【正文】 ultimately achieve even exceeded the design criteria, the unit production capacity is significantly improved. The tower is less than 1% of styrene content, the content is smaller than the caldron of Ethylbenzene, styrene % purity achieved %, achieved a better economic efficiency. Keywords: Ethylbenzene。塔頂苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原來的 8%降至 3%。 齊魯 200kt/2 苯乙烯裝置改造完成后，乙苯 /苯乙烯分離塔操作指標(biāo)一直達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，塔頂苯乙烯含量高達(dá) 8%左右，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值 1%的要求，而塔釜乙苯含量在 %左右，也高于 %的設(shè)計(jì)值，而且進(jìn)料負(fù)荷也沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力，進(jìn)料負(fù)荷越高，奮力效果越差。乙苯餾分送苯 甲苯塔分成苯、甲苯餾分和回收乙苯，回收乙苯返回脫氫工序。 設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：工藝流程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、設(shè)備設(shè)計(jì)等。乙苯催化脫氫法是目前國內(nèi)外生產(chǎn)苯乙烯的主要方法，采用的 催化劑主要是 FeK 系催化劑，其中 Fe2O3。 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 作者簽名： xxx 2021 年 12 月 6 日 4 目 錄 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 ????????????????????????? 1 二、摘要 ?????????????????? ?????????? 3 三、緒論 ???????????????????????????? 7 ?????????????????????? 7 ???????????????????? 7 苯乙酮法 ?????????????????????????? 7 乙苯和丙烯共氧化 ????????????????????? 7 乙苯催化脫氫法 ?????????????????????? 8 、副化學(xué)反應(yīng)式 ???? ??????????????????? 8 、化學(xué)組成及化學(xué)性質(zhì) ??????????????????? 8 ?????????????????????????? 10 脫氫反應(yīng)總述 ??????????????????????? 10 苯乙烯蒸餾總述 ?????????????????????? 11 四、物料及熱量衡算 ??????????????????????? 15 （一）、苯乙烯生產(chǎn)全系統(tǒng)的物料衡算 ??????????????? 15 算 ??????????????????????? 15 反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)料量計(jì)算 ???????????????????? 15 出水冷冷凝器的氣液組成 ?????????????????? 18 出鹽水冷凝器的氣液組成 ?????????????????? 20 油水分離器水油組成 ???????????????????? 21 ?????????????????????? 23 苯乙烯精餾塔的物料衡算 ?????????????????? 24 苯、甲苯蒸出塔的物料衡算 ????????????????? 26 苯乙烯初餾塔物料衡算 ??????????????????? 28 乙苯蒸出塔的物料衡算 ??????????????????? 30 （二）、脫氫系統(tǒng)的熱量衡算 ??????????????????? 32 1．蒸發(fā)器 ?????????????????????????? 32 第一預(yù)熱器 ???????????????????????? 33 熱交換器 ??????????????????????? ?? 34 第二預(yù)熱器 ???????????????????????? 34 反應(yīng)器 ?????????????????????????? 35 四、感謝信 ?????????????????????????? 40 五、參考文獻(xiàn) ????????????????????????? 41 5 摘要 苯乙烯 (SM)是生產(chǎn)塑料和合成橡膠的重要基本有機(jī)原料，主要用于生產(chǎn)聚苯乙烯，也可用于制備丁苯橡膠、苯乙烯一順丁烯 苯乙烯嵌段共聚物、不飽和聚酯等。 本設(shè)計(jì)為 10萬噸 /年乙苯脫氫制苯乙烯工藝流程，工藝采用具有低活性、高選擇性的氧化鐵系催化劑，參照魯姆斯 (Lummus)公司生產(chǎn)苯乙烯的技 術(shù)，以乙苯脫氫法生產(chǎn)苯乙烯。先經(jīng)乙苯 — 苯乙烯塔分離出乙苯（含苯、甲苯）和粗苯乙烯（帶重組分及焦油）。 設(shè)備設(shè)計(jì)主要是對(duì)乙苯 /苯乙烯分離塔進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算出實(shí)際塔板數(shù) 26 塊，進(jìn)料在第 13塊 板，塔徑 ，塔高 20m。 對(duì)分離塔成功的進(jìn)行了技術(shù)改造，更換了乙苯 /苯乙烯分離塔精餾段部分填料和部分塔內(nèi)件，解決了困擾該塔正常運(yùn)行的主要矛盾，使得改造后的分離塔運(yùn)行效果明顯好轉(zhuǎn)。 關(guān)鍵詞 ：乙苯； 苯乙烯；精餾塔；參數(shù)優(yōu)化 ；脫氫；蒸餾 7 Abstract Styrene (SM) is the production of plastics and synthetic rubber in important basic anic raw materials, mainly for the production of polystyrene, can also be used for the preparation of a styrenebutadiene rubber, maleatestyrene block copolymers, unsaturated polyester, etc. Ethylbenzene catalytic dehydrogenation method is by far the major domestic and foreign production of styrene, used catalyst methodology mainly FeK catalysts, Fe2O3. Is the active ponent, K2O is active promoters, K2O introduction to ironbased catalyst39。 optimization。苯乙烯難溶于水，25℃ 時(shí)其溶解度為 %。苯乙烯在高溫下容易裂解和燃燒。在高于 100℃ 時(shí)即進(jìn)行聚合， 甚至在室溫下也可產(chǎn)生緩慢的聚合。目前，其生產(chǎn)總量的三分之二用于生產(chǎn)聚苯乙烯，三分之一用于生產(chǎn)各種塑料和橡膠。故此法在國外仍有采用。在催化劑和過熱蒸汽的存在下進(jìn)行氧化脫氫反應(yīng)的，即： 2C6H5C2H5 + O2↑ 2C6H5CHCH2 + 2H2O 此方法可以從乙苯直接生成苯乙烯，還可以利用氧化反應(yīng)放出的熱量產(chǎn)生蒸汽， 反應(yīng)溫度也較催化脫氫為低。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。 甲烷和乙烯亦參與蒸汽重整反應(yīng)，主要是甲烷反應(yīng)： CH4+2H2O=CO2+4H2O 我們還觀察到：水 /汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)在反應(yīng)溫度下接近平衡。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，則還沒有完全通過催化劑床層 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）。如果在將來相當(dāng)長的一段時(shí)間 13 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。 流程敘述 脫氫反應(yīng)總述： EB蒸汽 /蒸汽混合物與 EB/蒸汽過熱器二級(jí)反應(yīng)器流出物進(jìn)行熱交換而產(chǎn)生過熱，并進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)器進(jìn)口，在這里與主過熱蒸汽混合，以便達(dá)到理想的一級(jí)反應(yīng)器的進(jìn)口溫度。 反應(yīng)器系統(tǒng)的流出物由于兩個(gè)壓力等級(jí)的蒸汽再生而進(jìn)行冷卻。在有機(jī)混合物 /水分離中，芳 烴和工藝?yán)淠簶?gòu)成兩個(gè)相位。一部分冷凝液被過濾，以除去催化劑塵末，然后用來對(duì)冷卻的反應(yīng)器流出物進(jìn)行降溫。氣體通過壓縮機(jī)入口罐，然后送往廢氣壓縮機(jī)，壓縮氣體通過一個(gè)分離罐，然后再進(jìn)入廢氣冷卻器，冷卻氣體中的芳烴通過循環(huán)半柏油的洗滌而減少，并經(jīng)冷卻后返回吸收塔；廢氣則通過一個(gè)密封罐進(jìn)入燃料補(bǔ)充系統(tǒng)而用作蒸汽過熱器的燃料。 15 從 EB/SM 分離器出來的塔底液物料流，含有塔進(jìn)料中的幾乎所有苯乙烯，沸點(diǎn)高于 SM 的復(fù)合物， NSI 聚合阻聚劑（另外送入分離塔），少量 EB 和分離塔中生成的苯乙烯聚合物被送入 SM塔。蒸發(fā)器部分塔底液（塔底總量的 2/3）被泵送至 EB/SM 分離塔進(jìn)行 NSI 循環(huán)。其目的是分離乙苯與苯乙烯。進(jìn)料在 49塔板上進(jìn)入該塔，NSI 溶液隨進(jìn)料進(jìn)入該塔，來自薄膜蒸發(fā)器底部的循環(huán) NSI 溶液在 SM/柏油混合器的上游加入至 EB/SM 分離塔進(jìn)料。在生產(chǎn)中保持理想的苯乙烯純度的關(guān)鍵是正確操作 EB/SM 分離塔，作為苯乙烯里的主要雜質(zhì)， EB一旦離開分離塔塔底后總是進(jìn)入 SM 分離塔塔頂，在苯乙烯塔里的實(shí)際分離是在苯乙烯和α 甲基苯乙烯之間進(jìn)行，進(jìn)行分離的關(guān)鍵是要有足夠的蒸汽流入再沸器。在 SM分離塔的進(jìn)料中含有 98%(W)的苯乙烯、一些高沸點(diǎn)化合物（聚合物、α 甲基苯乙烯及其他物料）、一些低沸點(diǎn)物料（ EB）以及 NSI 阻聚劑。其目的是分離從 EB/SM 分離塔的塔頂來料，在設(shè)計(jì)回流比為 ～ 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：大約含 %(W)的甲苯以及大約含 %(W)苯乙烯的EB物流，塔釜液循環(huán)至脫氫反應(yīng)系統(tǒng)。本塔使用的填料是碳鋼鮑爾環(huán)。該溫度可以通過重新設(shè)定進(jìn)入再沸器的蒸汽流量控制來進(jìn)行調(diào)整。 設(shè)氣化率 V= 例如：乙苯 Ki= V(Ki1) +1=（ ） +1= 計(jì)算結(jié)果列表如下： 組成 Xf i Pi0 PPK ii 0? V（ ki－ 1）+1 ? ?? ?11 ??? i ifi kv xx 乙苯 21 苯乙烯 水蒸氣 二甲苯 甲苯 苯 ∑ Xi=+++++ = 所以，所設(shè) V是正確。 ℃ 即 Q1=GCpm（ t2－ t1） = 36（ ） = ②把乙苯從 ℃（液）轉(zhuǎn)化為 ℃（氣）所需熱量 Q2： 先查 ℃乙苯氣化潛熱△ H， △ H=82kcal/kg ℃ 最后計(jì)算 Q1=GCpm（ t2－ t1） 即 Q1=GCpm（ t2－ t1） = （ 300140） = kcal （ 2） 把水蒸氣從 140℃（氣）加熱到 300℃（氣）所需熱量 Q2： 先求平均溫度 tm=220℃ 再查 tm下水 蒸汽（氣） 的 Cpm= ℃ 最后計(jì)算 Q1=GCpm（ t2－ t1） 即 Q1=GCpm（ t2－ t1） = (550430) = kcal （ 2） 把水蒸氣從 430℃（氣）加熱到 550℃（氣）所需熱量 Q2： 先求平均溫度 tm=490℃ 再查 tm下水 蒸汽（氣） 的 Cpm=感謝湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院三年的培養(yǎng)，讓我們不僅在文化知識(shí) 與專業(yè)技能上有所提高，更讓我們懂得了如何做人處事。下文為附加文檔，如不需要，下載后可以編輯刪除，謝謝！ 施工組織設(shè)計(jì) 本施工組織設(shè)計(jì)是本著“一流的質(zhì)量、一流的工期、科學(xué)管理”來進(jìn)行編制的。 本工程耐火等級(jí)二級(jí)，屋面防水等級(jí)三級(jí)，地震防烈度為 8度，設(shè)計(jì)使用年限 50 年。 以絕對(duì)標(biāo)高 m 為準(zhǔn)，總長 27樓 ； 30樓 m。 外墻水泥砂漿抹面，外刷淺灰色墻漆。本工程窗均采用塑鋼單框雙玻窗，開啟窗均加紗扇。一、二、三、四層墻體采用 M10 混合砂漿砌筑 MU15 多孔磚；五層以上采用 混合砂漿砌筑 MU15 多孔磚。 本工程設(shè) 計(jì)照明電源采用 BV－ 銅芯線，插座電源等采用BV－ 4 銅芯線；除客廳為吸頂燈外，其余均采用座燈。 施工順序 ⑴ 基礎(chǔ)工程 工程定位線（驗(yàn)線）→挖 坑→釬探（驗(yàn)坑）→砂礫墊層的施工→基礎(chǔ)砼墊層→刷環(huán)保瀝青 →基礎(chǔ)放線（預(yù)檢）→砼條形基礎(chǔ)→刷環(huán)保瀝青 →毛石基礎(chǔ)的砌筑→構(gòu)造柱砼→地圈梁→地溝→回