年产万吨苯乙烯生产 设计任务书 粗苯乙烯蒸馏塔_甲烷乙烯苯物理性质_甲烷乙烯乙炔苯的燃烧通式(4)

——生产过程中产生的吸附过滤物，废催化剂、精馏釜残液(包括石油、化工、煤气生产中产生的含酚类化合物废物)含氨基苯酚，溴酚，氯甲苯酚，煤焦油，二氯酚，二硝基苯酚，对苯二酚，三羟基苯，五氯酚(钠)，硝基苯酚，三氯酚，氯酚，甲酚，硝基苯甲酚，苦味酸，二硝基苯酚钠，苯酚胺的废物。塔釜温度控制是采用加热蒸汽流量与塔釜温度进行串级控制来实现的，影响塔釜温度的主要因素是物料进入再沸器后带走的热量，而再沸器的热量是由进入塔釜的蒸汽所提供的，因此，塔釜的温度可以通过调节进入再沸器的蒸汽流量来控制的，同时引入进料流量进行前馈控制，以此来实现对塔釜的温度控制，由于蒸汽的加入量对塔的其他参数如塔压影响很大，为了保证塔的安全，这里增加一个条件判断，当塔压在安全范围内用蒸汽流量和温度串级控制，当塔压过高时采用塔压控制的方法，使塔压降下来，以保证塔设备的安全。由图1所示，h点表示最初塔釜混合物的组成，若加苯后使其组成正好在at线与gb线的交点处（h点），则三元共沸物馏出后，残液变成纯乙醇，此时的共沸剂用量为理论共沸剂用量，但实际操作时宜于添加稍过量的苯，使脱水完全。

原料常温25℃进料，经换热器E101后温度升至350℃。Q=12106367.16kJ/hΔt1=600-25=575℃Δt2=429-350=79℃查《化工原理课程设计》第二版P64，选取总传热系数K=800w/(m2*k)Q=KSΔtm12106367.16×1000÷3600=800×S×249.9S=16.82m2安全系数为1.15-1.25所以S'=(1.15-1.25)S=19.34-21.02m2查《化工原理》上册P298换热管为φ=25×2.5mm表7-1 换热器的型号公称直径DN/mm公称压力PN/Mpa管程数N管子根数n中心排管数管程流通面积/m2换热管长度L/mm计算换热面积/m24002.50294110.0148300021.47.1.2 反应器出料冷凝器E102的选型循环冷却水为20℃进换热器，30℃出换热器，将物料从429℃的气体冷却至50℃的液体。Q总=77358452.98kJ/hΔt1=429-20=409℃Δt2=50-30=20℃查《化工原理课程设计》第二版P64，选取总传热系数K=1100w/(m2*k)Q=KSΔtm77358452.98÷3600×1000=1100×S×128.9'S=151.5m2安全系数为1.15-1.25所以S'=(1.15-1.25)S=174.2~189.4m2《化工原理》上册P298换热管为φ=25×2.5mm表7-2 换热器的型号公称直径DN/mm公称压力PN/Mpa管程数N管子根数n中心排管数管程流通面积/m2换热管长度L/mm计算换热面积/m29001.604554270.04354500191.47.1.3 预热器E-103的选型选择公用工程为1.5MPa的水蒸气温度为198.2℃，将原料从50℃加热到135.1℃，采用逆流换热方式 Q预热=2055250.63kJ/hΔt1=198.2-50=148.2℃Δt2=198.2-135.1=63.1℃查《化工原理课程设计》第二版P64，选取总传热系数K=800w/(m2*k)Q=KSΔtm2055250.63×1000÷3600=800×S×99.7S=7.16m2安全系数为1.15-1.25所以S'=(1.15-1.25)S=8.3-9.0m2查《化工原理》上册P298换热管为φ=25×2.5mm表7-3 换热器的型号公称直径DN/mm公称压力PN/Mpa管程数N管子根数n中心排管数管程流通面积/m2换热管长度L/mm计算换热面积/m23251.6044090.003130009.17.1.4 再沸器E-104的选型选用4.0MPa水蒸气T=250.3℃加热塔釜的液体，将液体从224℃加热为224℃的蒸气 QW=22115768.48kJ/hΔtm=250.3-224=26.3℃查《化工原理课程设计》第二版P64，选取总传热系数K=900w/(m2*k)Q=KSΔtm22115768.48×1000÷3600=900×S×26.3' S=259.5m2安全系数为1.15-1.25所以S'=(1.15-1.25)S=298.4~324.3m2换热管为φ=25×2.5mm表7-4 换热器的型号公称直径DN/mm公称压力PN/Mpa管程数N管子根数n中心排管数管程流通面积/m2换热管长度L/mm计算换热面积/m210004.04710290.05574500328.87.1.5 冷凝器E-105的选型循环冷却水为20℃进换热器，30℃出换热器，将塔顶物质从129.4℃的气体冷却至129.4℃的液体。

Q'D=23045202.74kJ/hΔt1=129.4-20=109.4℃Δt2=129.4-30=99.4℃查《化工原理课程设计》第二版P64，选取总传热系数K=1100w/(m2*k)Q=KSΔtm23045202.74÷3600×1000=1100×S×104.3'S=55.8m2安全系数为1.15-1.25所以S'=(1.15-1.25)S=64.2~69.7m2《化工原理》上册P298换热管为φ=25×2.5mm表7-5 换热器的型号公称直径DN/mm公称压力PN/Mpa管程数N管子根数n中心排管数管程流通面积/m2换热管长度L/mm计算换热面积/m26001.604222170.0174450076.77.1.6 冷凝器E-106的选型循环冷却水为20℃进换热器，30℃出换热器，将塔顶物质从144.9℃的气体冷却至144.9℃的液体。 Q'D=1842494.88kJ/hΔt1=144.9-20=124.9℃Δt2=144.9-30=114.9℃查《化工原理课程设计》第二版P64，选取总传热系数K=1100w/(m2*k)Q=KSΔtm1842494.88÷3600×1000=1100×S×119.8'S=3.88m2安全系数为1.15-1.25所以S'=(1.15-1.25)S=4.46~4.85m2《化工原理》上册P298换热管为φ=25×2.5mm表7-6 换热器的型号公称直径DN/mm公称压力PN/Mpa管程数N管子根数n中心排管数管程流通面积/m2换热管长度L/mm计算换热面积/m22731.6023270.00520004.87.1.7 再沸器E-107的选型选用4.0MPa过热水蒸气T=500℃加热塔釜的液体，将液体从334.3℃加热为334.3℃的蒸气 QW=3548236.94kJ/hΔtm=500-334.3=165.7℃查《化工原理课程设计》第二版P64，选取总传热系数K=900w/(m2*k)Q=KSΔtm3548236.94×1000÷3600=900×S×165.7' S=6.6m2安全系数为1.15-1.25所以S'=(1.15-1.25)S=7.59~8.25m2换热管为φ=25×2.5mm表7-7 换热器的型号公称直径DN/mm公称压力PN/Mpa管程数N管子根数n中心排管数管程流通面积/m2换热管长度L/mm计算换热面积/m22734.013860.011930008.77.2 原料储罐与产品储罐的计算与选型7.2.1 原料储罐V-101原料按一个星期的的储量考虑，充装系数取为0.8原料的处理量F=13227.68kg/h平均密度为p=870kg/m3所以原料储罐的体积为V=F/p×24×7/0.8=3192.89m3查《化学工艺设计手册第四版》选取钢制立式圆筒形固定顶储罐设计为直径18m，长14m的储罐7.2.2 T-101塔顶回流罐V-102塔顶回流罐按1分钟的液体保有量计算年产万吨苯乙烯生产 设计任务书 粗苯乙烯蒸馏塔，充装系数取为0.8乙苯塔塔顶的出料量D=7452.62kg/h塔顶液体的密度p=768.58kg/m3所以脱甲醇塔塔顶回流罐的体积V=D/p/60×9÷0.8=1.82m3查《化学工艺设计手册第四版》选取卧式椭圆形封头容器，见设计为直径1.6m，长1m的储罐7.2.3 T-102塔顶回流罐V-103塔顶回流罐按1分钟的液体保有量计算，充装系数取为0.8乙苯塔塔顶的出料量D=7452.62kg/h塔顶液体的密度p=768.58kg/m3所以乙苯塔塔顶回流罐的体积V=D/p/60×9÷0.8=1.82m3查《化学工艺设计手册第四版》选取卧式椭圆形封头容器，见设计为直径1.6m，长1m的储罐7.2.4 T102塔顶出料产品储罐V-104精馏塔塔顶产物按一个星期的的储量考虑，充装系数取为0.8原料的处理量D=4867.32kg/h平均密度为p=795.88kg/m3所以精馏塔塔顶产物储罐的体积为V=D/p×24×7/0.8=1284.29m3查《化学工艺设计手册第四版》选取钢制立式圆筒形固定顶储罐设计为直径14m，长9m的储罐7.2.5 T102塔釜出料产品储罐V-105精馏塔塔釜出料产品按一个星期的的储量考虑，充装系数取为0.8原料的处理量W=593.68kg/h平均密度为p=820.30kg/m3所以精馏塔塔釜产品储罐的体积为V=W/p×24×7/0.8=151.98m3查《化学工艺设计手册第四版》选取钢制立式圆筒形固定顶储罐设计为直径6m，长6m的储罐7.3管道的计算7.3.1主物料线的管径计算1 乙苯塔T101的进料管取u=0.6m/s选用的管子2 乙苯塔T101塔釜物料管取u=0.6m/s选用的管子3 苯乙烯塔T102塔顶气相管取u=20m/s选用的管子4 苯乙烯塔T102塔顶气相冷凝总管取u=0.6m/s选用的管子5 精苯乙烯塔T102塔顶出料管取u=0.6m/s选用的管子7.3.2 辅物料线的管径计算1 冷凝器E-102的冷凝水管Q=77358452.98kJ/h取u=10m/s选用的管子2 预热器E-103的水蒸气管198.2℃时，Q=2609889.79kJ/h取u=20m/s取的管子3 冷凝器E-105冷却水管QD=23045202.74kJ/h取u=2m/s选用的管子4 再沸器E-104的水蒸汽管水蒸气T=250.3℃ QW=22115768.48kJ/h取u=10m/s选用的管子5 冷凝器E-106冷却水管QD=1842494.88kJ/h取u=2m/s选用的管子7.4 泵的计算和选型7.4.1 P-101A/B原料进料泵体积流量扬程：H设计=30m查《化工原理》上册（化学工业出版社）P294，IS型单级单吸离心泵性能表选用型号 ： IS65-50-160转速 n/（r/min） ： 2900流量 （m3/h） ： 25扬程 H/m ：32效率 η /% ： 65轴功率 /kw ： 3.35电机功率/kw ：5.5必须汽蚀余量（NPSH）/m ： 2.0质量 （泵/底座）/kg ： 51/66数量 ： 27.4.2 P-102A/B乙苯塔进料泵体积流量扬程：H设计=82m查《化工原理》上册（化学工业出版社）P294，IS型单级单吸离心泵性能表选用型号 ： IS65-40-250转速 n/（r/min） ： 2900流量 （m3/h） ： 25扬程 H/m ：80效率 η /% ： 50轴功率 /kw ： 10.89电机功率/kw ：15必须汽蚀余量（NPSH）/m ： 2.0质量 （泵/底座）/kg ： 82/110数量 ： 27.4.3 P-103A/乙苯塔塔顶回流泵体积流量扬程：H设计=10m查《化工原理》上册（化学工业出版社）P295，IS型单级单吸离心泵性能表选用型号 ： IS100-80-125转速 n/（r/min） ： 2900流量 （m3/h） ：100扬程 H/m ：20效率 η /% ： 78轴功率 /kw ： 7.0电机功率/kw ：11必须汽蚀余量（NPSH）/m ： 4.5质量 （泵/底座）/kg ： 49/64数量 ： 27.4.4 P-104A/B苯乙烯塔进料泵体积流量扬程：H设计=22m查《化工原理》上册（化学工业出版社）P293，IS型单级单吸离心泵性能表选用型号 ： IS50-32-125转速 n/（r/min） ： 2900流量 （m3/h） ： 7.5扬程 H/m ：22效率 η /% ： 47轴功率 /kw ： 0.96电机功率/kw ：2.2必须汽蚀余量（NPSH）/m ： 2.0质量 （泵/底座）/kg ： 32/46数量 ： 27.4.5 P-105A/B苯乙烯塔塔顶回流泵体积流量扬程：H设计=5m查《化工原理》上册（化学工业出版社）P293，IS型单级单吸离心泵性能表选用型号 ： IS50-32-125转速 n/（r/min） ： 1450流量 （m3/h） ：7.5扬程 H/m ：4.6效率 η /% ： 55轴功率 /kw ： 0.17电机功率/kw ：0.55必须汽蚀余量（NPSH）/m ： 2.0质量 （泵/底座）/kg ： 32/38数量 ： 27.4.6 P-106A/B苯乙烯塔塔釜输出泵体积流量扬程：H设计=5.4m查《化工原理》上册（化学工业出版社）P293，IS型单级单吸离心泵性能表选用型号 ： IS50-32-125转速 n/（r/min） ： 1450流量（m3/h） ： 3.75扬程 H/m ：5.4效率η /% ： 43轴功率 /kw ： 0.13电机功率/kw ：0.55必须汽蚀余量（NPSH）/m ： 2.0质量 （泵/底座）/kg ： 32/38数量 ： 28 经济核算8.1装置原料及产品质量指标表8-1 苯乙烯质量指标指标名称质量指标优级品一级品合格品外观透明液体,无可见杂质色度(铂-钴)号 ≤101530纯度，% ≥99.699.499.0总醛（以苯甲醛计）%0.010.020.04聚合物，mg/kg≤101050过氧化物（以过氧化氢计）mg/kg≤0.0020.0020.003阻聚剂 mg/kg10~30硫化物含量（以S计）,mg/kg≤303030表8-2外购乙苯原料质量指标Table 8-2 purchased ethylbenzene quality indicators of raw materials分 析 项 目质 量 指 标分 析 方 法优 级 品一 级 品外观无色透明液体，无机械杂质和游离水目 测纯度 %99.7099.50SH/t 1148二甲苯 %0.100.15SH/t 1148异丙苯 %0.030.05SH/t 1148二乙苯 %0.0010.001SH/t 1148硫%0.0003不测定不 测 定表8-3 互供乙苯原料质量指标Table 3-2 interaction for ethylbenzene quality indicators of raw materials项目质 量 指 标分 析 方 法外 观无色透明液体，无机械杂质和游离水目 测注纯度， %≥99.5SH/t 1148二甲苯， %≤0.20SH/t 1148异丙苯， %≤0.05SH/t 1148二乙苯（含正丁苯），% ≤0.001SH/t 11488.2 装置能耗分析表8-4 原材料消耗定额及消耗量表序号名称规格单位消耗定额（每吨）消耗量备注每小时每年1乙苯工业品吨2.6326.54191088表8-5 动力消耗定额及消耗量表序号名 称规格使用情况单位消耗定额（每吨）消 耗 量备注每小时每年1水蒸汽0.8MPa连续吨1.027.15.11×1042电380V,220V连续度1268756.3×1068.3 装置生产控制分析表8-6 装置生产控制分析表序号样品名称取样地点测定项目分析方法分析次数1乙苯乙苯原料管线上纯度SH/T 11481次/8小时2反应后物料反应器出口管线上物料组成、含量、酸度气相色谱法1次/8小时3中和后物料碱洗塔出口管线上物料酸度ASTM16131次/8小时4甲苯物料精馏塔-1顶回流管上物料组成气相色谱法1次/8小时5苯物料精馏塔-2顶出口管线物料组成气相色谱法1次/8小时6粗苯乙烯精制部分进料管线物料组成气相色谱法1次/8小时8产品苯乙烯精制塔塔顶出口管线指标分析气相色谱法1次/8小时9重组分精制塔塔底出口管线指标分析气相色谱法1次/8小时8.4 装置设计定员表8-7 装置生产控制分析表序号岗位名称每班定员管理人员轮休人员操作班次小计1总经理1112副总经理2123办公室人员1114人事培训1115计划、审计、统计部门1116财务11127销售11128供应、运输31124169机修人员11841010动力供应134411反应车间21941212质检部门311413苯塔、乙苯塔车间21941214甲苯塔，苯乙烯精馏塔21941215总计23750808.5 装置布置原则车间中各工段联系频繁，生产特点无明显差异，建筑设计、防火规范及工艺设计卫生符合标准。