摘要
苯乙烯是合成聚苯乙烯的主要材料，而聚苯乙烯的用途很广；认真分析苯乙烯的性质，市场需求，原料来源及社会影响；了解苯乙烯制备过程，设计合理工艺流程；对流程过程进行物料、热量进行恒算。因此面对当今能源紧缺，高科技的新时代，新的能源是当代人们面对的最大挑战，同时面对我国的现状，合成苯乙烯是一个形势所迫的任务，同时对我国的经济发展会起到很大的促进作用。
关键词：苯乙烯，原料，用途，工艺流程
一、概述
（一）苯乙烯的性质和用途
苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚苯乙烯树脂（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）树脂、丁苯橡胶和丁苯胶乳（SBR\SBR胶乳）、离子交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体（如SBS）等。此外，还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业，用途十分广泛。
1．物理性质[1]
外观与性状：无色透明油状液体。
熔点(℃)：-30.6
沸点(℃)：146
相对密度(水=1)：0.91
相对蒸气密度(空气=1)： 3.6
饱和蒸气压(kPa)： 1.33(30.8℃)
燃烧热(kJ/mol)：4376.9
临界温度(℃)：369
临界压力(MPa)： 3.81
辛醇/水分配系数的对数值：3.2
闪点(℃)：34.4
引燃温度(℃)：490
爆炸上限%(V/V)： 6.1
爆炸下限%(V/V)： 1.1
2．化学性质
遇明火极易燃烧。光或存在过氧化物催化剂时，极易聚合放热导致爆炸。与氯磺酸、发烟硫酸、浓硫酸反应剧烈，有爆炸危险。有毒，对人体皮肤、眼和呼吸系统有刺激性。空气中最高容许浓度为100ppm。苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生
成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1.1％～6.01％。
苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。
（二）苯乙烯的生产状况
生产苯乙烯的原料是乙苯。目前，世界上90%以上的乙苯是由苯和乙烯烷基化生产制得，一分子乙烯在适当条件下与一分子苯作用生成一分子乙苯。而乙苯脱氢生产苯乙烯是乙苯在催化剂作用下，达到550～600℃时脱氢生成苯乙烯。
工业上采用的方法是在进料中掺入大量高温水蒸气，以降低烃分压，并提供反应所需的部分热量，水蒸气与烃的摩尔比（简称水比）视反应器类型的不同而异，范围约在6～14之间。
1．我国苯乙烯的生产状况
自中石油兰州石油化工公司合成橡胶厂采用传统的三氯化铝液相烷基化工艺[2]，建成一套5000吨/年苯乙烯生产装置以来，我国苯乙烯的生产得到了飞速发展，2003年我国苯乙烯的总生产能力达到105.0万吨/年。近两年来，由于跨国石油公司投资东移以及国内市场需求的强力推动，使我国苯乙烯的发展进入了一个新阶段。2005年上海赛科石化公司50.0万吨/年苯乙烯装置的开车成功，标志着我国苯乙烯生产装置进入世界级规模。2005年我国苯乙烯的总生产能力达到193.5万吨，约占世界苯乙烯总生产能力的7.05%，占亚洲地区总生产能力的18.27%。2006年，我国又有多套苯乙烯装置建成投产，其中包括中海油与壳牌化学公司合资在广东惠州建设的一套55.0万吨/年苯乙烯装置，江苏利士德化工（江苏双良集团）在江阴建成的一套20.0万吨/年生产装置、中石油锦州石油化工公司建成的一套8.0万吨/年生产装置、海南实华嘉盛化工有限公司与江苏嘉盛化学品工业有限公司共同出资建设的一套8.0万吨/年生产装置。2006年我国苯乙烯的生产能力已经达到285.5万吨，比2005年增长约47.54%。其中中海油/壳牌合资公司是目前我国最大的苯乙烯生产厂家，生产能力
达到56.0万吨/年，约占国内苯乙烯总生产能力的19.61%；其次是上海赛科石油化工股份有限公司，生产能力为50.0万吨/年，约占国内总生产能力的17.51 %；再次是中石化齐鲁石油化工公司和江苏利士德化工公司，生产能力分别为20.0万吨/年，约占国内总生产能力的7.00%。其他主要的生产厂家还有中铁联合物流-常州东昊化工（生产能力为15.0万吨/年）、中石油吉林石油化工公司（生产能力为14.0万吨/年）、扬子巴斯夫苯乙烯系列有限公司（生产能力为12.0万吨/年）、中石化茂名石油化工公司（生产能力为12.0万吨/年）等等。
有海外媒体预计，今年中国苯乙烯需求总量估计将达到438万吨，年产量约为200万吨；到2012年需求量将上升至约560万吨，而产量难以超过450万吨。这意味着中国苯乙烯供应不足局面短期难改。为此，一些业内专家已呼吁通过扩能和革新现有装置并建造新的大产能装置来增加苯乙烯产量。
中国苯乙烯年进口量快速增长，从1995年的30.58万吨、2000年的115.75万吨增至2004年的288.9万吨。2004年进口苯乙烯占中国国内总消费量的74.7％。而2003年和2004年，中国苯乙烯年出口量不足1万吨。中国苯乙烯表观消费量已从1995
年的54.84万吨、2000年的191.4万吨上升至2004年的386.8万吨。
2．烯的生产状况
目前，世界上生产苯乙烯的路线有三种[3]：一是乙苯气相催化脱氢工艺，以乙苯为原料，藉助氧化铁-铬或氧化锌催化剂，采用多床绝热或管式等温反应器，在蒸汽存在下脱氢为苯乙烯。二是用丙烯、乙苯过氧化制取环氧丙烷时的副产品。三是从蒸汽裂解热解汽油中用抽提蒸馏回收。
（三）市场分析及预测
1．国际市场分析[4]
2010年底统计，世界苯乙烯产能8292万吨，其中，美国、日本、荷兰、德国四国的苯乙烯生产能力之和占世界总产能的75%。20世纪90年代，全球苯乙烯年均增长率为4.9%。2008年需求2098.5万吨，但在2008年世界经济减速的背景下，2009年苯乙烯世界需求下降2.6%，达到2035万吨。但亚洲最大市场，中国的需求仍增长
约20%。预计2012年世界需求将有所回复，可望比2008年需求增长4.2%。2008年以后，荷兰、日本预定有大型装置投产，预计需求增长幅度将超过产能增长。2008年装置开工率平均将达到1999年以来最高的90%以上。2007年世界苯乙烯新增产能120万吨/年，2008年将新增产能166万吨/年，2009年后将新增产能合计387万吨/年。
2．国内市场分析
华东地区苯乙烯市场气氛一般，卖盘主流价格在5800元/吨，少数在5850-5900元/吨，一手贸易商仍表现安静，部分市场二手商补仓意向仍暂时不大，市场实际商谈有限华南地区苯乙烯开盘市场平稳，主流卖盘价格在6200元/吨，下游开工一般，终端需求恢复缓慢，中小厂家接单意向低迷。
厂家动态：
①抚顺石化苯乙烯装置开工生产正常，报价持稳于5800元/吨，暂无调整意向，近期货源内供为主，外销仍有限。
②齐鲁石化苯乙烯出厂价格暂稳执行6000元/吨，厂家装置开工正常，近期库存多维持在正常水平，近期厂家控量销售，货源供应稍显一般。
③茂名石化苯乙烯外销目前6000元/吨，装置运行平稳，外销略显一般，库存正常在1180吨左右水平。
二、生产方案的确定
目前，世界上苯乙烯的生产方法主要有乙苯脱氢法、环氧丙烷-苯乙烯联产法、热解汽油抽提蒸馏回收法等，我国苯乙烯生产大多采用乙苯脱氢法。
（一）主要生产方案[5]
1．乙苯氧化脱氢法
乙苯氧化脱氢技术是用较低温度下的放热反应代替高温下的乙苯脱氢吸热反应，从而大大降低了能耗，提高了效率。氧化脱氢反应为强放热反应，在热力学上有利于苯乙烯的生成。
2．环氧丙烷-苯乙烯联产法
环氧丙烷-苯乙烯（简称PO/SM）联产法又称共氧化法，由Halcon公司开发成功，并于1973年在西班牙首次实现工业化生产。在130-160℃、0.3-0.5MPa下，乙苯先在液相反应器中用氧气氧化生成乙苯过氧化物，生成的乙苯过氧化物经提浓到17%后进入环氧化工序，在反应温度为110℃、压力为4.05MPa条件下，与丙烯发生环氧化反应成环氧丙烷和甲基苄醇。环氧化反应液经过蒸馏得到环氧丙烷，甲基苄醇在260℃、常压条件下脱水生成苯乙烯。
3．热解汽油抽提蒸馏回收法
从石脑油、瓦斯油蒸汽裂解得到的热解汽油中直接通过抽提蒸馏也可以制得苯乙烯。GTC技术公司开发了采用选择性溶剂的抽提蒸馏塔GT-苯乙烯工艺，从粗热解汽油（来自石脑油、瓦斯油和NGL蒸汽裂解）直接回收苯乙烯。提纯后苯乙烯产品纯度为99.9%，含苯基乙炔小于50PPm。采用抽提技术将苯乙烯回收，既可减少后续加氢过程中的氢气消耗，又避免了催化剂因苯乙烯聚合而引起的中毒，也增产了苯乙烯。据估算，一套以石脑油为裂解原料的30.0万吨/年乙烯装置大约可回收约1.5万吨/年的苯乙烯。
（二）苯乙烯的生产方案的确定
1．生产方法的确定
目前，全球苯乙烯年生产能力在2500万吨以上，其中90％以上采用乙苯催化脱氢法生产，该工艺能耗过高、平衡转化率低，寻找新的脱氢工艺很有必要。由于氧气气氛下的乙苯脱氢具有能耗低，不受平衡转化率限制等特点，自从二十世纪七十年代发现某些形态的碳对乙苯氧化脱氢表现出良好的催化活性以来，科研工作者对此倾注了极大的热情。
70年代初，工业上开发成功了以乙苯和丙烯为原料，联产苯乙烯和环氧丙烷的新工艺，称为哈尔康（Halcon）法，现在世界上已经建有多套规模比较大的生产装置。这种方法的优点是可以联产环氧丙烷，但苯乙烯的生产规模受到环氧丙烷需求量的限制，而且投资费用也比较高。
由于乙苯脱氢受平衡的限制，需要高温，并需要采用大量的水蒸气，使生产成
本增大。采用这种乙苯氧化脱氢法，就可以不受平衡的限制。
因此生产苯乙烯的方法确定为乙苯氧化脱氢法[6] 2C 6H 5-C 2H 5 + O 2 →2C 6H 5-CH=CH 2 + 2H 2O 2．乙苯脱氢生产苯乙烯的原理[7] 主反应：
CH 2CH 3
CH=CH 2+H 2
117.8KJ/mol
副反应：
C 2H 5+H
2
+C 2H 6
-31.5KJ/mol
C 2H 5+H 2
CH 3
+CH 4
-54.4KJ/mol
在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应：
C 2H 5+H 2O
CH 3+CO 2+3H 2
此外还有芳烃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选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。
3．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，00
>?H ，从平衡常数与温度的关系式
20
ln 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。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
?
????
?
??=∑i n p
n P K K
总
可
知，当时0>?υ，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使降低乙苯的分压，以
提高平衡转化率。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，乙苯的液空速以0.6/h 为宜。
（4）催化剂
本实验采用氧化铁系催化剂。其组成为：Fe 2O 3－CuO －K 2O －Cr 2O 3－CeO 2。
三、工艺流程和工艺参数的确定
（一）工艺流程的确定
乙苯脱氢部分的工艺流程如图。 1．工艺流程图
[8]
图1 乙苯脱氢部分工艺流程图
（二）工艺流程简述
含有乙苯、甲苯、苯的混合液经水蒸汽，由泵进入列管式反应器进行反应，主要发生乙苯脱氢生成苯乙烯，口的物料经过冷凝,混合气体进入分离器中，于废水带
1— 列管式反应器；2 —工艺冷凝汽提塔；3—乙苯-苯乙烯分离罐；4—甲苯-乙苯分离罐； 5— 苯乙烯精留; 6 ,7 ,8 ,9—换热器；12，13，15—冷凝器； 14—压缩机；10—泵；
11—残油汽提塔；
走一部分芳烃量，而加入2.6-二硝基对甲酚(C7H6N2O5)作为阻聚剂,起到阻止或延绶不饱和的作用。进入到乙苯-苯乙烯塔中, 乙苯作为轻组分，苯乙烯作为重组分，使其分离，依次进行乙苯，甲苯的回收，最后对苯乙烯进行精留。而对苯、甲苯的回收时，只对生成的进行回收，对于开始加入的那些，继续进行使作，起来循环生产。
1．乙苯脱氢
乙苯在水蒸气存在下催化脱氢生成苯乙烯，是在段间带有蒸汽再热器的两个串联的绝热径向反应器内进行，反应所需热量由来自蒸汽过热炉的过热蒸汽提供。
在蒸汽过热炉中，水蒸气在对流段内预热，然后在辐射段的A组管内过热到880℃。此过热蒸汽首先与反应混合物换热，将反应混合物加热到反应温度。然后再去蒸汽过热炉辐射段的B管，被加热到650℃后进入一段脱氢反应器。过热的水蒸气与被加热的乙苯在一段反应器的入口处混合，由中心管沿径向进入催化剂床层。混合物经反应器段间再热器被加热到500℃，然后进入二段脱氢反应器。反应器流出物经废热锅炉换热被冷却回收热量，同时分别产生3.14MPa和0.039MPa蒸汽。
反应产物经冷凝冷却降温后，送入分离器，不凝气体（主要是氢气和二氧化碳）经压缩去残油洗涤塔,用残油进行洗涤，并在残油汽提塔中用蒸汽汽提，进一步回收苯乙烯等产物。洗涤后的尾气经变压吸附提取氢气，可作为氢源或燃料。
反应器流出物的冷凝液进入液相分离器为烃相和水相。烃相即脱氢混合液（粗苯乙烯）送至分离精馏部分，水相送工艺冷凝汽提塔，将微量有机物除去，分离出的水循环使用。
2．苯乙烯的分离与精制
本流程的特点主要是采用了带有蒸汽再热器的两段径向流动绝热反应器，在减压下操作，单程转化率和选择性都很高；流程设有尾气处理系统，用残油洗涤尾气以回收芳烃，可保证尾气中不含芳烃；残油和焦油的处理采用了薄膜蒸发器，使苯乙烯回收率大大提高。在节能方面采取了一些有效措施，例如进入反应器的原料（乙苯和水蒸气的混合物）先与乙苯-苯乙烯分馏塔顶冷凝液换热，这样既回收了塔顶物料的冷凝潜热，又节省了冷却水用量。
3．关键设备[9]
蒸汽过热炉；脱氢绝热径向反应器；分离罐；废热锅炉；液相分离器；冷凝器；压缩机；泵；残油汽提塔；残油洗涤塔；工艺冷凝汽提塔；乙苯—苯乙烯分馏塔；乙苯回收塔；苯—甲苯分离塔；苯乙烯塔；薄膜蒸发器；离罐；排放泵。
4．工艺参数的确定[10]
年工作日：300天，每天24小时，乙苯总转化率为55%； 配料比：烃 ：水蒸汽=1：2.6（质量比） ； 压力P ：床层平均操作压力1.5 × 105 Pa 。 5．反应简图
混合物
图2 反应简图
6．废气、废渣的处理
图3 废气、废渣处理
产生的甲烷，氢气通过硫酸吸收掉水，进入贮存罐里，最后做成合成气：而对于产生的焦油，则通过复杂的加氢；对于其它物质，则进行合量的回收。
一段反应器
冷 凝 器
分 离 器
乙苯 · 苯乙烯反应器
甲苯回收
苯乙烯精馏
产 品
乙苯回收 硫酸
贮 存 罐
废物
四、主要设备的物料衡算
（一）物料衡算
1．计算依据
乙苯脱氢制苯乙烯装置包括脱氢和精馏两个单元，是具有循环物流的复杂化工过程。
乙苯脱氢反应在装有铁系催化剂的列管反应器中进行，反应方程式为：
主反应：
CH2CH3CH=CH
2+H2
117.8KJ/mol
副反应：
C2H5+H2+C
2
H6-31.5KJ/mol
C2H5+H
2CH3+CH
4
-54.4KJ/mol 在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应：
C2H5+H2O CH
3
+CO2+3H2
水蒸汽作稀释剂，水蒸汽和乙苯质量比为2.6：1
反应压力为150000Pa（绝），反应温度为580℃，反应器进口温度630℃,乙苯总转化率为55%，苯乙烯、苯、甲苯各反应选择性分别为：(a)90%、(b)3%、(c)7%、为简化计算，假定：
①反应混合原料组成：乙苯：99%( W% )，甲苯：0.8%，苯：0.2%，混合原料中不含其它二甲苯。
②水蒸汽为惰性组分，不发生水蒸汽转化反应，并且无结焦反应。
③冷凝液经油水分离器分离成水和有机混合物，水中夹带芳烃量为500mg/L，夹带芳烃组成同有机混合物相同。有机混合物中水量很少可忽略。
④阻聚剂加入量为有机混合物量的0.03(W%)。
⑤乙苯－苯乙烯塔真空操作，塔顶压力＜200mmHg。塔顶苯乙烯含量＜0.25%，塔釜乙苯＜0.3%。
⑥乙苯回收塔，塔顶乙苯＜0.1%，塔釜甲苯＜0.4%。
⑦苯－甲苯塔塔顶压力＜160mmHg，塔顶甲苯＜0.5%，塔釜苯＜0.2%。
⑧精馏塔塔顶苯乙烯回收率大于95%，乙苯塔顶＜0.3%，苯乙烯塔底＜0.25.精
馏塔真空操作，塔顶压力＜50mmHg。
2．计算总式[11]
总物料恒算：F = D + W ①
易挥发组分的物料恒算：F X F = D X D + W X W ②
F—原料液量KJ/mol
D—塔顶馏出液量KJ/mol
W—塔釜残液量KJ/mol
X F—原料液中易挥发组分的摩尔分数
X D—馏出液中易挥发组分的摩尔分数
X W—残液中易挥发组分的摩尔分数
3．物料衡算
表1 反应器进料（假设以20000kg/h原料进料为基准）甲苯20000×0.8%=160kg/h 160÷92=1.74kmol/h
乙苯20000×99%=19800kg/h 19800÷106=187.792kmol/h
苯乙烯20000×0.2%=40kg/h 40÷78=0.512kmol/h
进反应器的蒸汽量：
19800×2.6=51480kg/h
51480÷18=2860kmol/h
反应器的出料：
一段反应器的出料：
据化学反应式CH2CH3CH=CH
2
+H2
乙苯总转化率55％，选择性90％；
①生成的苯乙烯：186.792×90%×55%=92.46kmol/h
②生成的H2量：92.46 kmol/h
副反应：
据化学反应式C2H5+H2+C2H6
选择性3%
①生成的苯：186.792×55%×3%=3.08kmol/h
②生成的乙烯：3.08 kmol/h
③出料中的苯量： 3.08 + 0.51=3.59 kmol/h
据化学反应式C2H5+H
2CH3+CH
4
选择性[12] 7%
①消耗H2量：186.792×55%×7%=7.19kmol/h
②生成的甲苯量：7.19 kmol/h
③生成的甲烷量：7.19 kmol/h
表2反应器出口的物料组成乙苯186.792×(1-55%)=84.05 kmol/h
苯乙烯92.46 kmol/h
甲苯7.19 + 1.74=8.93 kmol/h
苯 3.08 + 0.51=3.59 kmol/h
乙稀 3.08 kmol/h
甲烷7.19 kmol/h
氢气92.46 – 7.19 = 85.72 kmol/h
表3反应器出口的有机混合物质量组成乙苯84.05×106=8909.3 Kg/h 45.39 W%
苯乙烯92.46×104=9615.84 Kg/h 48.99 W%
甲苯 8.93×92=821.56 Kg/h 4.19 W%
苯 3.59×78=280.02 Kg/h 1.43 W%
合计19626.72 Kg/h 100.00
表4 冷凝器顶物料
氢气85.27 kmol/h
甲烷8.93 kmol/h
乙稀 3.08 kmol/h
表5 冷凝器底物料
乙苯84.05 kmol/h
苯乙烯92.46 kmol/h
甲苯8.93 kmol/h
苯 3.59 kmol/h
水2860 kmol/h
分离器底的废水组成：
因废水中夹带的芳烃量为500mg／kg，芳烃组成同有机混合物废水中夹带的芳烃量51480×0.0005=25.74 kg/h 。
表6 废水中损失的芳烃量
Kg/h kmol/h
乙苯25.74×0.4539=11.68 kg/h 0.11
苯乙烯25.74×0.4899=12.61 kg/h 0.12
甲苯25.74×0.0419 =1.08 kg/h 0.01
苯25.74×0.0143 =0.36 kg/h 0.0047
表7 分离器顶的有机混合物组成
乙苯80.05-0.11 =79.94 kmol/h
苯乙烯92.46-0.12=92.34kmol/h
甲苯8.93-0.01=8.92kmol/h
苯 3.59-0.004=3.586kmol/h
阻聚剂加入量(2.6-二硝基对甲酚，C7H6N2O5)，因为阻聚剂加入量为有机混合物的0.03W% 。
阻聚剂加入量：19626.72×0.03% = 5.89 kmol/h
即5.89 ÷ 198 =0.032 kmol/h
表8 乙苯－苯乙烯塔的进料[13]乙苯79.94 kmol/h
苯乙烯92.34 kmol/h
甲苯8.92 kmol/h
苯 3.856 kmol/h
阻聚剂0.029ol/h
进料量： F1＝79.94+92.34+8.92+3.586+0.032=184.82kmol/h
表9 进料组成
进料组成mol%
乙苯79.94÷184.82=0.43
苯乙烯92.34÷184.82=0.49
甲苯8.92÷184.82=0.048
苯 3.58÷184.82=0.019
阻聚剂 0.032÷184.82=0.00017
乙苯－苯乙烯塔底(选轻关键组份为乙苯，重关键组份为苯乙烯)乙苯－苯乙烯塔顶的物料：
D1=79.94×（1-0.003）+92.34×0.0025+8.92+3.586=92.44 kmol/h X苯=3.586÷92.44=0.038
X乙苯=79.94×（1-0.003）÷92.44=0.086
X苯乙烯=93.34×0.0025÷92.44=0.0025
X甲苯=8.92÷92.44=0.096
乙苯－苯乙烯塔底的物料：
W1=F1—D1=184.82-92.44=92.38kmol/h
X苯=79.94×0.003÷92.38=0.0026
X苯乙烯=92.34×（1-0.0025）÷92.38=0.997
甲苯/乙苯塔(选轻关键组份为甲苯，重关键组份为乙苯)
进料量F2＝D1＝92.03 kmol/h
乙苯回收塔塔顶的物料：
D2=3.586+8.92×（1-0.4%）+79.94×0.003=12.71 kmol/h
X苯=3.586÷12.71=0.282
X甲苯=8.92×（1-0.4%）÷12.71=0.699
X乙苯=79.94×0.003÷12.71=0.018
乙苯回收塔塔底的物料：
W2=F2-D2=92.44-12.71=79.73 kmol/h
X甲苯=8.92×0.4%÷79.73=0.00045
X乙苯=79.94×（1-0.003）÷79.93=0.996
苯－甲苯塔(选轻关键组份为苯，重关键组份为甲苯)
进料量F3=D2=12.71 kmol/h
苯－甲苯塔塔顶的物料：
D3 =3.586×（1-0.2%）+8.92×0.5%=3.6234 kmol/h
X苯=3.586×（1-0.2%）÷3.6234=0.987
X甲苯=8.92×0.5%÷3.6234=0.0123
苯－甲苯塔塔底的物料：
W3=F3-D3=12.7-3.6234=9.0866kmol/h
X苯=3.586×0.2%÷9.0866=0.00078
X甲苯=8.92×（1-0.5%）÷9.0866=0.976
苯乙烯精馏塔(选轻关键组份为苯乙烯，重关键组份为焦油) F4=W1=92.38 kmol/h
苯乙烯精馏塔塔顶的物料：
D4=79.94×0.003+92.34×（1-0.25%）×95%=87.74 kmol/h
X乙苯=79.94×0.003÷87.74=0.0027
X苯乙烯=92.34×（1-0.25%）×95%÷87.74=0.9973
苯乙烯精馏塔塔底的物料：
W4=F4-D4=92.38-87.74=4.64 kmol/h
平衡后：
由上述物料反应可知：
20000Kg/h的新鲜物料可生产出苯乙烯：
87.74×0.9973=87.50 87.50×104=9100.32 Kg
年产20万吨苯乙烯，连续生产300天，即每小时生产苯乙烯：
20×104÷300÷24=27777.78 Kg/h
需要新鲜物料：
20000：9100.32= X：27777.78
X= 61047.919 kg/h
五、设计总结
通过本次设计让我深深的体会到了知识的匮乏以及学以致用的重要性，在综合运用所学专业知识方面还很缺乏实践能力，因此，通过本次设计我不但学会了综合运用所学知识还学到了许多设计涉及的新知识。
我感受到做设计是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫设计了；希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。
本设计在很多方面都只是进行了粗浅的设计，在一些细节技术的处理上因为学识的不够，并没有进行深入的探讨，要进一步完善该工艺、进一步提高工艺的经济性，希望从以下两个方面来取得突破：
第一，结合工艺指标对流化床催化剂进行设计，开发出更加经济的新型催化剂。
第二，对整个生产工艺进行全局优化布置，包括能量综合利用系统和水综合利用的网络布置，提高能源的综合利用。
参考文献
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[12] 王小宝主编．无机化学工艺学，北京：化学工业出版社．2000年出版．
[13] 王大全．精细化生产流程图解．化学工业出版社．1999年出版．
致谢
在毕业设计完成之际，我要特别感谢我的指导孔老师热情关怀和细心指导。在我撰写论文的过程中，孔老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了孔老师细致的教诲和无私的帮助，在此表示真诚地感谢。
感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。
最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢！
一、项目概况 1、项目名称：年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目 2、合作方式：独资、合资、合作、贷款等均可 3、建设单位：XX煤业有限责任公司及合作单位 4、建设性质：新建 5、建设范围：内蒙古自治区XX自治旗XX矿区 6、建设内容及规模：以XX矿区丰富的褐煤资源为依托，建设年产合成氨18万吨、尿素 30 万吨的项目。可联产轻质油4752吨/年、煤焦油 14454吨/年，氨水(16%)27720吨/年、粗酚1980吨/年 7、建设期限：项目建设期为4年，即2005年4月-2008年9月。 8、投资估算及资金筹措： 投资规模：总投资为147215万元，其中建设投资 138703万元，流动资金8512万元。 本项目资金来源可以是贷款、风险投资等。 9、经济评价 经济评价一览表
二、项目区基本情况 1．地理位置 XX矿区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市XX自治旗境内的东北部，地处大兴安岭西麓。其地理坐标是东经120°24′～120°38′、北纬49°09′～49°16′。矿区西连海拉尔区，东接牙克石市，南临巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河，与陈巴尔虎旗隔河相望，南北宽约13.7Km，东西长约46.1Km，总面积385.7Km2。XX火车站东距牙克石18Km，西距呼伦贝尔市64Km，滨州铁路线由东向西穿过XX矿区，北有301国道，铁路经过牙克石可达齐齐哈尔，哈尔滨乃至全国各地，经海拉尔可达满州里市，民航经海拉尔机场可达北京、呼和浩特等地，交通十分方便。 2．煤炭资源及煤质情况 ⑴资源情况 XX煤业公司拥有XX矿区、扎尼河矿区、伊敏河东区、陈旗巴彦哈达矿区、莫达木吉矿区五大矿区。煤炭储量丰富，XX矿区精查储量17.3亿吨；扎尼河矿区预计储量15.8亿吨；伊敏河东区普查储量58.4亿吨，其中详查储量6.1亿吨，精查储量2.3亿吨；巴彦哈达区预计储量49.0亿吨；莫达木吉矿区普查储量30.0亿吨。煤田内煤层集中，赋存稳定，构造较简单，倾角小，沼气含量低，埋藏较深，适宜于井工大型机械集约化连续生产。 ⑵煤质情况
年产20万吨合成氨项目 可行性研究报告 第一章总论 1.1概述 1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 项目名称：20万吨/年合成氨项目 主办单位：X 企业性质：股份制 企业法人： 邮编： 电话： 传真： 1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则 1.1. 2.1编制依据 1.原化工部化计发（1997）426号文“化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定”（修订本）； 2.《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》； 3.《建设项目环境保护设计规定》[（87）国环字第002号]及国务院
（98）253号文； 4.《建设项目环境保护管理办法》； 5. 污水综合排放标准：（GB8978－96）； 6.大气污染物综合排放标准：（GB1629-1996）； 7.合成氨工业水污染物排放标准：（GB13458－2001）； 8. 环境空气质量标准：（GB3095－1996）； 9.锅炉大气污染物排放标准（GB13271－2001）； 10.恶臭污染物排放标准（GB14554－93）； 11.城市区域环境噪声标准（GB3096－93）； 12..工业企业厂界噪声标准（GB12348－90）； 1.1. 2.2编制原则 1.实事求是的研究和评价，客观地为上级主管部门审议该项目提供决策依据。 2.坚持可持续发展战略，企业生态环境建设，实现社会、经济、环境效益的统一。 3.坚持以人为本的原则，创造优美的企业环境。 4.合理有序的安排用地结构，用地功能布局考虑产业用地与生态环境协调发展。 5.根据工厂的区域位臵及性质，严格控制污染，污水的排放应遵循大集中小分散的原则。 6.在满足生产工艺及兼顾投资的前提下，尽可能地推广新技术、新工艺、新设备新材料的应用，以体现本工程的先进性。
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...................................................................................................................
目录 概述 (1) 第一章总则 (7) 1.1 编制依据 (7) 1.1.1 法律、法规及国务院规范性文件 (7) 1.1.2 部门规章及规范性文件 (7) 1.1.3 地方性法规及规范性文件 (8) 1.1.4 导则、规范 (10) 1.1.5 规划文件 (10) 1.1.6 项目文件及资料 (10) 1.2 评价目的、原则及重点 (11) 1.2.1 评价目的 (11) 1.2.2 评价原则 (11) 1.2.3 评价重点 (12) 1.3 环境质量功能区划分 (12) 1.4 评价因子 (12) 1.5 污染控制与环境保护目标 (13) 1.6 评价工作等级及评价范围 (15) 1.6.1 评价工作等级 (15) 1.6.2 评价范围 (19) 1.7 评价标准 (19) 1.7.1 环境质量标准 (19) 1.7.2 污染物排放标准 (21) 第二章环境现状调查与评价 (25) 2.1 自然环境概况 (25) 2.1.1 地理位置 (25) 2.1.2 地质地貌 (25) 2.1.3 水文特征 (26) 2.1.4 气象气候 (27) 2.2 吉林松原石油化学工业循环经济园区概况 (27) 2.2.1 规划基本情况 (27) 2.2.2 园区总体发展重点及准入要求 (28) 2.2.3 规划功能布局 (32) 2.2.4 园区基础设施规划情况 (33) 2.3 环境空气质量现状调查与评价 (36) 2.3.1 常规污染物 (36) 2.3.2 特征污染物 (38)
2.4 地表水环境现状调查与评价 (41) 2.5 地下水环境质量现状调查与评价 (43) 2.6 土壤环境质量现状调查与评价 (44) 2.7 声环境质量现状调查与评价 (45) 第三章建设项目概况及工程分析 (46) 3.1 项目概况 (46) 3.1.1 项目名称、性质、建设单位及建设地点 (46) 3.1.2 周围环境敏感情况 (46) 3.1.3 总投资及来源 (46) 3.1.4 项目建设内容及工程组成 (47) 3.1.5 建设规模和产品方案 (52) 3.1.6 厂区平面布置及其合理性分析 (54) 3.1.7 主要生产设备 (60) 3.1.8 劳动定员及工作制度 (68) 3.1.9 项目建设进度 (69) 3.2 工程分析 (69) 3.2.1 原辅材料供应及消耗 (69) 3.2.2 公用工程供应及消耗 (74) 3.2.3 可燃气体排放系统 (82) 3.2.4 储运系统 (83) 3.2.5 生产工艺及排污环节 (91) 3.3 水平衡、物料平衡分析 (116) 3.3.1 水平衡 (116) 3.3.2 蒸汽平衡 (121) 3.3.3 物料平衡 (121) 3.3.4 硫平衡 (127) 3.3.5 氮平衡 (127) 3.3.6 燃料气平衡 (127) 3.4 拟建项目污染影响因素分析 (128) 3.4.1 施工期 (128) 3.4.2 运营期 (129) 3.4.3 运营期环境风险 (146) 3.5 拟建项目非正常排放情况分析 (159) 3.5.1 废水非正常排放 (159) 3.5.2 废气非正常排放 (159) 3.6 清洁生产分析 (162) 3.6.1 工艺技术先进性及合理性分析 (162) 3.6.2 原料及产品先进性分析 (177)
计算基准按1000Nm 3新鲜原料气。 本工段计算中全部采用绝对压力，为简便计算，下文中的压力单位中“绝对”二字略去不写。 1、工艺流程： 3、压力： ①系统压力为30MPa ； ②废热锅炉产蒸汽压力为2.5MPa ； ③计算循环机进出口气体温升时，其进出口压差取2.5MPa ； ④系统压力降忽略不计。 4、温度： ①新鲜气温度为35℃； ②合成塔底进气温度190℃； ③合成塔出口（至废热锅炉）气体温度约为320℃； ④废热锅炉出口气体温度195℃，进入合成塔前预热器； ⑤入水冷器气体温度80℃； ⑥水冷器出口气体温度为35℃； ⑦废热锅炉进口软水温度约为122℃； ⑧冷却水供水温度为30℃，冷却回水温度为40℃； ⑨进循环机气体温度28℃； ⑩氨库来源氨温度20℃。 5、气体组成： ①合成塔进出口气体中氨含量为3%； 塔前预热器 去氢回收
②合成塔出口气体中氨含量为16.7%； ③循环气中H 2/N 2为3； ④循环气中（CH 4+Ar ）含量为15%； ⑤各气体组分在液氨中的溶解量忽略不计。 6、年操作日：285。 7、参考书： ①《小氮肥工艺设计手册》 ②《合成氨工艺》 二、物料衡算 基准：1000Nm 3新鲜气为基准 1、 合成物料衡算： ?、放空气体量V 1及其组成 V 1= 15% 0.38%) (1.21%1000+?=106Nm 3 查手册查得35℃时，气相中平衡氨含量为：y*NH3=9.187%，取过饱和度为10%，则： y NH3=9.187%?（100%+10%）=10.11% y H2= %17.56%)15%11.10%100(43 =--? y N2=72.18%)15%44.10%100(4 1 =--?% y CH4=15%%42.1138.0%21.1% 21.1=+? y Ar =15%%58.3% 38.0%21.1% 38.0=+? （2）、氨产量V 4 由气量平衡：V 2－V 0＝V 3－V 1－V 4 ① 由于氨合成时体积减少，故：Ｖ2－V 3＝V 4＋10.11%V 1 ② 式中：V 0——补充新鲜气 Nm 3 V 1——放空气体积 Nm 3 V 2——进入合成塔混合气体积 Nm 3 V 3——出合成塔混合气体体积 Nm 3 V 4——冷凝成产品氨（液氨）的体积 Nm 3 301000Nm V = 31106Nm V = 由①、②解得：V4= 31064.4412 106 1011.1100021011.1Nm V V =?-=- （3）、合成塔出口气体3V 及其组成（进入循环机中氨含量控制在3%）
目录 一、绪论 (1) 、概述 (3) 、设计任务的依据 (1) 二、装置流程及说明 (2) 、生产工艺流程说明 (2) 、粗苯洗涤 (4) 、粗苯蒸馏 (4) 三、吸收工段工艺计算 (7) 、物料衡算 (7) 、气液平衡曲线 (8) 、吸收剂的用量 (9) 、塔底吸收液 (10) 、操作线 (10) 、塔径计算 (10) 、填料层高度计算 (13) 、填料层压降计算 (16) 四、脱苯工段工艺计算 (17) 、管式炉 (17) 、物料衡算 (18) 、热量衡算 (22)
五、主要符号说明 (25) 六、设计心得 (26) 七、参考文献 (27)
一、绪论 概述 氨是重要的化工产品之一，用途很广。在农业方面，以氨为主要原料可以生产各种氮素肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢氨、氯化铵等，以及各种含氮复合肥料。液氨本身就是一种高效氮素肥料，可以直接施用。目前，世界上氨产量的85%—90%用于生产各和氮肥。因此，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着重要的作用。合成氨工业对农业的作用实质是将空气中游离氮转化为能被植物吸收利用的化合态氮，这一过程称为固定氮。 氨也是重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐等工业。将氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要原料。生产火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。此外，氨还是常用的冷嘲热讽冻剂。 合成氨的工业的迅速发展，也促进了高压、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、低温等科学技术的发展。同时尿素的甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是在合成氨工业的基础上发展起来的。所以合成氨工业在国民经济中占有十分重要的地位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。 在合成氨工业中，脱硫倍受重视。合成氨所需的原料气，无论是天然气、油田气还是焦炉气、半水煤气都人含有硫化物，这些硫化物主要是硫化氢（S H 2）、二硫化碳（2CS ）、硫氧化碳（COS ）、硫醇（SH -R ）和噻吩（S H C 44）等。其中硫化氢属于无机化合物，常称为“无机硫”。 合成氨在生产原料气中硫化物虽含量不高，但对生产的危害极大。 ①腐蚀设备、管道。含有S H 2的原料气，在水分存在时，就形成硫氢酸（HSH ），腐蚀金属设备。其腐蚀程度随原料气中S H 2的含量增高而加剧。 ②使催化剂中毒、失活。当原料气中的硫化物含量超过一定指标时，硫化物与催化剂活性中心结合，就能使以金属原子或金属氧化物为活性中心的催化剂中毒、失活。包括转化催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、合成氨催化剂
总论 1.1项目提出背景及项目实施必要性 1.1.1国家发展战略的要求 从我国苯乙烯的发展现状来看，国内需求的巨大缺口和持续强劲的增长势头，是我国苯乙烯生产不断增长的原动力；我国的苯乙烯市场仍呈产不足需的现状。2012 年，国内纯苯供应将进一步的增长虽然我国苯乙烯的产能和产量增速明显，但依然没有改变我国苯乙烯供不应求的局面，2012年我国的苯乙烯的进口依存度高达69.2%，虽然同比下降了5.3个百分点，但供需缺口依然较大。从长远来看。石油和化学工业是我国国民经济的能源原材料产业、基础产业和支柱产业。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜阶段，是我国由石油和化学工业大国向强国跨越的关键时期。为推动“十三五”时期，我国石油和化学工业的持续发展，资源环境约束不断增强，对纯度不高的丙烷等石油裂解气的综合利用要求不断提高，因此利用丙烷制备乙烯，进而制备苯乙烯符合国家的战略要求 1.1.2产业链优化配置的需要 据调研，主营业务为石油炼制和烃类衍生物的生产与销售。目前拥有以800万吨/年原油加工、65万吨/年乙烯、140万吨/年芳烃装置为核心的43套大型石油化工生产装置，年产聚烯烃塑料、聚酯原料、橡胶原料、基本有机化工原料、成品油等5大类44种商品700多万吨，广泛应用于轻工、纺织、电子、食品、汽车、航空以及现代化农业等各个领域，公司年销售收入400多亿元。我们设计的大概的丙烷的产能是40万吨每年，使乙烯的年产量增加，尽可能的逼近一百万吨，也能填补扬子石化苯乙烯的空缺，平稳之后形成一体化的产业链。 1.1.3原子经济性和清洁生产的优势 绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应尽可能多得把反应过程中所用的所有原材料转化到最终产物中；化学反应的“原子经济性”（AtomEconomy）概念是绿色化学的核心内容之一，在我们设计的三个反应联合应用下，可以做到苯乙烯产量的最大化，而不会产生过多的废物，尤其是完全利用了可能的副产物苯，避免了其可能造成的污染和风险，从而将芳烃的利用发挥到了极致；对于产生的废气，经过模拟计算可知，其组分含有大量乙烯、氢气及其他轻烃，与乙烯厂的原料相似，可以作为乙烯厂的生产原料。 清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采
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。
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文 目录 摘要........................................................................ I Abstract................................................................... II ...................................................................... IV 1 综述.................................................................. - 1 - 1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................... - 1 - 1.1.1 氨的性质................................................... - 1 - 1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用............................... - 1 - 1.2 合成氨生产技术的发展............................................ - 2 - 1.2.1世界合成氨技术的发展....................................... - 2 - 1.2.2中国合成氨工业的发展概况................................... - 4 - 1.3合成氨转变工序的工艺原理......................................... - 6 - 1.3.1 合成氨的典型工艺流程介绍................................... - 6 - 1.3.2 合成氨转化工序的工艺原理................................... - 8 - 1.3.3合成氨变换工序的工艺原理................................... - 8 - 1.4 设计方案的确定.................................................. - 9 - 1.4.1 原料的选择................................................. - 9 - 1.4.2 工艺流程的选择............................................. - 9 - 1.4.3 工艺参数的确定............................................ - 10 - 1.4.4 工厂的选址................................................ - 11 - 2 设计工艺计算......................................................... - 1 3 -
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)
年产20万吨乙二醇项目初步设计说明书
目录 第一章总论 (12) 1.1项目概况 (12) 1.2设计依据 (12) 1.3设计原则 (12) 1.4产品规模及方案 (13) 1.4.1项目规模 (13) 1.4.2产品方案 (13) 1.5原料来源 (14) 1.6辅助设计软件 (14) 第二章技术经济 (16) 2.1 工程概况 (16) 2.2 设计依据 (16) 2.3主要经济数据 (16) 2.4表格 (16) 第三章总图运输 (18) 3.1设计依据 (18) 3.1.1.设计法规和标准、规 (18) 3.2设计围 (20) 3.3厂区概况 (20) 3. 3.1厂址位置 (20) 3. 3.2厂址交通条件 (21) 3.3.3 环境治理条件 (24) 3.3.4 产业基础条件 (25) 3. 3.5 公用工程条件 (25) 3.3.6 人力资源条件 (26) 3.4总平面布置 (27) 3.4.1总平面布置的一般要求 (28)
3.4.2 总平面布置的要求 (31) 3.4.3 厂区总体布局概述 (32) 3.4.4 总平面布置的各项技术指标 (32) 3.4.5 工艺装置的布置 (33) 3.4.6 辅助生产及公用工程设施 (33) 3.4.7 仓储设施的布置 (33) 3.4.8 运输设施的布置 (34) 3.4.9 生产管理及生活服务的设施 (34) 3.5 场运输设计 (36) 3.5.1 厂运输设计要求 (36) 3.5.2 本厂运输设计 (37) 第四章化工工艺及系统 (38) 4.1项目背景 (38) 4.2生产工艺的选择 (40) 4.2.1工艺方案的比较 (40) 4.2.2工艺方案的确定 (41) 4.3工艺简要流程图： (42) 4.3.1环氧乙烷生产 (42) 4.3.2乙二醇生产 (43) 4.4工艺路线简介 (43) 4.4.1环氧乙烷生产工段 (43) 4.4.2二氧化碳吸收工段 (49) 4.4.3乙二醇生产工段 (53) 4.4.4乙二醇精制工段 (63) 4.4.5乙二醇生产全流程 (65) 4.5催化剂的选择 (65) 4.5.1银催化剂的选择 (65) 4.5.2负载型双核桥联配合物催化剂 (66) 4.5.3碳酸乙烯酯水解催化剂 (66)
我国主要生产聚氯乙烯生产厂家及规模 “九五”期间，我国聚氯乙烯树脂装置规模增长较快，到2000年，全国聚氯乙烯树脂装置规模达320万吨左右，同比1999年增长11.7%。在“九五”期间，1999年装置规模增长幅度最大，同比1998年增长28.4%。目前，全国有聚氯乙烯树脂生产企业69家，装置规模差异较大。全国聚氯乙烯树脂装置规模年产20万吨以上的企业有3家，分别为上海氯碱化工股份公司30万吨，沧州化工实业集团公司29万吨，齐鲁石化公司氯碱厂23万吨，共计82万吨，占全国装置总能力的26%，年产10万吨至20万吨的企业有5家，共计装置能力71.5万吨，占全国装置总能力的22%，年产5万吨至10万吨的企业有13家，共计装置能力70.5万吨，占全国装置总能力的22%，年产5万吨以下企业49家，共计装置能力96万吨，占全国装置总能力30%（见表1）。 表1、全国聚氯乙烯树脂生产企业装置规模、分布状况 2、生产量： 1999年，我国聚氯乙烯生产量197.54万吨，比上年同期增长23.54%，居世界第三位，全行业年产量在5万吨以上的生产企业有9家（见表2），合计总产量为119万吨，占全国总产量的62.4%，其中上海天原集团公司是全国最大的生产企业，1999年产量28.08万吨，占全国总产量的14.73%。2000年1-9月全国共生产聚氯乙烯树脂172万吨。 表2、一九九九年聚氯乙烯产量5万吨/年生产企业单位：万吨
4、生产技术及设备： 目前，国内聚氯乙烯树脂主要生产企业技术及装备均采用国外先进生产工艺主要有上海天原集团公司、齐鲁石化总公司的引进日本信越公司技术年产20万吨悬浮法聚氯乙烯生产装置，有北京化二股份公司、锦化化工集团公司、福州东南电化集团公司引进先进的美国古德里里奇技术，还有沧州化工股份公司、大沽化工厂及上海天原集团公司、北京化二股份公司、锦化化工集团公司新（扩）建项目中引进的日本窒素公司、欧洲氯乙烯、德国伍德公司的生产技术。国内电石化法生产技术，通过近几年的技术改造也有很大提高。国内糊树脂生产装置大部分从国外引进，主要有法国阿托公司、日本吉昂公司、钟洲公司、三菱公司、德国布纳公司技术等。现在悬浮法和糊树脂部分和装置能够实现国产化。国内树脂质量能够满足需求。
毕业设计（论文）开题报告 题目年产12万吨聚氯乙烯的合成工艺设计 学院专业 班级学号 学生姓名指导教师 开题日期2014年 3 月24 日
《年产12万吨聚氯乙烯的合成工艺设计》开题报告
一、选题的背景与意义： （一）课题研究来源 本项目依据河南首瑞橡胶PVC合成工段，通过研读大量的关于聚氯乙烯性质、用途、生产技术、国内外研究现状及市场情况分析的文献，对生产聚氯乙烯工艺过程进行设计。 （二）课题研究的目的 聚氯乙烯（PVC）是国内外高速发展的合成材料中5大热塑性合成树脂之一，以其价廉物美的特点，占合成树脂消费量的29%左右，仅次于聚乙烯（PE），居第二位。由于它具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、物理及机械性能、抗化学药品性能、质轻、强度高且易加工、成本低，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，是一种能耗少、生产成本低的产品。因而聚氯乙烯（PVC）制品广泛用于工业、农业、建筑、电子电气、交通运输、电力、电讯和包装及人们生活中的各个领域。 因此聚氯乙烯具有广泛的应用前景，所以聚氯乙烯的合成工艺需要进行深入的 研究。由于电石法聚氯乙烯生产技术是一种传统工艺，从Hcl气体合成、C 2H 2 的生成、 脱水，混合、预热到催化转化，工艺和设计都没什么改进。本设计目的在于添加了氯乙烯气相脱水工艺，根据既定的工艺路线和工艺条件，采用相关的单元过程及单元操作，设计出优化的工艺流程并根据工艺条件选择出合适的设备，以达到提高产品质量和生产效益的要求， （三）课题研究的意义 本课题对传统电石法聚氯乙烯的设计进行改进，不仅提高了生产效率，提高了氯乙烯单体的产量和质量，延长了设备的使用寿命，减少物料的损失，而且使生产过程中更加环保科学化。
安徽昊源化工集团有限公司新建20万吨/年Φ1800合成氨系统 基础设计说明书 南京国昌化工科技有限公司
总目录 一、前言 二、气象条件 三、工艺设计条件要求 四、设计能力计算（详细数据见物料热量衡算表） 五、G CΦ1800三轴一径合成塔技术特点 六、Φ1800合成系统工艺流程及特点（见流程图） 七、Φ1800合成系统主要设备技术规格 八、平面布置说明 九、土建说明 十、电器说明 十一、仪表说明 十二、保温与防腐 十三、安全与环保 附表、合成系统物料热量衡算表 附表、系统主要工艺管线流速计算表 附表、工艺仪表条件表（另附） 附图、Φ1800合成系统带控制点的工艺流程图 附图、Φ1800合成系统循环机工艺流程图 附图、Φ1800合成系统设备平面布置图 附图、Φ1800合成框架工艺条件图 附图、Φ1800合成塔外筒条件图 附图、Φ3000/Φ3400废热锅炉条件图
附图、Φ1400气-气换热器条件图附图、套管式水冷器条件图 附图、Φ1400冷交换器条件图 附图、Φ1600/Φ2200氨冷器条件图附图、Φ1400氨分离器条件图 附图、Φ1400循环机油分条件图附图、Φ1600新鲜气氨冷器条件图附图、Φ1000新鲜气油分条件图
一、前言 安徽昊源化工集团有限公司根据企业发展及市场需要,目前准备将合成氨生产线进行能力扩大,产品结构重组：新建二套Φ1600中压联醇系统，一套Φ1400高压醇烷化系统和一套Φ1800氨合成系统。为此受安徽昊源化工集团有限公司委托,我公司将承接一期工程的Φ1800氨合成新系统及相关配套工程的基础设计。 二、气象条件 年平均气温： 14.1℃ 极端最高气温： 40.3℃ 极端最低气温： -18.3℃ 降雨量： 771.7mm 年最大降雨量： 1263.8 mm 年平均气压： 1007.3毫巴 年平均湿度： 68.92%㎜㎜ 年平均风速： 2.7m/s 年最大风速： 32m/s 地震列度： 7级 雪载荷： 400N/m2 三、工艺设计条件要求 根据合同技术条件要求，工艺设计条件如下： 1．入塔气体成份 H2N2CH4Ar NH3 ％58 20.5 14 4.5 3 2．新鲜气成份
目录 一、绪论 (1) 1.1 合成氨概述 (1) 1.2 煤气化技术发展 (1) 二、生产方法的选择及论证 (2) 2.1 生产方法的介绍 (2) 2.2 生产方案的选择及论证 (3) 三、常压固定床间歇气化法 (3) 3.1 固定床气化法的特点 (3) 3.2 半水煤气制气原理 (3) 3.3 发生炉内燃料分布情况 (4) 3.4间歇式制半水煤气工艺流程 (5) 四、工艺计算 (5) 4.1工艺计算方法及已知条件确定 (5) 4.2理想气化过程原料煤消耗量 (6) 4.3煤气发生炉的物料及热量衡算 (7) 4.4 吹风阶段的物料及热量衡算 (8) 4.4.1物料衡算 (8) 4.4.2热量衡算 (10) 4.5 制气阶段的物料及热量衡算 (11) 4.5.1 物料衡算 (11) 4.5.2 热量衡算 (14) 五、设计的体会和收获 (16) 六、参考文献 (17)
一、绪论 1.1 合成氨概述 氨是一种重要的化工原料，特别是生产化肥的原料，它是由氢和氮合成。合成氨工业是氮肥工业的基础。为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。首先，制成含H 2 和CO等 组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H 2S、有机硫化物、CO、CO 2 等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上，借助催化剂合成氨。 我国能源结构中，煤炭资源占很大比重。煤的气化是煤转化技术中最主要的方面，并已获得广泛的应用。煤气化提供洁净的可以管道输送的气体燃料。当前城镇及大中型企业要求实现煤气化的迫切性越来越大，至今以合成气为原料的合成含氮、含氧化物、烃类及燃料的C化学技术已经获得相当成功，并且这方面的开发活动至今仍方兴未衰。目前还在建设采用各种煤气化技术的工业化装置。煤气化在各方面的应用都依赖于煤气化技术的发展，这主要因为煤气化环节往往在总投资及生产成本中占相当大的比重。 我国合成氨工业原料路线是煤汽油并举，以煤为主。合成产量60%以上是以煤为原料，全国现有1000多家大中小型以煤为原料的合成氨厂。随着油价的不断上涨，今后将停止以油为原料的新设备建设，并要求进行以煤代油的技术改造。 1.2 煤气化技术发展 煤炭气化，是以煤或焦碳为原料，用氧气（空气、富氧或纯氧）水蒸汽或氢气等作为气化剂（或称气化介质），在高温条件下通过化学反应将煤或焦碳中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤炭气化包括煤的热解、气化和燃烧3部分。煤炭气化时所得的可燃气体称气化煤气。当前国内外煤完全气化技术发展的趋势，概括地可以归纳出如下几点：（1）气化向大型化方向发展，因为大型化可以提高单位设备的生产能力： （2）使用氧气为气化剂，提高煤气化炉的操作温度： （3）提高煤气化操作压力，几乎各种类型的新开发的气化炉都采用加压气化的工艺； （4）扩大气化煤种的范围，随着采煤机械化和水力采煤技术的发展，原煤中的碎煤产率越来越多，为了适应这种趋势，一些新开发的新气化方法都用碎煤或粉煤气化； （5）开发利用无污染的气化方法，许多开发的气化方法，都考虑了在工艺过程中消