【正文】 32 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高 dH 應(yīng)服從下式的關(guān)系： ）（ wd h?? THH ? 苯乙烯 焦油物系屬一般物系，取 ?? ，則 wh 0. 5 0. 45 0. 09 0. 26 5mTH? ? ? ? ?（ ） （ ） 而 dpd hhh ??? LH 板上不設(shè)進(jìn)口堰， dh 可由下式計(jì)算， 即 2d0h = 0 .1 5 3 ( ) 0 .0 0 1 m? ? 液 柱 dH =++= 液柱 ）（ wd h?? THH ? 故本設(shè)計(jì)中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度 ?D ℃ 進(jìn)料板溫度 ?F ℃ 精餾段平均溫度 2 92/ 3 2 0t m ??? ）（ ℃ 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 : 由 1x y ?? ,查平衡曲線得 1x = ?mVDM +（ ） =∕ kmol ?mLDM +（ ） =∕ kmol 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 : 由圖解理論板得 ?Fy 查平衡曲線得 ?Fx ?mVFM +（ ） =∕ kmol 25 ?mLFM +（ ） =∕ kmol 精餾段平均摩爾質(zhì)量 : ?mVM （ +） /2=∕ kmol ?mLM （ +） /2=∕ kmol 氣相平均密度計(jì)算 ?? mvmmm RTMPV? 1 1 9 . 0 5 1 2 5 . 4 2 4 . 4 68 . 3 1 4 1 2 9 . 4 2 7 3 . 1 5? ???（ ）3/kgm 液相平均密度計(jì)算 液相平均密度依下式計(jì)算，即 ?? iim a1 ??L 塔頂液相平均密度的計(jì)算 由 Dt =℃ ,查手冊得 A? =817kg∕ m3 ?B? 3/kgm m 1 8 1 7 .80 .9 9 9 0 .0 0 18 1 7 1 0 0 0 .8LD? ???（ ）3/kgm 進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算 : 由 ?Ft ℃ ,查手冊得 A? = 3/kgm ?B? m 1 7 9 7 .30 .0 0 2 10 .9 9 7 9 / 7 9 5 .6 9 9 3 .8LF? ???（ ）3/kgm 精餾段液相平均密度為 ?mL? (+)/2= 3/kgm 液體平均表面張力計(jì)算 液體平均表面張力依下式計(jì)算，即 ?? iim x ??L 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 Dt =℃ ,查手冊得 26 ?A? ∕ m ?B? ∕ m ?mLD? + =∕ m 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 : 由 ?Ft ℃ ,查手冊得 ?A? ∕ m ?B? ∕ m mLF? = + =∕ m 精餾段液相平均表面張力為 mL? =（ +） /2=∕ m 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流率為 mm1 3 6 1 . 3 6 1 2 5 . 4 6 1 0 . 6 43 6 0 0 3 6 0 0 4 . 4 6VSVVMV ? ?? ? ??s/m3 3mm9 6 0 . 9 6 1 2 6 . 0 5 0 . 0 4 2 m s3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 7 . 5LS LLML??? ? ?? 由m ax LVVuC????? 式中 C由式計(jì)算，其中的 20C 由課本查取，圖的橫坐標(biāo)為 1h 2h0 . 0 4 2 3 6 0 0 8 0 7 . 51 0 . 6 4 3 6 0 0 4 . 4 6LVLV ?? ?? ? （ ）= 取板間距 ? ，板上液層高度 hL =，則 TH hL == 查圖得 20C = 0 . 20 . 220 2 0 . 0 8( ) 0 . 1 0 0 . 12 0 2 0LCC ? ??? ? ????? 27 m a x 1 . 3 4 2 m sLVVC ??? ???? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 U= max? ? =∕ s 4 4 1 0 . 6 4 3 . 8 00 . 9 3 9 4SVDmu?? ?? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 223 . 8 3 . 8 1 1 . 3 4 m44TAD??? ? ? ? ? 實(shí)際空塔氣速為 38 m ?? 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為 ??? THNZ ）（ 精精 1 （ 281） = 提餾段有效高度為 ??? THNZ ）（ 提提 1 （ 181） = 在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為 故精餾塔的有效高度為 Z= ??? ZZ ++= 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑為 D=，可選雙溢流 [17]弓形降液管，采用凹形受液盤。 ℃ ) 當(dāng)空氣做自然對流，散熱層表面溫度為 50～ 350℃時(shí)，經(jīng)計(jì)算得 ( 8 . 8 1 2 0 . 7 8 5 ) (7 . 6 1 2 0 . 7 8 5 ) ( 5 . 0 1 2 0 . 7 8 5 ) ( 1 0 . 0 1 2 0 . 7 8 5 )A ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = 2m α =8+=8+60 =11W/(㎡ 苯∕甲苯的物料衡算 16 將乙苯塔塔頂?shù)奈锪纤偷奖建M甲苯塔中，進(jìn)行分離。依據(jù)質(zhì)量守恒定律，對研究系統(tǒng)做物料衡算，可用下式表示： G = G + G + G? ? ? ?進(jìn) 出 損 積 式中 G?進(jìn) — 輸入物料量總和； G?出 — 離開物料量總和； G?損 — 總的損失量； G?積 — 系統(tǒng)中積累量。開工因子 =生產(chǎn)裝置開工時(shí)間 /年自然時(shí)間。苯乙烯精制塔中分離出純度極高的苯乙 烯和含量極少的焦油。 高溫、高壓蒸汽稀釋和低反應(yīng)系統(tǒng)壓力能提供良好的反應(yīng)平衡曲線，對乙苯 (EB)轉(zhuǎn)化為苯乙烯 (SM)有利，在有兩個(gè)絕熱反應(yīng)器的工業(yè)生產(chǎn)裝置中，乙苯 (EB)的總轉(zhuǎn)化率可達(dá)到 70%～ 85%。 本節(jié)以兩組分的混合物系為研究對象，在分析簡單蒸餾的基礎(chǔ)上，通過比較和引申，講解精餾的操作原理及其實(shí)現(xiàn)的方法，從而理解和掌握精餾與簡單蒸餾的區(qū)別（包括：原理、操作、結(jié)果等方面 ） 。 精餾原理及目的 精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置 [11]，又稱為蒸餾塔。預(yù)計(jì) 20xx年我國對苯乙烯的需求量將達(dá)到 780 萬 t，而屆時(shí)我國苯乙烯產(chǎn)能為 550 萬 t/a 左右，市場缺口為 230萬 國經(jīng)濟(jì)保持高速發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)走出低谷逐漸提速，以及世界經(jīng)濟(jì)一體化趨勢的不斷進(jìn)展和中國加入 WTO 后市場的日益開放，中國經(jīng)濟(jì)作為世界經(jīng)濟(jì)的一個(gè)組成部分正日益融入全球經(jīng)濟(jì)大循環(huán)，中國日漸成為一個(gè)理想的全球商品供應(yīng)基地，這為苯乙烯需求提供了廣闊的市 。國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)量在 20xx20xx 年變化不大，自 20xx 年開始，隨著上海賽科、中海殼牌、江蘇雙良、常州東昊等裝置的建成投產(chǎn) ，產(chǎn)量出現(xiàn)了較大增長。 20世紀(jì) 50年代，蘭州化學(xué)工業(yè)公司建成國內(nèi)第一套 20kt／ a 苯乙烯裝置。全球苯乙烯單體的需求和生產(chǎn)能力（ Mt）如下表 和 所示： 6 表 全球苯乙烯的需求量 地區(qū) 20xx年 20xx年 20xx年 20xx年 20xx年 20xx 年 需求 北美／南美 歐洲 中東 亞洲 全球需求合計(jì) 需求增長幅度，％ 表 全球苯乙烯的實(shí)際生產(chǎn)能力 地區(qū) 20xx年 20xx年 20xx年 20xx年 20xx年 20xx年 生產(chǎn)能力 北美／南美 歐洲 中東 亞洲 全球生產(chǎn)能力合計(jì) 生產(chǎn)能力增長幅度，％ 2 開工率，％ 90 88 90 91 86 91 從表中可以看出，在 20xx— 20xx 年期間，除 20xx 年全球總需求受世界經(jīng)濟(jì)減 速的影響較前一年略微下降外，其余年份需求均逐年增加，同期生產(chǎn)能力亦相應(yīng)增加，但生產(chǎn)能力的增長幅度低于同期需求的增加幅度。萊昂得爾 (Lyondell)化學(xué)公司和拜耳公司合資在荷蘭鹿特丹建設(shè)世界規(guī)模級 PO／ SM裝置于 20xx 年投產(chǎn)，可 以生產(chǎn) 285kt／ a環(huán)氧丙烷 (PO)和 640kt／ a苯乙烯 (SM)；三是熱裂解汽油抽提蒸餾回收法，典型的世界規(guī)模級裂解裝置可從熱裂解汽油回收約 25kt／ a苯乙烯和 75kt／ a混合二甲苯。之后 4乙烯基環(huán)己烯的脫氫采用負(fù)載氧化鎂的鈀催化劑，在 300℃和 的氣相中進(jìn)行， 4乙烯基環(huán)己烯完全轉(zhuǎn)化，乙苯選擇性超過 96%，唯一的副產(chǎn)物是乙基環(huán)己烷。 丁二烯合成法 Dow 化學(xué)公司和荷蘭國家礦業(yè)公司（ DSM）都在開發(fā)以丁二烯為原料合成苯乙烯技術(shù)。另外，由于聯(lián)產(chǎn)裝置的投資費(fèi)用要比單獨(dú)的環(huán)氧丙烷和苯乙烯裝置降低 25%，操作費(fèi)用降低 50%以上，因此采用該法建設(shè)大型生產(chǎn)裝置時(shí)更具競爭優(yōu)勢。 環(huán)氧丙烷 苯乙烯聯(lián)產(chǎn)法 環(huán)氧丙烷 苯乙烯（簡稱 PO/SM）聯(lián)產(chǎn)法又稱共氧化法 [3]，由 Halcon 公司開發(fā)成功，并于 1973 年在西班牙首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。典型的生產(chǎn)工藝為苯乙烯單體先進(jìn)反應(yīng)器技術(shù)（ Styrene Monomer Advanced Reactor Technology，簡稱 Smart 工藝）。目前，國外苯乙烯催化劑主要有南方化學(xué)集團(tuán)公司開發(fā)的 Styromax Styromax Styromax4 以及 Styromax5型催化劑；美國標(biāo)準(zhǔn)催化劑公司 推出的 C025HA、 C03 C045 型催化劑；德國 BASF 公司開發(fā)的 S6 S620S、 S62 S630 催化劑； Dow 化學(xué)公司開發(fā)出的 D0239E 型絕熱型催化劑等。 2．丁苯膠 與丁二烯共聚可以生成乳膠（ SBL）和合成橡膠（ SBR）； 3． AS樹脂與丙烯腈共聚為 AS樹脂； 4．其他苯乙烯也可用于生產(chǎn)其它樹脂。根據(jù)熱力學(xué)定律，對各設(shè)備進(jìn)行熱量衡算，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對設(shè)備理論上進(jìn)行了尺寸計(jì)算及選擇，使設(shè)備滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到所需要的工藝條件。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做 出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程 類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 目錄 摘要 .............................................................I Abstract ............................................................... II 引 言 .................................................................... 1 第 1 章 苯乙烯生產(chǎn)工藝簡介 .....................................2 乙苯催化脫氫工藝 ............................................2 乙苯氧化脫氫法 ..............................................2 環(huán)氧丙烷 苯乙烯聯(lián)產(chǎn)法 .......................................3 熱解汽油抽提蒸餾回收法 ......................................3 丁二烯合成法 ................................................4 其它生產(chǎn)方法 ................................................4 第 2 章 世界苯乙烯的生產(chǎn)和發(fā)展前景 ...........................5 世界供需分析及預(yù)測 ..........................................5 國內(nèi)外苯 乙烯生產(chǎn)與發(fā)展?fàn)顩r ..................................7 國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)供應(yīng)分析 .....................................7 產(chǎn)品供需現(xiàn)狀及預(yù)測 .......................................7 第 3 章 生產(chǎn)工藝的反應(yīng)歷程 .....................................9 生產(chǎn)工藝的反應(yīng)歷程 ..............