西工大《化工过程设计》大作业离线作业.pdf

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1、332332化工过程设计西北工业大学网络教育学院西北工业大学网络教育学院20202020 年年 1010 月大作业月大作业学习中心：课程名称：化工过程设计学号姓名考试日期年月日题目：年生产能力 10 万吨苯乙烯的车间设计一、设计任务书概述一、设计任务书概述一、设计题目：年生产能力 10 万吨苯乙烯的车间设计二、设计原始条件：1、原料组成（质量%）组别1、2、34、5、62、操作条件：年工作日：300 天，每天 24 小时，乙苯总转化率为 55%乙苯损失量为纯乙苯投料量为 4.66%配料比：原料烃/水蒸汽=1/2.6（质量比）温度 T：第一反应器进口温度 630，出口温度 580第二反应器进口温

2、度 630，出口温度 600压力 P：床层平均操作压力 1.5*105 Pa（绝）3、选择性：C8H10C8H8+H2（1）C8H10C6H6+C2H4（2）C8H10+H2C7H8+CH4（3）1、2、34、5、6（1）90%（1）92%（2）3%（2）3%（3）7%（3）5%乙苯99%98%甲苯0.8%1.2%苯0.2%0.8%100%100%4、催化剂条件：注：学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。注：学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。第 2 页 共 44 页332332化工过程设计（1）采用 11#氧化铁催化剂，d=3mm，h=13mm（2）允许通入乙苯空速为：（0.50.9）Nm

3、3乙苯/(m3Cath)（3）=1050kg/m3=1500kg/m35、参考数据：（1）反应器直径 D=2 m（2）取热损失为反应热为 4%（3）k=exp(11.281-2545/RT)（4）K=exp(15.344-14656.5734/T)（5）Cat 的有效系数1=0.72=0.667（6）填料情况：取瓷环为 2525 的拉西环，所填高度为 250mm，锥形高度为 250mm，锥角取 900（7）压力：第一反应器进口压力为 1.8*105 Pa，出口压力为 1.2*105 Pa，平均压力为 1.5*105 Pa，压降P=0.6*105 Pa。（8）再沸器：取热损失为水蒸汽放出热量的

4、3%，Q蒸汽=Q吸/（1-3%）（9）传热面积 A：取 K=32.12*4.18 kJ二、物料物性、产品性能和应用市场前景等描述二、物料物性、产品性能和应用市场前景等描述苯乙烯，分子式C8H8，结构式C6H5CHCH2,是不饱和芳烃最简单、最重要的成员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料。如结晶型苯乙烯、橡胶改性抗冲聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚体（ABS）、苯乙烯-丙烯腈共聚体（SAN）、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚体（SMA）和丁苯橡胶(SBR)。苯乙烯是 1827 年由 M Bonastre 蒸馏一种天然香脂-苏合香时才发现的。1893 年E Simon 同样用水蒸气蒸馏法由苏合香中得到该化合物并命名为苯乙烯。1867 年Berthelot 发现乙苯通过赤热陶管能生成苯乙烯，这一发现被视为苯乙烯生产的起源。1930 年美国道化学公司首创由乙苯脱氢法生产苯乙烯工艺，但因当时精馏技术未解决而未工业化。直至 1937 年道化学公司和 BASF 公司才在精馏技术上有突破，获得高纯度注：学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。注：学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。第 2 页 共 44 页