【正文】 低了反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)過(guò)量苯進(jìn)料的要求，不僅減小了烷基化反應(yīng)器的尺寸，而且使整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備投資，尤其是苯回收塔及其附屬設(shè)備的投資大大降低。圖35 Lummus二段絕熱負(fù)壓脫氫工藝 生產(chǎn)工藝流程的選擇 乙苯生產(chǎn)工藝流程 EBM axSM工藝相對(duì)于Mobil/Badger的純氣相烴化工藝和Lummus/UOP的純液相烴化工藝來(lái)講，具有最高的乙苯收率和產(chǎn)品純度。段間蒸汽直接加熱二段絕熱反應(yīng)，其主要特征是正壓操作和軸向流動(dòng)，其工藝指標(biāo)為：反應(yīng)進(jìn)口溫度大于600℃，第一段反應(yīng)器水烴比為1～2；第二段反應(yīng)器水烴比為2．5～3，轉(zhuǎn)化率約45% ，每噸苯乙烯消耗蒸汽8噸。 絕熱脫氫反應(yīng)，由于采用大量的過(guò)熱水蒸氣，工藝?yán)淠毫可醮?，此冷凝液中含有少量芳烴和焦油，需經(jīng)處理后，方可用于產(chǎn)生水蒸氣而循環(huán)使用，即既節(jié)約工業(yè)用水，又能滿(mǎn)足環(huán)保要求。由于脫氫反應(yīng)需吸收大量熱量，反應(yīng)器的進(jìn)口溫度必然比出口溫度高，單段絕熱反應(yīng)器的進(jìn)出口溫差可大至65℃。循環(huán)乙苯和新鮮乙苯與約總量的10%的水蒸氣混合后，與高溫脫氫產(chǎn)物進(jìn)行熱交換被加熱至520～ 550℃，再與過(guò)熱到720℃的其余9O%的過(guò)熱水蒸氣混合，然后進(jìn)入脫氫反應(yīng)器，脫氫產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)器時(shí)的溫度約為585℃左右，經(jīng)熱交換器利用其熱量后，再進(jìn)一步冷卻冷凝，凝液分離去水后。在反應(yīng)中后期，反應(yīng)產(chǎn)物濃度增高，連串副反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)逐漸加劇，如反應(yīng)溫度過(guò)高，將會(huì)使連串副反應(yīng)加速，但如出口溫度控制適宜，連串副反應(yīng)也是能控制的。但在一般情況下，往往是傳給催化劑床層的熱量大于反應(yīng)所需的熱量，故反應(yīng)器的溫度分布是沿催化床層逐漸增高，出口溫度可能比進(jìn)口溫度高出數(shù)10℃。1. 多管等溫脫氫反應(yīng)器及工藝 等溫反應(yīng)器由許多耐高溫的鎳鉻不銹鋼或內(nèi)襯以銅錳合金的耐熱鋼管組成，管徑為100～185mm，管內(nèi)裝催化劑，管外用煙道氣加熱(其工藝見(jiàn)圖31) 1脫氫反應(yīng)器；2第二預(yù)熱器；第一預(yù)熱器；4熱交換器；5冷凝器；6粗乙苯貯槽；7煙囪；8加熱爐圖31 多管等溫反應(yīng)器乙苯脫氫工藝流程 等溫脫氫反應(yīng)中水蒸氣僅作為稀釋劑使用，其與乙苯的用量比(摩爾比)為（6～9）：l。本次設(shè)計(jì)采用乙苯催化脫氫法。 EBM axSM 工藝特點(diǎn)是催化劑使用壽命長(zhǎng)，烷基化和轉(zhuǎn)移烷基化催化劑可分別使用4 a 和3 a；工藝條件緩和，無(wú)腐蝕性，工藝設(shè)備可全部使用碳鋼制造，投資??；原料物耗少；產(chǎn)品純度很高，可達(dá)99. 95%～99. 99%，乙苯產(chǎn)品中C8 + C9 雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于100 10 6。在最初的Mobil/badger第一代和第二代工藝中，催化劑壽命較短，需要頻繁再生，乙苯產(chǎn)品中二甲苯含量較高，約1600ppm。與Lummu/UOP分子篩液相烴化工藝相比較，Mobil/badger 分子篩氣相烴化工藝具有催化劑裝填量少、乙烯空速大、乙苯收率高和反應(yīng)系統(tǒng)中苯共沸物以及C9～C10芳烴不會(huì)累積等特點(diǎn)。液相烴化反應(yīng)與氣相烴化反應(yīng)相比，是在較低的溫度和較高的壓力下進(jìn)行，這樣，一方面大大降低了能耗，減少了能量回收系統(tǒng)的設(shè)備投資；另一方面，催化劑使用壽命延長(zhǎng)，異構(gòu)化和裂化等副反應(yīng)受到抑制，有利于提高產(chǎn)品的純度，也使乙苯分離塔的尺寸比相應(yīng)的氣相工藝有所減小。液相分子篩烴化法采用Y 型沸石催化劑，屬八面沸石類(lèi)，具有十二圓環(huán)開(kāi)口的大孔沸石，其它一些大孔沸石也適合于液相烴化工藝，如M、β、SSZ25等。使用單獨(dú)的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器進(jìn)行多乙苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，是為了降低烷基化反應(yīng)器的負(fù)荷以延長(zhǎng)烷基化催化劑的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，也有利于抑制副反應(yīng)的發(fā)生，提高產(chǎn)品的純度?？紤]到烷基化反應(yīng)的熱效應(yīng)很高， 烷基化反應(yīng)器的催化劑床層一般為多段設(shè)計(jì)，苯與乙烯在這里反應(yīng)生成乙苯、多乙苯和其他副產(chǎn)物。1. 改良AlCl3法 改良AlCl3法由Monsanto/Lummus公司合作于1974 年開(kāi)發(fā)成功。以此可以推斷，未來(lái)幾年我國(guó)苯乙烯市場(chǎng)的將保持較高的增長(zhǎng)速率。全球需求最旺、增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)為亞太地區(qū)，而亞太地區(qū)發(fā)展最快的市場(chǎng)集中在我國(guó)大陸。自給率維持在40％左右。因此國(guó)內(nèi)苯乙烯價(jià)格在一定程度上受到國(guó)際苯乙烯價(jià)格的影響。目前苯乙烯世界產(chǎn)能已超過(guò)需求量，且世界產(chǎn)能及消費(fèi)量增長(zhǎng)趨勢(shì)均已逐漸放緩。表11 苯乙烯規(guī)格一級(jí)二級(jí)苯乙烯含量（wt）/%≥≥聚合物(wt)/ppm≤10≤50二乙烯基苯(wt)/%≤≤總芳烴(wt)/%≤≤苯甲醛(wt)/%≤≤2 苯乙烯的市場(chǎng)分析 市場(chǎng)概況 2009年世界苯乙烯產(chǎn)能約為3535萬(wàn)t/a。2. 用途 苯乙烯是合成高分子工業(yè)的重要單體，能自聚生成聚苯乙烯（PS）樹(shù)脂，也易與其他含雙鍵的不飽和化合物共聚。分子式C8H10，相對(duì)分子量104。苯主要用于合成苯乙烯，聚酰胺樹(shù)脂(環(huán)己烷)，苯酚，氯化苯，硝基苯，烷基苯，順酐，農(nóng)用化學(xué)品，其它醫(yī)藥、輕工及橡膠制品業(yè)等。難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，本身也可作為有機(jī)溶劑。易燃易爆，具有較強(qiáng)的麻醉作用，吸入高濃度乙烯可立即引起意識(shí)喪失。關(guān)鍵詞：苯乙烯 乙苯脫氫 工藝計(jì)算 The process design of annual output 780000 tons styreneABSTRACTThe design is based on an annual output of 780，000 tons for the production of styrene，by ethylene and benzene alkylation reaction get ethylbenzene, then ethylbenzene dehydrogenation using styrene in the process，process for the whole process design and equipment selection．Based on the design requirements of the entire process of the material balance and energy balance,after that according to the material balance were circulating alkylation mto plant，ethylbenzene feeding tower，ethylbenzene/styrene tower ，styrene column to their input quantity，the amount of tower top and bottom carried on material to calculate．According to the laws of thermodynamics, pick out heat balance calculation of the equipment．And based on the design requirements, solve and choice the sizing problem in theory．Let the equipment is satisfied with the design requirements，and e up to the necessary of processconditions．Linking theory with practice，this paper make the economic analysis of total process flows and workshop production．Consist of ponents＇material quality and economic analysis of materials number choice，the Investment and return of equipment．Stem from environmental protection，this paper introduce how to deal with the three wastes from production technology proce.Key word: styrene ethylbenzene dehydrogenation process calculation目 錄摘 要 IIIABSTRACT IV1 概述 1 原料及產(chǎn)品概述 1 原料概述 1 產(chǎn)品概述 12 苯乙烯的市場(chǎng)分析 3 市場(chǎng)概況 3 市場(chǎng)分析 3 市場(chǎng)預(yù)測(cè) 33 生產(chǎn)工藝流程 4 4 乙苯主要生產(chǎn)工藝 4 5 生產(chǎn)工藝流程的選擇 9 乙苯生產(chǎn)工藝流程 9 苯乙烯生產(chǎn)工藝流程 9 生產(chǎn)工藝流程介紹 10 生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖 10 工藝流程敘述 104 物料衡算 11 11 反應(yīng)器物料衡算 11 冷凝器物料衡算 12 分離器物料衡算 12 13－苯乙烯塔物料衡算 13