【正文】 ) 9 （流程方框示意圖如下 )取每小時產(chǎn)量為計算基準 圖 21 流程方框示意圖 反應系統(tǒng)進料量計算 (1) 苯乙烯每小時產(chǎn)量：（年生產(chǎn)能力 /開工時間） 8 ?? (2) 每小時產(chǎn)量中純苯乙烯量：（苯乙烯每小時產(chǎn)量產(chǎn)品苯乙 烯純度） ?? ％ (3) 苯乙烯每小時生成量： [每小時產(chǎn)量中純苯乙烯量 /（ 1－ 3%） ] ? ? 331 8 ?? ％ (4) 所需新鮮乙苯量： [苯乙烯每小時生成量乙苯分子量 /（苯乙烯收 率新鮮乙苯純度苯乙烯分子量） ] ??? ?％％ (5) 所需乙苯總量： [苯乙烯每小時生成量乙苯分子量 /（單程轉(zhuǎn)化率 主反應選擇性新鮮乙苯純度苯乙烯分子量） ] ???? ?％％％ (6) 循環(huán)乙苯量：（所需乙苯總量－所需新鮮乙苯量） 5 9 4 . 4 5 135 9 1 8 . 7 5 27 ? (7) 水蒸氣所需量：（所需乙苯總量水蒸汽稀釋比） 去分離系統(tǒng) 油層 水層去生化處理 液相 氣相放空 油水分離器 爐油貯罐 鹽水冷凝器 配比水蒸氣 乙苯貯罐 乙苯蒸發(fā)器 新鮮乙苯 循環(huán)乙苯 熱交換器 反應器 第二預熱器 第一預熱器 水冷凝器 氣相 液相 化工系畢業(yè)論文 (設計 ) 10 + H2 1 3 8 7 ?? (8) 新鮮乙苯中含二甲苯量：（所需新鮮乙苯量二甲苯含量） ?? ％ (9) 循環(huán)乙苯中含二甲苯量及苯乙烯量： hkg6 2 2,2 1 0 3 3 2 4 ?? ％ (10) 新鮮乙苯組成： 表 21 新鮮乙苯組成 組成 乙苯 二甲苯 ∑ wt% 99 1 100 kg/h (11) 乙苯貯罐中原料組成：（新鮮乙苯＋循環(huán)乙苯） 表 22 乙苯貯罐中原料組成 組成 新鮮乙苯 循環(huán)乙苯 ∑ wt% 100 kg/h (12) 乙苯蒸發(fā)器中原料組成：（乙苯貯罐中原料＋水蒸氣所需量） 表 23 乙苯蒸發(fā)器中原料組成 組成 乙苯儲罐中原料 水蒸氣所需量 ∑ wt% 40 60 100 kg/hr (13) 反應后各種產(chǎn)物的生成量： ↑ 106 104 2 92% 副 C8H10 C6H6 + C2H4 106 78 28 % C8H10 + H2 C7H8 + CH4↑ % 106 2 92 16 C8H10 ? 8C + 5H2↑ % 106 96 10 % C + 2H2O CO2 + 2H2 主 % C2H3 C2H5 化工系畢業(yè)論文 (設計 ) 11 12 36 44 4 2C8H10 C16H18 + 2H2↑ % 212 210 4 % 表 24 各物質(zhì)進出量 組分 分子量 進料量 出料量 kg/h kmol/h kg/h kmol/h yi % 乙苯 106 二甲苯 106 苯乙烯 104 氫氣 2 0 0 乙烯 28 0 0 甲烷 16 0 0 甲苯 92 0 0 二氧化碳 44 0 0 水 18 苯 78 0 0 二聚體 210 0 0 ∑ － 100 出水冷冷凝器的氣液組成： (1) 離開水冷冷凝器的液體組成 xi： 可認為 H C2H CO2完全不冷凝，二聚體完全被冷凝。 (4) 原料純度要求 為了減少副反應發(fā)生，保證生產(chǎn)正常進行，要求原料乙苯中二乙苯的含量＜ %。理論上，低壓有利于乙苯平衡轉(zhuǎn)化率及苯乙烯平衡收率的提高。 (2) 冷凝過程 在冷凝器中，將脫氫反應的產(chǎn)物冷凝，降低其溫度。此技術(shù)的優(yōu)點在于，通過提高乙苯轉(zhuǎn)化率， 減少了未轉(zhuǎn)化乙苯的循環(huán)返回量，使裝置生產(chǎn)能力提高，減少了分離部分的能耗和單耗；以氫氧化的熱量取代中間換熱，節(jié)約了能量；甲苯的生成需要氫，移除氫后減少了副反應的發(fā)生；采用氧化中間加熱，由反應物流或熱泵回收潛熱，提高了能量效率，降低了動力費用，因而經(jīng)濟性明顯化工系畢業(yè)論文 (設計 ) 5 優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。在催化劑和過熱蒸汽的存在下進行氧化脫氫反應的，即： OHC H C HHCOHCHC 225625256 222 ??? 此方法可以從乙苯直接生成苯乙烯 （ SM） ，還可以利用氧化反應放出的熱量產(chǎn)生蒸汽，反應溫度也較催化脫氫為低。 1981 年苯乙烯 （ SM） 的年生產(chǎn)能力達到 ，其用途分配以見表 12。 直到 50 年代和 60 年代苯乙烯 （ SM） 生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成熟， 70 年代以后由于能源危機和化工原料價格上升以及消除公害等因素，進一步促進老工藝以節(jié)約原料、降低能耗、消除三廢和降低成本為目標進行改進，取得了許多顯著成果，使苯乙烯 （ SM） 生產(chǎn)技術(shù)達到新的水平。 苯乙烯 （ SM） 的用途 (1) 苯乙烯 （ SM） 的發(fā)展史 苯乙烯 （ SM） 是 1827 年由 M 苯乙烯（ SM）在空氣中允許濃度為 。濃度過高、接觸時間過長則對人體有一定的危害 。 Bonastre 蒸餾一種天然 香脂 蘇合香時才發(fā)現(xiàn)的。除傳統(tǒng)的苯和乙烯烷基化生產(chǎn)乙苯進而脫氫的方法外，出現(xiàn)里 Halcon 乙苯共氧化聯(lián)產(chǎn)苯乙烯 （ SM） 和環(huán)氧丙烷工藝，其中 環(huán)球化學∕魯姆斯法的 UOP∕Lummus 的“ SMART” SM 工藝是最先進的，通過提高乙苯轉(zhuǎn)化率，減少了未轉(zhuǎn)化乙苯的循環(huán)返 回量，使裝置生產(chǎn)能力提高，減少了分離部分的能耗和單耗；以氫氧化的熱量取代中間換熱，節(jié)約了能量；甲苯的生成需要氫，移除氫后減少了副反應的發(fā)生；采用氧化中間加熱，由反應物流或熱泵回收潛熱，提高了能量效率，降低了動力費用，因而經(jīng)濟性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。 表 12 1980 年世界苯乙烯 （ SM） 的用途分配 用 途 分配比例， % 用 途 分配比例， % PS 63 SBR 9 ABS 9 其它樹脂 6 AS 1 其它用途 5 SBL 7 (3) 國內(nèi)外概況 2021年，共生產(chǎn) 2930萬噸 /年，其中美國 600萬噸 /年，中國 55 萬噸 / 年。研究的催化劑種類較多，如氧化 鎘，氧化鍺，鎢、鉻、鈮、鉀、鋰等混合氧化物，鉬酸銨、硫化鉬及載在氧化鎂上的鈷、鉬等。該技術(shù)可用于原 生產(chǎn)裝置改造，改造容易且費用較低。 (3) 油水分離過程 冷凝后，因反應中的水蒸氣變?yōu)樗?，通過氣體壓縮機和油水分離器，將有機相和水分離。但是，真空條件下進行高溫操作化工系畢業(yè)論文 (設計 ) 7 易燃易爆物料，在工業(yè)生產(chǎn)中極不安全。因為二乙苯脫氫后生成的二乙烯基苯