化工毕业设计物料衡算及设备计算参考

- I -摘 要本次设计的内容是年产 12 万吨苯乙烯减压精馏系统模拟计算及工艺设计，采用连续精馏的方式，使用四个精馏塔，将脱氢混合液精馏成纯度大于 99.7%产品苯乙烯以及乙苯、苯、甲苯和焦油等重组分。利用 PRO/II 对苯乙烯减压精馏全工段进行了模拟计算，完成了物料衡算。利用模拟结果，对苯乙烯分离塔（T0403）进行了热量衡算和严格的设备计算，确定了塔高、塔径，填料性能和尺寸等。对塔顶冷凝器，进料泵，回流罐，塔接管等进行了计算选型和设计。绘制了带控制点的工艺流程图，物料平衡图，设备布置图及管道布置图。关键词：苯乙烯；减压；精馏；设计- II -AbstractThe content is the simulate computation and process design of 120000 t/a of styrene vacuum distillation system. The dehydrogenated mixture is separeted into styrene, ethylbenzene, benzene, toluene and other heavy constituents like flux oil with continuous rectification of four distillation columns. The purity of the styrene is more than 99.7%. The simulate computation of the whole process about the styrene vacuum distillation system has been completed with PRO/II. The material balance has also been finished. According to the resulsts, heat balance and the equipments of the styrene separation tower (T0403) are strictly calculated.The equipments computation consists of the determination of tower height, tower Drive, packing performance and size. The overhead condenser, feed pump, reflux accumulator and tower pipes are strictly calculated, selected and desighed. The engineering flow sheet with control points, material balance diagram, equipment layout and piping diagram have already finished.Key Words：Styrene; Vacuum; Distillation;Design- I -目 录摘 要 .IAbstract .II第 一 篇 设 计 说 明 书 .1第 1 章 精 馏 的 原 理 概 述 .11.1 精 馏 原 理 .11.2 减 压 精 馏 .11.3 苯 乙 烯 的 精 馏 技 术 .2第 2 章 苯 乙 烯 产 品 介 绍 .42.1 苯 乙 烯 的 用 途 .42.2 苯 乙 烯 的 性 质 .42.3 应 急 处 置 .52.4 苯 乙 烯 的 贮 存 .62.4 管 理 信 息 .62.5 危 险 特 性 .7第 3 章 苯 乙 烯 的 生 产 技 术 .83.1 生 产 技 术 概 述 .83.2 苯 乙 烯 的 生 产 技 术 及 进 展 .83.2.1 乙 苯 脱 氢 法 .83.2.2 环 氧 丙 烷 苯 乙 烯 联 产 法 .103.2.3 热 解 汽 油 抽 提 蒸 馏 回 收 法 .103.2.4 丁 二 烯 合 成 法 .113.2.5 其 他 生 产 方 法 .113.2.6 小 结 .11第 4 章 苯 乙 烯 的 供 需 现 状 .134.1 国 内 外 苯 乙 烯 生 产 情 况 .134.1.1 国 外 生 产 情 况 .134.1.2 国 内 生 产 情 况 .14- II -4.2 国 内 外 苯 乙 烯 市 场 需 求 情 况 .164.2.1 国 外 市 场 需 求 情 况 .164.2.2 国 内 市 场 需 求 情 况 .16第 5 章 苯 乙 烯 的 发 展 前 景 及 建 议 .185.1 苯 乙 烯 的 技 术 发 展 趋 势 和 前 景 .185.2 苯 乙 烯 的 发 展 建 议 .18第 6 章 工 艺 流 程 论 述 .206.1 苯 乙 烯 的 生 产 原 理 .206.2 工 艺 过 程 的 确 立 .206.3 苯 乙 烯 精 馏 工 艺 流 程 .216.4 主 要 工 艺 流 程 图 （ PRO/II 模 拟 ） .22第 7 章 仪 表 及 自 控 .237.1 精 馏 过 程 的 操 作 分 析 .237.2 乙 苯 /苯 乙 烯 分 离 塔 （ T0401） 的 主 要 仪 表 及 自 控 .257.3 乙 苯 回 收 塔 （ T0402） 的 主 要 仪 表 及 自 控 .257.4 苯 乙 烯 塔 （ T0403） 的 主 要 仪 表 及 自 控 .267.5 苯 /甲 苯 分 离 塔 （ T0404） 的 主 要 仪 表 及 自 控 .277.6 紧 急 停 车 .28第 8 章 生 产 工 艺 中 的 三 废 .298.1 工 业 三 废 概 述 .298.2 废 水 、 废 气 、 废 渣 来 源 .298.3 三 废 的 处 理 及 综 合 利 用 .29第 9 章 厂 址 选 择 .32第 10 章 公 用 工 程 指 标 .33第 二 篇 设 计 计 算 书 .35第 1 章 物 料 衡 算 .361.1 物 料 衡 算 概 述 .361.2 计 算 依 据 .361.3 PRO/II 在 化 工 设 计 及 模 拟 中 的 应 用 .37- III -1.4 设 计 要 求 .371.5 模 拟 结 果 汇 总 .382.1 热 量 衡 算 概 述 .412.2 计 算 依 据 .412.3 温 度 压 力 的 确 定 .422.4 热 量 衡 算 .42第 3 章 T0403 设 备 计 算 .453.1 物 性 参 数 计 算 .453.1.1 温 度 压 力 的 确 定 .453.1.2 平 均 相 对 分 子 质 量 的 计 算 .453.1.3 平 均 密 度 的 计 算 .453.1.4 液 相 平 均 表 面 张 力 的 计 算 .463.1.5 液 相 平 均 黏 度 的 计 算 .463.2 汽 液 负 荷 计 算 .463.3 精 馏 塔 的 塔 体 工 艺 尺 寸 计 算 .473.3.1 填 料 的 选 择 .473.3.2 塔 径 的 计 算 与 选 择 .483.3.3 液 体 喷 淋 密 度 及 空 塔 气 速 的 核 算 .493.3.4 填 料 层 高 度 的 计 算 .503.3.5 填 料 层 压 降 计 算 .503.3.6 其 他 各 塔 塔 径 的 确 定 .50第 4 章 T0403 附 属 内 件 的 选 型 和 计 算 .524.1 填 料 支 承 板 .524.2 床 层 限 制 板 .524.3 液 体 分 布 器 .534.4 除 沫 器 .534.5 塔 高 度 的 计 算 .534.6 其 他 各 塔 塔 高 的 确 定 .544.6.1 T0401 塔 高 的 确 定 .544.6.2 T0402 塔 高 的 确 定 .54- IV -4.6.3 T0404 塔 高 的 确 定 .56第 5 章 T0403 塔 塔 顶 冷 凝 器 计 算 .575.1 确 定 流 体 流 动 的 空 间 .575.2 计 算 传 热 负 荷 Q.575.3 选 择 列 管 换 热 器 形 式 .575.4 估 计 传 热 面 积 .585.5 校 核 传 热 面 积 .585.5.1 冷 凝 传 热 系 数 .585.5.2 冷 却 水 侧 传 热 系 数 .585.6 总 传 热 系 数 U 计 算 .595.7 折 流 板 .595.8 换 热 器 内 流 体 的 流 动 阻 力 .605.8.1 管 程 流 体 阻 力 .605.8.2 壳 程 流 动 阻 力 .615.9 其 他 各 塔 冷 凝 器 的 简 单 选 型 .615.9.1 T0401 塔 塔 顶 冷 凝 器 的 简 单 选 型 .615.9.2 T0402 塔 塔 顶 冷 凝 器 的 简 单 选 型 .625.9.3 T0404 塔 塔 顶 冷 凝 器 的 简 单 选 型 .63第 6 章 塔 底 再 沸 器 的 计 算 与 选 型 .656.1 T0401 塔 底 再 沸 器 的 计 算 与 选 型 .656.2 T0402 塔 底 再 沸 器 的 计 算 与 选 型 .656.3 T0403 塔 底 再 沸 器 的 计 算 与 选 型 .666.4 T0404 塔 底 再 沸 器 的 计 算 与 选 型 .67第 7 章 进 料 泵 的 设 计 与 选 型 .697.1 泵 吸 入 与 排 出 管 线 流 速 .697.2 管 路 阻 力 系 数 的 计 算 .707.3 进 料 泵 的 选 型 .70第 8 章 塔 顶 回 流 罐 的 选 型 .728.1 T0401 塔 顶 回 流 罐 的 选 型 .728.2 T0402 塔 顶 回 流 罐 的 选 型 .72- V -8.3 T0403 塔 顶 回 流 罐 的 选 型 .728.4 T0404 塔 顶 回 流 罐 的 选 型 .72第 9 章 塔 接 管 的 选 型 .749.1 T0401 塔 接 管 的 选 型 .749.1.1 T0401 塔 进 料 管 .749.1.2 T0401 塔 回 流 管 .749.1.3 T0401 塔 塔 底 出 料 管 .749.1.4 T0401 塔 塔 顶 蒸 汽 出 料 管 .749.1.5 T0401 塔 塔 底 蒸 汽 进 气 管 .759.2 T0402 塔 接 管 的 选 型 .759.2.1 T0402 塔 进 料 管 .759.2.2 T0402 塔 回 流 管 .759.2.3 T0402 塔 塔 底 出 料 管 .759.2.4 T0402 塔 塔 顶 蒸 汽 出 料 管 .769.2.5 T0402 塔 塔 底 蒸 汽 进 气 管 .769.3 T0403 塔 接 管 的 选 型 .769.3.1 T0403 塔 进 料 管 .769.3.2 T0403 塔 回 流 管 .769.3.3 T0403 塔 塔 底 出 料 管 .779.3.4 T0403 塔 塔 顶 蒸 汽 出 料 管 .779.3.5 T0403 塔 塔 底 蒸 汽 进 气 管 .779.4 T0