化工过程模拟与优化课程设计报告-苯乙烯生产过程的设计与优化（仅供参考）

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1、窗体顶端化工过程模拟与优化课程设计报告-苯乙烯生产过程的设计与优化（仅供参考）专业:化学工程1999年8月目录设计任务书1.过程设计分析…11.1.乙苯生产过程的分析…11.1.1.乙苯合成…11.1.2.乙苯产品分离过程分析…11.2.苯乙烯生产过程的分析…11.2.1.苯乙烯合成…11.2.2.苯乙烯分离…22.乙苯生产过程设计.42.1.反应系统…42.1.1.反应物和产物分布…42.1.2.反应条件…42.1.3.反应选择性和转化率…42.1.4.反应的循环结构…52.1.5.产量和进料量…52.1.6.反应器的确定…62.1.7.反应热的计算…62.2.分离系统设计…6

2、2.2.1.分离序列…62.2.2.苯塔分离条件的确定…72.2.3.乙苯塔分离条件的确定.72.3.换热网络合成…82.3.1.各换热单元热负荷计算…82.3.2.换热网络…82.4.乙苯过程流程…93.乙苯制苯乙烯过程设计…103.1.反应系统…103.1.1.反应物和产物分布…113.1.2.反应条件…113.1.3.反应选择性和转化率…113.1.4.反应的循环结构…113.1.5.产量和进料量…123.1.6.反应器的确定…133.1.7.反应热的计算…133.2.分离系统设计…133.2.1.分离序列…133.2.2.轻组分分离条件的确定143.2.3.乙苯塔分离条件

3、的确定…143.2.4.苯塔分离条件的确定…153.2.5.产品塔分离条件的确定163.3.换热网络合成…163.3.1.各换热单元热负荷计算…163.3.2.换热网络…163.4.苯乙烯过程流程…174.由苯制苯乙烯全过程设计…194.1.物料流程的联合…194.2.能量流程的联合…204.3.全过程流程…215.全流程经济衡算…235.1.原料费用…235.1.1.原料费用…235.1.2.催化剂费用…235.2.产品及副产品价值…235.3.设备投资费用计算…235.3.1.反应器的费用模型…235.3.2.塔设备的费用模型…245.3.3.闪蒸器的费用模型…255.3.4

4、.换热器的费用模型…265.3.5.压缩机与膨胀机的费用模型…265.3.6.其它费用…265.4.操作费用计算…275.5.全流程经济衡算…275.6.全流程经济潜力…275.6.1.产量对经济效益的影响…275.6.2.乙烯和苯的进料摩尔比的影响.285.6.3.苯乙烯过程反应转化率的影响.295.7.经济最优化的流程结构…296.技术经济评价…316.1.生产成本费用估算…316.1.1.成本费用估算的依据…316.1.2.成本费用估算及分析…316.2.财务评价…316.2.1.财务评价的依据及主要参数…316.2.2.财务盈利能力分析…326.3.不确定性分析…326.

5、3.1.盈亏平衡分析…326.3.2.敏感性评价…336.4.综合评价…33参考文献34附图1乙苯过程流程图35附图2苯乙烯过程流程图36附图3全过程流程图37附录1乙苯过程流程模拟输入文件…38附录2乙苯过程流程模拟结果…40附录3苯乙烯过程流程模拟输入文件…54附录4苯乙烯过程流程模拟结果…56附表1工程投资估算表…75附表2可变成本估算表…76附表3总成本和费用估算表…77附表4销售收入和流转税金计算表…78附表5损益表…79附表6现金流量表…80附表7贷款偿还平衡表.81附表8资金来源与运用表.82附表9资产负债表…83附表10敏感性分析表…84附表11经济效益综合指标汇

6、总表…85附表12基础数据…861设计任务乙烯+苯→乙苯→→苯乙烯2设计要求(1)方案说明书;(2)流程图;(3)ASPEN、PRO/II输入文件清单;(4)输出文件清单(包括各主要单元和物流的组成、温度、压力数据表);(5)设计优化方案比较和分析讨论(列出2-3个物流工艺方案和2-3个换热器网络方案)过程设计分析乙苯生产过程的分析乙苯合成1879年M.Balsohn发现用苯和乙烯可合成乙苯,他将乙烯气体通入苯和三氯化铝的混合物中并加热到70~80℃得到乙苯和多烷基苯.乙苯的工业生产既可以用C2组分和苯烷基化反应来制取,也可以从煤或石油炼制得到的芳烃馏分中分离而获得.本设计拟采用

7、苯和乙烯进行Friedel-Crafts烷基化反应合成乙苯.苯+C2H2乙苯ΔH298=-114kJ/mol在芳烃烷基化中的主要问题在于:开始得到的烷基芳烃还可能发生多烷基化反应.其主要反应如下:苯+C2H2乙苯乙苯+C2H2二乙苯二乙苯+C2H2三乙苯2乙苯苯+二乙苯因此,要提高反应产物乙苯的收率,必须将烷基化反应的初始转化率控制在较低的水平,并将多烷基芳烃进行循环.目前,苯乙基化反应的初始转化率维持在40%左右,在烷基转移反应后乙苯总收率可达到98%(mol).图1-1为乙苯