2.2万吨年乙苯脱氢制苯乙烯精馏工段工艺设计

《2.2万吨年乙苯脱氢制苯乙烯精馏工段工艺设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本设计为2.2万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯精馏工段工艺设计，工艺采用具有低活性、高选择性的氧化铁系列催化剂，参照鲁姆斯公司（Lummus）公司生产苯乙烯的技术，以乙烯脱氢法生产苯乙烯。乙苯催化脱氢法是目前生产苯乙烯的主要方法，目前世界上大约90%的苯乙烯采用该方法生产。它以乙苯为原料，在催化剂的作用下脱氢生成苯乙烯和氢气。设计内容主要包括：工艺流程设计、工艺计算、设备设计等。本设计主要是精馏工段的工艺设计。原料来自乙苯生产装置或原料采购部门，循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统提供，生产出的苯乙烯产品到成品库。乙苯脱氢反应在绝

2、热固定床反应器中进行，反应物送至精馏工序。先经乙苯--苯乙烯分离出乙苯（含苯、甲苯）和粗苯乙烯（带重组分及焦油）。乙苯馏分送苯—甲苯塔分成苯、甲苯馏分和回收乙苯，回收乙苯返回脱氢工序。粗苯乙烯送精馏塔分成精馏苯乙烯和焦油。关键词:苯乙烯精馏装置工艺设计I抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）目录摘要I目录II前 言IV1绪论11.1原料的主要性质与用途11.2苯乙烯的性质和用途11.3各种苯乙烯生产工艺及比较21.4本工艺设计说明32生产工艺说明62.1原料、成品及半成品62.3生产步骤62.4原理、化学组成及化学性质63工艺计算及

3、设备设计93.1物料衡算93.1.1粗苯乙烯塔93.1.2精苯乙烯塔93.1.3循环乙烯塔93.1.4苯，甲苯塔103.2热量横算103.2.1粗苯乙烯塔113.2.2循环乙苯塔123.2.3精苯乙烯塔133.2.4苯-甲苯塔144粗苯乙烯塔的一些物性参数154.1塔的操作压力及温度154.2最小回流比Rmin154.3最小理论板数164.4理论板数N的确定16IV抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）5设备计算175.1精馏段175.1.1操作气速175.1.2估算塔径175.1.3降液管175.2塔板的设计185.2.1干板压降

4、185.2.2堰上液层高度185.2.3板上液层高度18参考文献19谢辞20IV抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）前 言苯乙烯作为化工生产的基本原料，在国民经济中起到了越来越大的作用。苯乙烯的工业生产包括乙苯氧化脱氢法和乙苯催化脱氢法。乙苯氧化脱氢法是目前尚处于研究阶段生产苯乙烯的方法。此设计的内容为2.2万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置，包括工艺流程设计、工艺计算、设备设计等。 本设计的依据是采用低活性、高选择性催化剂，参照鲁姆斯(Lummus)公司生产苯乙烯的技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。苯乙烯单体生产工艺技术：深度减压，绝热乙

5、苯脱氢工艺乙苯脱氢反应在绝热式固定床反应器中进行，其特点是：转化率高，选择性好。特殊的脱氢反应器系统：在低压（深度真空下）下操作以达到最高的乙苯单程转化率和最高的苯乙烯选择性。该系统是由蒸汽过热器、过热蒸汽输送管线和反应产物换热器组成，设计为热联合机械联合装置。整个脱氢系统的压力降小，以维持压缩机入口尽可能高压，同时维持脱氢反应器尽可能低压，从而提高苯乙烯的选择性，同时不损失压缩能和投资费用。所需要的催化剂用量和反应器体积较小，且催化剂不宜磨损，能在高温高压下操作，内部结构简单，选价便宜。在苯乙烯蒸馏中采用一种专用的不含硫的苯乙烯

6、阻聚剂。它经济有效且能使苯乙烯焦油作为燃料清洁地燃烧。工业设计的优化和设备的良好设计可使操作无故障，从而可减少生产波动.IV抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）1绪论1.1原料的主要性质与用途乙苯是无色液体，具有芳香气味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，几乎不溶于水，易燃易爆，对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性，在空气中最大允许浓度为100PPM。乙苯侧链易被氧化，氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。在强氧化剂（如高锰酸钾）或催化剂作用下，用空气或氧气氧化，生成苯甲酸；若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化，则生成苯乙酮。表1-1乙苯

7、的其它性质序号常数名称计量单位常数值备注1分子量 106.1672液体比重 0.8820℃3沸点℃136.2Pa4熔点℃-94.4Pa5液体热容量kJ/（kgK）1.754298.15K6蒸汽热容量Kcal/（kgK）0.28527℃7蒸发热kJ/mol35.59正常沸点下8液体粘度104kgSee/M20.67920℃9生成热Kcal/mol2.9820℃10在水中溶解度  11燃烧热Kcal/mol1101.1气体12闪点℃1513自然点℃553.014爆炸范围%(体积)2.3～7.4乙苯是一个重要的中间体，主要用来生产苯乙烯

8、，其次用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；同时它又是制药工业的主要原料。1.2苯乙烯的性质和用途苯乙烯（SM）是含有饱和侧链的一种简单芳烃，是基本有机化工的重要产品之一。苯乙烯为无色透明液体，常温下具有辛辣香味，易燃。苯乙烯难溶