3.3 计算简图及衡算过程本工艺涉及到物料的循环，故其物料衡算应采用对应的方法。涉及物料循环的物料衡算有两种计算方法：试差法和列方程组法本，设计采用列方程组的方法。需要设出三个未知量来表示F1-F15流股中所有组成的质量流量。设：F1流股的质量流量为x t/h，组成为含乙苯99.7%；F10流股的质量流量为y t/h，组成为含乙苯95%，含苯乙烯2%×(y+z)(假设其进入反应器后生成其他物质，不计入苯乙烯产品中)，含甲苯5%-2%×（y+z）；F11流股的质量流量为z t/h。水在反应器中起的作用是热载体和稀释剂，它并不参与反应。水蒸气与乙苯的用量比值是通过后续的热量衡算计算得出来的，故在物料衡算过程中就先假设水的质量为m()。3.3.1 催化脱氢反应器的物料衡算注：F1由新鲜乙苯进料和循环乙苯进料混合而成；F3为出反应器的产物；F2为纯水F3组成的计算：表3.1反应器的物料平衡表流入流出组成流量/t/h组成 流量/t/h乙苯0.997x+0.95y苯乙烯0.697x+0.664yH2Om(H2O)乙苯0.249x+0.238y其它0.003x+0.05yH2Om(H2O)苯0.006x+0.005y甲苯0.019x+0.049y-0.02zH20.013x+0.012yCH40.003x+0.009yC2H60.002x+0.002y焦油0.011x+0.021y+0.02z合计x+y+m(H2O)合计x+y+m(H2O)3.3.2 冷凝器的物料衡算注：F4包含H2 ，CH4，C2H6；F5包含粗苯乙烯，水,假设此处气液完全分离。

经反应器出来的混合物料经过冷凝分离，分离为气相和液相，假设此处气液完全分离。 表3.2冷凝器的出口物料组成表F4F5组成流量/t/h组成流量/t/hH20.013x+0.012y 苯乙烯0.697x+0.664yCH40.003x+0.009y 乙苯0.249x+0.238yC2H60.002x+0.002y H2Om(H2O)苯0.006x+0.005y甲苯0.019x+0.049y-0.02z焦油0.011x+0.021y+0.02z合计0.018x+0.023y 合计0.982x+0.977y+m(H2O)3.3.3 油水分离器的物料衡算注：F6为粗苯乙烯； F7为水；假设此处损失0.5%粗苯乙烯且粗苯乙烯中不含水表3.3油水分离器的出口物料组成表F7F6组成流量/t/h组成流量/t/hH2Om(H2O) 苯乙烯0.634x+0.660y 粗苯乙烯0.005x+0.005y 乙苯0.248x+0.237y苯0.006x+0.005y甲苯0.019x+0.049y-0.02z焦油0.01x+0.021y+0.02z合计0.005x+0.005y+m(H2O) 合计 0.977x+0.972y3.3.4 乙苯蒸出塔的物料衡算注：F8含苯、甲苯、乙苯、少量苯乙烯（含F8总量的2%，xD=2%）；F9含苯乙烯（含总量的98%，xW=98%）少量乙苯及焦油。

对苯乙烯作物料衡算：代入已知数据解得： 表3.4乙苯蒸出塔的出口物料组成表F8F9组成流量/t/h组成流量/t/h乙苯0.244x +0.245y+0.02z 苯乙烯0.689x+0.654y苯0.006x+0.005y乙苯0.004x-0.008y-0.02z甲苯0.019x+0.049y-0.02z 焦油0.01x+0.021y+0.02z苯乙烯0.005x+0.006y合计0.274x+0.305y 合计0.703x+0.667y3.3.5 苯和甲苯回收塔的物料衡算注：F11含苯、甲苯、极少量乙苯（含F11的2%，xD=2%）F10含乙苯（含F10总量的95%，xW=95%）、极少量甲苯及苯乙烯对乙苯作物料衡算：代入已知数据可以得到： 解得： 表3.5苯和甲苯回收塔的出口物料组成表F10F11组成流量/t/h组成流量/t/h乙苯0.329x苯0.008x 甲苯0.010x 甲苯0.0253x 苯乙烯0.007x乙苯 0.0007x合计0.0346x合计 0.034x3.3.6 苯和甲苯分离塔的物料衡算注：F12含苯，少量甲苯（含F12总量的5%，xD=5%）；F13含甲苯(含F13总量的95%，xW=95%)，少量苯，少量苯乙烯对甲苯作物料衡算：代入已知数据可以得到：表3.6苯和甲苯分离塔的出口物料组成表F12F13组成流量/t/h组成流量/t/h苯0.0074x 苯0.0006x甲苯0.0004x甲苯0.0249x乙苯 0.0007x合计0.0078x合计0.0262x3.3.7 苯乙烯精制塔的物料衡算注：F14含苯乙烯（占F14总量的99.8%，xD=99.8%）， 焦油及少量乙苯；F15含焦油及少量苯乙烯（占F15总量的2%，xD=2%）对苯乙烯作物料衡算：代入已知数据可以得到：表3.7苯乙烯精制塔的出口物料组成表F14F15组成流量/t/h组成流量/t/h苯乙烯0.914x 焦油及乙苯0.0176x乙苯及焦油0.002x 苯乙烯0.0004x合计0.916x 合计0.018x解得：即：每小时需要新鲜乙苯进料量13.676t/h，所以每生产1t苯乙烯需消耗1.094t新鲜乙苯。

2012年3月1日，国家层面首个旨在改善车内环境的政策正式实施，这部由国家标准委和国家环保部共同发布的乘用车车内空气质量评价指南，对乘用车车内常见的有害物质如苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙烯、乙烯醛等提出了控制要求，一度被业内人士和广大消费者寄予厚望。经营许可范围:一般危化品:乙烯、丙烯、1,3-丁二烯[稳定的]、丙烷、正丁烷、正戊烷、天然气[富含甲烷的](此品种仅限作为化工原料等非燃料用途的经营)、苯、乙苯、1,2-二甲苯、1,3-二甲苯、1,4-二甲苯、苯乙烯[稳定的]、甲醇、乙醇[无水]、乙酸溶液[10%＜含量≤80%]、乙酸[含量＞80%]、乙酸仲丁酯、异辛烷、石脑油、甲基叔丁基醚、1,3,5-三甲基苯、异丁烷、异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、异丙基苯、正丙苯、1,3,5-三甲基苯、1,2,4,5-四甲苯、正丁基苯、萘。任务：利用化学合成的方法将廉价易得的天然资源（如煤、 石油、天然气等）及其初步加工品和副产品（如电石、煤 焦油、渣油等）加工成最基本的有机原料（如乙烯、丙烯、 丁二烯、苯甲苯、二甲苯、乙炔、萘等，简称三烯、二苯、 一炔、一萘）以及由上述原料再加工成化学工业各部门和 其他有关工业所大量需用的重要有机原料（如乙醇、甲醛、 乙酸、丙酮、苯酚、苯酐等） 。

制冷机的主要性能指标有工作温度(对蒸气压缩式制冷机为蒸发温度和冷凝温度，对气体压缩式制冷机和半导体制冷器为被冷物体的温度和冷却介质的温度)，制冷量(制冷机单位时间内从被冷却物体移去的热量)、功率或耗热量、制冷系数(衡量压缩式制冷机经济性的指标，指消耗单位功所能得到的冷量)以及热力系数(衡量吸收式和蒸汽喷射式制冷机经济性的指标，指消耗单位热量所能得到的冷量)等。苯、甲苯、二甲苯等属强毒性溶剂，作业时散发至车间空气中年产万吨苯乙烯生产 设计任务书 粗苯乙烯蒸馏塔，工人经呼吸道吸入后可引起急性和慢性中毒，主要引起中枢神经系统及造血系统的损害，短期吸入高浓度（1500mg/m3以上）的苯蒸气，即可引起再生障碍性贫血，经常吸入低浓度的苯蒸气也会引起恶心、呕吐、神智不清等神经症状，少数还可以引起神经衰弱症候群，甲苯对中枢神经的毒害比苯强，对造血系统的作用较苯低。从二次加热炉出来的尾气进入余热锅炉将其中的热量进行回收，生产 1.0mpa 的蒸气并入厂区蒸气总管，余热锅炉出口尾气可降至500℃。

该界面包括主要用于输出加热器各级的抽汽系数、凝汽系数、汽轮机的功率和内效率和电厂各项热经济指标，如凝汽流做功率、抽汽流做功率、汽轮机内功、汽轮机比热耗、汽轮机绝对电效率、汽轮机热耗率、汽轮机汽耗率、汽轮机主蒸汽流量、锅炉有效热量、管道效率、全厂发电标准煤耗、全厂热耗率、全厂供电标准煤耗等。脱敏液的浓度和剂量也是很重要的,量太大可引起局部反应,如注射部位红,肿,痒,甚至出现哮喘发作等全身反应,量太少达不到治疗目的,或使脱敏治疔的时间拖得很长.因此脱敏液可按一定的比例稀释成几个不同的浓度级,一般先用低浓度,然后再用高浓度,注射量也要从少到多,循序递增,以诱导病人耐受该过敏原而不发生过敏反应.。随着反应的进行，气流从燃烧区的极高温度降至919℃，残余ch4含量降至0.52%（体积比，干基），此二段转化炉出口高温工艺气体进入换热式转化炉转化管与套管之间，在此高温工艺气体与管内参与化学反应的物料之间进行换热，为换热式一段转化炉内烃类物质蒸汽转化反应提供。

二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)是聚氨酯工业重要的原料之一.本文对以碳酸二甲酯为原料非光气合成二苯甲烷二异氰酸酯的绿色工艺进行了研究.首先探讨了苯氨基甲酸甲酯(mpc)缩合反应生成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(mdc)的工艺过程及影响因素,选择甲醛为反应甲基化试剂,固体酸为催化剂,二乙二醇二乙醚为溶剂.研究表明:a35大孔酸性树脂对mdc的合成具有较好的催化效果,其较优的工艺条件为:温度100℃,原料配比n(mpc)/n(甲醛)=6,催化剂用量10％,反应时间4h.此时,mpc的转化率可达36.3％,mdc的收率可达59.5％.缩合反应后的产物经减压蒸馏,分离提纯后可得到纯度95％以上的mdc.mdc受热分解生成mdi.研究表明:在加热过程中,mdc首先分解放出ch30h,生成mdi,然后继续热分解放出co2,生成胺类物质.金属锌可降低mdc的热分解温度,抑制过度的热分解,提高mdc的选择性.以zn为催化剂,邻苯二甲酸二辛酯为溶剂,在温度260℃时催化热分解mdc,反应20min,mdi的收率为20.9％,纯度98％.。它的分子结构是由二苯甲烷二异氰酸酯（mdi）、甲苯二异氰酸酯（tdi）和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二苯甲烷二异氰酸酯（mdi）、甲苯二异氰酸酯（tdi）和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。外观与性状：鳞片状或针状结晶,具有苯或甲醛的臭味.熔点(℃)：121.7 沸点(℃)：249.2 相对密度(水=1)：1.27 相对蒸气密度(空气=1)：4.21 饱和蒸气压(kpa)：0.13(96℃) 闪点(℃)：121 引燃温度(℃)：571 爆炸下限%(v/v)：11 溶解性：微溶。

温度T下化学反应热的计算（采用基希霍夫公式）（4.2）（4.3） 温度变化时H2的比热容变化很小，忽略温度对氢气比热容的影响，Cp=28.84J.mol-1.K-1 T=873K时，苯乙烯 Cp=268.81J.mol-1.K-1 乙苯 Cp=294.01J.mol-1.K-1 T=298K时，苯乙烯 Cp=125.30J.mol-1.K-1 乙苯 Cp=128.28J.mol-1.K-1注：与课本中的数据 相比较，说明计算可信 4.1.4 一段反应器出口物料温度的计算注：忽略非常少的副产物，考虑几种主要的物质 表4.6热量衡算过程简略的物料组成流入流出组成流量/t/h组成流量/t/h水14.779 水14.779 乙苯18.405 乙苯11.043 续表组成流量/t/h组成流量/t/h苯乙烯7.223H20.139 进口物料（混合后）温度为620℃，出口温度设为x℃（4.3）能量衡算的参考态定为25℃，H2O（g），乙苯（g），苯乙烯（g），H2（g）进口：出口：注：H2的比热容几乎不随温度而变化，所以去取为常数 Cp=28.84J.mol-1.K-1把已知数据代入方程（4-1）整理得：（注下式的所有数据是除过1.346的数据） 上式中的平均比热容是25℃和x℃之下的平均比热容，所以平均比热容是温度的函数，而x℃又是未知数，所以需要用试差法来解上边的方程。

求解步骤：先设一个x,然后查处和该温度下的各种物质比热容，然后求取平均比热容。将平均比热容带入上式计算出右边的数值，并且与左边进行比较。当两边差值的绝对值达到一定值后（这里取1.5），即认为x为上述方程的解。从而就求出了一段反应器出口物料的温度。⑴ 设x=600 得把已知数值代入方程（4-1）的右边得：28.87，左右边差值的绝对值为5.82，不符合要求，所以还需要继续试差。⑵ 设x=580 得把已知数值代入方程（4-1）右边得：26.93，左右边差值的绝对值为3.75，不符合要求，所以还需要继续试差。⑶ 设x=550 得把已知数值代入方程（4-1）的右边得：26.04，左右边差值的绝对值为2.99，不符合要求，所以还需要继续试差。⑷ 设x=530 得把已知数值代入方程（4-1）的右边得：25.89，左右边差值的绝对值为2.84，不符合要求，所以还需要继续试差。⑸ 设x=520 得把已知数值代入方程（4-1）的右边得：24.33，左右边差值的绝对值为1.28，符合要求。所以出口物料的温度约为520℃。 一段反应器进出口温度相差100℃，从查的文献里边获知第一代单段式固定床反应器的进出口温度相差70℃至80℃左右，可见计算的结果有一定的误差。