【正文】 C6H6 + CH3CH3 C6H5C2H5 → C6H6 + CH2CH2 高溫裂解生碳 ： C6H5C2H5 → 8C + 5H2 在水蒸汽存在下 ， 發(fā)生水蒸汽的轉化反應 ： C6H5C2H5 + 2H2O → C6H5CH3 + CO2 + 3H2 此外還有高分子化合物的聚合反應，如聚苯乙烯、對稱二苯乙烯的衍生物等。 A、工藝流程 撫順職業(yè)技術學院高職畢業(yè)論文 （設計） 4 乙苯 (EB)脫氫是在蒸汽存在下，利用蒸汽來使并維持催化劑處于適當?shù)难趸癄顟B(tài)。熱反應產(chǎn)物在一個熱交換器內(nèi)冷卻以回收熱量并冷凝。 表 12典型苯乙烯單體產(chǎn)品性能 性能 指標 苯乙烯 ≮ % 顏色， APHA ≯ 10 聚合物 ≯ 10ppm(W) 硫 ≯ 1ppm(W) 苯乙炔 ≯ 30ppm(W) 過氧化物 ≯ 20ppm(W) 粘度（ 25℃） 目前現(xiàn)代化工藝裝置中生產(chǎn)的苯乙烯純度已可達 %(W)以上。 （ b）低蒸汽 /油（ EB）比的設計方案： 魯姆斯公司設計的苯乙烯裝置是在低蒸汽 /油比下操作，可降低苯乙烯生產(chǎn)成本，已在工業(yè)化裝置的操作中證明在低蒸汽 /油比的情形下，新催化劑的穩(wěn)定性良好。工業(yè)設計的優(yōu)化和設備的良好設計可使操作無故障，從而可減少生產(chǎn)波動和損失。為了減 少副反應發(fā)生，保證生產(chǎn)正常進行，要求原料乙苯中二乙苯的含量 %。 主、副化學反應式 乙苯在脫氫反應器中主要發(fā)生下列 反應： 主反應： C6H5C2H5 → C6H5CHCH2 + H2 副反應： C6H5C2H5 + H2 → C6H5CH3+ CH4 C6H5C2H5 + H2 → C6H6 + CH3CH3 C6H5C2H5 → C6H6 + CH2CH2 生產(chǎn)步驟 乙苯脫氫反應在固定床反應器中進行，同時伴隨三個副反應，反應產(chǎn)物經(jīng)循環(huán)水冷凝器和鹽水冷凝器冷卻后，降溫到 8℃左右，苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、水和重組分全部冷凝，甲烷和乙烯不冷凝，冷凝液經(jīng)油水分離器分離成水和有機混合物，將水分離，在有機混合物中添加阻聚劑 2,4二硝基 鄰 二 丁基酚（ DNBP）。粗苯乙烯送精餾塔分成精苯乙烯和焦油。在反應器的設計中應該記?。涸诮咏磻胶鈺r SM停止生成，而苯和甲苯卻繼續(xù)生成，實際上并沒有限度。在一般設計中，在第一個三分之一的催化劑床層上，約有 80%的溫降產(chǎn)生。 相對于 EB 進料而言，催化劑數(shù)量對優(yōu)化操作起著重要的作用。本設計裝置擬采用的正是此種催化劑。較低的壓力將使 EB轉化較高，同時選擇性也不受太大的影響。其結果是對于一定的EB 轉化而言，溫度降低很多，在同樣的入口溫度下 EB 轉化更多。但是，如果出料被再加熱到第一級入口溫度，混合物便無法平衡。因此，本設計采用兩級反應器以獲得較好的經(jīng)濟效益。 倍的泄露點氣速 Vh,w 估算塔徑 篩孔面積 Ah=Qv/Vh3600 Qv=(R+1)D/? v=Ql=RD/? L= m3/h= m3/s 孔的排列方式為正三角形排列 如果孔徑和孔距選定后，減壓蒸餾 t/d0= 到 3 選 t=16mm , 則開孔率 =(d0/t)2= 孔數(shù) n= Qv/() d02Vh Ap=Ah/開孔率 由降液管停留時間來確定 Ap ， T 要求在 15 到 18之間 T1=AdHT/Q1= T2=AdHT/Q1= T3=AdHT/Q1= T4=AdHT/Q1= T2 ,T3 T4 誤差大， T1滿足要求 降液管 降液管流速 Ud= Q1/Ad=液相停留時間 T=AdHT/Q= 撫順職業(yè)技術學院高職畢業(yè)論文 （設計） 18 塔板的設計 干板壓降 Δ Pd Δ Pd=51(Vd/Co)2(? v/ ? L) 用不銹鋼板塔厚度 = 查表得 Co= 所以 Δ Pd= mm 液柱 堰上液層高度 how how=(Q1/L)2/3 查圖 6— 6 E= 所以 how= 板 上液層高度 h1 h1=hw+how 取 hw=25mm h1= 檢驗誤差 因為 h136 的絕對值小于 1mm，假設符合 撫順職業(yè)技術學院高職畢業(yè)論文 （設計） 19 參考文獻 1．《化工設計概論》，侯文順主編，北京：化學工業(yè)出版社， 2020年 2．《化工工藝設計》，丁浩主編，上海：上?？茖W技術出版社， 1989年 3．《化工工藝設計手冊》，上海醫(yī)藥設計院主編，北京：化學工業(yè)出版社， 1981年 4．《化工設計概論》，胡慶福主編，北京：科學技術出版社， 1989年 5．《化工工藝設計概論 》，李崇岳主編，天津：天津大學出版社， 1994年 撫順職業(yè)技術學院高職畢業(yè)論文 （設計） 20 謝辭 值此本科學位論文完成之際，首先要感謝我的導師 李 老師。在此，謹向導師 李 老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應該注意的細節(jié)問題，細心的給我指出錯誤，修改論文。由于苯乙烯易聚合，所以優(yōu)先分出，進料中夾 TBC用清晰分割法。由于受到其他變量因素的影響， EB 轉化總量可達到 70～ 85%。第三，蒸汽能抑制高沸物沉積在催化劑上，如果允許超過一定的限度，這些結焦生成物最終會污染催化劑，使其活性降低而無法使用。蒸汽稀釋還有其他等同的重要作用。 平衡常數(shù)有壓力的范圍，因為轉化一個摩爾 EB 會生成兩個摩爾的產(chǎn)物。 目前有很多種 EB脫氫催化劑，這些催化劑一般分為兩類： a、高活性、低選擇性； b、低活性、高選擇性。然而，與促進催化脫氫相比，高溫更會增加非選擇熱反應和脫烴反應的速度而生成苯和甲苯。 EB脫氫的主要操作和設計變量 a、溫度 b、催化劑量及催化劑 c、壓力 d、蒸汽稀釋 因為 EB脫氫生成 SM 的反應是吸熱反應，所以反應混合物的溫度隨反應加 深而降低。 通常，在苯和甲苯的生成中，甲烷和乙烯的量總是比預期的要少。先經(jīng)乙苯 — 苯乙烯塔分離成乙苯（及苯、甲苯）和粗苯乙烯（帶重組分及焦油）。另外，要求原料中乙炔 ≤ 10ppm（ V%） 、硫（以 H2S 計） 2ppm（ V%）、氯（以 HCl 計）≤ 2ppm（Ｗ %）、水≤ 10ppm（Ｗ %），以免對催化劑的活性和壽命產(chǎn)生不利的影響。隨著乙苯裝置上催化劑壽命的延長，乙苯和苯乙烯裝置更換催化劑的停工時間也可適應盡量減少總停車時間的需求。 （ d）安全： 一旦儀表系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有任何嚴重誤操作或故障時，脫