18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计+2

抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）I摘要本设计为1.8万吨/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，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。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序的设计。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抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）IIAbstractThedesignfortheunnualproductioncapacityof1.8EthylbenzenneDehydrogena-tiontoStyreneprocess,technologyusedwithalawactivity,highselectivityoftheironoxidecatalyst,inthelightof(Lummus)styreneproductiontechnologytoethylbenzenefromStyreneproductionofhydrogen.Designelementsinclude:processdesign,processcalculation,equipmentdesign.Designedforusemainlybythedehydrogenationreactionanddistillationsystemscomposedoftwoprocesses.Dehydrogenationofethylbenzeneinadiabaticfixed-bedreactor,thereactanttothedistillationprocess.Fist,byethylbenzene–towerisolatedethylbenzenestyrene(benzene,toluene)andthecrudestyrene(withthereorganizationofsub-andtar).Ethylbenzenebenzenedistillatedelivery–Tapintotoluenebenzene,tolueneethylbenzenedistillateandrecovery,therecoveryprocessofethylbenzenedehydrogenationtoreturn.Sendcrudedistillationcolumnisdividedintofinestyreneandstyrenetar.Keywords:ethylbenzene,dehydrogenation,Designelement抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）III目录前言----------------------------------------------------------------------1一、绪论------------------------------------------------------------------21、原料的主要性质和用途------------------------------------------------22、苯乙烯的性质和用途--------------------------------------------------33、苯乙烯生产的各种比较------------------------------------------------34、本设计说明----------------------------------------------------------5二、生产工艺说明-----------------------------------------------------------81、原料、成品及半成品--------------------------------------------------82、主、副化学反应反应--------------------------------------------------83、生产步骤------------------------------------------------------------84、原理、化学组成及化学化学性质-----------------------------------------85、反应器设计依据-----------------------------------------------------116、主要工艺变量（参数）的选择与控制-------------------------------------117、流程叙述-----------------------------------------------------------12三、工艺计算及设备设计----------------------------------------------------16（一）物料衡算------------------------------------------------------------161、粗苯乙烯塔---------------------------------------------------------162、精苯乙烯塔---------------------------------------------------------163、循环乙烯塔---------------------------------------------------------174、苯，甲苯塔----------------------------------------------------------17（二）热量衡算------------------------------------------------------------181、粗苯乙烯塔---------------------------------------------------------182、循环乙苯塔---------------------------------------------------------193、精苯乙烯塔---------------------------------------------------------204、苯-甲苯塔----------------------------------------------------------21四、粗苯乙烯塔的一些物性参数----------------------------------------------221、塔的操作压力及温度-------------------------------------------------222、最小回流比Rmin------------------------------------------------------23抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）IV3、最小理论板数-------------------------------------------------------234、理论板数N的确定---------------------------------------------------245、全塔平均板效率及实际塔板数N实--------------------------------------246、确定加料板的位置---------------------------------------------------24五、设备计算--------------------------------------------------------------25（一）精馏段--------------------------------------------------------------251、操作气速-----------------------------------------------------------252、塔板的设计---------------------------------------------------------263、塔板适宜操作区的计算和分析-----------------------------------------28（二）提馏段--------------------------------------------------------------311、操作气速-----------------------------------------------------------312、塔板的设计---------------------------------------------------------323、塔板适宜操作区的计算和分析-----------------------------------------34六、谢辞------------------------------------------------------------------37七、参考文献--------------------------------------------------------------38八、附图抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）1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1.8万吨/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.抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）2一、绪论1、原料的主要性质与用途（1）乙苯的主要性质乙苯是无色液体，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。乙苯的其它性质如下表所示：表1：序号常数名称计量单位常数值备注1分子量106