苯乙烯的初步設計方案(編輯修改稿)
2025-05-26 13:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 反應器流出物的冷凝液進入液相分離器為烴相和水相。烴相即脫氫混合液（粗苯乙烯）送至分離精餾部分，水相送工藝冷凝汽提塔，將微量有機物除去，分離出的水循環(huán)使用。2．苯乙烯的分離與精制本流程的特點主要是采用了帶有蒸汽再熱器的兩段徑向流動絕熱反應器，在減壓下操作，單程轉(zhuǎn)化率和選擇性都很高；流程設有尾氣處理系統(tǒng)，用殘油洗滌尾氣以回收芳烴，可保證尾氣中不含芳烴；殘油和焦油的處理采用了薄膜蒸發(fā)器，使苯乙烯回收率大大提高。在節(jié)能方面采取了一些有效措施，例如進入反應器的原料（乙苯和水蒸氣的混合物）先與乙苯苯乙烯分餾塔頂冷凝液換熱，這樣既回收了塔頂物料的冷凝潛熱，又節(jié)省了冷卻水用量。3．關鍵設備[9]蒸汽過熱爐；脫氫絕熱徑向反應器；分離罐；廢熱鍋爐；液相分離器；冷凝器；壓縮機；泵；殘油汽提塔；殘油洗滌塔；工藝冷凝汽提塔；乙苯—苯乙烯分餾塔；乙苯回收塔；苯—甲苯分離塔；苯乙烯塔；薄膜蒸發(fā)器；離罐；排放泵。4．工藝參數(shù)的確定[10]年工作日：300天，每天24小時，乙苯總轉(zhuǎn)化率為55%； 配料比：烴 ：水蒸汽=1：（質(zhì)量比） ；壓力P： 105 Pa。 5．反應簡圖甲苯回收乙苯回收一段反應器冷凝器分離器乙苯苯乙烯反應器混合物產(chǎn)品苯乙烯精餾圖2 反應簡圖6．廢氣、廢渣的處理硫酸貯存罐廢物 圖3 廢氣、廢渣處理產(chǎn)生的甲烷，氫氣通過硫酸吸收掉水，進入貯存罐里，最后做成合成氣：而對于產(chǎn)生的焦油，則通過復雜的加氫；對于其它物質(zhì)，則進行合量的回收。四、主要設備的物料衡算（一）物料衡算 1．計算依據(jù) 乙苯脫氫制苯乙烯裝置包括脫氫和精餾兩個單元，是具有循環(huán)物流的復雜化工過程。 乙苯脫氫反應在裝有鐵系催化劑的列管反應器中進行，反應方程式為：主反應： 副反應： 在水蒸氣存在的條件下，還可能發(fā)生下列反應： 水蒸汽作稀釋劑，：1反應壓力為150000Pa（絕），反應溫度為580℃，反應器進口溫度630℃,乙苯總轉(zhuǎn)化率為55%，苯乙烯、苯、甲苯各反應選擇性分別為：(a)90%、(b)3%、(c)7%、 為簡化計算，假定： ① 反應混合原料組成：乙苯： 99%( W% )，甲苯：%，苯：%，混合原料中不含其它二甲苯。 ② 水蒸汽為惰性組分，不發(fā)生水蒸汽轉(zhuǎn)化反應，并且無結(jié)焦反應。 ③ 冷凝液經(jīng)油水分離器分離成水和有機混合物，水中夾帶芳烴量為500mg/L，夾帶芳烴組成同有機混合物相同。有機混合物中水量很少可忽略。 ④ (W%)。 ⑤ 乙苯－苯乙烯塔真空操作，塔頂壓力＜200mmHg。塔頂苯乙烯含量＜%，塔釜乙苯＜%。⑥ 乙苯回收塔，塔頂乙苯＜%，塔釜甲苯＜%。 ⑦ 苯－甲苯塔塔頂壓力＜160mmHg，塔頂甲苯＜%，塔釜苯＜%。 ⑧ 精餾塔塔頂苯乙烯回收率大于95%，乙苯塔頂＜%，苯乙烯塔底＜，塔頂壓力＜50mmHg。 2．計算總式[11]總物料恒算： F = D + W ①易揮發(fā)組分的物料恒算：F XF = D XD + W XW ② F—原料液量 KJ/molD—塔頂餾出液量KJ/molW—塔釜殘液量KJ/molXF—原料液中易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù) XD—餾出液中易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù)XW—殘液中易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù)3．物料衡算 表1 反應器進料（假設以20000kg/h原料進料為基準）甲苯20000%=160kg/h160247。92=乙苯2000099%=19800kg/h19800247。106=苯乙烯20000%=40kg/h40247。78=進反應器的蒸汽量 ：19800=51480kg/h 51480247。18=2860kmol/h 反應器的出料 ：一段反應器的出料：據(jù)化學反應式 乙苯總轉(zhuǎn)化率 55％，選擇性 90％； ①生成的苯乙烯： 90%55%=②生成的H2量： kmol/h 副反應： 據(jù)化學反應式 選擇性 3% ① 生成的苯： 55%3%=② 生成的乙烯： kmol/h ③出料中的苯量： + = kmol/h 據(jù)化學反應式 選擇性[12] 7%①消耗H2量： 55%7%=②生成的甲苯量： kmol/h ③生成的甲烷量： kmol/h 表2反應器出口的物料組成乙 苯 (155%)= kmol/h 苯乙烯 kmol/h 甲 苯 + = kmol/h 苯 + = kmol/h乙 稀 kmol/h 甲 烷 kmol/h 氫氣 – = kmol/h 表3反應器出口的有機混合物質(zhì)量組成乙 苯 106= Kg/h W%苯乙烯 104= Kg/h
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