Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет»
Кафедра отраслевой экономики.
Курсовая работа
по экономики и управлению производством.
Тема: “Технико-экономическое обоснование проектирования
стадии синтеза производства стирола мощностью
190000 тонн в год”.
Выполнил ст.гр. ХО-061
Майбуров М.В.
Проверила:
Петухова Н.Ю.
Кемерово 2010
Содержание
Введение
1.Характеристика проектируемого производства и технологического процесса
2.Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений
3.Расчет эффективного фонда рабочего времени и численности персонала
4.Расчет фонда оплаты труда
5.Расчет себестоимости продукции
6.Расчет технико-экономических показателей
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Стирол C6H5CH=CH2 - один из важнейших продуктов нефтехимии, сырье для получения полимеров (полистирол, синтетический каучук) и сополимеров (ударопрочный полистирол на основе акрилонитрила и бутадиена).
Стирол был открыт Симоном еще в 1839 г., но вплоть до 1930 г. мономерный стирол и полистирол представлял собой в большей или меньшей мере лабораторные редкости. В Германии к разработке программы промышленного производства стирола приступили примерно в 1930г.; в США одна из фирм пыталось организовать производство стирола в промышленном масштабе еще в 1925г., однако вскоре это производство было прекращено. Примерно в 1930г в США также были предприняты исследовательские работы по изысканию лучшего метода производства, что, в конце концов, привело к выпуску стирола в крупном промышленном масштабе по сравнительно низкой цене. Массовое производство стирола было начато в 1937 г.
В настоящее время производство стирола – крупнотоннажное, единичная мощность современных агрегатов составляет 150-300 тысяч тонн стирола в год. Первоначально стирол в США получали дегидрохлорированием монохлорэтилбензола, в свою очереди получавшегося хлорированием этилбензола. Этилбензол синтезировали путем алкилирования бензола хлористым этилом по Фриделю – Крафтсу. Полученный таким способом продукт, содержал атом хлора в ядре, что приводило к окрашиванию. Кроме того, себестоимость продукта тоже была высокой.
Существует множество способов получения стирола, но эти способы не востребованы, так как применение высоких температур и давлений, приводит к удорожанию продукта, а выход составляет не более 50% от теоретического. Основным промышленным способом производства стирола является, в настоящее время, дегидрирование этилбензола. Перспективным может быть получение стирола из фракции C8 пиролизной смолы.
В данной работе представлено экономическое обоснование стадии синтеза стирола, а именно стадии дегидрирования этилбензола.
1.Характеристика проектируемого производства и технологического процесса
Стирол можно получать различными способами: Термическое декарбоксилирование коричной кислоты проводится при температуре 120-130ОС и атмосферном давлении (выход стирола составляет около 40%), дегидратация фенилэтилового спирта (выход продукта, при применении этого способа, около 90%), синтез из ацетофенона (в данном случае выход составляет примерно 30%.), и т.д.
Самой востребованной из всех существующих, является технология синтеза стирола каталитическим дегидрированием этилбензола, этим методом получают 90% мирового производства стирола. Другие методы не получили широкого применения, из-за небольших выходов продукта, использовании повышенной температуры и давления. Многие способы многостадийны, и в них применяется не очень распространенное сырье, что ведет к удорожанию процесса.
В методе дегидрирования используется пониженное давление (0,01мПа), которое достигается за счет подачи пара, и температура 600К. В роли катализатора раньше применяли стиролконтакт на основе ZnO. В настоящее время, часто применяют железо-оксидные катализаторы состава: 55-80% Fe2O3; 2-28% Cr2O3; 15-35% K2CO3 и некоторые оксидные добавки.
Такой способ производства стирола более экономичен, дает, относительно, высокие выходы продукта хорошего качества, по сравнению с другими методами.
Для производства стирола сырье, в основном, приобретают у сторонних производителей, кроме этилбензола, его получают на первой стадии процесса, из бензола и этилена, которые в свою очередь приобретаются со стороны. Так же закупается такое сырье как парахинондиоксим, катализатор ( в нашем случае это К-28У ) и др. Качество сырья имеет большое значение, так как Стирол полученный из него должен соответствовать ГОСТ 10003-90 и удовлетворять следующим условиям:
Таблица 1: Характеристика стирола.
| № | Наименование показателя | Требования ГОСТ | |
| Высший сорт | Первый сорт | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | Внешний вид | Прозрачная однородная жидкость без механических примесей и не растворенной влаги | |
| 2 | Массовая доля стирола, % не менее | 99,80 | 99,60 |
| 3 | Массовая доля фенилацетилена, % не более | 0,01 | 0,02 |
| 4 | Массовая доля дивинилбензола, % не более | 0,0005 | 0,0005 |
| 5 | Массовая доля карбонильных соединений в пересчете на бензальдегид, % не более | 0,01 | 0,01 |
| 6 | Массовая доля перекисных соединений в пересчете на активный кислород, % не более | 0,0005 | 0,0005 |
| 7 | Массовая доля полимера, % не более | 0,001 | 0,001 |
| 8 | Цветность по платиновокобальтовой шкале, ед. Хазена не более | 10 | 10 |
| 9 | Массовая доля стабилизатора пара-трет-бутилпирокатехина, % | 0,0005-0,0010 | 0,0005-0,0010 |
Таблица 2: Основные физико-химические свойства и константы стирола
| № | физико-химические свойства и константы стирола | Значение и размерность |
| 1 | Молекулярный вес | 104,15 |
| 2 | Плотность при 20 0С | 906,0 кг/м3 |
| 3 | Температура кипения | 145,2 0С |
| 4 | Температура плавления | -30,63 0С |
| 5 | Показатель преломления | 1,5462 |
| 6 | Критическая температура | 358 0С |
| 7 | Критическое давление | 46,1 атм |
| 8 | Теплоемкость при 20 0С | 43,64 кал/моль 0С |
| 9 | Теплота испарения при 145,2 0С | 8,9 ккал/моль |
| 10 | Теплота плавления | 25,9 ккал/кг |
| 11 | Вязкость при 25 0С | 0,771 |
| 12 | Давление насыщенных паров при 20 0С | 4,9 мм рт. Ст. |
| 13 | Удельное объемное электрическое сопротивление | 10-11 ом/м |
| 14 | Диэлектрическая проницаемость | 2,431 |
Таблица 3 Характеристика исходного сырья и полупродуктов
| № | Наименование сырья, материалов, полупродуктов | Государственный или отраслевой стандарт, технические условия, регламент или методика по подготовке сырья | Показатели, обязательные для проверки | Регламентируемые показатели с допускаемыми отклонениями |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Этилбензол технический | ГОСТ 9385-77 высший сорт | 1.внешний вид2.реакция водной вытяжки3.плотность при 20 0С, г/см34.массовая доля этилбензола, % не менее5.массовая доля изопропилбензола и высших углеводородов, % не более6.массовая доля хлора, % не более | Прозрачная, однородная, бесцветная жидкостьНейтральная0,866-0,87099,80,010,0005 |
| 2 | Катализатор К-28У | ТУ 38.403227-89 | Внешний вид | Гранулы красно-коричневого цвета |
| 3 | Парахинондиоксим | ТУ 6-02945-84 | Внешний видМассовая доля летучих примесей, % не более | Мелкокристаллический комкающийся порошок от светло-серого или серовато-коричневого до темно-серого цвета 20 |
| 4 | 2,6 –дитретбутил-4-диметиламинометилфенол | ТУ 38-10330-81 | Внешний видМассовая доля летучих веществ, % не более | Особой чистоты, высший сорт – кристаллический порошок от светло-желтого до оранжевого цвета 0,2 |
| 5 | 4-нитрофенол отход | ТУ 6-14-0876 | Внешний видСодержание воды, % не более | Паста от светло-желтого до коричневого цвета 10,0 |
| 6 | Паратретичный бутилпирокатехин | Импорт | Внешний вид | От белого до светло-серого цвета |
Описание технологического процесса.
Применяемый в настоящее время процесс, так называемый процесс Дау, основан на двух простых реакциях. Сначала в результате алкилирования бензола этиленом получают этилбензол, затем очищенный этилбензол подвергают каталитическому дегидрированию в присутствии пара до стирола.
На первой стадии этилен и бензол вводят в реакцию в присутствии хлористого алюминия и хлористого водорода, не допуская попадания влаги. При этом образуется этилбензол, на ряду с более высокоалкилированными бензолами.
Вторая стадия, – дегидрирование этилбензола, представляет собой эндотермическую реакцию. Поскольку дегидрирование сопровождает увеличение объема, реакции способствует снижение давления. Эта стадия и будет являться объектом данной работы.
На Рис.1 приведена технологическая схема дегидрирования этилбензола. Исходный этилбензол смешивается с рецикловым с установки ректификации и с водяным паром и испаряется в теплообменнике 2. Пары перегреваются в теплообменнике 4 до 500 - 520°С. Испаритель 2 обогревается дымовыми газами, а перегреватель 4 - контактным газом, выходящим из реактора 3. Пары алкилбензола и воды смешивают перед реактором с перегретым водяным, паром с температурой 700-730 °С. Перегретый пар генерируется в пароперегревательной печи 1, где сжигаются топливо из заводской сети и водородсодержащий газ из отделения дегидрирования.