年产10万吨苯乙烯工艺设计(毕业论文).doc

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 2006 年 3月 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： 1、原料组成（质量%） 组别 乙苯 甲苯 苯 ∑ 1、2、3 99% 0.8% 0.2% 100% 4、5、6 98% 1.2% 0.8% 100% 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……………………………………………………………………………