苯乙烯装置精馏工段的工艺的设计概述.docx

设计任务书一 设计题目：年产3万吨苯乙烯装置精憎工段的工艺设计二设计的原始数据：1. 生产能力：年产3万吨2. 生产时间：330夭/年3. 单程转化率:55%4. 原料及户品规格：原料规格（乙苯）组成苯甲苯乙笨笨乙烯二乙笨0.150. 4298.111.310.01产品规格（苯乙烯）组成乙笨苯乙烯二乙茱Wto0.2599.60.155.反应方程式:主反应：乙苯-苯乙烯+亂气◎一 阳黑 Qf 負唤•任 117<8 KJ/mol副反应：乙苯一苯+乙烯乙苯一> 甲苯+甲烷105 KJ/mol—- Qj 邱+ cl -54.5 KJ/mol6.原料配比：水蒸气：乙苯 2.6:1一次配气 1:0. 38二次配气 1:1.48三次配气 1:0. 747.说明：为了简化计算，假设混合原料中二乙苯不参加化学反应，并且无结焦，过程的物系按 理想气体或理想溶液处理，冷凝回收系统3%损失，精苯乙烯塔的收率是97.4%.粗苯乙 烯塔的收率是95. 39%.三设计要■求：1.编制设计说明普(1) .流程的确定及说明(2).设备的物料衡算(3) .设备的熟量衡算(4) .塔的工艺计算及主体设备计算(5) .绘制塔板负荷性能图(6) .设计参考文献2. 绘制系统工艺流程图四指导教瘁：五设计时间：2008年4月贝脚目 录前言 5一. 物料街算 111.1乙苯蒸发器物料衝算 111.2乙苯过热器物料街算 111.3反应 器物料街算 II1.4循环水冷却器物料街算 121. 5 油水分离器物料術算 131.6粗苯乙烯塔物料衝算 141.7精苯乙烯塔物料衝算 151.8循环乙苯塔物料衡算 151. 9苯，甲苯塔分离塔物料術算 16二. 热量衡算 172.1脱氢反应器的然量衡算 172.2乙苯过热器的热量衡算及选型 192. 3废热锅炉的热量衡算及逸型 212.4乙苯基发器的热量街算及选型 222. 5水冷却器的热量衡算及选型 252. 6冷凝器的热量衡算及选型 262. 7粗笨乙烯塔热量街算及选型 282. 8循环乙笨塔热量衡算及逸型 302. 9精苯乙烯塔热量街算及选型 32三. 粗笨乙烯塔的设计计算 333. 1塔的工艺计舁部分 343. 2塔的设备计算部分 37四. 参考文献 51笨乙烯英文名称：Styrene Monomer，分子式，是苯坏侧链上带有双键的 一种芳燈，它是不饱和芳煙中十分普通但有十分重要的一员。

被广泛地用作生产 塑料和合成橡胶的原料，在国民经济中占有举足轻重的地位苯乙烯的化学结构式如下：0或咆負《出苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体具有高折射性和特殊芳香 气味沸点为145 C，凝固点一30.4C，雄溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醸等 溶剂在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲垸、乙焼.、碳、一软化碳、 二氧•化碳和氮气等苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸围为I・1%〜 6,01%它具有乙烯基烯煙的性质•反应性能极强，如範化、还原、紅化等反应 均可进行，并能与卤化虱发生加成反应苯乙烯果露于空气中，易被贏化成醛、 酮类苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯(PS)树脂也易与其他含双键的不饱和化合 物共聚苯乙烯最大用途是生戸聚苯乙烯•另外苯乙烯与丁二烯、丙烯睛共聚，其共 聚物可用以生戸ABS工程塑料；与丙烯睛共聚可得ABS M脂；与丁二烯共聚可生 成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶同时，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料纺织等工 业例如：苯乙烯能自聚成苯乙烯树脂，它是一种很好的塑料*具有绝缘性，耐 水性，又具有良好的透光性和成型性能可用于制造髙频绝缘材料，光学器材， 日用品等，二战期间对合成橡胶的迫切需要促进了苯乙烯生产工艺和方法的不断 改进及飞速发展，战后塑料工业和汽车工业的兴起又加速了苯乙烯的生产技术革 新步伐。

如今苯乙烯已经发展成石油化工领域的大吨位基本有机原料•它被用来合成 各种合成树脂，不饱和聚脂树脂等，广泛应用于汽车制造，家用电器和玩具制造 等工业部门苯乙烯和丁二烯制成的橡胶大量用于轮胎制造和纺织造纸等，丁苯 嵌段其聚物SBS热塑性弹性体，用于制造会等轻工，手工部门上述这些产品都是与人类日常生活息息相关的*市场需要量也是十分巨大的 这是发展苯乙烯生产的根本原因•目前，世界上苯乙烯的生产能力已达到1177万 吨/年，而我国的生户能力却只有40万吨/年因此，我国很有必要发展苯乙烯生 产工艺及技术^•）生产方法的选择工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氧的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化 联产笨乙烯和环氧.丙垸工艺、乙苯气相脱気工艺等新的工业生产路线，同时积极 探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线造今工业上乙苯直接脱気法生产的苯乙 烯占世界•总生产能力的90%，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和 丙烯的共氧化法和催化脱氢法由于乙苯脫冠受平衡的限制需高温，并大量采用水蒸气，使生产成本增高， 采用此方法为放热反应，可不受平衡限制，同时也降低了能耗荃于此方法技术 上成熟权衡各种方法的利弊-本次设计采用了在负压操作条件下的乙苯脱氮制苯 乙烯法。

C3工艺流程的确定1. 乙苯脱豆工段流程简述L-30I使用液体和气体燃料，炫化焦油作为液体燃料，由于精信B-207送来 进入R-301燃料油拷，在此通过蛇管的蒸汽加热后由B-30I燃料油泵送至L-30I 火嘴处燃烧加热炉管，通过调节其流量来控制一段过热蒸汽出口温度，气体燃料 是来自中冷的C2燃料经调节减压后，进入燃料气垃，燃料气靠自身压力去L-301 火嘴燃烧2. 精憎苯乙烯工段简述炉油白中仓油泵或脱亂工序B-301ab来，经H-402炉油预热分别与水蒸气 换热至835C，FRC-404控制流量进入11-403粗笨乙烯塔顶冷凝器与循环水换热， 冷凝液流入R-401回流雄，未凝部分经H-404粗笨乙烯塔盐冷器进一步冷凝至 R-401 *不凝气至粗笨乙烯塔尾,气真空系统，冷凝液由R-401流出至B-401粗笨乙 烯塔回流泵，一部分打入F401塔顶釆出成为T-403循环乙苯进料3. 三废处理(1 )化学污水的处理化学污水是粗，藉苯乙烯塔的真空系统和冷凝后的脱氮系统利用闪蒸的方式 回收芳燈后•芳蛭的含量在2I00PPM 一下•处理后的化学污水排放掉2)尾气的处理脱虱尾气主要含紅气，水环圧缩机后*直接并入燃料管网作燃料使用。

4. 水电应用(1)水的应用工独水(一次性使用)用于接触反应，水洗，水解机泵等工序，用后经处 理排放循环水(循环使用)：主要用于冷凝冷却设备软化水：用于流段和废热锅炉2)电的应用主要用于机泵照明5.安全措施(I ) L-30I没有专用消防设备，由各火嘴入燃焼室，另外在炉底部访友蒸气防火圏2) 设置专用消防器材，分布在脱亂装置危险点3) 各放空线设有防火装置4) 泵房设有消防系统5) 电气设备均采用防暴型6) 圧力系统没有安全阀7) 设备管道建筑物根据不同情况，分别采用静电接地，工作接地和避雷接地8) 泵房设有机械通风㈢主要操作条件确定及产品的技术规格乙苯脱览反应需控制的主要操作参数及反应温度，压力，水蒸气用量和原料的炫 空速1.反应温度反应温度高虽有利于脱虱反应和加快反应速度，提高埒转化率，但温度过高贝脚活化能比脱氧反应高的裂解等副反应速度加快更多，使选择性下降，同时由于 温度过高产物展合生焦的副反应也加快使催化剂失活速度加快，再生周期短 因此反应温度一般控制在600-630C2. 操作压力由于受到热力学因素的影响降低操作压力和减少系统压力降对脱気反应有 利最好在减压下操作，但减压操作对设备要求高•使设备费增加，故工业均在 略高于常压下操作，为了尽可能采用低压操作系统压力降应尽可能小。

3. 水蒸气和燃的用量比为了提高平衡转化率•用水蒸气作稀释利，其作用⑴降低了灯分压改善平 衝达到校高转⑵通过与催化剂表面的积戻发生水煤气反应达到清焦目的维持 了 CAT活性•⑶提供了反应所需热量，但用量大，虽对上述三方面都有利，但 能耗大*适宜配气比为“夕（口/炫=2.64. 空速的影响空速小，转化率高，但副反应的进行使选择性下降，催化剂表面的结焦量 大，同时由于空速小，生产能力受到限制，但空速过大转化率小，未转化的原料 回收•循环量大•能耗增大•故综合考虑贝脚*坦国丄呼耕祟毋《搪桂黒(I)国爵繫Nh (&)1 •菩莘寿展1・1广沸并沛課菩聿3腔FA3xl0\330x24)x(106\104)\0. 92\0. 9\0. 55"8477. 652kg、Tr79. 978kmo 頌 h*眾 / S7FXO・ 38H322 一.g78kg、h2L78・ 973km一、h广许溯滩册兽菩学卡3>* 部XbLwSO户g6SOO6户387o63貧o—車. g gO呻户O33O.9訪7O.g48o.g2*—•X■ •178. 9733oOOOo手1 片那►—OOOOoX••-259. 0639養户g6.OS8o四6O.387o.638 0Et 莘• g gO•O•OSO•iO.gcn户g6XL2E*善車淳>ii遂迷泞逊棉扌•0字>sk1・3河臣鑰菩3藤將 源声..+沙潜"津并广第癖」78・466X58X92爷39・7gkm。

頌h 些沖回」片1片+L穽生成苯和乙烯的量均为：78.466x55%x4.5%=1.942kmol/h乙茱一甲苯.+甲焼生成甲垸，甲苯及消耗氮气量：78.466x55%x3.5%=1.511kmol/h水蒸气配入量：二次配入水蒸气量:&=8477.652x1.48/18=697.051kmol/h三次配入水蒸气量：S舟8477. 652x0. 74/18-348. 526kmol/h反应器物料街算表組成二次配气进料三次配气出料Kmol/hX1Kmol/hX1Kmol/hX1 1Kmol/hX1笨000. 1630.0002002.1050. 0016甲茉000.3870.0004001.8980.0014乙笨0078. 4660.08210035.310. 0262苯乙烯001.0。