1萬噸年產(chǎn)量的苯乙烯脫氫工段反應(yīng)器設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1引言 E0102中間換熱器Sm=351.19JB/4715-92個10Cr18Ni989158915四平市鼎峰換熱器14E0103原料預(yù)熱器Sm=125.000JB/4715-92個10Cr18Ni943734373四平市鼎峰換熱器15E0104第二段廢熱鍋爐Sm=320.498JB/4715-92個10Cr18Ni989708970四平市鼎峰換熱器16E0105第三段廢熱鍋爐Sm=272.3JB/4715-92個10Cr18Ni999719971四平市鼎峰換熱器17E0106空氣冷卻器Sm=24147.826JB/4715-92個1Q235B1552015520四平市鼎峰換熱器18F0101乙苯蒸發(fā)器個119P0101乙苯進料泵L=6.624H=6.09JB/T8095-1999臺2110220上海寶恒公司20P0102熱水泵L=9.81H=9.65JB/T8095-1999臺2108216上海寶恒公司21P0103熱水泵L=10.47H=9.78JB/T8095-1999臺2108216上海寶恒公司22P0104循環(huán)水泵L=6.3H=7.0JB/T8095-1999臺289178上海寶恒公司23T0201脫乙苯塔Φ1850×39000SMT0201個1Q235B7654376543PAGE5924V0201凝液罐VN=100HG21502.1-1992個1Q235A48804880太倉三石化工廠25V0202水罐JB/T8095-1999個1Q235A太倉三石化工廠26V0203氣液分離罐JB/T1426-1994個1Q235A太倉三石化工廠27V0204水蒸氣分離罐JB/T1426-1994個1Q235A太倉三石化工廠28E0201進料預(yù)熱器Sm=10.5m2JB/4715-92個10Cr18Ni910321032四平市鼎峰換熱器29E0202塔頂全凝器Sm=205.3m2JB/4715-92個1Q235A14671467四平市鼎峰換熱器30E0203塔釜再沸器Sm=460m2JB/4715-92個10Cr18Ni918771877四平市鼎峰換熱器31P0201進料泵L=11.2m3/hH=49mJB/T8095-1999臺2139278上海寶恒公司32P0202塔頂回流泵L=3.6m3/hH=40mJB/T8095-1999臺2150300上海寶恒公司33P0203真空泵JB/T8540-2004臺2440440上海寶恒公司34T0202乙苯回收塔Φ420×21600SMT0202個116MnR8230823035V0205冷凝液儲罐VN=3.2m3HG21502.1-1992個1Q235A720720太倉三石化工廠36E0204塔頂冷凝器Sm=10.1m2JB/4715-92個10Cr18Ni91625162541四平市鼎峰換熱器37E0205再沸器Sm=11.4m2JB/4715-92個10Cr18Ni91395139542四平市鼎峰換熱器38P0204進料泵Q=3.6m3/hH=16mJB/T8095-1999臺245#鋼鑄鐵459043上海寶恒公司39P0205回流泵Q=3.6m3/hH=25mJB/T8095-1999臺245#鋼鑄鐵6012044上海寶恒公司40P0206釜液采出泵Q=3.6m3/h，H=16mJB/T8095-1999臺245#鋼鑄鐵505045上海寶恒公司41T0203苯/甲苯塔280×22800SMT0203個1Q235R320032004642V0206凝液罐V=5m3HG21502.1-1992個1Q235A80080047太倉三石化工廠43V0207苯產(chǎn)品罐V=0.8m3HG21502.1-1992個1Q235A60060048太倉三石化工廠44V0208甲苯產(chǎn)品罐V=4m3HG21502.1-1992個1Q235A650650太倉三石化工廠45E0206塔頂冷凝器Sm=7.2m2JB/4715-92個10Cr18Ni910661066四平市鼎峰換熱器46E0207塔釜再沸器Sm=6.8m2JB/4715-92個10Cr18Ni910581058四平市鼎峰換熱器47E0208苯冷卻器Sm=5.6m2JB/4715-92個1Q235B10661066四平市鼎峰換熱器48E0209甲苯冷卻器Sm=7.8m2JB/4715-92個1Q235B10931093四平市鼎峰換熱器49P0207回流泵Q=2.8m3/hH=25mJB/T8095-1999臺245#鋼鑄鐵60120上海寶恒公司50P0208釜液采出泵Q=3.6m3/hH=16mJB/T8095-1999臺245#鋼鑄鐵4590上海寶恒公司51T0204苯乙烯精制塔φ1900×21200SMT0204個116MR52V0209冷凝液罐VN=63m3HG21502.1-1992個1Q235A太倉三石化工廠53V0210苯乙烯產(chǎn)品罐VN=200m3HG21502.1-1992個1Q235A1529015290太倉三石化工廠54V0211不合格苯乙烯罐VN=30m3HG21502.1-1992個1Q235A太倉三石化工廠55V0212焦油儲罐VN=2m3HG21502.1-1992個1Q235A太倉三石化工廠56V0213釜液罐VN=250m3HG21502.1-1992個1Q235A太倉三石化工廠57E0210塔頂冷凝器Sm=440.5m2JB/4715-92個1Q235A10341034四平市鼎峰換熱器58E0211塔釜再沸器Sm=422.5m2JB/4715-92個10Cr18Ni910451045四平市鼎峰換熱器59E0212苯乙烯冷卻器Sm=87.6m2JB/4715-92個10Cr18Ni9680680四平鼎峰60P0209塔釜泵JB/T8095-1999臺2上海寶恒公司61P0210塔頂回流泵L=4m3H=35mJB/T8095-1999臺2Q235A100200上海寶恒公司62P0211循環(huán)乙苯泵JB/T8095-1999臺2上海寶恒公司63P0212蒸發(fā)器釜液泵JB/T8095-1999臺2上海寶恒公司64P0213不合格苯乙烯泵JB/T8095-1999臺2上海寶恒公司65V0214循環(huán)乙苯儲罐HG21502.1-1992個1Q235A太倉三石化工廠PAGE625管道的選型計算5.1接管的計算及選型5.1.1工業(yè)乙苯原料輸送管由AspenPlus的模擬結(jié)果可知原料乙苯的質(zhì)量流量是1509kg/h，原料乙苯密度是863.575kg/m3體積流量：V=1509/(3600*863.575)=0.000485m3/s液體流速取0.8m/s，d=[4*0.000485/（3.14*0.8）]1/2=27.79mm查管材公稱直徑等級表，選取20#無縫鋼管（GB/T8163-2018），輸送狀態(tài)為常溫常壓公稱直徑管道外徑壁厚32383.05.1.2循環(huán)乙苯進料由AspenPlus的模擬結(jié)果可知循環(huán)乙苯的質(zhì)量流量是720kg/h，循環(huán)乙苯的質(zhì)量密度是760.618kg/m3體積流量為V=720/（3600*760.618）=0.000263m3/s乙苯取速度0.8m/s，直徑d=[4*0.000263/(3.14*0.8)1/2=20.46mm查管材公稱直徑等級表，選取20#無縫鋼管（GB/T8163-2018）公稱直徑管道外徑壁厚253混合乙苯進料管由AspenPlus的模擬結(jié)果可知混合混合乙苯的質(zhì)量流量是2229kg/h,混合乙苯的質(zhì)量密度：829.583kg/m3體積流量V=2229/(3600*829.583)=0.000746m3/s流體流速取0.8m/s，直徑d=[4*0.000746/(3.14*0.8)]1/2=35.47mm查管材公稱直徑等級表，選取20#無縫鋼管（GB/T8163-2018）公稱直徑管道外徑壁厚40453.05.1.4乙苯蒸汽管由AspenPlus的模擬結(jié)果可知乙苯蒸汽的質(zhì)量流量是2229kg/h，乙苯蒸汽的密度為3.01027kg/m3輸送狀態(tài)為150℃，氣體流速為20m/s體積流量V=2229/（3.01027*3600）=0.206m3/s直徑d=[4*0.206/(3.14*20)]1/2=115.55mm查管材公稱直徑等級表，選取20#無縫鋼管（GB/T8163-2018）公稱直徑管道外徑壁厚1251385.05.1.5乙苯水蒸氣管質(zhì)量流量：7933.33kg/h，質(zhì)量密度0.0303949kg/m3體積流量V=7933.33/（3600*0.0303949）=72.5024m3/s流體流速取40m/s，直徑d=[4*72.5024/(3.14*40)]1/2=1519.537mm選用不銹無縫鋼管（GB/T14976-2012），DN=1600mm材質(zhì)：0Cr18Ni9（由于乙苯水蒸氣管道溫度能達到630℃左右，因此選擇不銹鋼）5.1.6脫氫液輸送管由AspenPlus的模擬結(jié)果可知脫氫液的質(zhì)量流量是58.5837kg/h，脫氫液的質(zhì)量密度是0.170266kg/m3體積流量為V=58.5837/（3600*0.170266）=0.0956m3/s氣體流速取20m/s，直徑d=[4*0.0956/(3.14*20)]1/2=78.033mm查管材公稱直徑等級表，選取20#無縫鋼管（GB/T8163-2018）公稱直徑管道外徑壁厚808分相器廢水管由AspenPlus的模擬結(jié)果可知分相器廢水管的質(zhì)量流量是7476.03kg/h，廢水的密度是質(zhì)量密度18.0153kg/m3體積流量V=7476.03/（3600*18.0153）=0.115m3/s流體流速取0.8m/s，直徑d=[4*0.115/(3.14*0.8)]1/2=427.926mm查管材公稱直徑等級表，選取20#無縫鋼管（GB/T8163-2018）公稱直徑管道外徑壁厚4504809.05.2管道材料控制5.2.1管道材料控制說明（1）工藝中涉及一些物質(zhì)是有毒有害的，所以管道密封措施要保證，并且有耐腐蝕性。（2）部分管道連接因為承受溫度較高，需要選擇可以承受高溫的材料，如不銹鋼，其余管道為普通碳鋼。表5.1管道材料控制表序號名稱規(guī)格標準號材料單位數(shù)量備注1熱軋無縫鋼管DN32GB/T8163-201820#2熱軋無縫鋼管DN25GB/T8163-201820#3熱軋無縫鋼管DN40GB/T8163-201820#4熱軋無縫鋼管DN125GB/T8163-201820#5熱軋無縫鋼管DN80GB/T8163-201820#6熱軋無縫鋼管DN450GB/T8163-201820#7熱軋無縫鋼管DN32GB/T8163-201820#8不銹鋼無縫鋼管DN1600GB/T14976-20120Cr18Ni9PAGE686技術(shù)經(jīng)濟分析6.1成本分析表6.1原材料消耗表序號物料名稱單位規(guī)格消費定額消耗量備注每小時每年1催化劑kg/tGS-080.10.432002乙苯kg/t99%37022291.78*107以生產(chǎn)1噸苯乙烯所耗原材料和能量進行計算：表6.2動力消耗表序號物料名稱單位規(guī)格消耗定額1蒸汽kg/t1kg/cm215002電Kwh/h2503水kg/t常溫冷水15004燃料油kg/t表6.3車間定員表序號名稱操作班次輪休人員管理人員每班定員合計備注生產(chǎn)工人輔助人員1脫氫工段36315巡回1人2精制工段36315巡回一人3化驗室22264電工32155后勤12136管理人員133合計：47人6.2利潤分析原材料費（以一噸產(chǎn)品進行估算）乙苯：單價5000元/噸，催化劑：1000元/噸工業(yè)乙苯進料量為1509kg/h，催化劑用量為0.5kg/h則原材料費為：5000*1509*0.001*8000+1000*0.5*0.001*8000=6036.4萬元動力費水費：8元/噸，電費0.8元/度，蒸汽費：85元/噸水：4t/h，電：450度/h，蒸汽：1.5t/h動力費：（4*8+0.8*450+1.5*85）*8000=415.6萬元其他費用工人工資:3.5*47=164.5萬元/年修理費；150萬元/年企業(yè)管理費：250萬元/年設(shè)備成本費：1500萬元/年總成本:6036.4+415.6+150+250+1500=8352萬元/年產(chǎn)品稅：580元，所得稅：395.2元，產(chǎn)品苯乙烯市場價格：11600元/噸利潤：11600-8352-580-395.2=2272.8元/噸7環(huán)保與安全7.1環(huán)境保護方案表7.1三廢綜合治理一覽表序號名稱主要組成正常流量t/h排放依據(jù)主要控制指標排放地點綜合利用1脫氫催化劑Fe2O3R0101R0102回收再生2脫氫尾氣CH4、H2、CO2、COPSA-301進火炬，其中H2提純出售3過熱爐CO2、COF0101排大氣4工藝凝液苯、苯乙烯、焦油4GB14554-93苯<125mg/l苯乙烯<125mg/l油<600PH=6-11COD<800mg/lP0104部分循環(huán)使用5罐區(qū)切水回流罐切水苯、苯乙烯0.25GB14554-93苯<125ml苯乙烯<125mg/lPH=6-11COD<800mg/l6乙苯精制苯乙烯工業(yè)廢氣進火炬7.2安全措施1.不要在爐子旁邊或附近放置可燃物2.由于反應(yīng)物、反應(yīng)產(chǎn)物、副產(chǎn)物等有毒有害，部分還易燃易爆，因此在使用的過程中要注意是否有泄露的問題出現(xiàn)，若發(fā)生該問題，應(yīng)立刻進行處理5.發(fā)生安全事故后必須找到事故原因，對責(zé)任人進行教育，同時設(shè)置相關(guān)防范設(shè)施，對相關(guān)負責(zé)人追究責(zé)任。6.在廠區(qū)內(nèi)，禁止吸煙，加強對明火的控制和管理。7.工作人員各司其職，非自己分管的設(shè)備，禁止操作。8.在進入到自己的工作崗位之前，必須穿戴好勞動保護用品，做好保護措施。9.定期對設(shè)備進行檢查，若沒有進行徹底檢查，不能啟用設(shè)備。參考文獻[01].李皓巍,金月昶,金熙俊.苯乙烯現(xiàn)狀及工藝技術(shù)[J].當代化工,2012,(09):986-989.[02].蔣翠萍,李成益.苯乙烯生產(chǎn)工藝及技術(shù)經(jīng)濟分析[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟,2020,36(02):16-19+30.[03].尤景紅.苯乙烯生產(chǎn)技術(shù)對比[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,6(02):185-188.[04].虞海波.苯乙烯裝置的節(jié)能分析與優(yōu)化[D].華東理工大學(xué)