苯乙烯畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、年產(chǎn)力噸苯乙烯工藝設(shè)計(jì)1、原料的性質(zhì)和用途22、苯乙烯的性質(zhì)和用途 23、苯乙烯各種生產(chǎn)工藝及比較34、本工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明3二、生產(chǎn)工藝說(shuō)明51、原料、成品及半成品52、主副化學(xué)反應(yīng)式53、生產(chǎn)步驟54、原理、化學(xué)組成及化學(xué)性質(zhì)55、反應(yīng)器設(shè)計(jì)依據(jù)66、主要工藝變量（參數(shù)）的選擇與控制 77、流程敘述88、工藝設(shè)計(jì)物性參數(shù)9三、物料及熱量衡算91、計(jì)算依據(jù)92、物料衡算103、熱量衡算23四、乙苯一苯乙烯精餡塔的計(jì)算241、乙苯一苯乙烯塔操作條件的確定 242、理論板數(shù)的計(jì)算26五、乙苯一苯乙烯塔附屬設(shè)備計(jì)算28六、乙苯一苯乙烯塔主要工藝條件一覽表29七、原材料消耗綜合表、排出物表 29八、生產(chǎn)控

2、制30九、產(chǎn)品消耗定額30十、三廢處理30十二、參考文獻(xiàn)31一、緒論1、原料的主要性質(zhì)與用途（1）乙苯的主要性質(zhì)（eb）乙苯是無(wú)色液體，具有芳香氣味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙瞇，幾乎不溶于水，易燃易爆，對(duì)皮膚、 眼睛、粘膜有刺激性，在空氣中最大允許濃度為100ppm。乙苯側(cè)鏈易被氧化，氧化產(chǎn)物隨氧化劑的強(qiáng)弱及反應(yīng) 條件的不同而異。在強(qiáng)氧化劑（如高鎰酸鉀）或催化劑作用下，用空氣或氧氣氧化，生成苯甲酸；若用緩和氧 化劑或溫和的反應(yīng)條件氧化，則生成苯乙酮。乙苯的其它性質(zhì)如下表所示：表1序號(hào)常數(shù)名稱計(jì)量單位常數(shù)值備注1分子量106. 1672液體比重0. 8820°c3沸點(diǎn)°c

3、136.2101325pa4熔點(diǎn)°c-94.4101325pa5液體熱容量kj/ (kg k)1. 754298. 15k6蒸汽熱容量kcal/ (kg k)0. 28527°c7菸發(fā)執(zhí)kj /mol35. 59正常沸點(diǎn)下8液體粘度104kgsee/m20. 67920°c9生成熱kcal/mol2. 9820°c10在水中溶解度11燃燒熱kcal/mol1101. 1氣體12閃點(diǎn)°c1513口然點(diǎn)°c553.014爆炸范圉% （體積）2. 37. 4（2）乙苯的主要用途乙苯是一個(gè)重要的中間體，主要用來(lái)生產(chǎn)苯乙烯，其次用作溶劑、稀釋劑

4、以及用于生產(chǎn)二乙苯、苯乙酮、 乙基恵醍等；同吋它又是制藥工業(yè)的主要原料。2、苯乙烯的性質(zhì)和用途苯乙烯（sm）是含有飽和側(cè)鏈的一種簡(jiǎn)單芳坯，是基本有機(jī)化工的重要產(chǎn)品之一。苯乙烯為無(wú)色透明液體, 常溫下具有辛辣香味，易燃。苯乙烯難溶于水，25°c時(shí)其溶解度為0. 066%o苯乙烯溶于甲醇、乙醇、乙瞇等溶 劑中。苯乙烯在空氣屮允許濃度為0. lml/l0濃度過(guò)高、接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則對(duì)人體有-定的危害。苯乙烯在高溫下 容易裂解和燃燒。苯乙烯蒸汽與空氣混合能形成爆炸性混合物，其爆炸范圍為1.16.01% （體積分?jǐn)?shù)）。苯乙烯（sm）具有乙烯基烯坯的性質(zhì)，反應(yīng)性能極強(qiáng)，苯乙烯暴露于空氣中，易被氧化而

5、成為醛及酮類。 苯乙烯從結(jié)構(gòu)上看是不對(duì)稱取代物，乙烯基因帶有極性而易于聚合。在高于100°c時(shí)即進(jìn)行聚合，甚至在室溫 下也可產(chǎn)生緩慢的聚合。因此，苯乙烯單體在貯存和運(yùn)輸中都必須加入阻聚劑，并注意用惰性氣體密封，不使 其與空氣接觸。苯乙烯（sm）是合成高分子工業(yè)的重要單體，它不但能自聚為聚苯乙烯樹(shù)脂，也易與丙烯騰共聚為as塑料, 與丁二烯共聚為丁苯橡膠，與丁二烯、丙烯睛共聚為abs塑料，還能與順丁烯二酸肝、乙二醇、鄰苯二甲酸肝 等共聚成聚酯樹(shù)脂等。由苯乙烯共聚的塑料可加工成為各種h常生活用品和工程塑料，用途極為廣泛。目前， 其生產(chǎn)總量的三分之二用于生產(chǎn)聚苯乙烯，三分之一用于生產(chǎn)各種塑料

6、和橡膠。世界苯乙烯生產(chǎn)能力在1996 年已達(dá)1900萬(wàn)噸，目前全世界苯乙烯產(chǎn)能約為21502250萬(wàn)噸。3、各種苯乙烯生產(chǎn)工藝及比較目前苯乙烯主要市乙苯轉(zhuǎn)化而成，可通過(guò)如下四條工藝路線進(jìn)行。(1) 苯乙酮法較早采用苯乙酮法生產(chǎn)苯乙烯，其步驟主要分為氧化、還原和脫水三步，方程式如下：c6h5c2h5 + 02cfihocochs + h2ocelkcociis + h2 celkchohcihcehschohchs c6h5chch2 + h.0該法苯乙烯產(chǎn)率為7580%,略低于乙苯脫氫法的產(chǎn)率，但中間副產(chǎn)物苯乙酮產(chǎn)值較高，苯乙烯的精制分 離較容易。故此法在國(guó)外仍有采用。(2) 乙苯和丙烯共氧化

7、法本法首先在堿性催化劑作用下，使乙苯液相氧化成過(guò)氧化氫乙苯，然后與丙烯進(jìn)行壞氧化反應(yīng)生成壞氧丙 烷，乙苯過(guò)氧化物則變?yōu)橐槐揭掖迹俳?jīng)脫水得到苯乙烯，即：cghscohs + 02a cehschoohchauh5choohch3 + ch3chch2 qh5chohch3+ cbhgogh5chohch3 a gh5chch2 + h2o本過(guò)程以乙苯計(jì)的苯乙烯產(chǎn)率約為65%,低于乙苯脫氫法的產(chǎn)率。但它還能生產(chǎn)重要的有機(jī)化工原料環(huán)氧 丙烷，綜合平衡仍有工業(yè)化的價(jià)值，故目前國(guó)外也有采用此法生產(chǎn)的。(3) 乙苯氧化脫氫法乙苯氧化脫氫法是目前尚處于研究階段生產(chǎn)苯乙烯的方法。在催化劑和過(guò)熱蒸汽的存在下進(jìn)

8、行氧化脫氫 反應(yīng)的，即:2c6h5c2ii5 + 02 2c6h5chch2 + 2h20此方法可以從乙苯直接生成苯乙烯，還可以利用氧化反應(yīng)放出的熱量產(chǎn)生蒸汽，反應(yīng)溫度也較催化脫氫為 低。研究的催化劑種類較多，如氧化鎘，氧化錯(cuò)，餌、儕、餛、鉀、鋰等混合氧化物，鉗酸錢、硫化鉗及載在 氧化鎂上的鉆、鑰等。但這些催化劑在多處于研究階段，尚不具備工業(yè)化條件，有待進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。(4) 乙苯催化脫氫法這是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法，目前世界上大約90%的苯乙烯采用該方法生產(chǎn)。它以乙苯為原料，在催 化劑的作用下脫氫生成苯乙烯和氫氣。反應(yīng)方程式如下：c6h5c2h5 c6h5chch2 + h2同吋還有副反應(yīng)

9、發(fā)生，如裂解反應(yīng)和加氫裂解反應(yīng)：gh3c2h5 + h2 qh5ch3+ ch.+ h2 a cbiig + ch3cu3cghsghs cehe + ch2ch2高溫裂解生碳：cbhsghs a 8c + 5h2在水蒸汽存在下，發(fā)生水蒸汽的轉(zhuǎn)化反應(yīng)：c6il5c2ii5 + 21l0 cgiischs + c02 + 3h2此外還有髙分子化合物的聚合反應(yīng)，如聚苯乙烯、對(duì)稱二苯乙烯的衍生物等。4、本工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明(1) 生產(chǎn)任務(wù)：年產(chǎn)20000噸精苯乙烯,純度$99. 7%。(2) 生產(chǎn)方法：采用低活性、高選擇性催化劑，參照魯姆斯(lummus)公司生產(chǎn)苯乙烯的技術(shù)，以乙苯脫氫法 生產(chǎn)苯乙烯。魯

10、姆斯(lummus)公司經(jīng)典苯乙烯單體生產(chǎn)工藝技術(shù)：深度減壓，絕熱乙苯脫氫工藝；魯姆斯(孟山都/uop)經(jīng)典苯乙烯單體生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介：該工藝是全世界生產(chǎn)苯乙烯(sm)單體中最成熟和有效的技術(shù)，自1970年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來(lái)，目前大約有 55套裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)。a、工藝流程從乙苯(eb)生產(chǎn)苯乙烯的經(jīng)典流程如附圖1所示。乙苯(eb)脫氫是在蒸汽存在下，利用蒸汽來(lái)使并維持催化劑處于適當(dāng)?shù)难趸癄顟B(tài)。蒸汽既加熱反應(yīng)進(jìn)料、減少吸熱反應(yīng)的溫度降，同時(shí)蒸汽也降低產(chǎn)品的分壓使反應(yīng)平衡向著苯乙烯(sm)方向進(jìn)行，ii又可以連續(xù)去除 積炭以維持催化劑的一定活性。高溫、高壓蒸汽稀釋和低反應(yīng)系統(tǒng)壓力能提供良好的反應(yīng)平衡曲線，對(duì)乙

11、苯(eb)轉(zhuǎn)化為苯乙烯(si)有利， 在有兩個(gè)絕熱反應(yīng)器的工業(yè)生產(chǎn)裝置中，乙苯(eb)的總轉(zhuǎn)化率可達(dá)到70%85%。新鮮乙苯和循壞乙苯先與一部 分蒸汽混合，然后在一個(gè)用火加熱的蒸汽過(guò)熱器內(nèi)進(jìn)行過(guò)熱，再與過(guò)熱蒸汽相混合，在一個(gè)兩段、絕熱的徑向 催化反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行脫氫。熱反應(yīng)產(chǎn)物在一個(gè)熱交換器內(nèi)冷卻以回收熱量并冷凝。不凝氣(主要是氫氣)壓縮 后，經(jīng)回收炷類后再用作蒸汽過(guò)熱器的燃料，而冷凝液體分為冷凝水和脫水有機(jī)混合物(dm)o在脫水有機(jī)混合物(dm)(苯乙烯、未反應(yīng)乙苯、苯、甲苯和少量高沸物)屮加入一種不含硫的阻聚劑(nsd 以減少聚合而損失苯乙烯(sm)單體，然后在乙苯/苯乙烯單體(eb/sm)

12、分憎塔進(jìn)行分離，塔頂輕組分(eb及 輕組分(苯/甲苯)從塔頂取得)去乙苯分離塔，從而從乙苯分離出苯和甲苯，回收的乙苯返回脫氫反應(yīng)器原料中。 eb/sm塔底物(苯乙烯單體和高沸物)在最后苯乙烯分憾塔內(nèi)進(jìn)行分憾，塔頂產(chǎn)品即為苯乙烯(sm)單體產(chǎn)品, 少量的塔底焦油用作蒸汽過(guò)熱器的燃料，蒸汽過(guò)熱器所需大部分燃料來(lái)自脫氫廢氣和苯乙烯焦油。 典型苯乙烯單體產(chǎn)品性能如表2：表2性能指標(biāo)苯乙烯末99. 7%顏色，apha>10聚合物loppm (w)硫>lppm(w)苯乙烘>30ppm(w)過(guò)氧化物>20ppm (w)粘度(25°c)0. 7mmj/s目前現(xiàn)代化工藝裝置屮生

13、產(chǎn)的苯乙烯純度已可達(dá)99. 8%(w)以上。b、工藝特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)(a) 特殊的脫氫反應(yīng)器系統(tǒng)：在低壓(深度真空下)下操作以達(dá)到最高的乙苯單程轉(zhuǎn)化率和最高的苯乙烯選擇性。該系統(tǒng)是由蒸汽過(guò)熱 器、過(guò)熱蒸汽輸送管線和反應(yīng)產(chǎn)物換熱器組成，設(shè)計(jì)為熱聯(lián)合機(jī)械聯(lián)合裝置。整個(gè)脫蛍系統(tǒng)的壓力降小，以維 持壓縮機(jī)入口盡可能高壓，同時(shí)維持脫氫反應(yīng)器盡可能低壓，從而提高苯乙烯的選擇性，同時(shí)不損失壓縮能和 投資費(fèi)用。(b) 低蒸汽/油(eb)比的設(shè)計(jì)方案：魯姆斯公司設(shè)計(jì)的苯乙烯裝置是在低蒸汽/油比下操作，可降低苯乙烯生產(chǎn)成本，已在工業(yè)化裝置的操作 中證明在低蒸汽/油比的情形下，新催化劑的穩(wěn)定性良好。(c) 能量回收：魯姆

14、斯公司在苯乙烯裝置上己實(shí)現(xiàn)了低品位能量(500大卡/公斤苯乙烯)的回收工藝，利用乙苯/苯乙烯 蒸館塔頂產(chǎn)物的冷凝熱來(lái)汽化乙苯和水的共沸物，并直接送至脫氫反應(yīng)器，而不需要任何壓縮設(shè)備。(d) 安全：一旦儀表系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有任何嚴(yán)重誤操作或故障時(shí)，脫氫反應(yīng)的自動(dòng)聯(lián)鎖系統(tǒng)即啟動(dòng)，無(wú)需任何操作員工即可 將裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)入安全操作狀態(tài)或安全停工。(e) 操作容易:利用該技術(shù)的工業(yè)化裝置已證明它具有很高的可靠性。工業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和設(shè)備的良好設(shè)計(jì)可使操作無(wú)故 障，從而可減少生產(chǎn)波動(dòng)和損失。(f) 催化劑壽命長(zhǎng)：根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，脫氫催化劑的使用壽命是1824個(gè)月。隨著乙苯裝置上催化劑壽命的延長(zhǎng)，乙苯和苯乙 烯裝置更換催化劑

15、的停工時(shí)間也可適應(yīng)盡量減少總停車時(shí)間的需求。(g) 加入阻聚劑：在苯乙烯蒸鈿屮釆用一種專用的不含硫的苯乙烯阻聚劑。它經(jīng)濟(jì)有效且能使苯乙烯焦油作為燃料清潔地燃 燒。本設(shè)計(jì)裝置主要由脫氫反應(yīng)和精鐳兩個(gè)工序系統(tǒng)所組成。原料來(lái)自乙苯生產(chǎn)裝置或原料采購(gòu)部門，循環(huán)水、 冷凍水、電和蒸汽來(lái)由公用工程系統(tǒng)提供，生產(chǎn)出的苯乙烯產(chǎn)品到成品庫(kù)，由銷售部門銷售。本裝置采用24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，年運(yùn)行7200小時(shí)（300天）。二、生產(chǎn)工藝說(shuō)明1、原料、成品及半成品乙苯純度$99.8%,沸程135. 8°c136.5°c。為了減少副反應(yīng)發(fā)生，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，要求原料乙苯屮 二乙苯的含量0.04%。因?yàn)?/p>

16、二乙苯脫氫后生成的二乙烯基苯容易在分離與精制過(guò)程中生成聚合物，堵塞設(shè)備和 管道，影響生產(chǎn)。另外，要求原料屮乙烘wloppm （v%）、硫（以h?s計(jì)）2ppm （v%）、氯（以hc1計(jì)）w2ppm （w%）、水wioppm （w%）,以免對(duì)催化劑的活性和壽命產(chǎn)生不利的影響。本裝置生產(chǎn)純度299. 7%的苯乙烯產(chǎn)品。乙苯經(jīng)脫氫反應(yīng)器反應(yīng)后，反應(yīng)生成物送乙苯一苯乙烯塔分離成乙苯（苯和甲苯）及粗苯乙烯（帶重組分 及焦油）。2、主、副化學(xué)反應(yīng)式乙苯在脫氫反應(yīng)器中主要發(fā)生下列反應(yīng)：主反應(yīng)：uh5c2h5 gh5chch2 + h2副反應(yīng)：+ 出 gh5ch3+ ch4c 山 5c2h5 + 1【2 a

17、cells + ch3ch3cehsghs cehe + ch2ch23、生產(chǎn)步驟乙苯脫氫反應(yīng)在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行，同時(shí)伴隨三個(gè)副反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)循環(huán)水冷凝器和鹽水冷凝器冷卻 后，降溫到8°c左右，苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、水和重組分全部冷凝，甲烷和乙烯不冷凝，冷凝液經(jīng)油水分 離器分離成水和有機(jī)混合物，將水分離，在有機(jī)混合物中添加阻聚劑2, 4-二硝基-鄰-二-丁基酚（dbp）。有機(jī) 混合物送精帽工序。先經(jīng)乙苯一苯乙烯塔分離成乙苯（及苯、甲苯）和粗苯乙烯（帶重組分及焦油）。乙苯懾分 送苯一甲苯塔分成苯、甲苯餾分和回收乙苯，回收乙苯返回脫氫工序。粗苯乙烯送精鐳塔分成精苯乙烯和焦油。要求：

18、乙苯一苯乙烯塔真空操作：塔頂壓力：180200mn）hgo苯-甲苯塔塔頂操作壓力：塔頂壓力160mmiigo精鐳塔真空操作，塔頂壓力50mmhgo4、原理、化學(xué)組成及化學(xué)性質(zhì)苯乙烯（sm）是乙苯（eb）經(jīng)過(guò)高吸熱脫氫反應(yīng)而生成：eb=sm+h2反應(yīng)深度由平衡控制：（1）汽態(tài)平衡常數(shù)為：kpsm x ph2/peb=ptx ysix yh2/yeb其中：pt系統(tǒng)總壓；psm（h2/eb）各對(duì)應(yīng)組分分壓；ysm（h2/eb）各對(duì)應(yīng)組分摩爾分率；（2）對(duì)于所有吸熱氣相反應(yīng)，平衡常數(shù)隨著溫度的提高而增加，這時(shí)反應(yīng)平衡關(guān)系如下：lnkp=ab/t（t： k, kp： atm）其中：a二 11. 281,

19、 b二2545；因此，溫度升高，eb轉(zhuǎn)化為sm的轉(zhuǎn)化率亦隨之升高。eb/sm 合物還進(jìn)行一些不受平衡控制的初級(jí)反應(yīng)（副反應(yīng)），其屮首要的是脫坯反應(yīng)，特性如下：gh5c2h5二cehe+cahq乙苯 苯乙烯c6&c2h5+h2 二 gh5ch3+ch4乙苯 氫氣甲苯甲烷其他反應(yīng)生成少量的a甲基苯乙烯（ams）和其他髙沸物。甲烷和乙烯亦參與蒸汽重整反應(yīng)，主要是甲烷反應(yīng)：chi+2h2o 二 co2+4h2o我們還觀察到：水/汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)在反應(yīng)溫度下接近平衡。c02+h2=c0+h20通常，在苯和甲苯的生成中，甲烷和乙烯的量總是比預(yù)期的要少。一氧化碳通常是二氧化碳的10% （摩爾）。 在反應(yīng)器

20、的設(shè)計(jì)中應(yīng)該記?。涸诮咏磻?yīng)平衡時(shí)sm停止生成，而苯和甲苯卻繼續(xù)生成，實(shí)際上并沒(méi)有限度。另 外，因?yàn)閟m的生成部分地受到擴(kuò)散的控制，因此，隨著溫度的上升，苯和甲苯的生成率要比sm的生成快得多。eb脫氫的主要操作和設(shè)計(jì)變量（1）溫度（2）催化劑量及催化劑（3）壓力（4）蒸汽稀釋因?yàn)閑b脫氫生成sm的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以反應(yīng)混合物的溫度隨反應(yīng)加深而降低。反應(yīng)速率降低的原因 其一是反應(yīng)越來(lái)越接近平衡，反應(yīng)推動(dòng)力越來(lái)越小，其二在反應(yīng)速率常數(shù)的降低。在一般設(shè)計(jì)中，在笫一個(gè)三 分之一的催化劑床層上，約有80%的溫降產(chǎn)生。在基于這樣的原理基礎(chǔ)上，有一個(gè)很高的入口反應(yīng)溫度當(dāng)然是 很理想的。然而，與促進(jìn)催化脫氫

21、相比，高溫更會(huì)增加非選擇熱反應(yīng)和脫怪反應(yīng)的速度而生成苯和甲苯.因此, 要達(dá)到很好的選擇性，需要有效的入口溫度上限。相對(duì)于eb進(jìn)料而言，催化劑數(shù)量對(duì)優(yōu)化操作起看重要的作用。催化劑太少，則不會(huì)接近平衡，而催化劑 太多，則還沒(méi)有完全通過(guò)催化劑床層eb轉(zhuǎn)化就達(dá)到平衡并停止轉(zhuǎn)化，而副反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性 降低（從物料平衡和裝置生產(chǎn)率）。目前有很多種eb脫氫催化劑，這些催化劑一般分為兩類：（1）髙活性、低選擇性；（2）低活性、髙選擇 性。采用低活性、高選擇性催化劑的設(shè)計(jì)有比較好的效益。本設(shè)計(jì)裝置擬采用的正是此種催化劑。如果在將來(lái) 相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)i'可內(nèi)想要提高生產(chǎn)率而又允許有一定的損失

22、的話，高活性、低選擇性催化劑可在同樣的設(shè)備中 裝填使用。平衡常數(shù)有壓力的范圍，因?yàn)檗D(zhuǎn)化一個(gè)摩爾eb會(huì)生成兩個(gè)摩爾的產(chǎn)物。所以，較高的系統(tǒng)壓力會(huì)使脫氫 反應(yīng)的平衡左移（即抑制eb的轉(zhuǎn)化），從而降低eb的轉(zhuǎn)化率。較低的壓力將使eb轉(zhuǎn)化較高，同時(shí)選擇性也不 受太大的影響。蒸汽稀釋能減少eb、sm和蛍氣的分壓，其效果與降低壓力一樣。蒸汽稀釋還有其他等同的重要作用。首 先，蒸汽向反應(yīng)混合物提供熱量。其結(jié)果是對(duì)于一定的eb轉(zhuǎn)化而言，溫度降低很多，在同樣的入口溫度下eb 轉(zhuǎn)化更多。第二，少量的蒸汽表現(xiàn)為能使催化劑保持在所需的氧化狀態(tài)，具有很高的活性，此蒸汽量隨催化劑 的使用情況而有所不同。第三，蒸汽能抑制高

23、沸物沉積在催化劑上，如果允許超過(guò)一定的限度，這些結(jié)焦生成 物最終會(huì)污染催化劑，使其活性降低而無(wú)法使用。由于上述作用，單程eb轉(zhuǎn)化率在溫度、壓力、催化劑、蒸汽稀釋等方面受到限制，對(duì)實(shí)際的單級(jí)反應(yīng)器 來(lái)講eb轉(zhuǎn)化率只有4050%。但是，如果出料被再加熱到第一級(jí)入口溫度，混合物便無(wú)法平衡。如果再加熱的 混合物被送到第二個(gè)催化劑床層，那么，它又可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為sm,直至再次接近平衡。由于受到其他變量因 素的影響，eb轉(zhuǎn)化總量可達(dá)到7085%。再加熱和增加級(jí)數(shù)的過(guò)程可視經(jīng)濟(jì)效益多次重復(fù)，每增加一級(jí)，轉(zhuǎn)化 率和選擇性便逐漸降低。因此，本設(shè)計(jì)采用兩級(jí)反應(yīng)器以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。5、反應(yīng)器設(shè)計(jì)依據(jù)反應(yīng)器設(shè)計(jì)的

24、首要任務(wù)之一是根據(jù)所礙的處理量及原料組成，計(jì)算達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)體積，然 后以此為依據(jù)作進(jìn)一步的設(shè)計(jì)；確定催化反應(yīng)器為完成一定的生產(chǎn)任務(wù)所需的催化劑量是反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本內(nèi) 容z-o反應(yīng)器系統(tǒng)應(yīng)該獲得盡可能高的轉(zhuǎn)化率，而且不增加操作成本，也不超出經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的范i韋i。較高的轉(zhuǎn) 化率減少了對(duì)稀釋蒸汽、蒸錮蒸汽和過(guò)熱器燃料的要求。同樣重要的是，盡管反應(yīng)器成本可能略增加一些，但 在初步設(shè)計(jì)中，較高的轉(zhuǎn)化率可從總體上減少裝置投資。在獲得較高轉(zhuǎn)化率的同時(shí)，催化劑的選擇性將會(huì)降低, 因此任何sm裝置的設(shè)計(jì)都必須在反應(yīng)、熱冋收和蒸僧方面比較所有因素、考慮經(jīng)濟(jì)平衡。6、主要工藝變量（參數(shù)）的選擇與控制（一

25、）對(duì)反應(yīng)器系統(tǒng)而言，主要控制工藝參數(shù)是：（1）溫度（第一、第二級(jí)反應(yīng)器入口溫度）（2）蒸汽/油（eb）比（重量比）（3）eb進(jìn)料率通過(guò)控制第一和第二級(jí)入口溫度來(lái)使轉(zhuǎn)化率接近生產(chǎn)率的設(shè)計(jì)值。這兩級(jí)的溫度應(yīng)該一樣，但是如果第二 級(jí)入口溫度略高于第一級(jí)入口溫度，選擇性會(huì)更好一些。當(dāng)然，eb進(jìn)料率是生產(chǎn)率的基本決定因素。蒸汽/油（eb）比的設(shè)計(jì)值：在較高的蒸汽/油（eb）比下，特別是在降低生產(chǎn)率的情況下操作有助于降低 操作成本，因?yàn)檗D(zhuǎn)化率（相對(duì)于給定的溫度）、選擇性和蒸錨蒸汽方面的少許改進(jìn)都將勝過(guò)增加稀釋蒸汽的成本。 eb的轉(zhuǎn)化率主要由反應(yīng)器進(jìn)口溫度控制。隨著催化劑老化，這些溫度要逐漸提高以維持催化劑

26、的活性和eb轉(zhuǎn) 化率，以保持在給定的eb進(jìn)料率下的生產(chǎn)運(yùn)行。（二）苯乙烯（sm）的蒸餡與貯存苯乙烯即使在常溫環(huán)境溫度之下也會(huì)發(fā)生液相聚合（雖然緩慢）。聚合速率受濃度、溫度、時(shí)間的影響而 增加，使用合適的阻聚劑可減緩聚合。因此，在蒸錨系統(tǒng)中通常出現(xiàn)的溫度下，必須使用有效的阻聚劑以防聚 合而引起較大的損失。阻聚劑的選擇取決于以下一些因素：在操作溫度下可接受的聚合物產(chǎn)生的數(shù)量，基于這 樣的聚合物產(chǎn)量所需要的阻聚劑數(shù)量、阻聚劑成本、阻聚劑對(duì)苯乙烯終端使用的影響（最好是沒(méi)有影響）。在苯 乙烯工藝中，需要阻聚劑的有兩個(gè)地方：一是苯乙烯精耀系統(tǒng)，二是苯乙烯產(chǎn)品貯存系統(tǒng)。在精耀塔中，苯乙 烯處于120

27、6;c的高溫，阻聚劑主要用來(lái)防止聚合物的生成；在苯乙烯貯存系統(tǒng)中，溫度一般為20°c以下，聚合 率較低，阻聚劑的主要用途之一是防止苯乙烯氧化。由于溫度存在著很大的不同，對(duì)阻聚劑的要求也不一樣， 所以，在蒸憎塔中使用無(wú)硫阻聚劑（2、4-二硝基-鄰-二-丁基酚（dnbp）俗稱nsi）,在苯乙烯貯存系統(tǒng)中使用 4-叔丁基鄰苯二酚（tbc）o在蒸謂系統(tǒng)中，蒸傳塔中產(chǎn)生的聚合物為高沸物，作為重組分（苯乙烯焦油）離開(kāi)本系統(tǒng)，不構(gòu)成苯乙烯 的污染物。產(chǎn)生的聚合物表示苯乙烯收率的損失，應(yīng)盡可能減少。nsi阻聚劑的汽化壓力很低，所以它同蒸憾 系統(tǒng)中的重組分離開(kāi)，在產(chǎn)品苯乙烯中數(shù)量不多。產(chǎn)品苯乙烯中的n

28、si在苯乙烯最終使用中會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。 苯乙烯產(chǎn)品中只允許有少量的聚合物（一般低于10ppm）o7、流程敘述（1）脫氫反應(yīng)總述：eb蒸汽/蒸汽混合物與eb/蒸汽過(guò)熱器二級(jí)反應(yīng)器流出物進(jìn)行熱交換而產(chǎn)生過(guò)熱，并進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)器進(jìn)口， 在這里與主過(guò)熱蒸汽混合，以便達(dá)到理想的一級(jí)反應(yīng)器的進(jìn)口溫度。eb和蒸汽混合物徑向從內(nèi)向外地進(jìn)入催化 劑床層，一部分eb反應(yīng)生成sm,由于進(jìn)行吸熱反應(yīng)，溫度降低?；旌狭鞒鑫锱c過(guò)熱蒸汽進(jìn)行換熱而得到重新 加熱并徑向通過(guò)第二個(gè)催化劑床層。大部分eb反應(yīng)生成sm （受平衡限制）和少量副產(chǎn)品。反應(yīng)器系統(tǒng)的流出物市于兩個(gè)壓力等級(jí)的蒸汽再生而進(jìn)行冷卻。冷卻的反應(yīng)器產(chǎn)品與部分未汽提的工

29、藝?yán)?凝液被過(guò)熱降溫，并在主冷凝器屮冷凝。冷凝液因重力作用自動(dòng)流至有機(jī)混合物/水分離器，而未冷凝的蒸汽進(jìn) 一步得到冷卻并在調(diào)節(jié)冷卻器中冷凝。調(diào)節(jié)冷凝器中的冷凝液也流向有機(jī)混合物/水分離器。在有機(jī)混合物/水 分離中，芳怪和工藝?yán)淠簶?gòu)成兩個(gè)相位。被稱之為“脫氫混合物（dm）”的芳怪相流進(jìn)有機(jī)物分隔i'可，隨后進(jìn) 行sm產(chǎn)品精僧和對(duì)未反應(yīng)的eb、及副產(chǎn)物苯、甲苯和高沸物進(jìn)行回收。水相因重力在有機(jī)混合物/水分離器的 主分離室中分離。工藝?yán)淠河帽脡核椭劣脕?lái)除去夾帶有機(jī)物的撇沫罐。一部分冷凝液被過(guò)濾，以除去催化劑塵末，然后用 來(lái)對(duì)冷卻的反應(yīng)器流出物進(jìn)行降溫。凈工藝?yán)淠和ㄟ^(guò)汽提除去溶解的有機(jī)物

30、。冷凝液首先由汽提塔的塔頂液/ 進(jìn)料內(nèi)部換熱器進(jìn)行預(yù)熱，然后通過(guò)蒸汽噴射器的直接蒸汽加熱至工藝?yán)淠浩崴僮鳒囟龋园阉衅?過(guò)程中的損失降低到最低程度。從調(diào)節(jié)冷卻器出來(lái)的未冷凝氣體為脫氫廢氣，含有氫、二氧化碳、甲烷和大量 的芳桂。氣體通過(guò)壓縮機(jī)入口罐，然后送往廢氣壓縮機(jī)，壓縮氣體通過(guò)一個(gè)分離罐，然后再進(jìn)入廢氣冷卻器， 冷卻氣體中的芳怪通過(guò)循環(huán)半柏油的洗滌而減少，并經(jīng)冷卻后返回吸收塔；廢氣則通過(guò)一個(gè)密封罐進(jìn)入燃料補(bǔ) 充系統(tǒng)而用作蒸汽過(guò)熱器的燃料。（2）苯乙烯蒸館總述：苯乙烯蒸傭的目的是將從脫氫反應(yīng)系統(tǒng)出來(lái)的液態(tài)芳桂混合物分傭成：a、一種高純度的苯乙烯產(chǎn)品（苯乙烯聚合物最小損失）b、循環(huán)至脫

31、氫反應(yīng)系統(tǒng)的eb物料流c、苯乙烯焦油物料流（含有苯乙烯聚合物、重懈分和少量苯乙烯）d、適合作為eb裝置進(jìn)料的苯物料流e、甲苯副產(chǎn)品物料流從有機(jī)混合物/水分離器出來(lái)的水飽和有機(jī)混合物(約含有苯：1.4%(w)、甲苯：2.8%(w)、eb： 25.5%(w)、 苯乙烯：69. 2%(w)以及一些高沸物)被送入eb/sm分離塔。從分離塔出來(lái)的塔頂產(chǎn)品流(含有苯、甲苯、兒乎 占進(jìn)料中全部的eb以及約0. 25%(w)的苯乙烯)被送入eb回收塔。含有0. 05%(w)甲苯的eb回收塔塔底產(chǎn)品循 環(huán)至脫氫反應(yīng)系統(tǒng)；eb回收塔塔頂產(chǎn)品，即苯-甲苯混合物以及不足0. 1%(w)eb被送入苯/甲苯分離塔，苯/甲

32、 苯分離塔將其分離為含約0. 1%(w)甲苯的塔頂產(chǎn)品和含約0. 1%(w)苯的塔底甲苯產(chǎn)品。從eb/sm分離器出來(lái)的塔底液物料流，含有塔進(jìn)料屮的幾乎所有苯乙烯，沸點(diǎn)高于sm的復(fù)合物，nsi聚合 阻聚劑(另外送入分離塔)，少量eb和分離塔中生成的苯乙烯聚合物被送入sm塔。sm塔頂產(chǎn)品為99. 7%(w)純 度(最低)的苯乙烯產(chǎn)品；回流中加入tbc,以抑制塔中的聚合反應(yīng)。含有約50%(w)揮發(fā)物(sm+ams)和焦油(低粘度)的sm塔底液被送至薄膜蒸發(fā)器。蒸發(fā)器蒸發(fā)揮發(fā)物 并將其送回到sm塔底。蒸發(fā)器部分塔底液(塔底總量的2/3)被泵送至eb/sm分離塔進(jìn)行nsi循環(huán)。含有約5. 4%(w) 殘

33、存苯乙烯的凈塔底液送至貯罐，作為燃料使用。為把苯乙烯聚合物生成降低到最低限度，eb/sm分離塔、sm塔和薄膜蒸發(fā)器都減壓運(yùn)行，這樣可以降低工 作溫度。a、乙苯/苯乙烯分離塔(t101)eb/sm分離塔是一臺(tái)篩板塔塔，在真空下(塔頂絕壓為180200mmhg)運(yùn)行操作。其目的是分離乙苯與苯 乙烯。生產(chǎn)出一種塔釜產(chǎn)品，它含有苯乙烯、a-甲基苯乙烯、聚合物、高沸物以及少量可精制成合格苯乙烯的 eb；同時(shí)，塔頂產(chǎn)出產(chǎn)品，它含有基本上全部的eb、苯和甲苯并帶有約1.0%(w)苯乙烯。該塔的第二個(gè)目的是 在分離時(shí)最大程度地減少苯乙烯轉(zhuǎn)換成聚合物的損失。有機(jī)混合物進(jìn)料從有機(jī)混合物/水分離器由泵送至eb/sm

34、 分離塔。進(jìn)料在49=塔板上進(jìn)入該塔，ns1溶液隨進(jìn)料進(jìn)入該塔，來(lái)自薄膜蒸發(fā)器底部的循環(huán)ns1溶液在sm/柏 油混合器的上游加入至eb/sm分離塔進(jìn)料。為取得理想的分離效果，eb/sm分離塔在高回流比下操作，設(shè)計(jì)回 流比為10.012。通往再沸器的蒸汽流量根據(jù)使塔產(chǎn)生理想的回流比來(lái)確定。該塔再沸器所需的熱能由350kpa 的壓力的蒸汽所提供。在生產(chǎn)中保持理想的苯乙烯純度的關(guān)鍵是正確操作eb/sm分離塔，作為苯乙烯里的主要 雜質(zhì)，eb旦離開(kāi)分離塔塔底后總是進(jìn)入sm分離塔塔頂，在苯乙烯塔里的實(shí)際分離是在苯乙烯和a-甲基苯乙 烯之間進(jìn)行，進(jìn)行分離的關(guān)鍵是要有足夠的蒸汽流入再沸器。b、sm 精餡塔(t

35、301)sm精憎塔是一座在真空下(塔頂絕壓為3050mmhg)進(jìn)行操作的有36層塔板的塔。英目的是將來(lái)自eb/sm 分離塔的塔釜液中的進(jìn)料進(jìn)行分離，以便從塔頂產(chǎn)出99. 7%(w)以上的苯乙烯產(chǎn)品物流。該塔的第二個(gè)目的是 將該塔釜液經(jīng)薄膜蒸發(fā)器汽提后，可生產(chǎn)出苯乙烯焦油，其屮，苯乙烯和« -甲基苯乙烯含量相加不超過(guò)16%(w)。 在sm分離塔的進(jìn)料中含有98%(w)的苯乙烯、一些高沸點(diǎn)化合物(聚合物、甲基苯乙烯及其他物料)、一些 低沸點(diǎn)物料(eb)以及nsi阻聚劑。tbc (叔丁基鄰苯二酚)在苯乙烯單體里以2%(w)溶液的形式被注入回流管 線以抑制塔內(nèi)苯乙烯的聚合，設(shè)計(jì)回流比為0.8

36、1.0。sm分離塔所需的熱量由350kpa壓力等級(jí)的蒸汽所提供 的。c、甲苯/乙苯回收塔(t201)eb冋收塔是一座有40層塔板的帶壓塔。其目的是分離從eb/sm分離塔的塔頂來(lái)料，在設(shè)計(jì)冋流比為8. 0 10的操作下，進(jìn)入第28層塔板，獲得塔頂產(chǎn)物：苯/甲苯物流，塔底產(chǎn)物：大約含0. 05%(w)的甲苯以及大約含0. 3%(w)苯乙烯的eb物流，塔釜液循環(huán)至脫氫反應(yīng)系統(tǒng)。該塔再沸器所需的熱能由llookpa蒸汽所提供。d、苯/甲苯分離塔(t401)苯/甲苯分離塔是帶壓操作的4床層填料塔。eb回收塔的塔頂物流送入該塔，在設(shè)計(jì)回流比為2. 03. 0的 操作下，分離出約含0. 35%(w)的甲苯的

37、苯塔頂產(chǎn)品和約含0. 1%(w)的苯的甲苯塔釜產(chǎn)品。本塔使用的填料是碳 鋼鮑爾環(huán)。為避免液體分布的不均勻，該塔使用4個(gè)獨(dú)立的填料床層，在每層頂部裝有一臺(tái)液體分布器。該塔 再沸器所需的熱能由llookpa蒸汽所提供。苯/甲苯分離塔的關(guān)鍵部位是位于第三填料床層下的溫度控制，每單 位床層高度的溫度變化率在此達(dá)到最大限度。該溫度對(duì)以通過(guò)重新設(shè)定進(jìn)入再沸器的蒸汽流量控制來(lái)進(jìn)行調(diào)整。 回流比可以通過(guò)產(chǎn)品規(guī)格的需要來(lái)控制。8、工藝設(shè)計(jì)物性參數(shù)表3項(xiàng)目單位苯甲苯乙苯苯乙烯液體密度(293k時(shí))kg/m879867867906正常熔點(diǎn)tmk27& 7177. 317& 2242.6正常沸點(diǎn)tbk

38、353.3383.8409.341&3臨界溫度tck562. 1591.7617. 1647臨界壓力pcmpa4. 8944. 1143. 6073. 992臨界體積vcm3/mol259316374臨界壓縮因子zc0. 2710. 2640. 263偏心因子30.2120. 2570. 3010. 257恒壓熱容cpj/mol k216.3158. 6antoine蒸汽壓方程系 數(shù)a15. 900816. 013716.019516.0193b278& 513096. 523279. 473328. 57c-52. 36-53. 67-59. 95-63. 72生成熱ahkj

39、/mol82.950. 0029. 79103.9燃燒熱kj/mol-3268-3910-4395熔化熱kj/mol9. 8326.61125°c時(shí)汽化熱ah'kj/mol33. 8537. 99沸點(diǎn)時(shí)汽化熱ah'kj/mol30. 7533.4735.5636. 44標(biāo)準(zhǔn)生成自由熔kj/mol30. 9929. 1632.2151. 1020°c時(shí)粘度mpa s0. 7370. 6750. 7220°c時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)kcal/0. 1270. 119時(shí)體積膨脹系數(shù)10xl/°c12.410.9表而張力10 3n/m2& 627.9三

40、、物料及熱量衡算1、計(jì)算依據(jù)乙苯脫氫制苯乙烯裝置包括脫氫和精耀兩個(gè)單元，是具有循壞物流的復(fù)雜化工過(guò)程，其流程框圖如附圖lo 乙苯脫氫反應(yīng)在裝有鐵系催化劑的列管反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)方程式為：主反應(yīng)cehsczhs a c6hschch2 + h2(a)畐反應(yīng)cehscohs a cehc +ch2ch2(b)c6h5c2h5 + 出acshfh： + chi(c)水蒸汽作稀釋劑，水蒸汽和乙苯質(zhì)量比為2.6： 1反應(yīng)壓力為150000pa (絕),反應(yīng)溫度為580°c,反應(yīng)器 進(jìn)口溫度630°c,乙苯總轉(zhuǎn)化率為55%,各反應(yīng)選擇性分別為：(a)90%、(b)3%、(c)7%、 為

41、簡(jiǎn)化計(jì)算，假定：(1) 反應(yīng) 混合原料組成：乙苯：99%( w% ),甲苯：0. 8%,苯：0.2%,混合原料中不含其它二中苯。(2) 水蒸汽為惰性組分，不發(fā)生水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)，并且無(wú)結(jié)焦反應(yīng)。(3) 冷凝液經(jīng)油水分離器分離成水和有機(jī)混合物，水中夾帶芳疑量為500mg/l,夾帶芳繪組成同有機(jī)混合 物相同。有機(jī)混合物中水量很少可忽略。(4) 阻聚劑加入量為有機(jī)混合物量的0. 03 (k) 0(5) 精館塔塔頂苯乙烯回收率大于95%。精憎塔真空操作，塔頂壓力50mmhgo(6) 乙苯一苯乙烯塔真空操作，塔頂壓力200mmiig。塔頂苯乙烯含量0. 25%，塔釜乙苯0.3%。(7) 苯一甲苯塔塔頂壓力

42、160mmhg，塔頂甲苯0. 5%,塔釜苯0.2%。(8) 乙苯回收塔，塔頂乙苯0. 1%,塔釜甲苯0.4%。2、物料衡算a、假設(shè)以10000kg/h原料進(jìn)料為基準(zhǔn)，則反應(yīng)器進(jìn)料g2甲苯 10000*0. 8%=80kg/h ,80/92=0. 87kmol/h；乙苯100 00*9996二9900k£/h , 9900/106=93. 396kmol/h；苯乙烯 10000*0. 2%二20kg/h ,20/78=0. 256kmol/h；b、進(jìn)反應(yīng)器的蒸汽量g19900*2. 6二25740kg/h25740/18=1430kmol/hc、反應(yīng)器的出料一段反應(yīng)器的出料g3據(jù)化學(xué)反

43、應(yīng)式(a) c8h10-c8h8+h2乙苯總轉(zhuǎn)化率55%,選擇性90%；(1) 生成的苯乙烯： 93.396*9096* (1-4. 66%) *55%二44. 077kmol/h(2) 生成的出量： 44. 077 kmol/h副反應(yīng)：據(jù)化學(xué)反應(yīng)式(b) c8h10-c6h6+c2h4選擇性3%(1) 生成的苯：93. 396*55%*3%* (1-4. 66%) =1.469kmol/h(2) 生成的乙烯：1.469 kmol/h(3) 出料中的苯量：1.469+0. 256=1. 725kmol/h據(jù)化學(xué)反應(yīng)式(c) c8h10+h2-c7h8+ch4選擇性7%(1) 消耗量(2) 生成

44、的甲苯量(3) 生成的甲烷量93. 396*55%*7%* (1-4.66%) =3. 428kmol/h3. 428 kmol/h3.428kmol/h則反應(yīng)器出口的物料組成乙苯 苯乙烯 甲苯 苯 乙稀 甲烷 氫氣93. 396*(1-4. 66%)*(1-55%)=40. 07 kmol/h44.077kmol/h3.428+087二4. 298kmol/h1.469+0. 256二 1.725 kmol/h1.469 kmol/h3.428 kmol/h44. 077-3. 428二40. 649kmol/h反應(yīng)器出口的有機(jī)混合物質(zhì)量組成kg/hw%乙苯40.07*106=4247. 4

45、245. 372苯乙烯44.077*104=4584. 0084& 967甲苯40298*92=395. 4164. 224苯1. 725*78=134. 551.437合計(jì)9361. 394100. 00d、冷凝器頂物料g4氫氣40.649 kmol/h甲烷3.428 kmol/h乙稀1.469 kmol/he、冷凝器底物料g5乙苯40.07 kmol/h苯乙烯44.077 kmol/h甲苯4.298 kmol/h苯1.725 kmol/h焦油1.059 kmol/h水1430 kmol/hf、分離器底的廢水組成g6因廢水屮夾帶的芳桂量為500mg /l,芳桂組成同有機(jī)混合物 廢水中

46、夾帶的芳繪量25740*0. 0005=12. 87kg/h則廢水中損失的芳坯量kg/hkmo1/h乙苯12. 87*0. 45372二5. 839 kg/h0. 0551苯乙烯12. 87*0. 48967二6. 302 kg/h0. 0606甲苯12. 87*0. 04224=0. 544 kg/h0. 00591苯12. 87*0. 01437=0. 185 kg/h0. 00237g、分離器頂?shù)挠袡C(jī)混合物組成g7乙苯40.07-0. 0551=40. 0149kmol/h苯乙烯44.077-0. 0606=44. 0164kmol/h甲苯4.298-0. 00591=4. 2921km

47、ol/h苯1.725-0. 00237=1. 7226kmol/hh、阻聚劑加入量g8因?yàn)樽杈蹌┘尤肓繛橛袡C(jī)混合物的0. 03w%阻聚劑加入量=9361. 394*0. 03%二2. 808kg/h , 即 2. 808/184=0. 0153kmol/h 乙苯一苯乙烯塔i、乙苯一苯乙烯塔的進(jìn)料g9乙苯40.0149kmol/h苯乙烯44.0164kmol/h甲苯4.2921kmol/h苯1.7226kmol/h阻聚劑0.0153kmol/h進(jìn)料量 f】 = 40. 0149+44. 0164+4. 2921+1. 7226+0. 0153=90. 0613 kmol/h進(jìn)料組成mol%乙苯4

48、0. 0149/90. 0613二0.444苯乙烯44. 0164/90. 0613=0. 489甲苯4.2921/90. 0613二0.048苯1.7226/90.0613=0.019阻聚劑0. 0153/90. 0613=0. 00017選輕關(guān)鍵組份為乙苯，重關(guān)鍵組份為苯乙烯j、乙苯一苯乙烯塔頂?shù)奈锪蟝10dl40. 0149* (1-0. 003) +44. 0164*0. 0025+4. 2921+1. 7226二46. 02 kmol/h xdb二 1. 7226/46. 02=0. 0282xdeb二40. 0149* (1-0. 003) /46. 02=0. 8866xdsty

49、=44. 0164*0. 0025/46. 02=0. 0024xdtb二4. 2921/46. 02=0. 0828k、乙苯一苯乙烯塔底的物料g11wi=fidi=90. 0613-46. 02=44. 0413kmol/hxweb=40. 0149*0. 003/44. 0413=0. 0027xwsty=44. 0164* (1-0. 0025) /44. 0413=0. 9969x 阻細(xì)尸0. 0153/44. 0413=0. 00035甲苯/乙苯塔選輕關(guān)鍵組份為甲苯，重關(guān)鍵組份為乙苯進(jìn)料量 f2=di = 46. 02 kmol/hl、乙苯回收塔塔頂?shù)奈锪蟝12d2=l. 7226+

50、4. 2921* (1-0.4%) +40.0149* (1-0. 003) *0. 1%二6. 037 kmol/hxdb= 1.7226/6. 037=0. 285xm=4. 2921* (1-0. 4%) /6. 037=0. 708xdeb=40. 0149* (1-0. 003 ) *0. l%/6. 037=0. 007m、乙苯回收塔塔底的物料g13w2=f2-d2=46. 02-6. 037=39. 983 kmol/hxwb=4. 2921*0. 4%/39. 983=0. 000426x«eb二40.0149* (1-0. 003) * (1-0. 1%) /39.

51、 983二0. 99847xwsn-44. 0164*0. l%/39. 983=0. 001104苯一甲苯塔選輕關(guān)鍵組份為苯，重關(guān)鍵組份為甲苯進(jìn)料量 f3=d2=6. 037 kmol/hn、苯一甲苯塔塔頂?shù)奈锪蟝14d尸 1. 7226* (1-0. 2%) +4. 2921* (1-0. 5%) *0. 2%二 1. 7277 kmol/hxdb=1. 7226* (1-0. 2%) /l. 7277=0. 9951xdtb=4. 2921* (1-0. 5%) *0. 2%/l. 7277=0. 0049o、苯一甲苯塔塔底的物料g15w3=f3-d3=6. 037-1. 7277=4.

52、 3093 kmol/hxwb=1. 7226*0. 2%/4. 3093=0. 0008xib=4. 2921* (1-0.5%) * (1-0. 2%) /4. 3093=0. 9719xweb=40. 0149* (1-0. 003) *0. 3%/4. 3093=0. 0273苯乙烯精懈塔選輕關(guān)鍵組份為苯乙烯，重關(guān)鍵組份為焦油冉二肚二44. 0413 kmol/hp、苯乙烯精館塔塔頂?shù)奈锪蟝16df40.0149*0. 003+44.0164* (1-0. 25%) *95%二41. 83 kmol/hxdeb=40. 0149*0. 003/41. 83=0. 0029xdsty二4

53、4. 0164* (1-0. 25%) *95%/41. 83=0. 9971q、苯乙烯精幗塔塔底的物料g17w.ff1-d.f44. 0413-41. 831=2. 2103 kmol/hx卄44. 0164* (1-0.25%) *596/2. 2013二0. 9931x =0.0153/2.2103=0. 0069r、物料衡算表(以10000kg/h進(jìn)料為基準(zhǔn))進(jìn)料組成g2平衡后，水蒸氣的量g1表4序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hw%mol%1水蒸氣143025740100100表5序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hw%mol%1乙苯93. 39699009998.812苯乙烯0. 256200.20. 273甲苯0. 87800.80. 92合計(jì)x94. 52210000100100出反應(yīng)器物料組成g3-1表6序號(hào)物料名稱kmol/hmol%1乙苯40. 0729. 522苯乙烯44. 07732. 483甲苯4. 2983. 174苯1. 7251.275氫氣40. 64929. 956