【正文】 餾塔內(nèi)進(jìn)行分餾，塔頂產(chǎn)品即為苯乙烯（SM）單體產(chǎn)品，少量的塔底焦油用作蒸汽過熱器的燃料，蒸汽過熱器所需大部分燃料來自脫氫廢氣和苯乙烯焦油。整個(gè)脫氫系統(tǒng)的壓力降小，以維持壓縮機(jī)入口盡可能高壓，同時(shí)維持脫氫反應(yīng)器盡可能低壓，從而提高苯乙烯的選擇性，同時(shí)不損失壓縮能和投資費(fèi)用。 （e）操作容易： 利用該技術(shù)的工業(yè)化裝置已證明它具有很高的可靠性。 （g）加入阻聚劑： 在苯乙烯蒸餾中采用一種專用的不含硫的苯乙烯阻聚劑。本裝置采用24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，年運(yùn)行7920小時(shí)（330天）。另外，要求原料中乙炔≤10ppm（V%）、硫（以H2S計(jì)）2ppm（V%）、氯（以HCl計(jì)）≤2ppm（Ｗ%）、水≤10ppm（Ｗ%），以免對(duì)催化劑的活性和壽命產(chǎn)生不利的影響。 主反應(yīng)：C6H5C2H5 C6H5C2H5 + H2C6H6 + CH2CH2 生產(chǎn)步驟 乙苯脫氫反應(yīng)在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行，同時(shí)伴隨三個(gè)副反應(yīng)，反應(yīng)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(jī)混合物，將水分離，在有機(jī)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。 EB/SM混合物還進(jìn)行一些不受平衡控制的初級(jí)反應(yīng)（副反應(yīng)），其中首要的是脫烴反應(yīng)，特性如下： C6H5C2H5 → C6H6+C2H4乙苯 甲苯一氧化碳通常是二氧化碳的10%（摩爾）。反應(yīng)速率降低的原因其一是反應(yīng)越來越接近平衡，反應(yīng)推動(dòng)力越來越小，其二在反應(yīng)速率常數(shù)的降低。因此，要達(dá)到很好的選擇性，需要有效的入口溫度上限。采用低活性、高選擇性催化劑的設(shè)計(jì)有比較好的效益。所以，較高的系統(tǒng)壓力會(huì)使脫氫反應(yīng)的平衡左移（即抑制EB的轉(zhuǎn)化），從而降低EB的轉(zhuǎn)化率。首先，蒸汽向反應(yīng)混合物提供熱量。 由于上述作用，單程EB轉(zhuǎn)化率在溫度、壓力、催化劑、蒸汽稀釋等方面受到限制，對(duì)實(shí)際的單級(jí)反應(yīng)器來講EB轉(zhuǎn)化率只有40～50%。再加熱和增加級(jí)數(shù)的過程可視經(jīng)濟(jì)效益多次重復(fù)，每增加一級(jí)，轉(zhuǎn)化率和選擇性便逐漸降低。較高的轉(zhuǎn)化率減少了對(duì)稀釋蒸汽、蒸餾蒸汽和過熱器燃料的要求。這兩級(jí)的溫度應(yīng)該一樣，但是如果第二級(jí)入口溫度略高于第一級(jí)入口溫度，選擇性會(huì)更好一些。隨著催化劑老化，這些溫度要逐漸提高以維持催化劑的活性和EB轉(zhuǎn)化率，以保持在給定的EB進(jìn)料率下的生產(chǎn)運(yùn)行。阻聚劑的選擇取決于以下一些因素：在操作溫度下可接受的聚合物產(chǎn)生的數(shù)量，基于這樣的聚合物產(chǎn)量所需要的阻聚劑數(shù)量、阻聚劑成本、阻聚劑對(duì)苯乙烯終端使用的影響（最好是沒有影響）。 在蒸餾系統(tǒng)中，蒸餾塔中產(chǎn)生的聚合物為高沸物，作為重組分（苯乙烯焦油）離開本系統(tǒng)，不構(gòu)成苯乙烯的污染物。苯乙烯產(chǎn)品中只允許有少量的聚合物（一般低于10ppm）。大部分EB反應(yīng)生成SM（受平衡限制）和少量副產(chǎn)品。調(diào)節(jié)冷凝器中的冷凝液也流向有機(jī)混合物/水分離器。 工藝?yán)淠河帽脡核椭劣脕沓A帶有機(jī)物的撇沫罐。從調(diào)節(jié)冷卻器出來的未冷凝氣體為脫氫廢氣，含有氫、二氧化碳、甲烷和大量的芳烴。含有甲苯的EB回收塔塔底產(chǎn)品循環(huán)至脫氫反應(yīng)系統(tǒng)；EB回收塔塔頂產(chǎn)品，即苯甲苯混合物被送入苯/甲苯分離塔，苯/甲苯分離塔將其分離為塔頂甲苯產(chǎn)品和塔底甲苯產(chǎn)品。蒸發(fā)器蒸發(fā)揮發(fā)物并將其送回到SM塔底。 A、乙苯/苯乙烯分離塔（T101） EB/SM分離塔是一臺(tái)篩板塔塔，在真空下（塔頂絕壓為180～200mmHg）運(yùn)行操作。有機(jī)混合物進(jìn)料從有機(jī)混合物/水分離器由泵送至EB/SM分離塔。該塔再沸器所需的熱能由350kPa的壓力的蒸汽所提供。該塔的第二個(gè)目的是將該塔釜液經(jīng)薄膜蒸發(fā)器汽提后，可生產(chǎn)出苯乙烯焦油，其中，苯乙烯和α甲基苯乙烯含量相加不超過16%(W)。其目的是分離從EB/SM分離塔的塔頂來料，～10的操作下，進(jìn)入第28層塔板，獲得塔頂產(chǎn)物：苯/甲苯物流，塔底產(chǎn)物：含甲苯以及苯乙烯的EB物流，塔釜液循環(huán)至脫氫反應(yīng)系統(tǒng)。此達(dá)到最大限度。由于苯乙烯易聚合，所以優(yōu)先分出，進(jìn)料中夾TBC用清晰分割法。 L=(3)漏液線Fh,=（d0+）(h1+)H1=20+(L)2/3；Fh,w=Vh,wρv1/2；VkAt=VhAhVkρv1/2=Fh,wAh/At（4）液泛線Hd=ΔPt+2hc+h1h1=hw+how=20+(L)2/3E=1ΔPt=ΔPd+he ΔPd=51(Vh/C0)2(ρv/ρL)=Hc=105(Q1/LS)2 S= hc= 取Hd=1/2HT=225mm導(dǎo)出：225==he=h1=最后計(jì)算結(jié)果Lh1 (mm)Hc (mm)VhVkVkρv1/2103820393040404250436070468048———9049———100———（5）霧沫夾帶線e=[Va/(HThf)]Va=Qv/(AtAd)HT=.45m，hw=，σ=，取hf=取e=所以 =[Va/()]Va=(+)（6）操作點(diǎn)和操作線Qv=(R+1)D/ｐv=Q1=RD/ｐL=Vk=Qv/3600At=Vkｐv1/2= L=Q1/L=LVaVk=Vkρv1/210305070 LVkρv1/2LVkρv1/2LVkρv1/2LVkρv1/2LVkρv1/2103050709020406080100（7）適宜操作區(qū)分析 將上述液體負(fù)荷下限線，液體負(fù)荷上限線，漏液線，液泛線，霧沫夾帶線繪成精餾段負(fù)荷性能圖中所圍面積即為適宜操作區(qū)，由操作線和霧沫夾帶線相交點(diǎn)為氣液負(fù)荷上限Vkｐv1/2=,L=6,由操作線和漏液線交點(diǎn)為氣液負(fù)荷下限Vkｐv1/2=,L=5,由上限下限比得液相負(fù)荷彈性6/5=，表示塔板可以在氣相為設(shè)計(jì)點(diǎn)負(fù)荷的，即塔板可以在減半量情況下正常操作又可在裝置需超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下留有適當(dāng)潛力，由圖中可以看出液相負(fù)荷上限在降液管右側(cè)，表明沒有達(dá)到上限時(shí)即發(fā)生現(xiàn)象，故降液管超負(fù)荷線在液泛線右側(cè)，霧沫夾帶線較低于液泛線時(shí)霧液夾帶線是此塔板的性能控制因素。hApn由降液管停留時(shí)間來確定Ap,T要求在15~18之間T1=AdHT/Q=T2=AdHT/Q1=T3=AdHT/Q1=T4=AdHT/Q1= 塔截 面 積At m2塔徑D(mm)開孔總面積Ap降液管塔壁無效區(qū)寬W m堰邊無效區(qū)寬Wdm計(jì)(m2)實(shí)(m2)Wd/DAd/AtAdm2WdmL mL/D2000（3）降液管降液管流速Ud=Q1/Ad=液相停留時(shí)間T=AdHT/Q1=塔板的設(shè)計(jì)（1）干板壓降 △Pd △Pd=51(Vh/C0)2(ｐv/ｐL)用不銹鋼塔板厚度取δ= 查表得C0=所以 △Pd=（2）堰上液層高度 how how=(Q1/L)2/3查圖6—6 E= 所以how=（3）板上液層高度 h1 h1=hw+how 取hw=14mm h1=檢驗(yàn)誤差 因?yàn)閔136的絕對(duì)值小于1mm，假設(shè)符合（4）液層有效阻力 he h1= 差得he=（5）濕板降壓 △Pt △Pt=△Pd+he=（6）板上鼓泡層高度 hf hf=h1/2β12Ad=,At=π/4D2=,At2Ad=查圖67β=所以 hr=HT 符合要求（7）降液管和受液盤壓力降 hc hc=*105(Q1/LS)2取 s==(8)液面梯度 Δ平均液流寬度 b=D+L/2=弓形降液管寬度 Wd=內(nèi)外堰距離 Z=液相流量 Q1=液相黏度 μ=鼓泡高度 hf=液相密度 pL=821kg/m3Δ=[215(250*b+1000hf)2*μ*Q1*Z](1000*b*hf)3pL =*107mm（9）降液管液面高度 HdHd=Δpt+2hc+h1+Δ=因?yàn)镠d1/2HT 符合要求 塔板適宜操作區(qū)的計(jì)算和分析（1）液相負(fù)荷下限線 How=(Q1/L)2/3=6L=Q1/L 。VkAt=VhAhVkPv1/2=Fh,wAh/AtL102030405060708090100VkPv1/2（4）液泛線Hd=ΔPt+2hc+h1 h1=hw+how=20+(L)2/3E=1 ΔPt=ΔPd+he ΔPd=51(Vh/Co)2(pv/pl)=Hc=*105(Q1/LS)2 S= hc=取Hd=1/2Ht=225mm導(dǎo)出：225=+he+h1+最后計(jì)算結(jié)果:Lh 1heVhVkVkPv1/2103120353037403950604270438044———90———10047———（5）霧沫夾帶線e =[Va/(Hthf)]Va=Qv/(AtAd)Ht=, hw=, σ=, 取hf=取e==、[Va/()] Va=**(+)L VaVk=VkPv1/210305070（6）操作點(diǎn)和操作線Qv=(R+1)D/Pv=Q1=RD/pL=Vk=Qv/3600At=VkPv1/2= L=Q1/L=（7）適宜操作區(qū)分析將上述液體負(fù)荷下限線，液體負(fù)荷上限線，漏液線，液泛線，霧沫夾帶線繪成精餾段負(fù)荷性能圖中所圍面積即為適宜操作區(qū)，由操作線和霧沫夾帶線交點(diǎn)為汽液負(fù)荷上限，由操作線和漏液線交點(diǎn)為汽液負(fù)荷下限，由上限下限比得氣相負(fù)荷彈性，由上限下限比得液相負(fù)荷彈性，表示塔板可以在氣相為設(shè)計(jì)點(diǎn)負(fù)荷的。張老師從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。在此，謹(jǐn)向?qū)煆堉痉怖蠋熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！參考文獻(xiàn)1．《化工設(shè)計(jì)概論》，侯文順主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005年2．《化工工藝設(shè)計(jì)》，丁浩主編，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1989年3．《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1981年4．《化工設(shè)計(jì)概論》，胡慶福主編，北京：科學(xué)技術(shù)出版社，1989年5．《化工工藝設(shè)計(jì)概論》，李崇岳主編，天津：天津大學(xué)出版社，1994年37