苯乙烯畢業(yè)設(shè)計(jì)word版(參考版)
2025-06-07 06:53本頁(yè)面
【正文】 由于我自身的知識(shí)和認(rèn)識(shí)水平有限，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤與不妥之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。綜上所述本工藝設(shè)計(jì)師可行的，而且很有建設(shè)價(jià)值。本工藝因水洗徹底，而且重要設(shè)備采用了耐腐蝕的不銹鋼材料，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。生產(chǎn)技術(shù)成熟、可靠，工藝合理，原料成本相對(duì)較低，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率都很高。 采用連續(xù)式生產(chǎn)工藝，設(shè)備簡(jiǎn)單，改變生產(chǎn)品種容易，工藝投資收益高，經(jīng)濟(jì)效益很好。 (2) 未冷凝的氣體組成 yi： ii LxL ?由 ? ?hkmol , ? ?FVL ?? 1 , iii LFV ??則 ? ?hkmol , ??iii xVy 離開(kāi)水冷器的液體總量 : ? ?FVL ?? 1 ? ?hkmol ? ? hk m o lL ???? 表 26 未冷凝 的氣體組成 yi 組成 Fi kmol/h Li=Lxi kmol/h Li kg/h Vi=Fi－ Li kmol/h Vi kg/h yi % 乙苯 苯乙烯 水蒸氣 二甲苯 甲苯 苯 氫氣 0 0 二氧化碳 0 0 甲烷 0 0 乙烯 0 0 二聚體 0 0 0 ∑ 100 出鹽水冷凝器的氣液組成 (T 進(jìn) =40℃， T 出 = 10℃ ) 為了簡(jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn)，參照清華大學(xué) 1 千噸苯乙烯工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，經(jīng)鹽水冷凝器后，絕大多數(shù)芳烴和水冷凝成液體，各冷凝下來(lái)量如 表 27 各物質(zhì)被冷凝量 組成 H2 CO2 CH4 C2H4 H2O 甲苯 二甲 苯 苯 乙苯 苯乙 烯 各物質(zhì)被冷凝量 0 0 0 0 92 75 85 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 13 (1) 出鹽水冷凝器液相組成 iX ： ％wtFL ii ?? ％100???iii LLx ? ?％wt 計(jì)算示例：（乙苯為例） ???iL hkg 76 53 48 ??ix 表 27 出鹽水冷凝器液相組成 組成 Fi kmol/hr Fi kg/hr Li kg/hr Li kmol/hr xi wt% 乙苯 苯乙烯 水蒸氣 二甲苯 甲苯 苯 ∑ 100 (2) 出鹽水冷凝器氣相組成 ? ?iiii LFVy ??根據(jù): 計(jì)算示例： (乙苯為例 ) 0 6 5 ???iV hkg 73 ??％wtyi 表 28 出鹽水冷凝器氣相組成 組分 Fi kg/h Li kg/h Vi=Fi－ Li kg/h yi wt% 乙苯 二甲苯 苯乙烯 氫氣 0 乙烯 0 甲烷 0 甲苯 二氧化碳 0 水 苯 ∑ 100 油水分離器水油組成 (1) 各種物質(zhì)在水中溶解度可查《化工工藝算圖》第一冊(cè)的清華大學(xué)計(jì)算 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 14 說(shuō)明書(shū)： 表 29 油水分離器水油組成 名稱(chēng) 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯 聚苯乙 烯 二甲苯 溶解度g/100gH2O 0 (2) 計(jì)算油水分離器加入量，并計(jì)算出油層、水層總量及其組成： ? ?hkgLLL iii 鹽冷水冷 ?? 被溶解量（水帶走量） =溶劑量（水總量）溶解度 未溶解量（油層物質(zhì)量） = Li－被溶解量 計(jì)算示例：（乙苯為例）： ?水冷iL hkg ?鹽冷iL hkg ???iL hkg ???被溶解量 hkg 8 4 0 8 4 3 2 ??未溶解量 hkg 表 210 油水分離器水油組成 組分 Li 水冷 kg/h Li 鹽冷kg/h Likg/h 被溶量 kg/h 未溶量 kg/h xi 水wt% xi 油wt% 乙苯 苯乙烯 水 0 0 二甲苯 0 0 甲苯 苯 二聚體 0 ∑ 100 100 對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行物料衡算： hkg 表 211 反應(yīng)系統(tǒng)物料衡算 組分 進(jìn) 料 出 料 進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng) kg/h 鹽水冷凝器放空量 kg/h 被溶量 kg/h 未溶量 kg/h 乙苯 二甲苯 0 苯乙烯 氫氣 0 / / 化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 15 組分 進(jìn) 料 出 料 進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng) kg/h 鹽水冷凝器放空量 kg/h 被溶量 kg/h 未溶量 kg/h 乙烯 0 / / 甲烷 0 / / 甲苯 0 二氧化碳 0 / / 水 0 苯 0 二聚體 0 0 ∑ 計(jì)算總進(jìn)出物料量， ? ????? 8 9 9 7 9 hkg ? ???? 9 4 1 8 1 4 0 7 hkg 由以上可知是平衡。 假設(shè)氣化率 ? ?~ ，由公式 ? ?? ?11 ??? i ifi kv xx求出 iV ， 利用 1?? iX ，檢驗(yàn)所設(shè)的 V 是否正確。據(jù)稱(chēng)， Stex 法可生產(chǎn)出純度大于 ％的苯乙烯，而生產(chǎn)成本僅為乙烯脫氫法的一半。主要方法有： (1) 乙烯和苯直接合成法（醋酸鈀作用下） OHC H C HHCOHCHC 225625256 21 ??? (2) 以丁二烯為原料的二聚法 21162222 C H C HHCHC H C H C HCH ?? 22562116 HC H C HHCC H C HHC ?? (3) 以甲苯為原料的合成方法 25656356 3222 HPbHC H C H CHCPbCHHC ???? 256225656 2 C H C HHCCHCHHC H C H CHC ?? (4) 裂解汽油中萃取分離苯乙烯 乙烯工廠中聯(lián)產(chǎn)裂解汽油，如不進(jìn)行兩段加氫而由其中直接萃取分離，可得到相當(dāng)數(shù)量苯 乙烯。某廠苯乙烯裝置對(duì)原料純度要求如表 14 所示。因?yàn)槎冶矫摎浜笊傻亩蚁┗饺菀自诜蛛x與精制過(guò)程中生成聚合物，堵塞設(shè)備和管道，影響生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，采用水蒸氣：乙苯 =（ 69）： 1（ mol）左右。 水蒸氣用量增多，乙苯平衡轉(zhuǎn)化率提高。這樣， 既降低了反應(yīng)組分的分壓，推動(dòng)了平衡的有利移動(dòng)，又避免了真空操作，保證了生產(chǎn)的安全運(yùn)行。但是，真空條件下進(jìn)行高溫操作化工系畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 7 易燃易爆物料，在工業(yè)生產(chǎn)中極不安全。 表 13 乙苯脫氫反應(yīng)溫度的影響 反應(yīng)溫度（ K） 853 873 893 913 乙苯轉(zhuǎn)化率（ %） 苯乙烯產(chǎn)率（ %） (2) 反應(yīng)壓力 乙苯脫氫反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)增多的可逆反應(yīng)。乙苯脫氫反應(yīng)溫度的影響見(jiàn)表三，另外，適宜的反應(yīng)溫度還應(yīng)根據(jù)催化劑活性溫度范圍來(lái)確定。 工藝條件 (1) 反應(yīng)溫度 乙苯脫氫反應(yīng)為可逆吸熱反應(yīng)。 (3) 油水分離過(guò)程 冷凝后，因反應(yīng)中的水蒸氣變?yōu)樗ㄟ^(guò)氣體壓縮機(jī)和油水分離器，將有機(jī)相和水分離。將原料中的水蒸氣（按比例過(guò)量）有助于反應(yīng)向右移，也要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度。 生產(chǎn)工藝 工藝過(guò)程 (1) 脫氫過(guò)程 在脫氫反應(yīng)器中，苯乙烯的產(chǎn)率與水蒸氣用量和反應(yīng)溫度有關(guān)。催化劑以三氧化二鐵為主，投料比為水蒸氣：乙苯 =2～ 3： 1（質(zhì)量比），反應(yīng)所得的氣體混合物經(jīng)冷凝、油水分離、多塔分離和精制，制得苯乙烯 （ SM） 。該技術(shù)可用于原 生產(chǎn)裝置改造，改造容易且費(fèi)用較低。 脫氫工藝的介紹及反應(yīng)原理 脫氫工藝的介紹 “ SMART”技術(shù)是魯姆斯法生產(chǎn)苯乙烯 （ SM） 的技術(shù)之一。反應(yīng)方程式如下： 22565256 HC H C HHCHCHC ?? 同時(shí)還有副反應(yīng)發(fā)生，如裂解反應(yīng)和加氫裂解反應(yīng)： 435625256 CHCHHCHHCHC ??? 336625256 CHCHHCHHCHC ??? 22665256 CHCHHCHCHC ?? 高溫裂解生碳：
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