(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 毕业设计 20万吨年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计 摘要 苯乙烯是最重要的基本有机化工原料之一。本文介绍了国内外苯乙烯的现状及发展概况，苯乙烯反应的工艺条件，乙苯脱氢制苯乙烯催化剂，苯乙烯的生产方法和生产工艺。 本设计以年处理量20万吨乙苯为生产目标，采用乙苯三段催化脱氢制苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。根据设计任务书的要求对整个工艺流程进行了物料衡算，并利用流程设计模拟软件Aspen Plus对整个工艺流程进行了全流程模拟计算，选用适宜的操作单元模块和热力学方法，建立过程模型进行稳态模拟计算并绘制了带控制点的工艺流程图。在设计过程中对整个工艺流程进行了简化计算，将整个流程分为了反应和精馏分离两个部分，利用计算机模拟计算结果对整个工艺流程进行了模拟优化，并确定了整套装置的主要工艺尺寸。 由于本设计方案使用计算机过程模拟软件Aspen Plus进行仿真设计，减少了实际设计中的大量费用，对现有工艺进行改进及最优综合具有重要的实际意义。 关键词：乙苯，苯乙烯，脱氢，Aspen Plus，模拟优化
Abstract Styrene Monomer（SM）is one of the most important organic chemicals. This article describes the present situation and development of styrene at conditions, catalyst for ethylbenzene dehydrogenation to styrene, styrene production methods and production processes. This design is based on the annual targets, ethylbenzene three-stage dehydrogenation using styrene in the process, the entire section in the process design and equipment selection. According to the requirements of the design of the mission statement of the entire process the material balance, process design simulation software Aspen Plus simulation of the whole process of the entire process, choose the appropriate operating unit module and thermodynamic methods, process model for steady-state simulation and draw the P&ID diagram. The entire process in the design process, simplify the calculation, the whole process is divided into reaction and distillation to separate the two parts, the use of computer simulation results on the entire process flow simulation and optimization, and determine the size of the main process of the entire device . This design using computer simulation software Aspen Plus simulation designed to reduce the substantial costs of the actual design, to improve the existing process and optimal synthesis ，Aspen Plus，Simulation and optimization
南京工业大学 化学化工学院 《化工过程与工艺设计》 设计题目乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计 学生姓名吴美妍班级、学号化工100704 指导教师姓名林陵 设计时间 2013年 6 月27日-2013 年7月12日 课程设计成绩：
指导教师签字 目录 第一部分设计说明书 前言·······················错误!未定义书签。第一章概述····················错误!未定义书签。 工艺路线与产品················错误!未定义书签。 ···················错误!未定义书签。 ···················错误!未定义书签。 ···················错误!未定义书签。第二章原料与产品的性质··············错误!未定义书签。 原料性质···················错误!未定义书签。 产品性质···················错误!未定义书签。第四章安全和工业卫生···············错误!未定义书签。 第五章三废排放及治理方案·············错误!未定义书签。 第七章主要设备一览表···············错误!未定义书签。 表一非定型设备一览表（一）··········错误!未定义书签。 表二非定型设备一览表（二）·········错误!未定义书签。第八章原料、动力消耗及排出一览表·········错误!未定义书签。 第二部分设计计算书 第一章物料衡算··················错误!未定义书签。 第二章主要设备物料衡算、热量衡算和设备计算····错误!未定义书签。 进料泵····················错误!未定义书签。
设计课题 年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计方案 2014年 10 月16日
设计说明 聚氯乙烯（PVC）是一种热塑性合成树脂，有优良的电绝缘性，难以自燃，主要用于生产透明薄膜、塑料管件、各类板材等。其再加工产品在全球不同领域都有着非常广泛的应用。 根据设计任务书，本设计进行了年产10万吨聚氯乙烯（PVC）工艺的设计。在查阅、参考大量文献以及对以往部分车间设计的研究学习下，进行了科学的设计以及对相关物料的衡算。 本设计计划采用悬浮聚合法生产聚氯乙烯，原料为氯乙烯单体以及混合用有机过氧化物和偶氮类引发剂、明胶分散剂和去离子水。结合所选择的生产工艺方案和产品生产实际情况，进行了有关物料和热量平衡的计算。安排每日三班次，每班8小时的生产强度，设计可达到日产303吨年产达10万吨的聚氯乙烯生产车间。 本设计也充分考虑到工作人员的工作环境以及工作安全性，尽可能将车间规划为安全的，绿色的，在工作人员遵守车间操作规程的情况下，工作更加安全高效。 本设计由许春华副教授指导，在反应确定、生产流程安排等整个设计过程中提出了许多宝贵意见，使得设计能更高效地完成，在此表示衷心感谢。 鉴于知识和实际经验所限，设计难免存在欠缺，恳请批评指正。
目录 1总论 .................................................... 1.1 概述.................................................................................................................................. 1.1.1 聚氯乙烯（PVC）概述与应用范围......................................................................... 1.1.2 聚氯乙烯（PVC）改性品种..................................................................................... 1.1.3 聚氯乙烯（PVC）生产行业现状及发展前景......................................................... 1.2 聚氯乙烯（PVC）产品的分类和命名............................................................................ 1.2.1 聚氯乙稀（PVC）产品分类..................................................................................... 1.2.2 聚氯乙稀（PVC）产品命名..................................................................................... 1.3 聚氯乙烯（PVC）生产方法[5]......................................................................................... 1.3.1 悬浮聚合法[6] ............................................................................................................ 1.3.2 乳液聚合法............................................................................................................... 1.3.3 本体聚合法............................................................................................................... 1.3.4 溶液聚合法............................................................................................................... 1.4 设计规模原料选择与产品规格 ...................................................................................... 1.4.1设计规模.................................................................................................................... 1.4.2主要原料规格及技术指标 ........................................................................................ 1.4.3产品规格.................................................................................................................... 2工艺设计与计算 .......................................... 2.1 工艺原理.......................................................................................................................... 2.2 工艺条件影响因素 .......................................................................................................... 2.2.1 聚氯乙烯（PVC）聚合主要影响因素................................................................... 2.3 工艺路线选择.................................................................................................................. 2.3.1 工艺路线选择原则................................................................................................... 2.3.2 悬浮法聚氯乙烯（PVC）工艺流程具体工艺路线................................................. 2.3.3 工艺流程示意图..................................................................................................... 2.4 工艺配方与工艺参数 ...................................................................................................... 2.4.1 工艺配方（质量份）： ........................................................................................... 2.4.2 工艺参数：............................................................................................................... 2.5 物料衡算........................................................................................................................ 2.5.2 物料衡算的方法与步骤 ........................................................................................... 2.5.3 物料衡算...................................................................................................................
市场纵横 我国苯乙烯生产现状及市场分析 据最新预测，２００５年我国苯乙烯总需求量将达到约４３８万吨，２０１０年将达到约５６０万吨；而届时国内生产能力分别只有 ２００万吨和４５０万吨。因此专家建议，今后我国除了应加强新型催化剂的研究开发外，还应尽快采用先进技术对现有装置进行技术改造，以提高装置生产规模和工艺技术水平，使单套装置生产规模达到２０万吨／年以上；同时可引进先进的苯乙烯／环氧丙烷联产法生产技术，新建几套规模在３０万吨／年以上的大型装置，从根本上解决国内供不足需的矛盾。 据统计，２００３年我国苯乙烯总生产能力为１０５万吨；随着 ２００４年茂名石化及齐鲁石化装置扩能以及今年６月上海赛科５０万吨／年苯乙烯装置正式投产，目前我国苯乙烯总生产能力已达 １６９万吨／年。其中，有８套为引进装置，生产能力合计为１１６．９万吨／年。此外，１９９５年我国苯乙烯产量只有２５．５８万吨，２０００年增加到７６．３８万吨，２００４年达到 ９８．５７万吨，１９９９－２００４年产量年均增长率约为５．７％。 由于我国苯乙烯生产能力和产量不能满足国内需求，每年都需大量进口。１９９５年我国苯乙烯进口量只有３０．５８万吨，２０００年达到１１５．７５万吨，而２００４年猛增到２８８．９０万吨，约占国内总消费量的７４．７％。在进口的同时，我国也有少量出口，２００３年出口量为０．６１万吨，２００４年为０．８６万吨。 近年来我国苯乙烯表观消费量不断增加。１９９５年表观消费量只有５４．８３万吨，２０００年达到 １９１．４２万吨卜１９９５－２０００年消费量的年均增长率为２８．４％；２００４年为３８６．６１万吨，１９９９－２００４年表观消费量年均增长率约为 １６．９％。 我国苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯、ＡＢＳ树脂、ＳＡＮ树脂、不饱和聚酯树脂、丁 苯橡胶、丁苯胶乳以及苯乙烯系热塑性弹性 体等。２００４年消费结构为：５５．６％用于生产 聚苯乙烯，１１．６％用于生产 ＡＢＳ／ＳＡＮ树 脂，３．５％用于生产了苯橡胶／了苯胶乳，７． ３％用于生产不饱和聚酯树脂，２．６％用于生 产苯乙烯系热塑性弹性体，１９．４％用于生产 农药、医药和离子交换树脂等其他产品。 聚苯乙烯是苯乙烯最重要的衍生物，产品包括通用型聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯以 及发泡聚苯乙烯等。２００４年我国聚苯乙烯产 量约为２１５万吨，消费苯乙烯约２１５万吨。随 着我国电子电器行业以及日用品和包装工业 等的蓬勃发展，将大大促进我国聚苯乙烯树 脂的消费。预计２００５年我国聚苯乙烯对苯乙 烯的需求量将达到约２４９万吨，２０１０年将达 到约３１０万吨。 ＡＢＳ和ＳＡＮ树脂是仅次于聚苯乙烯的第二大苯乙烯衍生物。２００４年我国ＡＢＳ树脂 总产量约为６０万吨，消费苯乙烯约为 ４１万 吨，加上ＳＡＮ对苯乙烯的消费量，合计对苯 乙烯的消费量约为４５万吨。预计２００５年我国 ＡＢＳ树脂总产量将达到约８０万吨，对苯乙烯 的需求量将达到约 ５５万吨，加上ＳＡＮ对苯 乙烯的需求量，合计对苯乙烯的需求量将达 到约６０万吨，２０１０年将达到约８０万吨。 苯乙烯是生产丁苯橡胶／丁苯胶乳的主要原料之一，目前，我国了苯橡胶总生产能 力为４２万吨／年，丁苯胶乳总生产能力约为 １４万吨／年。２００４年我国丁苯橡胶及丁苯胶 乳产量合计约为５８．２万吨，共消费苯乙烯约 １３．４万吨。预计到２００５年我国丁苯橡胶及丁 苯胶乳产量将达到约６５万吨，届时对苯乙烯 的需求量将达到约１５万吨，２０１０年将达到约 -8-
文件编号：TP-AR-L4790 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 乙苯、苯乙烯装置简介和重点部位及设备(正式 版)
乙苯、苯乙烯装置简介和重点部位 及设备(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 一、装置简介 (一)装置发展及其类型 1．装置发展 自1937年美国陶氏化学公司和德国巴斯夫公司 同时实现乙苯脱氢制苯乙烯的工业化生产以来，苯乙 烯已有50多年的工业化生产历史。 苯乙烯是重要的有机化工原料。它作为重要的合 成单体与其他烯烃单体发生共聚反应，可生产丁苯橡 胶、聚苯乙烯树脂、ABS和SAN树脂、离子交换树脂 及不饱和聚酯树脂；此外还用于制药，染料行业，或
制取农药乳化剂及选矿剂等。 苯乙烯的主要生产方法为乙苯脱氢法和环氧丙烷共氧化法，前者约占苯乙烯生产能力的90％，乙苯催化脱氢制苯乙烯的工艺有孟山都／鲁姆斯法、巴斯夫法、Fina／Badger法、Cdf法和三菱油化／环球化学法。而共氧化法步骤多，流程长，又存在环氧丙烷的联产问题，因此国内外生产和研究重点多放在乙苯脱氢法上。 近年来许多公司研究用甲苯代替苯制苯乙烯的方法，如孟山都公司和三菱油化公司的甲苯—甲醇、甲苯—甲烷直接合成苯乙烯方法，是一种全新的工艺路线。在1992年第10届国际催化剂会议的大会专题报告中，该工艺开发研究列为当代4大烃化技术之一，值得引起苯乙烯技术研究者的重视。 目前，我国苯乙烯生产方法多采用乙苯催化脱氢
乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书 一、实验目的 1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。 2、学会稳定工艺操作条件的方法。 3、掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度的关系；找出最适宜的反应温度区域。 4、了解气相色谱分析方法。 二、实验的综合知识点 完成本实验的测试和数据处理与分析需要综合应用以下知识： （1）《化工热力学》关于反应工艺参数对平衡常数的影响，工艺参数与平衡组成间的关系。 （2）《化学反应工程》关于反应转化率、收率、选择性等概念及其计算、绝热式固定床催化反应器的特点。 （3）《化工工艺学》关于加氢、脱氢反应的一般规律，乙苯脱氢制苯乙烯的基本原理、反应条件选择、工艺流程和反应器等。 （4）《催化剂工程导论》关于工业催化剂的失活原因及再生方法。 （5）《仪器分析》关于气相色谱分析的测试方法。 三、实验原理 1、本实验的主副反应 主反应： 副反应： 在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应： 此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。 2、影响本反应的因素 （1）温度的影响 乙苯脱氢反应为吸热反应，?H o ＞0，从平衡常数与温度的关系式20ln RT H T K p p ?= ???? ????可知，
提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为：540~600℃。 （2）压力的影响 乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式Kp＝Kn= γ? ? ? ? ? ? ? ∑i n P 总可知，当?γ＞ 0时，降低总压P总可使Kn增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高乙苯的平衡转化率。较适宜的水蒸气用量为：水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)或8﹕1(摩尔比)。 （3）空速的影响 乙苯脱氢反应系统中有平行副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，故需采用较高的空速，以提高选择性。适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为宜。 3、催化剂 本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。 四、预习与思考 1、乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应?如何判断?如果是吸热反应，则反应温度为多少?实验室是如何来实现的，工业上又是如何来实现的? 2、对本反应而言是体积增大还是减小?加压有利还是减压有利，工业上是如何来实现加减压操作的?本实验采用什么方法?为什么加入水蒸气可以降低烃分压? 3、在本实验中你认为有哪几种液体产物生成?有哪几种气体产物生成?如何分析? 4、进行反应物料衡算，需要—些什么数据?如何搜集并进行处理? 五、实验装置及流程 乙苯脱氢制苯乙烯实验装置及流程见图1。 六、实验步骤及方法 1、反应条件控制 汽化温度300℃，脱氢反应温度540~600℃，水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)，相当于乙苯加料0.5mL／min，蒸馏水0.75 mL／min (50毫升催化剂)。 2、操作步骤 （1）了解并熟悉实验装置及流程，搞清物料走向及加料、出料方法。 （2）接通电源，使汽化器、反应器分别逐步升温至预定的温度，同时打开冷却水。 （3）分别校正蒸馏水和乙苯的流量(0.75mL／min和0.5mL／min) （4）当汽化器温度达到300℃后，反应器温度达400℃左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。当反应温度升至500℃左右，加入已校正好流量的乙苯，继续升温至540℃使之稳定半小时。 （5）反应开始每隔10~20分钟取一次数据，每个温度至少取两个数据，粗产品从分离器中放入量筒内。然后用分液漏斗分去水层，称出烃层液重量。 （6）取少量烃层液样品，用气相色谱分析其组成，并计算出各组分的百分含量。 （7）反应结束后，停止加乙苯。反应温度维持在500℃左右，继续通水蒸气，进行催化剂的清焦再生，约半小时后停止通水，并降温。
实验报告 课程名称： 化工专业实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 乙苯脱氢制苯乙烯 实验类型： 同组学生姓名： 一．实验目的 1.了解以乙苯为原料，氧化铁为催化剂，在固定床单管反应器种制备苯乙烯的过程。 2.学会稳定工艺操作条件的方法。 3.掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率，选择性，收率及反应温度的关系，找出最适宜的反应温度区域。 4.学会使用温度控制和流量控制的一般仪表，仪器。 5.了解气相色谱分析及使用方法。 二．实验原理 1.本实验的主副反应 主反应： 副反应： 在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应： 此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。 2.影响本反应的因素 （1）温度的影响
乙苯脱氢反应为吸热反应，?H 0＞0，从平衡常数与温度的关系式 可知，提高温度可增大平衡 常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为：540~600℃。 （2）压力的影响 乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式Kp ＝Kn=γ ???? ? ??∑i n P 总可知，当?γ＞0时，降低总压P 总可使Kn 增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力（高温反应无法采用负压操作，可以通入惰性组分使分压下降）有利于平衡向脱氢方向移动。本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高乙苯的平衡转化率。较适宜的水蒸气用量为：水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)或8﹕1(摩尔比)。 （3）空速的影响 乙苯脱氢反应系统中有平行副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，故采用较高的空速，以提高选择性。适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为宜。 3.催化剂 本实验采用GS-08催化剂，以Fe ，K 为主要活性组分，添加少量的IA ，IIA ，IB 族以稀土氧化物为助剂。 三．实验装置及流程 乙苯脱氢制苯乙烯实验装置及流程，用Microsoft Visio 软件绘制见下图： 1 34 2 水
苯乙烯生产技术与市场概况 1 概况 苯乙烯是重要的基本有机原料，主要用于制造聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶弹性体(SBR)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物(SMA)、不饱和聚酯树脂、离子交换树脂、合成树脂涂料及绝缘体等材料。作为第一大用户，聚苯乙烯约占苯乙烯消费总量的66%，ABS树脂和SAN树脂约占消费总量的11%，SBR约占消费总量的7%，丁苯胶乳约占消费总量的6%，不饱和聚酯树脂约占消费总量的5%，其他约占消费总量的5%。此外，苯乙烯还可用于制药、燃料、农药以及选矿等行业，用途十分广泛。 1930年，美国Dow化学公司首创由乙苯热脱氢法制苯乙烯的工艺，但当时因涉及的精馏技术未解决而未能实现工业化生产。1937年，在突破项目涉及的精馏技术之后，Dow化学和BASF公司均实现了乙苯脱氢制苯乙烯的工业化生产。1973年，Halcon国际公司与美国ARCO公司的合资公司-Oxi-rane公司开发了乙苯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷的工艺。目前世界苯乙烯工业生产中，采用乙苯脱氢法的约占90%．成为当今苯乙烯制取的主流工艺。进入80年代后，UOP公司开发了Styro-plus工艺，即乙苯脱氢-氢选择氧化工艺。此后Lummus、Monsanto和UOP三家公司推出了Smart工艺。 我国苯乙烯工业从六十年代开始建厂，工艺上采用自己开发的乙苯催化脱氢法技术。1985年起我国陆续引进了Monsanto/Lummnus法、Fina/Badger法和UOP/Lummnus法等苯乙烯制造技术。 近年来，我国以乙烯与苯烷基化反应的乙苯生产完全依赖乙烯原料的局面得到改变。非乙烯法生产乙苯工艺，例如采用分子筛气相法直接由乙醇与苯烃化制乙苯的工业化装置在江苏镇江实现平稳运行，生产的乙苯质量稳定，各项指标完全满足苯乙烯生产要求。 2 苯乙烯生产技术进展 现在苯乙烯的工业生产，其主要工艺为乙苯脱氢法和环氧丙烷/苯乙烯联产法（间接氧化法），前者约占苯乙烯生产能力的90%左右，后者其生产能力约占苯乙烯生产能力的10%左右。 乙苯脱氢法制苯乙烯的关键技术为：1）反应器型式与结构；2）催化剂；3）苯乙烯产晶的回收与精制。主要生产装置为乙苯脱氢反应器，世界各研发机构及生产厂家针对乙苯脱氢
10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计方案 前言 本设计的内容为10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置，包括工艺设计，设备设计及平面布置图。
本设计的依据是采用低活性、高选择性催化剂，参照鲁姆斯(Lummus)公司生产苯乙烯的技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。苯乙烯单体生产工艺技术：深度减压，绝热乙苯脱氢工艺乙苯脱氢反应在绝热式固定床反应器中进行，其特点是：转化率高，可达55%，选择性好，可达90%。特殊的脱氢反应器系统：在低压（深度真空下）下操作以达到最高的乙苯单程转化率和最高的苯乙烯选择性。该系统是由蒸汽过热器、过热蒸汽输送管线和反应产物换热器组成，设计为热联合机械联合装置。整个脱氢系统的压力降小，以维持压缩机入口尽可能高压，同时维持脱氢反应器尽可能低压，从而提高苯乙烯的选择性，同时不损失压缩能和投资费用。 所需要的催化剂用量和反应器体积较小，且催化剂不宜磨损，能在高温高压下操作，内部结构简单，选价便宜。在苯乙烯蒸馏中采用一种专用的不含硫的苯乙烯阻聚剂。它经济有效且能使苯乙烯焦油作为燃料清洁地燃烧。 工业设计的优化和设备的良好设计可使操作无故障，从而可减少生产波动. 本设计装置主要由脱氢反应和精馏两个工序系统所组成。原料来自乙苯生产装置或原料采购部门，循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统提供，生产出的苯乙烯产品到成品库。 此设计过程中，为了计算方便，忽略了一些计算过程，故有一定的误差，另由于计算时间比较仓促，有些问题不能够直接解决。设计中有不少错误之处，请指导老师予以批评指正，多提出宝贵意见。 苯乙烯设计任务书 一、设计题目：年产10万吨苯乙烯的生产工艺设计
一、实验目的 1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。 2、学会稳定工艺操作条件的方法。 二、实验原理 1、本实验的主副反应 主反应：氢气 ?117.8kJ/mol 苯乙烯 乙苯+ 副反应：乙烯 苯 ?105.0kJ/mol 乙苯+ ? +-31.5kJ/mol 乙苯+ 氢气 苯 乙烷 乙苯+ +-54.4kJ/mol ? 乙烯 甲苯 氢气 在水蒸汽存在的条件下，还可能发生下列反应： + ? 2 + + 氢气 乙苯3 二氧化碳 水 甲苯 此外，还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。这些连串反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。 2、影响反应的因素 （1）温度的影响 乙苯脱氢为吸热反应，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯的选择性下降，能耗增加，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为540~600oC。 （2）压力的影响 乙苯脱氢为体积增大的反应，降低总压可使平衡常数增大，从而增加反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。本实验加水蒸汽的目的是降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。较适宜的水蒸汽用量为：水/乙苯＝1.5/1（体积比）。 （3）空速的影响
乙苯脱氢反应系统中有平衡副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为止。 3、本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。 三、实验装置及流程 实验装置及流程如图1所示。 图1乙苯脱氢制苯乙烯工艺实验流程图 1－乙苯流量计；2、4－加料泵；3－水计量管；5－混合器；6－汽化器；7－反应器；8－电热夹套；9、11－冷凝器；10－分离器；12－热电偶 四、反应条件控制 汽化温度300oC，脱氢反应温度540～600oC，水：乙苯＝1.5：1（体积比），相当于乙苯加料0.5ml/min，蒸馏水0.75ml/min（50ml催化剂）。
题目：年产量2万吨硬质PCV管材车 间工艺设计 作者：揭七 目录 第一章：概述 第二章：原料及配方的选择 第三章： U-PVC管生产车间工艺计算第四章：工艺计算及设备的选择 第五章：工厂及车间的布局以及经济核算
第一章概述 聚氯乙稀塑料的英文缩写是PVC（polyvinyl chloride）。这是一类使人欢喜同时又让人忧的塑料制品，其实是PVC塑料一种乙烯基的悬浮聚合物质。聚氯乙稀的原料来源十分丰富，我们可以从石油、石灰石、焦炭、食盐以及天然气中得到；此外又因为它的制造工艺比较成熟、价格相对低廉、用途也十分广泛，现在已经跃居世界上第二大通用树脂，仅次于聚乙烯树脂，总产量占世界合成树脂的29%。 硬质聚氯乙烯管的简称为U-PVC引水管，它是以氯乙烯单体经过聚合反应得到的无定型热塑性PVC树脂为原料与各种添加剂剂（稳定剂、润滑剂、阻燃剂、增强剂、填充剂等）加热后，在挤出机中通过不同的压力、温度等加工工艺条件下形成不同规格、尺寸的U-PVC管材。因其化学性质稳定、耐磨性好而广泛应用于建筑工程以及日常引水设施等各个方面，越来越受到人们的重视。由于它不仅质轻、光洁、美观，而且水阻小、组配灵活、安装的时候省时省力，所以很受设计和施工单位以及用户的青睐。所以使用U-PVC引水管代替传统的铸铁引水管，它正在以不可逆转的趋势，在国内普及开来。现今包括自来水的输送和生活污水的排放以及建筑电线等所用管材大部分是采用硬质聚氯乙烯管来代替传统的铸铁管材。 U-PVC管在国内的发展已经取得了相当大成绩，但是总的来
说仍然处于发展的初期阶段。本文中主要介绍了运用挤出成型生产工艺生产年产量2万吨的硬质PVC管材的配方以及设备的选择，以及工厂车间的布局和经济核算等相关问题。1.1.1 PVC的行业现状及发展前景 近来十几年我国的塑料管业正在以令全世界人惊奇的速度高速蓬勃发展。我国塑料管的总产量从90年代不到20万吨/年的产量增长到2000年近80万吨/年的高峰，在上世纪的最后十年内增长高达300%。踏入新世纪21世纪以后又不断地高速增长，尽管基数在增加，但年增长率仍然非常高。2007年我国各种塑料管的总产量超过了300万吨。从2000年开始，我国在世界各国塑料管产业排位中已是第2位。 市场 建筑业是聚氯乙烯管材的最大市场,管材分为；两类,一种是耐压管,另一种是无压管。耐压管主要用于自来水管、建筑热水供水管、公用工程供水管(一般采用100mm～900mm直径的管材);无压管大量用于室内下水管和雨水系统管。公用工程排污管(一般采用直径400mm～1.2m的大口径管材)。此外,建筑用串线管和地下电缆护管是聚氯乙烯管材应用的一个市场,现已在我国普遍采用,并具有进一步发展的巨大潜力。表1-1、1-2、1-3显示出我国塑料管的总产量在逐年增长，应用领域也是日益广泛，从而证实了我国对塑料管需求在日益激增，特别地，对PVC管的需求变得更加突出明显。
乙苯、苯乙烯装置说明及危险因素、防范措施 一、装置简介 (一)装置发展及其类型 1．装置发展 自1937年美国陶氏化学公司和德国巴斯夫公司同时实现乙苯脱氢制苯乙烯的工业化生产以来，苯乙烯已有50多年的工业化生产历史。 苯乙烯是重要的有机化工原料。它作为重要的合成单体与其他烯烃单体发生共聚反应，可生产丁苯橡胶、聚苯乙烯树脂、ABS和SAN树脂、离子交换树脂及不饱和聚酯树脂；此外还用于制药，染料行业，或制取农药乳化剂及选矿剂等。 苯乙烯的主要生产方法为乙苯脱氢法和环氧丙烷共氧化法，前者约占苯乙烯生产能力的90％，乙苯催化脱氢制苯乙烯的工艺有孟山都／鲁姆斯法、巴斯夫法、Fina／Badger法、Cdf法和三菱油化／环球化学法。而共氧化法步骤多，流程长，又存在环氧丙烷的联产问题，因此国内外生产和研究重点多放在乙苯脱氢法上。 近年来许多公司研究用甲苯代替苯制苯乙烯的方法，如孟山都公司和三菱油化公司的甲苯—甲醇、甲苯—甲烷直接合成苯乙烯方法，是一种全新的工艺路线。在1992年第10届国际催化剂会议的大会专题报告中，该工艺开发研究列为当代4大烃化技术之一，值得引起苯乙烯技术研究者的重视。 目前，我国苯乙烯生产方法多采用乙苯催化脱氢法。60年代和70年代建设的小型装置能耗和物耗较高，缺少市场竞争能力，随着国外技术的引进，大部分已停产，剩下的几套经多次技术改造，能耗和物耗有所下降，同时，利用地区差价和本企业下游产品的需求仍维持生产。 二、重点部位及设备
苯乙烯生产装置中反应岗位是在高温、高压、易燃、易爆、物料有毒有害的环境下生产的，精馏岗位也存在类似的情况。因此在苯乙烯生产过程中要遵守安全技术规定。 1．炉区 (1)蒸汽过热炉点火前应打开风门通风，并对炉膛和操作环境做动火分析。有关联锁均应挂上，分析燃料气中氧含量小于2％，并严禁带液(冬季要保温并进行排凝，以防因带液引起爆燃损坏炉体)。停车期间燃料系统应加切断盲板，防止燃料漏人炉膛和周围环境引起事故。 (2)开停工时严格按温度曲线控制升温、恒温和降温。正常生产时，应严格控制各工艺参数在工艺指标范围内。(3)当蒸汽过热炉点火后(包括正常生产)应检查炉内燃烧状况是否正常。 (4)在蒸汽过热炉停炉检修时，必须对燃料、原料、蒸汽(包括灭火蒸汽)等加堵盲板，以防窜人检修场所引起事故。 (5)对急冷锅炉、汽包检查有无外漏，排污是否正常以保证炉水质量。同时要经常检查、校对汽包液面计是否准确，以防因假液面造成停车或事故。 (6)炉区周围严禁堆放可燃物，检修结束后要及时拆除脚手架。当装置烃类大量泄测时，炉区有可能成为其火源，应开启蒸汽过热炉水幕等进行保护，同时停炉。 (7)如发生炉管破裂，应立即停炉熄火(但炉管蒸汽切记不能停还需适当加大)开灭火蒸汽(应进行排凝，否则凝液将损坏炉管)整个装置各系统均应采取相应措施。 2．压缩区 该区内设有消防水设施，可燃气体自动检测、报警设施。 (1)消防水设施：每个压缩机分别设有两股消防水，同时供应压缩机上部消防喷淋，形成水幕。
15万吨聚氯乙烯项目环评报告 目录 1 总论 (1) 1.1编制依据 (1) 1.1.1法律、法规、条例 (1) 1.1.2 规划、计划、通知 (1) 1.1.3 技术规范 (2) 1.1.4 立项批准文件及其他 (2) 1.2评价目的与评价重点 (3) 1.2.1 评价目的 (3) 1.2.2 评价重点 (3) 1.3评价等级与评价范围 (3) 1.3.1 评价等级 (3) 1.3.2 评价范围 (4) 1.4评价标准 (5) 1.4.1 环境质量标准 (5) 1.4.2 污染物排放与噪声边界标准 (5) 1.4.3 卫生防护距离标准 (6) 1.5控制与保护目标 (8) 1.5.1 污染控制目标 (8) 1.5.2 环境保护目标 (9) 2 建设项目概况与工程分析 (10) 2.1建设项目基本情况 (10) 2.1.1 项目名称、性质与建设地点 (10) 2.1.2 产品方案的选择 (10) 2.1.3 主要生产装置规模 (11)
2.1.4 生产制度和作业时间 (11) 2.1.5 厂区面积和职工定员 (11) 2.1.6 项目总投资 (11) 2.2生产原理与工艺流程 (11) 2.2.1 生产原理 (11) 2.2.2 工艺流程叙述 (12) 2.3平面布置和主要生产设备 (23) 2.3.1 平面布置 (23) 2.3.2 主要生产设备 (23) 2.4原材料、能源与水的消耗 (25) 2.4.1 主要原料用量 (26) 2.4.2 燃料煤用量 (27) 2.4.3 水、电、汽、气用量 (27) 2.5物料平衡和水平衡 (28) 2.5.1 物料平衡 (28) 2.5.2 水平衡 (30) 2.6污染物的产生、治理与排放情况 (31) 2.6.1 污染物产生部位与去向 (31) 2.6.2 对污染物的回收与治理方案 (34) 2.6.3 废气、废水和废渣的排放情况 (35) 2.7主要技术经济指标 (37) 3 项目拟建地周围环境概况 (38) 3.1自然环境概况 (38) 3.1.1 地理位置 (38) 3.1.2 地形、地质 (38) 3.1.3 气候气象 (38) 3.1.4 水文 (39) 3.2生态环境概况 (39) 3.3社会环境概况 (39) 3.4环境质量现状监测与评价 (40) 3.4.1 大气环境质量现状监测与评价 (40)
苯乙烯单体（Styrene Monomer，简称SM）是石油化工的基本原料，主要用来生产各种合成树脂和弹性体。聚苯乙烯（PS）是苯乙烯最大的下游衍生物，分为通用级聚苯乙烯（GPPS）、高抗冲级聚苯乙烯（HIPS）、可发性聚苯乙烯（EPS）。其他的下游衍生物包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂、苯乙烯-丙烯腈（SAN）树脂，不饱和聚酯树脂（UPR），丁二烯-苯乙烯橡胶（SBR）以及丁二烯苯乙烯乳液（SBL）等。这些产品广泛用于汽车制造、家用电器、玩具制造、纺织、造纸、制鞋等工业部门。此外，它还可以作为医药、农药、染料和选矿剂的中间体，用途十分广泛。 一、世界苯乙烯的供需现状及预测 （一）生产现状 由于PS和ABS树脂等苯乙烯下游产品消费的强劲增长，近年来世界苯乙烯的生产发展很快。苯乙烯生产能力的增长远高于需求的增长。这一方面是受到亚洲地区新建能力不断增加的影响，同时也是中东地区大力发展石化业，乙烯配套大型苯乙烯装置不断所导致，苯乙烯的发展重心不断向亚洲及中东地区转移。 2011年，世界苯乙烯产能约为3243万吨/年。预计2012年世界苯乙烯总生产能力将超过3255万吨/年，主要分布在东北亚、北美及西欧地区，具体产能分布情况见图1。 中国是世界上最大的苯乙烯生产国家，截至2012年10月，中国苯乙烯生产能力为655.6万吨/年，占世界总生产能力的20%；其次是美国，生产能力约489万吨/年，占总生产能力的15%；第三和第四分别是
日本和韩国，其生产能力分别为300万吨/年和287万吨/年，各占世界总生产能力的9.2%和8.8%。2012年世界主要苯乙烯生产厂家情况见表1。 表1 2012年世界苯乙烯主要生产厂家及生产能力