【正文】 6H5CHCH2 + H2O 本過程以乙苯計的苯乙烯產率約為 65%， 低于乙苯脫氫法的產率。在高于 100℃ 時即進行聚合，甚至在室溫下也可產生緩慢的聚合。苯乙烯難溶于水， 25℃時其溶解度為 %。在苯乙烯蒸餾中采用一種專用的不含硫的苯乙烯阻聚劑。乙苯氧化脫氫法是目前尚處于研究階段生產苯乙烯的方法。 本設計主要是精餾工段的工藝設計。 設計內容主要包括：工藝流程設計、工藝計算、設備設計等。苯乙烯的工業(yè)生產包括乙苯氧化脫氫法和乙苯催化脫氫法。 所需要的催化劑用量和反 應器體積較小，且催化劑不宜磨損，能在高溫高壓下操作，內部結構簡單，選價便宜。苯乙烯為無色透明液體，常溫下具有辛辣香味，易燃。苯乙烯從結構 上看是不對稱取代物，乙烯基因帶有極性而易于聚合。故此法在國外仍有采用。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。新鮮乙苯和循環(huán)乙苯先與一部分蒸汽混合，然后在一個用火加熱的蒸汽過熱器內進行過熱，再與過熱蒸汽相混合，在一個兩段、絕熱的徑向催化反應系統(tǒng)內進行脫氫。整個脫氫系統(tǒng)的壓力降小，以維持壓縮機入口盡可能高壓，同時維持脫氫反應器盡可能低壓，從 而提高苯乙烯的選擇性，同時不損失壓縮能和投資費用。 撫順職業(yè)技術學院高職畢業(yè)論文 （設計） 6 2 生產工藝說明 原料、成品及半成品 乙苯的沸程為 ℃～ ℃。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。反應速率降低的原因其一是反應越來越接近平衡，反應推動力越來越小，其二在反應速率常數(shù)的降低。采用低活性、高選擇性催化劑的設計有比較好的效益。首先，蒸汽向反應混合物提供熱量。再加熱和增加級數(shù)的過程可視經(jīng)濟效益多次重復，每增加一級，轉化率和選擇性便逐漸降低。 李賀 老師誨人不倦的工作作風，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴肅認真的治學風格給我留下深刻的影響，值得我永遠學習。 選輕關鍵組分：乙苯 收率 % 重關鍵組分：苯乙烯 收率 % 表 31粗苯乙烯塔物料衡算 組成 進料 塔頂 塔釜 kg/h Wt% kg/h Wt% kg/h Wt% 苯 0 0 甲苯 0 0 乙苯 苯乙烯 二乙苯 0 0 合計 100 100 100 精苯乙烯塔 選輕關鍵組分：苯乙烯 收率 % 重關鍵組分 二乙苯 收率 100% 表 32精苯乙烯塔物料橫算 組成 進料 塔頂 塔釜 kg/h Wt% kg/h Wt% kg/h Wt% 乙苯 0 0 苯乙烯 二乙苯 0 0 合計 100 100 100 循環(huán)乙烯塔 選輕關鍵組分：甲苯 收率 % 撫順職業(yè)技術學院高職畢業(yè)論文 （設計） 10 重關鍵組分：乙苯 收率 % 表 33循環(huán)乙苯塔物料衡算 組成 進料 塔頂 塔釜 kg/h Wt% kg/h Wt% kg/h Wt% 苯 0 0 甲苯 乙苯 苯乙烯 0 0 合計 100 100 100 苯 ，甲苯塔 選輕關鍵組分： 苯 收率 % 重關鍵組分： 甲苯 收率 % 表 34苯，甲苯塔物料衡算 組成 進料 塔頂 塔釜 kg/h Wt% kg/h Wt% kg/h Wt% 苯 甲苯 乙苯 0 0 合計 100 100 100 熱量橫算 計算換熱時有基準溫度和基準狀態(tài) 基準溫度： 25℃ Cp=a+bT+cT2+dT3cal/mol℃ 基準狀態(tài) ：氣態(tài) 撫順職業(yè)技術學院高職畢業(yè)論文 （設計） 11 粗苯乙烯塔 ① 塔頂冷凝器 R= 流量 Fi=（ R+1） F 表 35粗苯乙烯塔塔頂冷凝器的熱量衡算 組成 FiHv CpiFi 苯 甲苯 乙烯 苯乙烯 合計 H1= H2= H=H1+H2=設備選型 Q=KA△ tm K=115Kcal/㎡ h℃ △ tm=（△ t1△ t2） /1n△ t1/△ t2=18℃ → A=Q/K△ tm= ㎡ 查化工工藝手冊選型 G1000Ⅱ — 25— 350 ② 塔底再沸器 △ H=Σ（ R+1） DhvXwi 表 36塔底再沸器熱量衡算 組成 乙苯 苯乙烯 Σ（ R+1） DHvXwi Hv106 9354 （ R+1） DHvXwi 設備選型 Q=KA△ tm K=520Kcal/㎡ h℃ △ tm=（△ t1△ t2） /1n△ t1/△ t2=℃ → A=Q/K△ tm= ㎡ 查《化工工藝手冊》選型 G1000IV— 16— 170 撫順職業(yè)技術學院高職畢業(yè)論文 （設計） 12 循環(huán)乙苯塔 ① 塔頂冷凝器 R= 表 37塔頂冷凝器熱量衡算 組成 苯 甲苯 乙苯 Σ（ R+1） FHv Hv FiHv △ H1 Cp109101 Σ (R+1)CpiFi △ t CpiFi 9906..865 △ H2 △ H=△ H1+△ H2=㎡ h℃ 設備選型 Q=KA△ tm K=396Kcal/㎡ h℃ △ tm=（△ t1△ t2） /1n△ t1/△ t2=℃ → A=Q/K△ tm= ㎡ 查化工工藝手冊選型 G400I— 16— 12 ② 塔底再沸器 表 38塔底再沸器熱量衡算 組成 甲苯 乙苯 苯乙烯 Σ（ R+1） DHvXwi Hv147 7378 (R+1)DHvXwi 設備選型 Q=KA△ tm K=664Kcal/㎡ h℃ △ tm=（ △ t1△ t2） /1n△ t1/△ t2=℃ → A=Q/K△ tm= ㎡ 查《化工工藝手冊》選型 G400I— 16— 50 撫順職業(yè)技術學院高職畢業(yè)論文 （設計） 13 精苯乙烯塔 ① 塔頂冷凝器 R= 表 39塔頂冷凝器熱量衡算 組成 乙苯 苯乙烯 Σ（ R+1） FHv FiHv H1 Σ (R+1)CpiFi △ t CpiFi H2 設備選型 Q=KA△ tm K=458Kcal/㎡ h℃ △ tm=（△ t1△ t2） /1n△ t1/△ t2=℃ → A=Q/K△ tm= ㎡ 查《化工工藝手冊》選型 G500IV— 25— 70 ② 塔底再沸器 表 310 塔底再沸器熱量衡算 組成 苯乙烯 Hv85 9737 (R+1)DHvXwi 設備選型 Q=KA△ tm K=500/㎡ h℃ △ tm=（△ t1△ t2） /1n△ t1/△ t2=℃ → A=Q/K△ tm= ㎡ 查化工工藝手冊選型 G273Ⅱ — 25— 14