【正文】 離塔（T401） EB回收塔的塔頂物流送入該塔，～，分離出甲苯的苯塔頂產(chǎn)品和苯的甲苯塔釜產(chǎn)品。 C、甲苯/乙苯回收塔（T201） EB回收塔是一座有40層塔板的帶壓塔。在SM分離塔的進料中含有苯乙烯、一些高沸點化合物（聚合物、α甲基苯乙烯及其他物料）、一些低沸點物料（EB）以及NSI阻聚劑。其目的是將來自EB/SM分離塔的塔釜液中的進料進行分離，以便從塔頂產(chǎn)出苯乙烯產(chǎn)品物流。在生產(chǎn)中保持理想的苯乙烯純度的關(guān)鍵是正確操作EB/SM分離塔，作為苯乙烯里的主要雜質(zhì)，EB一旦離開分離塔塔底后總是進入SM分離塔塔頂，在苯乙烯塔里的實際分離是在苯乙烯和α甲基苯乙烯之間進行，進行分離的關(guān)鍵是要有足夠的蒸汽流入再沸器。通往再沸器的蒸汽流量根據(jù)使塔產(chǎn)生理想的回流比來確定。進料在49塔板上進入該塔，NSI溶液隨進料進入該塔，來自薄膜蒸發(fā)器底部的循環(huán)NSI溶液在SM/柏油混合器的上游加入至EB/SM分離塔進料。該塔的第二個目的是在分離時最大程度地減少苯乙烯轉(zhuǎn)換成聚合物的損失。其目的是分離乙苯與苯乙烯。 為把苯乙烯聚合物生成降低到最低限度，EB/SM分離塔、SM塔和薄膜蒸發(fā)器都減壓運行，這樣可以降低工作溫度。蒸發(fā)器部分塔底液（塔底總量的2/3）被泵送至EB/SM分離塔進行NSI循環(huán)。 含有約50%(W)揮發(fā)物（（SM+AMS）和焦油（低粘度））的SM塔底液被送至薄膜蒸發(fā)器。 從EB/SM分離器出來的塔底液物料流，含有塔進料中的幾乎所有苯乙烯，沸點高于SM的復(fù)合物，NSI聚合阻聚劑（另外送入分離塔），少量EB和分離塔中生成的苯乙烯聚合物被送入SM塔。從分離塔出來的塔頂產(chǎn)品流被送入EB回收塔。氣體通過壓縮機入口罐，然后送往廢氣壓縮機，壓縮氣體通過一個分離罐，然后再進入廢氣冷卻器，冷卻氣體中的芳烴通過循環(huán)半柏油的洗滌而減少，并經(jīng)冷卻后返回吸收塔；廢氣則通過一個密封罐進入燃料補充系統(tǒng)而用作蒸汽過熱器的燃料。冷凝液首先由汽提塔的塔頂液/進料內(nèi)部換熱器進行預(yù)熱，然后通過蒸汽噴射器的直接蒸汽加熱至工藝冷凝液汽提塔操作溫度，以把塔中汽提過程中的損失降低到最低程度。一部分冷凝液被過濾，以除去催化劑塵末，然后用來對冷卻的反應(yīng)器流出物進行降溫。水相因重力在有機混合物/水分離器的主分離室中分離。在有機混合物/水分離中，芳烴和工藝冷凝液構(gòu)成兩個相位。冷凝液因重力作用自動流至有機混合物/水分離器，而未冷凝的蒸汽進一步得到冷卻并在調(diào)節(jié)冷卻器中冷凝。 反應(yīng)器系統(tǒng)的流出物由于兩個壓力等級的蒸汽再生而進行冷卻。混合流出物與過熱蒸汽進行換熱而得到重新加熱并徑向通過第二個催化劑床層。 流程敘述 （1）脫氫反應(yīng)總述： EB蒸汽/蒸汽混合物與EB/蒸汽過熱器二級反應(yīng)器流出物進行熱交換而產(chǎn)生過熱，并進入一級反應(yīng)器進口，在這里與主過熱蒸汽混合，以便達到理想的一級反應(yīng)器的進口溫度。產(chǎn)品苯乙烯中的NSI在苯乙烯最終使用中會產(chǎn)生質(zhì)量問題。產(chǎn)生的聚合物表示苯乙烯收率的損失，應(yīng)盡可能減少。由于溫度存在著很大的不同，對阻聚劑的要求也不一樣，所以，在蒸餾塔中使用無硫阻聚劑（4二硝基鄰二丁基酚（DNBP）俗稱NSI），在苯乙烯貯存系統(tǒng)中使用4叔丁基鄰苯二酚（TBC）。在苯乙烯工藝中，需要阻聚劑的有兩個地方：一是苯乙烯精餾系統(tǒng)，二是苯乙烯產(chǎn)品貯存系統(tǒng)。因此，在蒸餾系統(tǒng)中通常出現(xiàn)的溫度下，必須使用有效的阻聚劑以防聚合而引起較大的損失。 （二）苯乙烯（SM）的蒸餾與貯存 苯乙烯即使在常溫環(huán)境溫度之下也會發(fā)生液相聚合（雖然緩慢）。EB的轉(zhuǎn)化率主要由反應(yīng)器進口溫度控制。當(dāng)然，EB進料率是生產(chǎn)率的基本決定因素。 主要工藝變量（參數(shù)）的選擇與控制 （一）對反應(yīng)器系統(tǒng)而言，主要控制工藝參數(shù)是： （1）溫度（第一、第二級反應(yīng)器入口溫度） （2）蒸汽/油（EB）比（重量比） （3）EB進料率 通過控制第一和第二級入口溫度來使轉(zhuǎn)化率接近生產(chǎn)率的設(shè)計值。同樣重要的是，盡管反應(yīng)器成本可能略增加一些，但在初步設(shè)計中，較高的轉(zhuǎn)化率可從總體上減少裝置投資。反應(yīng)器系統(tǒng)應(yīng)該獲得盡可能高的轉(zhuǎn)化率，而且不增加操作成本，也不超出經(jīng)濟優(yōu)化的范圍。因此，本設(shè)計采用兩級反應(yīng)器以獲得較好的經(jīng)濟效益。由于受到其他變量因素的影響，EB轉(zhuǎn)化總量可達到70～85%。但是，如果出料被再加熱到第一級入口溫度，混合物便無法平衡。第三，蒸汽能抑制高沸物沉積在催化劑上，如果允許超過一定的限度，這些結(jié)焦生成物最終會污染催化劑，使其活性降低而無法使用。其結(jié)果是對于一定的EB轉(zhuǎn)化而言，溫度降低很多，在同樣的入口溫度下EB轉(zhuǎn)化更多。蒸汽稀釋還有其他等同的重要作用。較低的壓力將使EB轉(zhuǎn)化較高，同時選擇性也不受太大的影響。 平衡常數(shù)有壓力的范圍，因為轉(zhuǎn)化一個摩爾EB會生成兩個摩爾的產(chǎn)物。本設(shè)計裝置擬采用的正是此種催化劑。 目前有很多種EB脫氫催化劑，這些催化劑一般分為兩類：a、高活性、低選擇性；b、低活性、高選擇性。 相對于EB進料而言，催化劑數(shù)量對優(yōu)化操作起著重要的作用。然而，與促進催化脫氫相比，高溫更會增加非選擇熱反應(yīng)和脫烴反應(yīng)的速度而生成苯和甲苯。在一般設(shè)計中，在第一個三分之一的催化劑床層上，約有80%的溫降產(chǎn)生。 EB脫氫的主要操作和設(shè)計變量 a、溫度 b、催化劑量及催化劑 c、壓力 d、蒸汽稀釋 因為EB脫氫生成SM的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以反應(yīng)混合物的溫度隨反應(yīng)加深而降低。在反應(yīng)器的設(shè)計中應(yīng)該記?。涸诮咏磻?yīng)平衡時SM停止生成，而苯和甲苯卻繼續(xù)生成，實際上并沒有限度。 CO2+H2 → CO+H2O通常，在苯和甲苯的生成中，甲烷和乙烯的量總是比預(yù)期的要少。甲烷其他反應(yīng)生成少量的α—甲基苯乙烯（AMS）和其他高沸物。 氫氣 苯 （T：K，KP：atm） 其中：A=，B=； 因此，溫度升高，EB轉(zhuǎn)化為SM的轉(zhuǎn)化率亦隨之升高。 原理、化學(xué)組成及化學(xué)性質(zhì) 苯乙烯（SM）是乙苯（EB）經(jīng)過高吸熱脫氫反應(yīng)而生成： EB=SM+H2 反應(yīng)深度由平衡控制： （1）汽態(tài)平衡常數(shù)為：KP=PSMPH2/PEB=PTYSMYH2/YEB 其中：PT——系統(tǒng)總壓；PSM(H2/EB)——各對應(yīng)組分分壓；YSM(H2/EB)—— 各對應(yīng)組分摩爾分率； （2）對于所有吸熱氣相反應(yīng)，平衡常數(shù)隨著溫度的提高而增加，這時反應(yīng)平衡關(guān)系如下： lnKP=A—B/T乙苯餾分送苯甲苯塔分成苯、甲苯餾分和回收乙苯，回收乙苯返回脫氫工序。有機混合物送精餾工序。 C6H6 + CH3CH3 → C6H5CH3+ CH4 副反應(yīng)：C6H5C2H5 + H2C6H5CHCH2 + H2 → 乙苯經(jīng)脫氫反應(yīng)器反應(yīng)后，反應(yīng)生成物送乙苯—苯乙烯塔分離成乙苯（苯和甲苯）及粗苯乙烯（帶重組分及焦油）。因為二乙苯脫氫后生成的二乙烯基苯容易在分離與精制過程中生成聚合物，堵塞設(shè)備和管道，影響生產(chǎn)。 二、生產(chǎn)工藝說明原料、成品及半成品 ℃～℃。原料來自乙苯生產(chǎn)裝置或原料采購部門，循環(huán)水、冷凍水、電和蒸汽來由公用工程系統(tǒng)提供，生產(chǎn)出的苯乙烯產(chǎn)品到成品庫，由銷售部門銷售。它經(jīng)濟有效且能使苯乙烯焦油作為燃料清潔地燃燒。隨著乙苯裝置上催化劑壽命的延長，乙苯和苯乙烯裝置更換催化劑的停工時間也可適應(yīng)盡量減少總停車時間的需求。工業(yè)設(shè)計的優(yōu)化和設(shè)備的良好設(shè)計可使操作無故障，從而可減少生產(chǎn)波動和損失。 （d）安全： 一旦儀表系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有任何嚴重誤操作或故障時，脫氫反應(yīng)的自動聯(lián)鎖系統(tǒng)即啟動，無需任何操作員工即可將裝置自動轉(zhuǎn)入安全操作狀態(tài)或安全停工。 （b）低蒸汽/油（EB）比的設(shè)計方案： 魯姆斯公司設(shè)計的苯乙烯裝置是在低蒸汽/油比下操作，可降低苯乙烯生產(chǎn)成本，已在工業(yè)化裝置的操作中證明在低蒸汽/油比的情形下，新催化劑的穩(wěn)定性良好。該系統(tǒng)是由蒸汽過熱器、過熱蒸汽輸送管線和反應(yīng)產(chǎn)物換熱器組成，設(shè)計為熱聯(lián)合機械聯(lián)合裝置。典型苯乙烯單體產(chǎn)品性能如表2：表2： 典型苯乙烯單體產(chǎn)品性能性能指標苯乙烯≮%顏色，APHA≯10聚合物≯10ppm(W)硫≯1ppm(W)苯乙炔≯30ppm(W)過氧化物≯20ppm(W)粘度（25℃）%(W)以上。 在脫水有機混合物(DM)（苯乙烯、未反應(yīng)乙苯、苯、甲苯和少量高沸物）中加入一種不含硫的阻聚劑(NSI)以減少聚合而損失苯乙烯（SM）單體，然后在乙苯/苯乙烯單體（EB/SM）分餾塔進行分離，塔頂輕組分(EB及輕組分(苯/甲苯)從塔頂取得)去乙苯分離塔，從而從乙苯分離出苯和甲苯，回收的乙苯返回脫氫反應(yīng)器原料中。熱反應(yīng)產(chǎn)物在一個熱交換器內(nèi)冷卻以回收熱量并冷凝。 高溫、高壓蒸汽稀釋和低反應(yīng)系統(tǒng)壓力能提供良好的反應(yīng)平衡曲線，對乙苯(EB)轉(zhuǎn)化為苯乙烯(SM)有利，在有兩個絕熱反應(yīng)器的工業(yè)生產(chǎn)裝置中，乙苯(EB)的總轉(zhuǎn)化率可達到70%～85%。 乙苯(EB)脫氫是在蒸汽存在下，利用蒸汽來使并維持催化劑處于適當(dāng)?shù)难趸癄顟B(tài)。 魯姆斯(Lummus)公司經(jīng)典苯乙烯單體生產(chǎn)工藝技術(shù)：深度減壓，絕熱苯脫氫工藝； 魯姆斯（孟山都/UOP）經(jīng)典苯乙烯單體生產(chǎn)工藝簡介： 該工藝是全世界生產(chǎn)苯乙烯（SM）單體中最成熟和有效的技術(shù)，自1970年實現(xiàn)工業(yè)化以來，目前大約有55套裝置在運轉(zhuǎn)。 本工藝設(shè)計說明 (1)生產(chǎn)任務(wù)：。 C6H6 + CH3CH3C6H5C2H5→ C6H5CHCH2 + H2同時還有副反應(yīng)發(fā)生，如裂解反應(yīng)和加氫裂解反應(yīng)： C6H5C2H5 + H2反應(yīng)方程式如下： C6H5C2H5 → 這是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法，目前世界上大約90%的苯乙烯采用該方法生產(chǎn)。(4)乙苯催化脫氫法 但這些催化劑在多處于研究階段，尚不具備工業(yè)化條件，有待進一步研究開發(fā)。2C6H5CHCH2 + 2H2O此方法可以從乙苯直接生成苯乙烯，還可以利用氧化反應(yīng)放出的熱量產(chǎn)生蒸汽，反應(yīng)溫度也較催化脫氫為低。在催化劑和過熱蒸汽的存在下進行氧化脫氫反應(yīng)的，即： 2C6H5C2H5 + O2 C6H5CHCH2 + H2O本過程以乙苯計的苯乙烯產(chǎn)率約為65%，低于乙苯脫氫法的產(chǎn)率。 C6H5CHOHCH3+ C3H6O C6H5CHOHCH3 →C6H5CHOOHCH3 C6H5CHOOHCH3 + CH3CHCH2 →→故此法在國外仍有采用。C6H5CHOHCH3C6H5CHOHCH3C6H5COCH3 + H2OC6H5COCH3 + H2 各種苯乙烯生產(chǎn)工藝及比較 目前苯乙烯主要由乙苯轉(zhuǎn)化而成，可通過如下四條工藝路線進行。由苯乙烯共聚的塑料可加工成為各種日常生活用品和工程塑料，用途極為廣泛。因此，苯乙烯單體在貯存和運輸中都必須加入阻聚劑，并注意用惰性氣體密封，不使其與空氣接觸。苯乙烯從結(jié)構(gòu)上看是不對稱取代物，乙烯基因帶有極性而易于聚合。苯乙烯蒸汽與空氣混合能形成爆炸性混合物，～%（體積分數(shù)）。濃度過高、接觸時間過長則對人體有一定的危害。苯乙烯溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶劑中。苯乙烯為無色透明液體，常溫下具有辛辣香味，易燃。（2）乙苯的主要用途 乙苯是一個重要的中間體，主要用來生產(chǎn)苯乙烯，其次用作溶劑、稀釋劑以及用于生產(chǎn)二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；同時它又是制藥工業(yè)的主要原料。13自然點℃0℃3沸點℃101325Pa4熔點℃101325Pa5液體熱容量kJ/（kg K）6蒸汽熱容量Kcal/（kg K）27℃7蒸發(fā)熱kJ /mol正常沸點下8