22萬(wàn)噸年乙苯脫氫制苯乙烯精餾工段工藝設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 ............................................................17 精餾段 ........................................................17 操作氣速 .................................................17 估算塔徑 .................................................17 降液管 ...................................................17 塔板的設(shè)計(jì) ....................................................18 干板壓降 .................................................18 堰上液層高度 .............................................18 板上液層高度 .............................................18 參考文獻(xiàn) .............................................................19 謝辭 .................................................................20 撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） IV 前 言 苯乙烯作為化工生產(chǎn)的基本原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起到了越來(lái)越大的作用。 乙苯脫氫反應(yīng)在絕熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)物送至精餾工序。它以乙苯為原料，在催化劑的作用下脫氫生成苯乙烯和氫氣。 乙苯催化脫氫法是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法，目前世界上大約 90%的苯乙烯采用該方法生產(chǎn)。原料來(lái)自乙苯生產(chǎn)裝置或原料采購(gòu)部門，循環(huán)水、冷凍水、電和蒸汽來(lái)由公用工程系統(tǒng)提供，生產(chǎn)出的 苯乙烯產(chǎn)品到成品庫(kù)。粗苯乙烯送精餾塔分成精餾苯乙烯和焦油。 此設(shè)計(jì)的內(nèi)容為 萬(wàn)噸 /年乙苯脫氫制苯乙烯裝置，包括工藝流程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、設(shè)備設(shè)計(jì)等。該系統(tǒng)是由蒸汽過(guò)熱器、過(guò)熱蒸汽輸送管線和反應(yīng)產(chǎn)物換熱器組成，設(shè)計(jì)為熱聯(lián)合機(jī)械聯(lián)合裝置。它經(jīng)濟(jì)有效且能使苯乙烯焦油作為燃料清潔地燃燒。 表 11乙苯的其它性質(zhì) 序號(hào) 常數(shù)名稱 計(jì)量單位 常數(shù)值 備注 1 分子量 2 液體比重 0℃ 3 沸點(diǎn) ℃ 101325Pa 4 熔點(diǎn) ℃ 101325Pa 5 液體熱容量 kJ/（ kg K） 6 蒸汽熱容量 Kcal/（ kg K） 27℃ 7 蒸發(fā)熱 kJ /mol 正常沸點(diǎn)下 8 液體粘度 104kgSee/M2 20℃ 9 生成熱 Kcal/mol 20℃ 10 在水中溶解度 11 燃燒熱 Kcal/mol 氣體 12 閃點(diǎn) ℃ 15 13 自然點(diǎn) ℃ 14 爆炸范圍 %(體積 ) ～ 乙苯是一個(gè)重要的中間體，主要用來(lái)生產(chǎn)苯乙烯，其次用作溶劑、稀釋劑以及用于生產(chǎn)二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；同時(shí)它又是制藥工業(yè)的主要原料。苯乙烯溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶劑中。苯乙烯蒸汽與空氣混合能形成爆炸性混合物，其爆炸范圍為 ～ %（體積分?jǐn)?shù)）。因此，苯乙烯單體在貯存和運(yùn)輸中都必須加入阻聚劑，并注意用惰性氣體密封，不使其與空氣接觸。 各種苯乙烯生產(chǎn)工藝及比較 目前苯乙烯主要由乙苯轉(zhuǎn)化而成，可通過(guò)如下四條工藝路線進(jìn)行。但它還能生產(chǎn)重要的有機(jī)化工原料環(huán)氧 丙烷，綜合平衡仍有工業(yè)化的價(jià)值，故目前國(guó)外也有采撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 3 用此法生產(chǎn)的。但這些催化劑在多處于研究階段，尚不具備工 業(yè)化條件，有待進(jìn)一步研究開發(fā)。 本工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明 (1)生產(chǎn)任務(wù)：年產(chǎn) 萬(wàn)噸苯乙烯。蒸汽既加熱反應(yīng)進(jìn)料、減少吸熱反應(yīng)的溫度降，同時(shí)蒸汽也降低產(chǎn)品的分壓使反應(yīng)平衡向著苯乙烯 (SM)方向進(jìn)行，且又可以連續(xù)去除積炭以維持催化劑的一定活性。不凝氣（主要是氫氣）壓縮后，經(jīng)回收烴類后再用作蒸汽過(guò)熱器的燃料，而冷凝液體分為冷凝水和脫水有機(jī)混合物（ DM）。 B、工藝特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn) 撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 5 （ a）特殊的脫氫反應(yīng)器系統(tǒng)： 在低壓（深度真空下）下操作以達(dá)到最高的乙苯單程轉(zhuǎn)化率和最高的苯乙烯選擇性。 （ c）能量回收： 魯姆斯公司在苯乙烯裝置上已實(shí)現(xiàn)了低品位能量（ 500 大卡 /公斤苯乙烯）的回收工藝，利用乙苯 /苯乙烯蒸餾塔頂產(chǎn)物的冷凝熱來(lái)汽化乙苯和水的共沸物，并直接送至脫氫反應(yīng)器，而不需要任何壓縮設(shè)備。 （ f）催化劑壽命長(zhǎng)： 根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，脫氫催化劑的使用壽命是 18～ 24 個(gè)月。因?yàn)槎冶矫摎浜笊傻亩蚁┗饺菀自诜蛛x與精制過(guò)程中生成聚合物，堵塞設(shè)備和管道，影響生產(chǎn)。有機(jī)混合物送精餾工序。 原理、化 學(xué)組成及化學(xué)性質(zhì) 苯乙烯（ SM）是乙苯（ EB）經(jīng)過(guò)高吸熱脫氫反應(yīng)而生成： EB=SM+H2 反應(yīng)深度由平衡控制： （ 1）汽態(tài)平衡常數(shù)為： KP=PSM PH2/PEB=PT YSM YH2/YEB 其中： PT—— 系統(tǒng)總壓； PSM(H2/EB)—— 各對(duì)應(yīng)組分分壓； YSM(H2/EB)—— 各撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 7 對(duì)應(yīng)組分摩爾分率； （ 2）對(duì)于所有吸熱氣相反應(yīng)，平衡常數(shù)隨著溫度的提高而增加，這時(shí)反應(yīng)平衡關(guān)系如下： lnKP=A— B/T （ T： K， KP： atm） 其中： A=， B=； 因此 ，溫度升高， EB 轉(zhuǎn)化為 SM的轉(zhuǎn)化率亦隨之升高。另外，因?yàn)?SM 的生成部分地受到擴(kuò)散的控制，因此，隨著溫度的上升，苯和甲苯的生成率要比 SM 的生成快得多。在基于這樣的原理基礎(chǔ)上，有一個(gè)很高的入口反應(yīng)溫度當(dāng)然是很理想的。催化劑太少，則不會(huì)接近平衡，而催化劑太多，則還沒(méi)有完全通過(guò)催化劑床層 EB 轉(zhuǎn)化就達(dá)到平衡并 停止轉(zhuǎn)化，而 副反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性降低（從物料平衡和裝置生產(chǎn)率）。如果在將來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)想要提高生產(chǎn)率而又允許有一定的損失的話，高活性、低選擇性催化劑可在同樣的設(shè)備中裝填使用。 蒸汽稀釋能減少 EB、 SM 和氫氣的分壓，其效果與降低壓力一樣。第二，少量的蒸汽表現(xiàn)為能使催化劑保持在所需的氧化狀態(tài)，具有很高的活性，此蒸汽量隨催化劑的使用情況而有所不同。如果再加熱的混合物被送到第二個(gè)催化劑床層，那么，它又可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為 SM，直至再次接近平衡。 撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 9 3 工藝計(jì)算及設(shè)備設(shè) 計(jì) 物料衡算 粗苯乙烯塔 由于各組分結(jié)構(gòu)相似，因此有相似相容原理，所以采用沸點(diǎn)差法將它們分離。 李 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
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