【文章內(nèi)容簡介】 生產(chǎn)乙苯。此法雖在技術(shù)上不夠先進，但安全可靠，工藝成熟，經(jīng)濟上也較合理。所以，該法目前還是我國生產(chǎn)乙苯的主要方法。 300天計，一天以 24小時計； 2．苯單耗 （純） /噸乙苯（純）； 3．原料苯組成（質(zhì)量 %）：苯 %；甲苯 %； %； 4．苯對乙苯的單程轉(zhuǎn)化率 35%； 5. 3AlCl 添加量為 /噸乙苯；循環(huán)的 3AlCl 絡(luò)合物量為 /噸乙苯； 新 3AlCl 絡(luò)合物與循環(huán)絡(luò)合物組成相同； 6．烴化塔操作溫度 950C ，操作壓力 7．進料溫度：精苯及原料氣 250C ；循環(huán)苯 250C ；新 3AlCl 絡(luò)合物 650C ； 循環(huán)絡(luò)合物 650C ；回流苯 400C ； 8．冷凝器操作壓力 ，尾氣在 400C 下冷凝； 24CH、 4CH 、 38CH外，還含有 HCl 、苯、甲苯、乙苯、不含二乙苯以上物質(zhì)； 10．烷基化反應(yīng)器頂部蒸出的芳烴中苯 70%、甲苯占 20%、乙苯占 10%（質(zhì)量 %）； 5 第三章 工藝計算 主反應(yīng)： 66 6 2 4 5 2 5C H C H C H C H Q? ? ? 副反應(yīng)： ? ?6 5 2 5 2 4 6 5 2 5C H C H C H C H C H Q? ? ? ? ?6 4 2 5 6 6 6 5 2 52 2C H C H C H C H C H Q? ? ? 計算基準以每小時生產(chǎn)乙苯量為基準（純乙苯） ? ?71 5 1 0 / 3 0 0 2 4 2 0 8 3 3 . 3 3 5 k g / h? ? ? 損失的乙苯量為 1%，則反應(yīng)原生產(chǎn)乙苯量為： ? ?7152 0 8 3 3 . 3 3 5 / 1 1 % 2 1 0 4 3 . 7 7 1 0 / 3 0 0 2 4 2 0 8 3 3 . 3 3 5 g / h3 k? ? ???（ ） 乙烯理論消耗量 ： 2 1 0 4 3 . 7 7 3 / M M = 5 5 5 8 . 7 3 2 k g / h?乙 苯 乙 烯 乙烯實際消耗量： 5 5 5 8 . 7 3 2 / 9 1 % 6 1 0 8 . 4 9 7 k g / h? 生成乙苯所用乙烯的量 ： 6 1 0 8 . 4 9 7 9 1 % 5 5 5 8 . 7 3 2k g / h?? 生成二乙苯所用乙烯的量： 6 1 0 8 . 4 9 7 4 % 2 4 4 . 3 4 0 k g / h?? 生成三乙苯所用乙烯的量 ： 6 1 0 8 . 4 9 7 2 . 5 % 1 5 2 . 7 1 2 k g / h?? 損失部分（尾氣損失和機械損失）： 6 1 0 8 .4 9 7 2 .5 % 1 5 2 .7 1 2 k g / h?? 將原料乙烯氣組 成 換算成質(zhì)量百分數(shù)： 0 . 9 5 0 0 2 8 0 . 0 1 6 1 6 0 . 0 2 4 0 3 0 0 . 0 1 0 4 4 2 8 . 0 1 6 g / m o lM ? ? ? ? ? 24 0 .9 5 2 8 /% 9 4 .9 5 %CH Mw ?? 4 % 0 . 0 1 6 1 6 / 0 . 9 1 %CHwM?? 26 % 0 .0 2 4 3 0 / 2 .5 7 %CHwM?? 38 % 0 .0 1 4 4 / 1 .5 7 %CH ?? 原料乙烯氣總質(zhì)量： 6 1 0 8 . 4 9 7 / 9 4 . 9 5 % 6 4 3 3 . 3 8 3 k g / h? 原料氣中 24CH的量： 6 4 3 3 . 3 8 3 9 4 . 9 5 % 6 1 0 8 . 4 9 7 k g / h?? 原料氣中 4CH 的量： 6 4 3 3 .3 8 3 0 .9 1 % 5 8 .5 4 4 k g / h?? 原料氣中 26CH的量： 6 4 3 3 . 3 8 3 2 . 5 7 % 1 6 5 . 3 3 8 k g / h?? 原料氣中 38CH的量： 6 4 3 3 . 3 8 3 1 . 5 7 % 1 0 1 . 0 0 4k g / h?? 共計 6 苯單耗為 /噸乙苯 (純 )計，則原料新鮮苯為： 0 . 8 2 1 0 4 3 . 7 7 3 / 9 9 % 1 7 0 0 5 . 0 6 9 k g / h?? 純苯的量： 1 7 0 0 5 . 0 6 9 9 9 % 1 6 8 3 5 . 0 1 8 k g / h?? 甲苯的量： 1 7 0 0 5 . 0 6 9 0 . 9 5 % 1 6 1 . 5 4 8 k g / h?? 水的量： 1 7 0 0 5 . 0 6 9 0 . 0 5 % = 8 . 5 0 3 k g / h? 生成乙苯的苯： 2 1 0 4 3 . 7 7 3 1 0 6 7 8 1 5 4 8 5 . 0 4 0k g / h? ? ? 生成二乙苯的苯： 2 4 4 . 3 4 0 / 2 8 / 2 7 8 3 4 0 . 3 3 1 k g / h?? 生成三乙苯的苯： 1 5 2 . 7 1 2 / 2 8 / 3 7 8 1 4 1 . 8 1 0k g / h?? 苯的損失量： 1 6 8 3 5 . 0 1 8 1 5 9 6 7 . 1 7 5 8 6 7 . 8 4 3 k g / h?? 生成產(chǎn)物： 乙苯的量： 1 5 4 8 5 . 0 4 0 / 7 8 1 0 6 2 1 0 4 3 . 7 7 2k g / h? 二乙苯的量： 3 4 0 . 3 3 1 / 7 8 1 3 4 5 8 4 . 6 7 1 k g / h?? 三乙苯的量： 1 4 1 . 8 0 4 / 7 8 1 6 2 2 9 4 . 5 1 6k g / h?? 由于苯與乙苯單程轉(zhuǎn)化率為 35%，那么（不計回流苯） 則：進入反應(yīng)器的苯： 1 5 4 8 5 . 0 4 0 / 3 5 % 4 4 2 4 2 . 9 7 1 k g / h? 循環(huán)苯量： 4 4 2 4 2 . 9 7 1 1 6 8 3 5 . 0 1 8 2 7 4 0 7 . 9 5 3 k g / h?? 因添加新鮮 3AlCl 量為 /噸乙苯，所以新鮮絡(luò)合物用量： 0 . 0 3 2 1 0 4 3 . 7 7 3 / 2 5 % 2 5 2 5 . 2 5 k g / h?? 循環(huán)絡(luò)合物為 /乙苯，故循環(huán) 3AlCl 絡(luò)合物量為： 0 . 3 5 2 1 0 4 3 . 7 7 3 7 3 6 5 . 3 2 1 k g / h?? 3AlCl 為： 7 3 6 5 . 3 2 1 2 5 % 1 8 4 1 . 0 3 3 k g / h?? 二乙苯為： 7 3 6 5 . 3 2 1 5 1 . 7 % 3 8 0 7 . 0 8 7 1 k g / h?? 多乙苯： 7 3 6 5 . 3 2 1 2 3 . 3 0 % 1 7 1 6 . 1 2 0k g / h?? 7 尾氣量的計算 尾氣中乙烯為 1%，其余由乙烯帶入的氣體 4CH ， 26CH， 38CH均不參加反應(yīng) 乙烯： 6 1 0 8 . 4 9 7 1 % = 6 1 . 0 8 5 k g / h? 由于水的量為： ? %=根據(jù)反應(yīng) 2 3 33 ( ) 3H O AlC l Al O H H C l? ? ? HCl 的量： 8 . 0 5 3 / 1 8 3 6 . 5 = 1 7 . 2 4 2 k g / h? 生成 3()AlOH 的量 ： 8 . 0 5 3 / 3 1 8 7 8 1 2 . 2 8 2 k g /h? ? ?（ ） 生成 3AlCl 量： 8 . 0 5 3 / 3 1 8 1 3 3 . 5 2 1 . 0 2 1 g h( /) k??? 查《化工物性簡明手冊》 [5]得 苯、甲苯、乙苯的安托因方程取下： 苯： 1 4 . 1 6 0 3 1 2 9 4 8 . 7 8 / 4n . 5 6 3l 4Tp ?? ? （ ）（ kPa ） 甲苯： l n 1 4 . 2 5 2 3 2 4 2 . 3 8 / 4 7 . 1 8 0 6pT? ? ?（ ）（ kPa ） 乙苯： l n 1 3 . 9 6 9 8 3 2 5 7 . . 1 7 / 6 1 . 0 0 9 6? ? ?（ ）（ kPa ） 由于回 流溫度以及尾氣溫度均為 40oC ，即為 ，得到 ： P苯 = = P = 7 .8 5 1 k P a = 0 .0 7 7 5 a tm甲 苯 P乙 苯 = = 假定苯、甲苯、乙苯 均達到飽和值，且不含二乙苯以上的多烷基苯，則有： 00//iip p n n?氣 氣 (31) （ n氣 指苯、甲苯、乙苯以外的氣體 p氣 指苯、甲苯 、 乙苯以外的氣體飽和蒸壓 0in 指苯、甲苯、乙苯的氣體量 0ip 指苯、甲苯、乙苯的氣體飽和蒸汽壓） 8 .0 5 3 / 1 8 1 3 .6 4 8 1 4 .1 2 0n ? ? ?氣 kmol 1 . 3 0 . 2 3 7 7 0 . 0 2 8 3 0 . 9 5 6 5 k P ap ? ? ? ?氣 得到： 0 3 .5 0 9 k m/ oln n p p ??苯 氣 苯 氣 3 . 5 0 9 7 8 2 7 3 . 7 0 2 k gm ??苯 0 1 .1 4/ 4 k m o ln n p p ??甲 苯 氣 甲 苯 氣 1 . 1 4 4 9 2 1 0 5 . 2 4 8 k gm ??甲 苯 ?乙 苯 0 . 4 1 7 8 1 0 6 4 4 . 2 8 7 k gm ? ? ?乙 苯 尾氣總質(zhì)量： 3 8 5 . 9 7 1 5 0 . 5 4 5 2 7 3 . 7 0 2 1 0 5 . 2 4 8 4 4 . 2 8 7 8 5 9 . 7 5 3 kg? ? ? ? ? 8 烷基化液量的計算 烷基化液中苯 =循環(huán)苯 =乙苯量 =產(chǎn)物乙苯 尾氣損失乙苯 ==二乙苯量 =生成的二乙苯 =三乙苯等多烷基苯 =生成三乙苯量 =甲苯的量 =新鮮原料中甲苯 尾氣中甲苯 == 絡(luò)合物的量 =進入系統(tǒng)絡(luò)合物的量 循環(huán)絡(luò)合物總量 =+= 機械損失量 乙烯損失量：總損失量 尾氣帶走乙烯的量 ==苯的損失量：總損失量 尾氣帶走苯的量 == 9 表 kg/h %? kmol/h n% 原 24CH 料 4CH 乙 26CH 烯 38CH 總計 66CH 6 5 3CHCH 原 2HO 料 合計 苯 循環(huán)苯 3AlCl 新 二乙苯 絡(luò) 三乙苯 合 合計 物 3AlCl 二乙苯 循環(huán) 三乙苯 絡(luò)合物 合計 總計 10 表 kg/h %? kmol/h n% 尾 4CH 26CH 38CH 66CH 氣 乙苯 6 5 3CHCH HCl 烷 66CH 基 乙苯 化 二乙苯 三乙苯 液 6 5 3CHCH 3AlCl 二乙苯 三乙苯 ? ?3AlOH 24CH 66CH 共計 11 首先選取基準溫度為 250C 1Q =0 ： 2Q =0 熱量 33pQ mc t?? (32) 經(jīng)查閱化工手冊 [6]得到： 25~40oC 的苯、甲苯、乙苯的平均熱容為 。 kJ/(kg K)? ， kJ/(kg K)? ， kJ/(kg K)? ? ?33 1 . 6 4 6 9 0 . 7 1 . 6 8 8 0 0 . 2 0 1 . 7 4 7 4 0 . 1 0 4 0 2() 5 2 4 . 9 7 8 k JQm ? ? ?? ? ? ? ? t? =0，則 4Q =0