【正文】 E5E1E2 E3E6 E7Q[]W[]Q[1 ]Q[1 ]Q[1 ]Q[]Q[]Q[]W[]10201 11526M2T1T2水蒸汽附圖1 乙苯過程流程圖32/15770469/4501200252 .9/15770294/4501200457/450P1W[]P1W[] 2 乙苯制苯乙烯過程設(shè)計 反應(yīng)系統(tǒng)3. 1. 1 反應(yīng)物和產(chǎn)物分布該反應(yīng)系統(tǒng)的主要反應(yīng)物為乙苯過程的產(chǎn)品乙苯，其純度為 99. 8 % 。產(chǎn)品苯乙烯的產(chǎn)量為 249 . 4 m ol / h ，純度為 99 . 9% 。因此，在市場需求允許的情況下，擴大生產(chǎn)規(guī)模，對經(jīng)濟(jì)效益是非常有益的。這是因為，當(dāng) x2增大時，開始使主反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率增大，可減小過程的循環(huán)量，從而使能耗和固定投資費用有所減小。表 5 6 進(jìn)一步計算了在 x 0 和 x 2 交互作用下的經(jīng)濟(jì)評價，證實了上述最優(yōu)條件。 。 :13:4705:13:47March 8, 2023 1意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 :13:4705:13Mar238Mar23 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。 2023年 3月 8日星期三 5時 13分 47秒 05:13:478 March 2023 1一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。 , March 8, 2023 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。 :13:4705:13Mar238Mar23 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 :13:4705:13:47March 8, 2023 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 表 5 5 x2對經(jīng)濟(jì)效益的影響X2產(chǎn) 值( 萬元 / 年 )原料消耗( 萬元 / 年 )能 耗( 萬元 / 年 )固定投資( 萬元 / 年 )經(jīng)濟(jì)效益( 萬元 / 年 )效益投資比0. 25 62 53 . 76 21 83 . 44 24 05 . 21 45 7. 05 12 54 . 06 2. 740. 30 62 88 . 39 22 50 . 27 21 45 . 78 42 8. 00 14 64 . 34 3. 420. 35 63 17 . 82 23 07 . 30 18 84 . 71 40 0. 86 17 24 . 95 4. 300. 40 63 41 . 53 23 62 . 09 20 64 . 57 41 4. 95 14 99 . 92 3. 800. 45 63 96 . 90 24 24 . 13 23 20 . 57 43 6. 43 12 15 . 77 2. 99 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5800100012001400160018002023EPX212345 EPR圖 5 3 經(jīng)濟(jì)效益隨 x2的變化關(guān)系 經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化的流程結(jié)構(gòu) 由前面的分析可知，本設(shè)計系統(tǒng)的規(guī)模為在市場條件允許的情況下產(chǎn)量越大越經(jīng)濟(jì)。圖 52 顯示了經(jīng)濟(jì)效益及效益投資比隨乙烯和苯的進(jìn)料摩爾比 x0的變化關(guān)系。 全流程經(jīng)濟(jì)潛力產(chǎn)量對經(jīng)濟(jì)效益的影響當(dāng)乙苯過程乙烯和苯的進(jìn)料摩爾比為 x0= 0 . 5 ，苯乙烯過程的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為x2= 0 . 35 時，對不同產(chǎn)量情況下進(jìn)行 P RO I I 模擬和優(yōu)化，計算其產(chǎn)值 、 原料價值 、能耗和固定投資，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益對比，發(fā)現(xiàn)在相同的乙苯過程苯和乙烯的進(jìn)料摩爾和苯乙烯過程的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的情況下，產(chǎn)量越大，產(chǎn)值 、 原料價值 、和 能耗幾乎與產(chǎn)量成比例增大，但固定投資的增大較小。 4 3 全過程流程根據(jù)全流程的模擬優(yōu)化，本系統(tǒng)須耗原料：苯為 373 . 4m ol / h ；乙烯為 519 . 3 m o l / h 。排定塔序的推理法則如下：1 流量最大的組分最先分離；2 最輕的組分最先分離；3 高收率的組分最后分離；4 分離困難的組分最后分離；5 等摩爾分割優(yōu)先；6 下一個分離應(yīng)該是最便宜的。 過程設(shè)計分析 ? 2 苯乙烯生產(chǎn)過程的分析 ? 苯乙烯合成 ? 苯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)目前幾乎全采用乙苯催化脫氫方法。 因此 ，必須對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離 ， 將反應(yīng)產(chǎn)物中的多烷基苯衍生物和未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物 （ 主要是過量苯 ） 分離出來 。本設(shè)計采用啟發(fā)—試探法進(jìn)行排序。 3 乙苯制苯乙烯過程設(shè)計3 . 2 分離系統(tǒng)設(shè)計3. 2. 1 分離序列表 3 1 反應(yīng)產(chǎn)物的流量和沸點物質(zhì) 甲烷 乙烯 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯 氫氣流量 （ m o l / h ） 27 . 55 49 . 85 49 . 85 27 . 55 60 8. 02 250 22 2. 45沸點 （ ? F ） 25 8. 7 15 4. 7 17 6. 2 23 1. 1 27 7. 1 29 3. 3 42 3. 0 3 . 2 分離系統(tǒng)設(shè)計3. 2. 1 分離序列 輕組分回收 苯 反應(yīng)產(chǎn)物 甲苯 乙苯循環(huán) 產(chǎn)品苯乙烯圖 3 2 產(chǎn)品乙苯分離序列輕組分塔苯塔乙苯塔產(chǎn)品塔 表 3 2 分離系統(tǒng)操作條件理論板數(shù) NT回流比 R 溫度 T( ? F)最小 實際 最小 實際壓力 P( P s i a ) 進(jìn)料 塔頂 塔底閃蒸塔 25 50 .0 50 .0 50 .0乙苯塔 15 .8 34 8. 54 10. 25 25 158. 7 150. 0 318. 9苯塔 16. 6 38 0. 99 1. 19 25 150. 0 150. 0 267. 9產(chǎn)品塔 77. 3 153 6. 95 8. 34 25 318. 9 315. 0 330. 2物流流量 ( m o l / h) 熱負(fù)荷 ( M M B t u)進(jìn)料位置Nf 進(jìn)料 塔頂 塔底 塔頂冷凝器 塔釜再沸器閃蒸塔 1235. 3 295. 4 939. 8乙苯塔 18 939. 8 82. 7 857. 2 13. 92 20. 76苯塔 16 82. 7 55. 3 27. 4 1. 52 1. 68產(chǎn)品塔 63 857. 2 607. 8 249. 4 84. 08 84. 10 表 3 3 各股物流的流量及組成組成 ( m o l % )塔 物流 流量( m o l / h) 氫氣 甲烷 乙烯 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯進(jìn)料 123 5. 3 18. 0 2. 2 4. 0 4. 0 2. 2 49. 2 20. 2塔頂 295 . 4 75. 2 9. 1 15. 1 0. 2 0. 2 0. 1閃蒸塔 塔底 939 . 8 0. 1 0. 5 5. 2 2. 9 64. 6 26. 6進(jìn)料 939 . 8 0. 1 0. 5 5. 2 2. 9 64. 6 26. 6塔頂 82. 7 0. 3 0. 7 6. 2 59. 5 32. 2 1. 0乙苯塔 塔底 857 . 2 0. 1 70. 8 29. 1進(jìn)料 82. 7 0. 3 0. 7 6. 2 59. 5 32. 2 1. 0塔頂 55. 3 0. 5 1. 1 9. 3 89. 0 0. 1苯塔 塔底 27. 4 0. 1 96. 9 3. 0 0. 1進(jìn)料 857 . 2 0. 1 70. 8 29. 1塔頂 607 . 8 0. 1 99. 8 0. 1產(chǎn)品塔 塔底 249 . 4 0. 1 99. 9 3 . 3 換熱網(wǎng)絡(luò)合成3. 3. 1 各換熱單元熱負(fù)荷計算新鮮乙苯循環(huán)乙苯圖 3 3 換熱系統(tǒng)初步流程混合預(yù)熱壓縮反應(yīng)冷卻閃蒸預(yù)熱分離 3 . 3 換熱網(wǎng)絡(luò)合成表 3 4 換熱單元的熱負(fù)荷預(yù)算值換熱單元 流量( m o l / h)進(jìn)口溫度(oF)進(jìn)口壓力( P s i a )出口溫度(oF)出口壓力( P s i a )熱負(fù)荷( M M B t u)*32 7. 4 278 . 7原料混合**6 07. 8 31525 278 . 6 15原料預(yù)熱 935 . 2 278 . 6 15 108 6. 5 15 51. 72原料壓縮 935 . 2 108 6. 5 15 1 1 15 25 1. 84反應(yīng) 935 . 2 1 1 15 25 1 1 15 25 0. 04產(chǎn)物冷卻 123 5. 2 1 1 15 25 50 25 70. 00閃蒸塔 123 5. 2 50 25 50 25乙苯塔預(yù)熱 939 . 8 50 25 158 . 7 25 4. 18乙苯頂冷凝 82. 7 150 25 13. 92乙苯底再沸 857 . 2 318 . 9 25 20. 76苯塔頂冷凝 55. 3 150 25 1. 52苯塔底再沸 27. 4 267 . 9 25 1. 68產(chǎn)品頂冷凝 607 . 8 315 25 84. 08產(chǎn)品底再沸 249 . 4 330 . 2 25 84. 10產(chǎn)品冷卻 249 . 4 330 . 2 25 80 25 2. 81 4 由 苯制苯乙烯 全 過程設(shè)計表 4 1 全過程單元設(shè)備的流量及負(fù)荷 （乙苯過程部分）流量 ( m o l / h) 溫度 (oF) 壓力 ( P s i a )單元 代號物流進(jìn)口 出口 進(jìn)口 出口 進(jìn)口 出口負(fù)荷( M M B t u / h)新苯 373 .4 85. 7 15混合器 M 1 1乙烯 519. 3892. 780. 051. 11515泵 P 1 1 892. 7 25