苯乙烯裝置精餾工段的工藝設(shè)計(jì)概述-展示頁
2025-07-08 17:17本頁面
【正文】 氫工藝等新的工業(yè)生產(chǎn)路線，同時(shí)積極探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路線。這是發(fā)展苯乙烯生產(chǎn)的根本原因，目前，世界上苯乙烯的生產(chǎn)能力已達(dá)到1177萬噸/年，而我國的生產(chǎn)能力卻只有40萬噸/年。苯乙烯和丁二烯制成的橡膠大量用于輪胎制造和紡織造紙等，丁苯嵌段其聚物SBS熱塑性彈性體，用于制造鞋等輕工，手工部門?？捎糜谥圃旄哳l絕緣材料，光學(xué)器材，日用品等，二戰(zhàn)期間對(duì)合成橡膠的迫切需要促進(jìn)了苯乙烯生產(chǎn)工藝和方法的不斷改進(jìn)及飛速發(fā)展，戰(zhàn)后塑料工業(yè)和汽車工業(yè)的興起又加速了苯乙烯的生產(chǎn)技術(shù)革新步伐。同時(shí)，苯乙烯還廣泛被用于制藥、涂料、紡織等工業(yè)。也易與其他含雙鍵的不飽和化合物共聚。苯乙烯暴露于空氣中，易被氧化成醛、酮類。苯乙烯蒸氣與空氣能形成爆炸混合物，其爆炸范圍為1．1％～6．01％。沸點(diǎn)為145 ℃，凝固點(diǎn) －℃，難溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶劑。苯乙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：—CH=CH2—CH=CH2 或者 苯乙烯又名乙烯基苯，系無色至黃色的油狀液體。設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書一 設(shè)計(jì)題目:年產(chǎn)3萬噸苯乙烯裝置精餾工段的工藝設(shè)計(jì)二 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)：：年產(chǎn)3萬噸：330天/年：55%: 原料規(guī)格(乙苯) 組成苯甲苯乙苯苯乙烯二乙苯Wt%產(chǎn)品規(guī)格(苯乙烯) 組成乙苯苯乙烯二乙苯Wt%:主反應(yīng): 乙苯→苯乙烯＋氫氣 副反應(yīng): 乙苯→苯＋乙烯乙苯→甲苯＋甲烷 _CH3+H2C2H554.5 KJ/mol+ CHHH4+ C2H4105 KJ/molC2H5 :水蒸氣:乙苯 :1一次配氣 1:二次配氣 1:三次配氣 1::為了簡(jiǎn)化計(jì)算,假設(shè)混合原料中二乙苯不參加化學(xué)反應(yīng),并且無結(jié)焦,過程的物系按理想氣體或理想溶液處理,冷凝回收系統(tǒng)3%損失,%.%.三 設(shè)計(jì)要求:1. 編制設(shè)計(jì)說明書 (1).流程的確定及說明 (2).設(shè)備的物料衡算 (3).設(shè)備的熱量衡算 (4).塔的工藝計(jì)算及主體設(shè)備計(jì)算(5).繪制塔板負(fù)荷性能圖 (6).設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)2. 繪制系統(tǒng)工藝流程圖四 指導(dǎo)教師： 五 設(shè)計(jì)時(shí)間：2008年4月目 錄前言5一. 物料衡算11 15,甲苯塔分離塔物料衡算16二. 熱量衡算17三. 粗苯乙烯塔的設(shè)計(jì)計(jì)算33四. 參考文獻(xiàn)51前 言苯乙烯英文名稱：Styrene Monomer，分子式，是苯環(huán)側(cè)鏈上帶有雙鍵的一種芳烴，它是不飽和芳烴中十分普通但有十分重要的一員。被廣泛地用作生產(chǎn)塑料和合成橡膠的原料，在國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。具有高折射性和特殊芳香氣味。在高溫下容易裂解和燃燒，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氫氣等。它具有乙烯基烯烴的性質(zhì)，反應(yīng)性能極強(qiáng)，如氧化、還原、氯化等反應(yīng)均可進(jìn)行，并能與鹵化氫發(fā)生加成反應(yīng)。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS）樹脂。苯乙烯最大用途是生產(chǎn)聚苯乙烯，另外苯乙烯與丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生產(chǎn) ABS工程塑料；與丙烯腈共聚可得ABS樹脂；與丁二烯共聚可生成丁苯乳膠或合成丁苯橡膠。例如：苯乙烯能自聚成苯乙烯樹脂，它是一種很好的塑料，具有絕緣性，耐水性，又具有良好的透光性和成型性能。如今苯乙烯已經(jīng)發(fā)展成石油化工領(lǐng)域的大噸位基本有機(jī)原料，它被用來合成各種合成樹脂，不飽和聚脂樹脂等，廣泛應(yīng)用于汽車制造，家用電器和玩具制造等工業(yè)部門。上述這些產(chǎn)品都是與人類日常生活息息相關(guān)的，市場(chǎng)需要量也是十分巨大的。因此，我國很有必要發(fā)展苯乙烯生產(chǎn)工藝及技術(shù)。迄今工業(yè)上乙苯直接脫氫法生產(chǎn)的苯乙烯占世界總生產(chǎn)能力的 90％，仍然是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法，其次為乙苯和丙烯的共氧化法和催化脫氫法由于乙苯脫氫受平衡的限制需高溫，并大量采用水蒸氣，使生產(chǎn)成本增高，采用此方法為放熱反應(yīng)，可不受平衡限制，同時(shí)也降低了能耗。本次設(shè)計(jì)采用了在負(fù)壓操作條件下的乙苯脫氫制苯乙烯法。2. 精餾苯乙烯工段簡(jiǎn)述爐油自中倉油泵或脫氫工序B301ab來，經(jīng)H402爐油預(yù)熱分別與水蒸氣換熱至835℃，F(xiàn)RC404控制流量進(jìn)入H403粗笨乙烯塔頂冷凝器與循環(huán)水換熱，冷凝液流入R401回流罐，未凝部分經(jīng)H404粗笨乙烯塔鹽冷器進(jìn)一步冷凝至R401，不凝氣至粗笨乙烯塔尾氣真空系統(tǒng)，冷凝液由R401流出至B401粗笨乙烯塔回流泵，一部分打入F401塔頂采出成為T403循環(huán)乙苯進(jìn)料。（2）尾氣的處理 脫氫尾氣主要含氮?dú)?，水環(huán)壓縮機(jī)后，直接并入燃料管網(wǎng)作燃料使用。循環(huán)水（循環(huán)使用）：主要用于冷凝冷卻設(shè)備。（2）電的應(yīng)用主要用于機(jī)泵照明。（2）設(shè)置專用消防器材，分布在脫氫裝置危險(xiǎn)點(diǎn)。（4）泵房?jī)?nèi)設(shè)有消防系統(tǒng)。（6）壓力系統(tǒng)沒有安全閥。（8）泵房設(shè)有機(jī)械通風(fēng)。1. 反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度高雖有利于脫氫反應(yīng)和加快反應(yīng)速度，提高烴轉(zhuǎn)化率，但溫度過高活化能比脫氫反應(yīng)高的裂解等副反應(yīng)速度加快更多，使選擇性下降，同時(shí)由于溫度過高產(chǎn)物聚合生焦的副反應(yīng)也加快使催化劑失活速度加快，再生周期短。2. 操作壓力 由于受到熱力學(xué)因素的影響降低操作壓力和減少系統(tǒng)壓力降對(duì)脫氫反應(yīng)有利最好在減壓下操作，但減壓操作對(duì)設(shè)備要求高，使設(shè)備費(fèi)增加，故工業(yè)均在略高于常壓下操作，為了盡可能采用低壓操作系統(tǒng)壓力降應(yīng)盡可能小。維持了CAT活性，⑶提供了反應(yīng)所需熱量，但用量大，雖對(duì)上述三方面都有利，但能耗大，適宜配氣比為(g)/烴=4. 空速的影響 空速小，轉(zhuǎn)化率高，但副反應(yīng)的進(jìn)行使選擇性下降，催化劑表面的結(jié)焦量大，同時(shí)由于空速小，生產(chǎn)能力受到限制，但空速過大轉(zhuǎn)化率小，未轉(zhuǎn)化的原料回收，循環(huán)量大，能耗增大，故綜合考慮。 ++ =+ 定性溫度=(630+580)/2=605℃ 查化工工藝手冊(cè)，三個(gè)反應(yīng)在25℃時(shí)的反應(yīng)熱△Hθ298A=△Hθ298B=105 KJ/mol 收率 %△Hθ298C=－組分abcd氫氣甲烷乙烯苯甲苯乙苯苯乙烯水二乙苯 組分氫氣甲烷乙烯苯甲苯乙苯苯乙烯Cp878△Hθ898A=[△Hθ298A+(Cp生成Cp反應(yīng))580103]92%n = KJ/h△Hθ898A=[△Hθ298B+(Cp生成Cp反應(yīng))58010 3]% n = KJ/h△Hθ898A=[△Hθ298C+(Cp生成Cp反應(yīng))580103]%n= KJ/h= + + =（+）/=Kcal/hH=∑FiCpi△t（說明：以下各表計(jì)算中H的單位均為Kcal/h）脫氫反應(yīng)器的熱量衡算表組成配料氣二次配氣三次配氣接觸氣Cp0500CpiFiCp0770CpiFiCp0770CpiFiCp0
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