乙苯-苯乙烯精馏塔设计.docx

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1、毕业设计题目年产IQ万吨紫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IO万吨/年乙茶脱级制茶乙烯装置，包括工艺设计,设备设计及平面布阳礼本设计的依担是采纳低活性、高选择性催化剂,参照件Q毋斯（1.UmmUP公司生产米乙爆的技术，以乙苯脱乳法生产素乙优，紫乙烯单体生产工艺技术：深度或压，绝热乙苯脱乳工艺乙茶脱级反应在绝热式固定床反应港中进行，其特点是：转化率高，可达,选择性好.可达90%.特殊的脱氧反板器系统：在低压（深度真空下）下操作以达到最高的乙笨单程转化率和最高.的聚乙烯选择性,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

2、装置,整个脱匆系统的压力降小，以爆挣压缩机入口尽可能高压，同时维持脱氢反应器尽可能低压，从而提高笨乙烯的选择性，同时不损失压缩健和投资费用.所须要的催化剂用量和反应器体枳较小，旦催化剂不宜磨损，能在高温高压下操作，内部结构简洁，选价便宜。在藻乙烯然馆!中采纳种专用的不含硫的苯乙烯阻聚剂。它经济有效且能使茶乙烯焦油作为燃料清洁地烧。工业设计的优化和设备的良好设计可使操作无故障.从而可削然生产波动.本设计奘置主要由脱匆反应和精储两个_E序系统所组成.原料来自乙不生产袋跣读原料选购部门，循环水、冷冻水、电和攘汽来由公用工程系统供应，生产出的苯乙烯产品到成品库。此设计过程中,为了计算便利，忽视了一些计

3、算过程,故有肯定的误差,另由于计算时间比较仓促，有些问即不能够干脆解决.i殳计中有不少错误之处,请指导老师予以指贡指正，多提出珍世看法.茶乙烯设计任务书一、设计趟口：年产10万吨笨乙箭的生产工艺设计二、设计原始条件：原料组成（质皮）组别乙采99%98%1.2、34、5、6甲笨0.8%1.2%1、2.34、5、6荤0.2%0.8%1、2.34、5、6100%1%1、2.34、5、62、操作条件：年工作日:300天,每天24小时,乙米总转化率为55%乙策此失量为O1.i乙素投料收为4.66%配料比：原料物水蒸汽=126(版JN比)温度T；第反应器进口温度630C,出口温度58OC其次反应器进口制度

4、630C.出口温度600C压力P：床层平均操作压力1.5*105Pa(绝)3、选择性：C8HI0-C8H8+H2(1C8H10-C6H6+C2H4(2)C8H10+H2-C7H8+CH4(3)I、2、390%2)3%3)7%4,5、692% 2)3%5%4,催化剂条件：(I)采纳II#氧化铁催化剂，d=3mm,h=13mm(2允许通入乙苯空速为：(0.5M).9)Nm3乙苯/(m3Ca1.h)(3)=K)SOkg/m3=Iwokg/m35,参考数据：(I)反应器直径D=2m(2)取热损失为反应热为4%(3) k=exp(1.1.281-2545RT)(4) K=exp(15.344-14656

5、.5734)(5)Cat的有效系数q1=0.7q2=0.667(6)填料状况：取瓷环为25X25的拉西环，所埴高度为250mm,锥形裔度为250mm.Wiff1.HZ900(7)压力I第一反应器进口压力为1.8105Pa,出口压力为1.2*105Pa,平均压力为1.5105Pa,压降AP=0.6IO5Pa.(8)再沸嚣：取热损失为水蒸汽放出热瓜的3%,Q蒸汽=Q吸/(13%)(9)传热面积A：取K=32.I24.I8U目录一绪论5I、原料的性质和用途52、苯乙烯的性质和用途53、笨乙烯各种生产工艺及比较64,本工艺设计说明6二、生产工艺说明81、原料、成品及半成品82、主副化学反应式83、生产

6、步骤84、原理、化学组成及化学性质95、反应器设计依据106、主要工艺变埴（蛰数的选择与限制7、流程叙述8、工艺设计物性参数13三、物料及热量衡算131、计算依据132、物料衡算143、热量衡算22四、乙笨一笨乙烯精情塔的计算24I、乙笨藻乙烯塔操作条件的确定242,理论板数的计算25五、乙苯一苯乙烯塔附设备计算31六、乙米一不乙烯塔主要工艺条件一览表35七、原材料消耗综合表、排出物表36八、生产限制37九、产品消耗定额37I、三废处理37十一、原料.中间产品的分析方法38十二、参考文献38一、绪论I、原料的主要性质与用途（1）乙苯的主要性质乙素是无色液体，具有芳香气味,可溶于乙醉、紫、四派化

7、碳和乙窿.几乎不溶于水，易燃易爆，射皮肤、眼的、粘膜行刺激性，在空气中城大允许浓度为K）OPPM,乙苯侧链易被氧化，辄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（如高钵酸钾或假化剂作用下，用空气或氧气氧化生成米甲酸：若用缓和制化剂或淑柔的反应条件仪化.则生成朱乙机乙苯的其它性质如下去所示:表1序号I23456789IOI1.I21314常分液沸点熔点液谯.熬液体粘生成在燃烧闪自爆数子体体汽发度热水热点燃炸名盘比执热执中点范称容容溶阐Iit量解度计CkJ/KckJ104kgSKca1.KcdCC%(fit(ka1./mce,M2Zmo1.Zmo1.体单gK)(o1.积位kgK)常106

8、.0.8136.294.41.750.235.0.6792.98IIOII552.3数1678248559.153.0伯7.4备注OC10!325Pa101325Pa298.15K27C正常沸点下2or20C0.01500m1.（20。C）气体(2)乙装的主要用途乙米是一个曳要的中间体，主要用来生产紫乙优,其次用作溶剂、稀择剂以及用于生产二乙苯、苯乙胡、乙菸恿觎等：同时它又是制药工业的主要顺料.2、聚乙烯的性旗和用途年乙烯(SM)是含有饱和偏能的一种简洁芳烧，是电本有机化工的重要产品之一笨乙烯为无色透亮液体常温下具有辛辣香味,易燃.茉乙烯冰溶于水,25C时其溶解度为0.066%.朱乙烯溶于甲解

9、、乙酹、乙械等溶剂中.苯乙烯在空气中允许浓度为0.1m1.1.浓度过离、接触时间过长期对人体有肯定的危古。苯乙烯在高温下简洁裂解和燃烧.聚乙烯蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物,其爆炸范附为I.I601.%(体积分数).朱乙优(SM)具有乙烯基烯短的性质,反应性能极强朱乙舔M强于空气中，易被氧化而成为酸及阴类。苯乙烯从结构上看是不对称取代物，乙烷务因带彳i极性而易于聚合,在而于00c时即进行聚合.甚至在室温下也可产生援慢的聚合.因此.东乙烯单体在贮存和运箱中都必衡加入阻聚剂，弁留意用情性气体密封，不使其与空气接触，苯乙烯(SM)是合成高分子工业的近要单体，它不但能自聚为凝苯乙烯树脂，也易与丙烯胞

10、共聚为AS塑料,与丁二烯共聚为丁藻梭胶，与丁二烯、丙烯精共聚为ABS塑料,还能与联丁端二酸附、乙二薛、邻笨二甲酸Bf等共聚成聚脂树脂等.由笨乙烯共聚的室科可加工成为各种H常生活用品和工程塑料.用途板为广泛.目前,其生产总妓的三分之二用于生产聚米乙饰.三分之一用于生产各种塑料和橡胶.世界米乙端生产实力在1996年已达1900万吨，目前全世界紫乙烯产能约为2150-2250万吨。3、各种紫乙烯生产工艺及比较目前朱乙端主要由乙率转化而成，可通过如下四条工艺路途进行，(D苯乙丽法较早采纳朱乙涉法生产苯乙烯,其步骤主要分为氧化、还原和脱水三步，方程式如MC6H5C2II5+02C6H5COCH3+H2O

11、C6H5COCH3+H2C6H5CHOHCH3C6H5CHOHCH3C6H5CHCH2+H2O该法茶乙烯产率为75-80%,略低于乙装脱氮法的产率，但中间副产物笨乙雨产值较高，军乙烯的精制分别较葡洁.故此法在国外仍有采纳.(21乙茶和丙优共氧化法本法苜先在破性催化剂作用下，使乙苯液相耙化成过敏化双乙苯，然后与丙烯进行环氧化反应生成环氧丙烷，乙装过氧化物则变为一茶乙解，再经脱水得到装乙烯,即：C6H5C2H5+02C6H5CHOOHCH3C6H5CH(X)HCH3+CH3CHCH2C6H5CH()HCH3+C3H6OC6H5CHOHCH3C6H5CHCH2+H2O木过程以乙苯计的苯乙烯产率约为6

12、5%,低于乙茶股犯法的产率，但它还能生产正要的干j机化工原料环氧丙烷，琮合平衡仍有工业化的价值，故目前国外也有采纳此法生产的。(3)乙苯氧化脱氨法乙米乳化脱氧法是目前尚处于探讨阶段生产率乙烯的方法.在催化剂和过热蒸汽的存在下进行氧化脱幻反应的，即；2C6H5C2H5+022C6H5CHCH2+21120此方法可以从乙笨干脆生成笨乙烯.还可以利用毓化反应放出的热盘产生蒸汽,反应温度也较催化脱氮为低.探讨的催化剂种类较多,如乳化阴，制化楮，留、辂、泥、仲、锂等混合叙化物，铝酸钺、破化铝及我在弱化篌上的钻、用等，但这些催化剂在多处于探讨阶段，尚不具备工业化条件，有待进一步探讨开发.(4)乙笨催化脱级

13、法这是目的生产紫乙爆的主要方法，目前世界上大约90%的茶乙烯采纳该方法生产.它以乙苯为原料，在催化剂的作用下脱乳生成苯乙烯和氮气，反应方程式如下：C6H5C2H5C6II5CHCH2+112同时还有副反应发生,如裂解反应和加氢裂解反应：C6H5C2H5+H2C6H5CH3CH4C6H5C2H5+H2C6H6+CHCH3C6H5C2H5C6H6+CH2CH2高温裂解生成：C6H5C2H58C5H2在水然汽存在下，发生水蒸汽的转化反应；C6H5C2H5+2H2OC6H5CIB+CO2+3H2此外还有高分子化合物的聚合反应.如果朱乙嫌、对称二笨乙烯的衍生物等.4、本工艺设计说明(I)生产任务：年产1

14、00ooO吨制聚乙烯，纯度99.7%,(2)生产方法：采纳低活性、商选择性催化剂,参照鲁姆斯(1.UmmUS)公司生产藻乙烯的技术,以乙米脱乳法生产苯乙烯.鲁姆斯(1.UmmUS)公司经典朱乙娣唯体生产工艺技术：深度减虚，绝热乙米酸乳工艺：伶姆斯(It1.1.1.ff1.VUOP)经典茶乙烷总体生产工艺简介：该工艺是全世界生产紫乙烯(SM)单体中Ja成熟和有效的技术，自1970年实现工业化以来.目前大约有55套装力在运转.A、工艺流程从乙米(EB)生产苯乙烯的经典流程如附图1所示。乙茶(EB)脱级是在热汽存在下,利用蒸汽来使并维持催化剂处于适当的氧化状态。蒸汽既加热反应进料、削减吸热反应的温度

15、降,同时蒸汽也降低产品的分代使反应平衡向着笨乙烯(SM)方向进行，且又可以连续去除枳炭以维持催化剂的肯定活性.高温、高压蒸汽稀稀和低反应系统压力能供应良好的反应平衡曲线，对乙苯(EB)转化为苯乙烯(SM)有利，在有两个绝热反应落的工业生产装置中.乙茶(EB)的总转化率可达到70%-85%.萩新乙藻和循环乙笨先与一部分蒸汽混合.然后在一个用火加热的蒸汽过热器内进行过热，再与过热蒸汽相混合，在一个两段、绝热的径向催化反应系统内进行脱乳.热反应产物在一个热交换器内冷却以回收热依并冷凝,不凝气(主要是氢气)压缩后，经回收烧类后再用作蒸汽过热器的燃料，而冷凝液体分为冷凝水和脱水有机混合制(DM).在脱水

16、有机混合物(DM)(笨乙烯、未反陶乙茉、笨、甲苯和少贵高涕物中加入一种不含硫的阻聚剂(NSr)以削减聚合而损失朱乙优(SM)电体，然后在乙料茉乙烯单体(EBZSM)分储塔进行分别，塔顶粒组分(EB及轻组分(苯/甲苯)从塔顶取得)去乙苯分别塔，从而从乙米分别出茶和甲米，回收的乙装返回脱级反应涔原料中，EBJSM塔底物(羊乙烯单体和冏沸物在最终年乙烯分用塔内进行分馆,塔顶产品即为笨乙烯(SM)单体产品,少量的塔底焦油用作蒸汽过热器的懈料，蒸汽过热器所衡大部分燃料来自脱乳I发气和朱乙烯焦油.典型苯乙烯单体产品性能如表2：表2性能指标苯乙烯*99.7%颜色，AP1IAIO聚合物，IOppm(W)硫Ip

17、pnUW)苯乙跳:HoPPm(W)过氧化物才20PPm(W)拈度(25)0.7mm2s目颓现代化工艺装置中生产的紫乙优纯位已可达998%(W)以上，B、工艺特点和优点（八）特殊的脱瓠反应器系统：在低压(深度真空下)下操作以达到最高的乙笨通程转化率和强高的笨乙嫌选择性.该系统是由蒸汽过热器、过热蒸汽输送管税和反应产物换热器组成,设计为热联合机械联合袋置.整个脱氧系统的压力降小，以维持压缩机入口尽可能高压，同时维持脱乳反应器尽可能低压，从而提而装乙烯的选择性,同时不损失压缩能和投资的用.(b)低蒸汽/油(EB)比的设计方案：件姆斯公司议计的朱乙烯装置是在低蒸汽，油比下撮作，可降低聚乙烯生产成本,已

18、在工业扮装汽的操作中证明在低蒸汽/油比的情形下，新催化剂的稳定性良好。(O能里回收：鲁姆斯公司在聚乙烯装置上已实现j低品位能量(500大卡/公斤聚乙彷)的回收工之,利用乙采/茉乙烯蒸福塔顶产物的冷凝热来汽化乙茶和水的共沸物,并干脆送至脱乳反应器.而不彻要任何压缩设备，(d)平安：一旦仪表系统发党有任何产峻误操作或故障时,脱乳反应的自动联锁系统即自动,无需任何操作员J1.J卬可将装置自动转入平安操作状态或平安停工.(e)操作简活：利用该技术的工业扮装置己证明它具有很麻的牢拈性,工业设计的优化和设备的良好设计Ur使操作无故障,从而可削减生产波动和损失.(f)催化剂寿命长:依据操作回历，脱乳催化剂的

19、运用寿命是1824个月.珈着乙苯装汽上催化剂寿命的延长，乙茶和茶乙烯装织更换催化剂的停工时间也可适应尽V削减总停乍时间的需求，(g)加入阻聚剂：在朱乙烯蒸潮中采纳一种专用的不含硫的聚乙烯阻聚剂.它经济有效且能使朱乙烯焦油作为燃料清沽地燃烧，本设计装置主要由脱氮反应和精馆两个工序系统所处成,原料来自乙茶生产装四城原料选购部门,循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统供应,生产出的紫乙烯产品到成品库,由销售部门销售.本装置采纳24小时连续运行，年运行720（）小时（YX）天.二、生产工艺说明I、原料、成品及半成品乙飞纯度2败8%,沸程1358C1365C.为了削减副反应发k保证生产iE常进行.要求

20、原科乙茉中二乙茶的含显004%.因为二乙米脱乳后生成的二乙烯基紫简洁在分别与精制过程中生成蜜合物，堵店设i和笆道，影响生产，丹外，要求原料中乙块W1.OPpm（V%）、硫（以U2S计）2ppm（V%）、氯（以HQ计）2ppmW%）%水W1.OPPm（W%）,以免对催化剂的活性和寿命产生不利的影响.本笠置生产纯度-99.7%的聚乙烯产品.乙苯经脱氧反应器反应后，反应生成物送乙苯一苯乙烯塔分别成乙装（苯和甲素）及粗茶乙烯（带重犯分及烬油）。2、主、副化学反应式乙米在脱氮反应器中主要发生下列反应：主反应；C6H5C2H5副反应：C6H5C2H5+H2C6H5C2H5+H2C6H5C2H5C6H5CH

21、CH2+H2C6HSCH3+CU4C6H6+CH3CH3C6H6+CH2CH23、生产步骤乙茶脱乳反应在固定床反应器中进行,同时伴随三个副反应,反应产物经循环水冷凝器和熊水冷凝零冷却后,降温到8C左右.笨、甲笨、乙苯、苯乙烯.水和重组分全部冷凝.甲烷和乙烯不冷凝,徐凝液经油水分别器分别成水和彳!机混合物,将水分别，在不!机混合物中添加阻聚剂24:硝获.凭二丁堪的（DNBP）,有机混合物送精储工序。先经乙苯一苯乙烯塔分别成乙羊（及茶、甲茶）和粗茶乙烯（带重细分及焦油），乙茶愉分送茶-甲紫塔分成笨、甲不搐分和回收乙苯,回收乙装返回脱级工序.粗采乙烯送布镭塔分成精不乙烯和焦油.要求：乙米-朱乙优塔真

22、空操作：塔顶压力：180-20OmmHg.苯甲米塔塔顶操作压力：塔顶压力16OmmHg-箱情塔真空操作,塔顶压力50mmHg,4、原理、化学组成及化学性质米乙烯（SM）是乙米（EB）经过1.吸热脱氮反应而生成：EB=SM+H2反应深度出平衡限制：（1）汽态平衡常数为：KP=PSMXPH2,PEB=PTXYSMYH2/YEB其中：PT一一系统总压：PSM（H2EB）一一各对应趾分分压：YSM（H2EB）各对应组分摩尔分率；（2）时于全部吸热气相反应,平衡常数曲药温度的提高而增加，这时反应平衡关系如下：InKP=AB-T（T：K.KP：atm）其中：A=I6.O195.B=3279.47;因此，温

23、度上升，EB转化为SM的转化率亦随之上升eEB.，SM混合物还进行一屿不受平所限制的初级反应（副反应），其中首要的是脱短反应，特性如下：C6H5C2H5=C6H6+C2H4乙苯苯乙烯C6H5C2H5+H2=C6H5CH3+,H4乙米氯气甲米甲烷其他反应生成少玳的。一甲艇藻乙烯（AMS）和其他裔沸物，甲烷和乙烯亦参加蒸汽重整反应，主要是甲烷反应：CH4+2H2O=CO2+4H2O我们还视察到：柏汽转换反应在反应温度下接近平衡.CO2+H2=CO+H2O通常，在茶和甲茶的生成中，甲烷和乙烯的量总是比预期的要少。一氧化碳通常是二氧化碳的10%（摩尔）.在反应零的设计中械当记住：在接近反应平衡时SM停

24、止生成.而苯和甲为却接着生成,事实上并没有限度，另外，因为SM的生成部分地受到扩故的限制,因此.随存温度的上升，米和甲苯的生成率要比SM的生成快得多。EB脱乳的主要操作和设计变量（1）温度（2）催化剂麻及催化剂（3）压力（4）蒸汽桶择因为EB脱瓠生成SM的反应是吸热反应,所以反应混合物的温质领反应加深而降低.反应速率降低的缘由其一是反应越来越接近平衡,反应推动力越来越小，其二在反应速率常数的降低。在一般设计中，在第一个三分之一的催化剂床层上，约有80%的温降产生，在基于这样的原理基础上，有一个很高的人口反应温度当然是很志向的，然而，与促进催化脱级相比.高温更会增加非选择热反应和脱烧反应的速度而

25、生成笨和甲笨.因此,要达到很好的选择性，须要有效的入】温度上限.相对于EBiS料而言，催化剂数状对优化操作起着我娈的作用.催化剂太少，则不会接近平所，而催化剂太多，则还没有完全通过催化剂床层EB转化就达到平衡并停止转化，而副反应接着进行,反应转化率和选择性降低（从物料平衡和装置生产率1.目前有许多种EB脱氧催化剂,这些催化剂一般分为两类：i高活性、低选择性：（2低活性、海选齐性，采纳低活性、诲选择性催化剂的设计有比较好的效益，本设计装置拟采纳的正是此种催化剂，假如在将来相当长的一段时间内想要提高生产率而又允许有Fi定的损失的话.而活性、低选择性催化剂可在同样的设备中装填运用。平衡常数有压力的范

26、国，因为转化一个摩尔EB会生成两个摩尔的产物.所以，较鬲的系统压力会使脱氧反应的平衡左移（即抑制EB的转化）,从而降低EB的转化率。较低的压力将使EB转化较高，同时选择性也不受太大的影响，蒸汽桶择能削减EB、SM和乳气的分压其效果与降低质力一样.蒸汽稀择还有其他等同的的要作用.首先，蒸汽向反应混合物供应热量,其结果是对于肯定的EB转化而古，温度降低许多，在同样的入口温度下EB转化更多，其次，少川的蒸汽表现为能使催化剂保持在所需的氧化状态，具有很高的活性，此蒸汽母质催化剂的运用状况而有所不同,第三，蒸汽能抑制高沸物沉积在催化剂上.假如允许超过肯定的限度.这些结供生成物城终会污染伟化剂使其活性降低

27、而无法运用.由于上述作用，单程EB转化率在温度、压力、催化剂、然汽稀样等方面受到限制，对实际的单级反应器来讲EB转化率只有4050%,但是，假如出料被再加热到第一级入口温度，混合物便无法平衡.假如再加热的混合物被送到其次个俳化剂床层，那么,它又可以进一步转化为SM.宜至再次接近平衡.由于受到其他变量因素的影响，EB转化总属可达到7085%。再加热和增加级数的过程可视经济效益多次至攵，每增加级，转化率和选择性便渐渐降低，因此，本设计来射两级反应器以获得较好的经济效益，5,反应器设计依据反应器设计的首要任务之是依据所需的处理JIt及原料组成,计算达到规定的转化率所衢的反应体积，然后以此为依据作进步

28、的设计：确定催化反应器为完成肯定的生产任务所新的催化剂心是反应器设计的总本内容之一。反应器系统应当获得尽可能商的游化率,而且不增加操作成本,也不超出经济优化的范用.较高的转化率削减r对稀择蒸汽、蒸耀蒸汽和过热涔燃料的要求.同样笊要的是，尽管反应器成本可能略增加一些，但在初步改计中，较高的转化率可从总体上削减装祝投资，在狭汨较高转化率的同时，催化剂的选择性将会降低，因此任何SM装置的设计都必需在反应、热回收和蒸储方面比较全部因素,考虑经济平密,6,主要工艺变曲（参数）的选择与限制（-对反应器系统而占，主要限制J1.艺参数是：（I）温度（第一、其次级反应器入口温度）（2）蒸汽/油（EB）比重量比）

29、（3）EB进料率通过限制第和其次级人【I温度来使转化率接近生产率的设计值.这两级的温度应当一样.但是假如其次级入口温度珞高于第一慑入口温度，选择性会更好一些。当然，EB进料率是牛.产率的基本确定因素.蒸汽/油（EB）比的设计值：在较高的蒸汽/油EB）比下,特殊是在降低生产率的状况下操作有助于降低操作成本,因为转化率（相对于给定的温度）、选择性和蒸懦蒸汽方面的少许改进都将维过增加稀林蒸汽的成本。EB的转化率主要由反应器进口温度网制，随着催化剂老化.这些温度要渐渐提高以维持催化剂的活性和EB转化率，以保持在给定的EB进料率下的生产运行.（二朱乙烯（SM）的蒸饰与贮存苯乙烯即使在常温环境温度之下也会

30、发生液相聚合（虽然缓慢）。聚合速率受浓度、温度、时间的影响而增加，运用合适的阻鬃剂可减缓聚合.因此，在蒸慎系统中通常出现的温度下，必需运用有效的阻配剂以防聚合而引起较大的损失.阴聚剂的选择取决于以下一些因玄：在操作温度下可接受的聚合物产生的数I匕基于这样的聚合物产量所须要的阻聚剂数属、阻聚剂成木、阻聚剂对米乙烯终端运用的影响（最好是没有影响）。在苯乙烯工艺中，须要阻聚剂的有两个地方：一是藻乙烯精储系统，二是藻乙烯产品贮存系统在精馅塔中，米乙烯处于120C的高温,用聚剂主要用来防止聚合物的生成:在藻乙烷贮存系统中,温度一般为20C以下.求会率较低阻聚剂的主要用途之一玷防止聚乙爆氧化.由于温度存在

31、若很大的不同.对阻聚剂的要求也不一样，所以，在然耀塔中运用无硫阻聚剂（2、4二硝葩.邻二丁基酚（DNBP）俗称NSD,在半乙烯贮存系统中运用4叔J基邻笨二酚TBC）.在蒸储系统中,蒸端塔中产生的聚合物为高沸物,作为重组分（苯乙烯侬油离开本系统.不构成朱乙饰的污柒物.产生的聚合物表示聚乙烯收率的损失,应尽可能削减.NS1.阻聚剂的汽化压力很低，所以它向蒸储系统中的正祖分别开，在产品苯乙烯中数眼不多，产品茶乙烯中的NS1.在茶乙烯加终运用中会产生麻状问题，米乙烯产品中只允许有少优的聚合物（一股低于IOppm.7,流程叙述（I）脱知反应总述：EB蒸汽/蒸汽混合物与EB/蒸汽过热器二级反应器流出物进行

32、热交换而产生过热，井进入一级反应零进口.在这里与主过热蒸汽混合,以便达到志向的一级反应涉的进U温度.EB和蒸汽混合物径向从内向外地进入催化剂床层，一部分EB反应生成SM.由于进行吸热反应.温度降低。混合流出物与过热蒸汽进行换热而得到Hi新加热并径向通过其次个催化剂床层，大部分EB反应生成SM（受平衡限制）和少吊:副产品反应涔系统的流出物由于两个压力等级的蒸汽再生而进行冷却.冷却的反应湍产品与部分未汽提的工艺冷凝液被过热降温,并在主冷凝器中冷凝冷凝液因运力作用自动液至有机混合物/水分别器，而未冷凝的蒸汽进一步得到冷却并在调整冷却器中冷凝，调整冷凝器中的冷域液也流向有机程合物/水分别器，在有机混合

33、物/水分别中，芳煌和工艺冷凝液构成两个相位.帔称之为“脱翻混合物（DM”的芳妙相流进有机物分隔间,Rfi后进行SM产品精常和对未反应的EB、及副产物紫、甲米和高沸物进行回收.水相因柬力在有机混合物/水分别器的主分别室中分别，工艺冷凝液用泵压送至用来除去夹带有机物的微沫猛，部分冷糠液被过谑，以除去催化剂尘末.然后用来对冷却的反应器流出物进行降品.净工艺冷凝液通过汽提除去溶解的有机物.冷凝液苜先由汽提塔的塔顶液，进料内部换热器进行预热，然后通过蒸汽喷射器的干脆蒸汽加热至工艺冷凝液汽提塔操作温度，以把塔中汽提过程中的损失降低到最低程度，从调整冷却落出来的未冷凝气体为脱级废气，含有瓠、二氧化峡、甲烷和

34、大埴的芳燃。气体通过压缩机入口塔.然后送往废气压缩机.J玉缩气体通过一个分别城.然后再进入废气冷却湍.冷却气体中的芳堤通过循环半柏油的洗涤而削减.并羟冷却后返I可汲取塔：废气则通过一个密封撅进入燃料补充系统而用作蒸汽过热器的燃料。（2）第乙烯蒸场总述：军乙烷蒸愉的目的是招从脱级反应系统出关的液态芳烧混合物分饰成：a、一种高纯度的米乙烯产品（米乙优聚合物最小损失）b,循环至脱履反应系统的EB物料流c、茶乙烯焦油物料流（含有茶乙烯聚合物、取愉分和少地藻乙烯d,适合作为EB装置进料的笨物料流c、甲米副产品物料流从有机混合物/水分别器出来的水饱和行机混合物（妁含有苯：14%（W）,甲苯：2.8MW）、

35、EB：25.5%（W）.茶乙烯:69.2%（W似及一些高沸物被送入EB/SM分别塔。从分别塔出来的塔顶产品流含有笨、甲笨、几乎占进料中全部的EB以及约0.25%（W）的不乙烯）被送入EB同收塔.含有005%的SM塔底液被送至薄度蒸发零.蒸发涔蒸发挥发物并将其送回到SM塔底,蒸发器部分塔炭液（塔底总房的沙3）被泵送至EB,SM分别塔进行NS1.循环，含有约5.4%（W）残存苯乙烯的净塔底液送至贮桶，作为燃料运用。为把笨乙烯爰合物生成降低到最低限度EBJSM分别塔、SM塔和薄膜蒸发器都减压运行.这样可以降低工作温度.A、乙茶/苯乙烯分别塔（T1.O1.）EB,SM分别塔是一台筛板塔塔，在Xt空卜（

36、塔顶绝压为180-20OmmHg）运行操作.其目的是分别乙军与笨乙烯.生产出一种塔釜产品它含有苯乙烯、-甲基笨乙嫌、聚合物.高沸物以及少地可相制成合格策乙优的EB：同时，塔顶产出产M,它含有基本上全部的EB.苯和卬茶井带有约1.0%（W）苯乙烯，该塔的其次个目的是在分别时最大程度地削减苯乙烯转换成聚合物的损失,有机混合物进料从有机混合物/水分别器由泵送至EBSAI分别塔。进料在49#塔板卜进入该塔,NSI溶液随进料进入该塔,东门薄膜蒸发涔底部的循环NSI溶液在SM/柏油混合器的上游加入至EB，SM分别塔进料.为取窗志向的分别效果.EBjSM分别塔在高回流比下操作，设计回流比为100-12,通往

37、再沸器的蒸汽流Ift依据使塔产生志向的回流比来确定。该塔再沸器所需的热能由350kPa的压力的蒸汽所供应。在牛.产中保持志向的军乙优纯度的关键是正确操作EBfSM分别塔,作为苯乙烯里的主要杂质.EB一“离开分别塔塔底后总是进入SM分别塔塔顶，在茉乙处塔里的实际分别是在米乙烯和。-甲基采乙爆之间进行，进行分别的关键是要有足够的蒸汽流入再沸器，B、SM精慵塔(T301)SM精瑞塔是一座在真空下(塔顶绝代为30-5OmmH)进行操作的行36层塔板乃F郡康牧墙酷缺BJSM分别塔的塔釜液中的进料进行分别,以便从塔丁贡产出99.7%(W)以上的苯乙烯产品物流，该塔的其次个目的是将该塔釜液经薄膜然发器汽提后

38、，可生产H1.苯乙烯焦油,其中,朱乙烯HIa-印基茶乙烯含量相加不超过16%(V)e在SM分别塔的逆料中含有98%(W)的孽乙嫌、一些高沸点化合物(麋合物.-甲基笨乙烷及其他物料)、一些低沸点物料(EB)以及NS1.阻聚剂.TBC(叔丁基邻米二酚)在茉乙烯单体里以2%(W)溶液的形式被注入回流管线以抑制塔内紫乙烯的聚合，设计回流比为0.870SM分别塔所衡的热城由35OkPa压力等级的蒸汽所供应的，C,甲笨/乙苯回收塔(T201)EB回收塔是一座有40层塔板的带压塔.其目的是分别从EBJSM分别塔的塔丁发来料，在设计回流比为8.O-IO的操作下，进入笫28层塔板，获得塔顶产物：苯/卬苯物流，塔

39、底产物：大约含0.05%(W)的甲笨以及大约含0.3%(W)装乙烯的EB物流，塔釜液循环至脱氮反应系统.该塔再沸器所需的热能由I1.Ookpa蒸汽所供应.D、米/甲笨分别塔T401)苯何策分别塔是带压掾作的4床层填料塔。EB回收塔的塔顶物流送入该塔，在设计回流比为2.O-3O的操作卜，分别出约含0.35%(W)的甲茶的茶塔顶产品和约含0.1%(W)的茶的甲茉塔釜产品,本塔运用的填料是碳刖鲍尔坏.为溺开液体分布的不匀称,该塔运用4个独立的填料床层，在每层顶部装有一台液体分布器,该塔再洗涔所需的热能由I1.OOkPa蒸汽所供应。苯/甲不分别塔的关键部位是位于笫三填料床层下的温度限制，每总位床层高度

40、的温度改变率在此达到加大限度。该温度可以通过重新设定进入再沸器的蒸汽流M限制来进行调整“回流比可以通过产品规格的须要求限制.8、工艺设计物性参数衣3项目船位笨甲*乙素茎乙烯液体密度（293K时）kg/m879867867906正常烙点TmK278.7177.3178.2242.6正常沸点TbK353.3383.8409.3418.3临界温度女K562.1591.7617.1647临界压力PCMPa4.8944.1143.6073.992临界体枳VCM3mo1.259316374物界压缩因子Zt0.2710.2640.263偏心因子30.2120.2570.3010.257恒压热咨CpJmo1.

41、K216.315X.6Antoinc蒸汽乐方程系数A15.900816.013716.019516.0193B2788.513096.523279.473328.57-52.36-53.67-59.95-63.72生成热】kJ/mo1.82.950.0029.79103.9燃烧热AHkJ/mo1.-3268-3910-4395熔化热H。kJ，InOI9.8326.61125C时汽化热Hkj.,mo1.33.8537.99沸点时汽化热HkJ/mo1.30.7533.4735.5636.44标准生成自由蜡AGkJ/mo1.30.9929.1632.2151.1020C时拈度MPa.s0.7370.

42、6750.7220C时导热系数kcaV(m.h.C)0.1270.119时体积膨胀系数Io-X1./C12.410.9表面张力10-3Nm28.627.9三、物料及热量衡算I、计算依据乙茶脱级制茶乙烯装置包括脱乳和精潴两个单元，是具有循环物流的困难化工过程,其流程框图如附图1.乙装脱现反应在装有铁系催化剂的列管反应器中进行，反应方程式为；主反应C6H5C2H5C6H5CHCH2+H2（八）副反应C6H5C2H5C6H6+CH2CH2(b)C6H5C2H5H2C6H5CH3+CH4(C)水蒸汽作稀徉剂，水蒸汽和乙茶质出比为2.6：I反应压力为1.5000()Pa(葩)，反应温度为S80C,反应器

43、进口遍度630IC.乙装总转化率为55%,各反应选择性分别为：（八）90%、(b)3%,(c)7%,为简化计算,假定：(1)反应混合原料组成：乙军:3%(W%,甲笨：0.8%,笨：0.2%.混合原料中不含其它二甲落.2)水蒸汽为惰性组分，不发生水蒸汽转化反应,并且无结住反应.冷凝液经油水分别器分别成水和仃机混合物,水中夹带芳慌量为5f1.()mg1.,央帝芳烧组成同有机混合物相何，有机混合物中水录很少可忽视，(4)机配剂加入Ift为行机混合物量的().03(W%).5)精匐塔塔顶苯乙烯网收率大于95%,精储塔也空操作，塔顶压力5OmmHg(6)乙笨一笨乙箭塔真空操作,塔顶压力200mmHg.塔

44、顶羊乙烯含量0.25%,塔釜乙笨0.3%.(7)茶一甲米塔塔顶压力v60mnHg,塔顶甲米0.5%,塔釜茶0.2%。(8)乙茉网也塔，塔顶乙米01.%,塔釜甲茶0.4%.2、物料衡算A、假设以100ookg/h原料进料为基准，则反应器进料G2卬茶100oO*0.8%=80kgh,8S92=0.87kmohh；乙策1.0000*99%=99(kg.h,99iX,1.06=93.396kmo1.h:藻乙烯100OOXo.2%=20kgh.2Q48=0.256kmohh:B、进反应器的蒸汽信G1.9900*2.6=2574OkgJh25741.8=1.430kmoVhC,反应器的出料一段反应器的出料G3据化学反应