乙苯-苯乙烯精馏塔设计(教学内容)

毕业设计

题目年产10万吨苯乙烯工艺设计

姓名

所在系部化学工程

专业班级有机化工

指导老师

前言

本设计的内容为10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置，包括工艺设计，设备设计及平面布置图。

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，可达55%，选择性好，可达90%。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.

本设计装置主要由脱氢反应和精馏两个工序系统所组成。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。

此设计过程中，为了计算方便，忽略了一些计算过程，故有一定的误差，另由于计算时间比较仓促，有些问题不能够直接解决。设计中有不少错误之处，请指导老师予以批评指正，多提出宝贵意见。

苯乙烯设计任务书

一、设计题目：年产10万吨苯乙烯的生产工艺设计

二、设计原始条件：

原料组成（质量%）组别

乙苯99%

98%

1、2、3

4、5、6

甲苯0.8%

1.2% 1、2、3

4、5、6

苯0.2%

0.8% 1、2、3

4、5、6

∑100%

100% 1、2、3

4、5、6

2、操作条件：

年工作日：300天，每天24小时，乙苯总转化率为55% 乙苯损失量为纯乙苯投料量为4.66%

配料比：原料烃/水蒸汽=1/2.6（质量比）

温度T：第一反应器进口温度630℃，出口温度580℃

第二反应器进口温度630℃，出口温度600℃

压力P：床层平均操作压力1.5 * 105 Pa（绝）

3、选择性：

C8H10→C8H8+H2 （1）

C8H10→C6H6+C2H4 （2）

C8H10+H2→C7H8+CH4 （3）

1、2、3

（1）90%

（2）3%

（3）7%

4、5、6

（1）92%

（2）3%

（3）5%

4、催化剂条件：

（1）采用11#氧化铁催化剂，d=3mm，h=13mm （2）允许通入乙苯空速为：（0.5~0.9）Nm3乙苯/(m3Cat．h) （3）=1050kg/m3 =1500kg/m3

5、参考数据：

（1）反应器直径D=2 m

（2）取热损失为反应热为4%

（3）k=exp(11.281-2545/RT)

（4）K=exp(15.344-14656.5734/T)

（5）Cat的有效系数η1=0.7 η2=0.667

（6）填料情况：

取瓷环为25×25的拉西环，所填高度为250mm，锥形高度为250mm，锥角取900

（7）压力：第一反应器进口压力为1.8 * 105 Pa，出口压力为1.2 * 105 Pa，平均压力为1.5 * 105 Pa，压降ΔP=0.6 * 105 Pa。

（8）再沸器：取热损失为水蒸汽放出热量的3%，Q蒸汽=Q吸/（1-3%）

（9）传热面积A：取K=32.12 * 4.18 kJ

目录

一、绪论 (5)

1、原料的性质和用途 (5)

2、苯乙烯的性质和用途 (5)

3、苯乙烯各种生产工艺及比较 (6)

4、本工艺设计说明 (6)

二、生产工艺说明 (8)

1、原料、成品及半成品 (8)

2、主副化学反应式 (8)

3、生产步骤 (8)

4、原理、化学组成及化学性质 (9)