乙苯脱氢制苯乙烯脱氢工段工艺设计.doc

乙苯脱氢制苯乙烯脱氢工段工艺设计摘要本设计是以年产5万吨苯乙烯为生产目的，采用乙苯脱氢制得苯乙烯的工艺方法，本文针对设计规定对整个工艺流程进行物料衡算，热量衡算，对整个工段进行工艺设计和设备选型。然后根据物料平衡分别对进出脱氢反映器和气提塔进行物料衡算。根据热力学定律对工艺中的第一预热器第二预热器，热互换器和反映器进行了能量衡算。对油水分离器，物料泵，热互换器理论上进行了尺寸计算及选择。为满足设计规定，达成所需要的工艺条件，本设计本着理论联系实际的精神，用现行的乙苯脱氢制取苯乙烯的方法为设计基础，重要对乙苯脱氢工段进行工艺设计和优化。关键词：乙苯脱氢苯乙烯物料衡算能量衡算工艺ABSTRACTThedesignisbasedonanannualoutputof50,000tonsofstyreneproductiontargetofdehydrogenationofethylbenzenetostyreneprocess,Processforthewholeprocessdesignandthemainequipmentselection.Basedonthedesignrequirementsoftheentireprocessofthematerialbalanceandenergybalance.Accordingtothematerialbalancewerecirculatingoil-waterseparator,materialpumps,heateexchangersanddreacters.Accordingtothelawsofthermodynamicstheenergybalanceoftheprocesspreheaterpreheaters,heatexchangersanddreactoroperator.Asfaraspossibletomeetthedesignrequirementstoachievetherequiredconditions.Keyword：ethylbenzene;styrene;materialbalance;energybalance;distillation;第一章文献综述1.1苯乙烯的性质及用途1.1.1苯乙烯的性质苯乙烯的分子式为C8H8分子量为104.14，化学结构式如下：—CH=CH2—CH=CH2或者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。熔点-30.6。C，沸点为1450C，凝固点－30.40C，相对密度（水的为1）0.91，闪点34.4oC。性质比较稳定，不可与阳光接触，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等醇醚等多数有机溶剂。苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反映性能极强，如氧化、还原、氯化等反映均可进行，并能与卤化氢发生加成反映。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、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[1,2]。1.1.2苯乙烯的用途苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料，重要用于生产聚苯乙烯和共聚树脂、离子互换树脂不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体SBS等和其他树脂的生产，此外还可用于纺织，制药和涂料，农药及选矿等工业。其应用广泛，本设计采用乙苯脱氢生产苯乙烯，具有较好的生产效益和经济效益。苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，此外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产ABS工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业[1,2]。1.2苯乙烯生产方法1.2.1常见的生产方法目前，世界上工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢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。迄今工业上乙苯直接脱氢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重要方法。它又涉及乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺，乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺[3,4]。工业上,乙苯脱氢反映除采用低压或负压外,还采用惰性气体作稀释剂来减少烃的分压,以提高平衡转化率。常用的稀积剂是水蒸气,它不仅提高了乙苯脱氢反映的平衡转化率,还可消除催化剂表面的碳。有时也用作载热体,供应乙苯脱氢所需的热量。脱氢反映器是乙苯脱氢工艺的核心,整个工艺是围绕它来展开的.1.2.2乙苯脱氢制苯乙烯的工艺原理以乙苯为原料，按1:3～1:8水比加入过热水蒸汽，在轴径向反映器内，高温、负压条件下，催化剂床层进行乙苯脱氢