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1、毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：xxx2010年 12 月 6 日目 录一、设计任务书 1二、摘要 3三、绪论 71.苯乙烯的性质和用途 7 2.苯乙各种生产工艺及比较 72.1苯乙酮法 72.2乙苯和丙烯共氧化 72.3乙苯催化脱氢法 83.主、副化学反应式 84.原理、化学组成及化学性质 8 5.流程
2、叙述 10 5.1脱氢反应总述 105.2苯乙烯蒸馏总述 11四、物料及热量衡算 15（一）、苯乙烯生产全系统的物料衡算 151.反应系统物料衡算 151.1反应系统进料量计算 151.2出水冷冷凝器的气液组成 181.3出盐水冷凝器的气液组成 201.4油水分离器水油组成 21 2.分离系统物料衡算 23 2.1苯乙烯精馏塔的物料衡算 24 2.2苯、甲苯蒸出塔的物料衡算 26 2.3苯乙烯初馏塔物料衡算 282.4乙苯蒸出塔的物料衡算 30（二）、脱氢系统的热量衡算 321蒸发器 322、第一预热器 33 3、热交换器 344、第二预热器 345、反应器 35四、感谢信 40五、参考文献
3、41摘要苯乙烯(SM)是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料，主要用于生产聚苯乙烯，也可用于制备丁苯橡胶、苯乙烯一顺丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、不饱和聚酯等。乙苯催化脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，采用的催化剂主要是Fe-K系催化剂，其中Fe2O3。是活性组分、K2O是活性促进剂，K2O的引入使铁系催化剂的活性有了显著提高，可以在较低的水比下应用，但K2O含量过高存在着钾的流失问题。.为了解决催化剂在使用过程中存在的问题，作者采用固定床反应器，以自制的高铁低钾氧化铁为催化剂，考察反应温度、进料比和催化剂活性对乙苯转化率、苯乙烯选择性和苯乙烯收率的影响，确定了最佳的工艺条件。本设计为10万吨
4、/年乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程，工艺采用具有低活性、高选择性的氧化铁系催化剂，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。 设计内容主要包括：工艺流程设计、工艺计算、设备设计等。 本设计主要由脱氢反应和精馏两个工序系统所组成。乙苯脱氢反应在绝热固定床反应器中进行，反应物送至精馏工序。先经乙苯苯乙烯塔分离出乙苯（含苯、甲苯）和粗苯乙烯（带重组分及焦油）。乙苯馏分送苯-甲苯塔分成苯、甲苯馏分和回收乙苯，回收乙苯返回脱氢工序。粗苯乙烯送精馏塔分成精苯乙烯和焦油。工艺计算包括主反应器和精馏塔的物料衡算以及热量衡算。设备设计主要是对乙苯/苯乙烯分离塔进行设计，计算出实际塔板数2
5、6块，进料在第13块板，塔径1.80m，塔高20m。齐鲁200kt/2苯乙烯装置改造完成后，乙苯/苯乙烯分离塔操作指标一直达不到设计要求，塔顶苯乙烯含量高达8%左右，远高于设计值1%的要求，而塔釜乙苯含量在0.25%左右，也高于0.08%的设计值，而且进料负荷也没有达到设计的生产能力，进料负荷越高，奋力效果越差。通过制定工艺操作方案，搜索和考察了各种不同工艺条件对操作状况的影响，并通过冷模实验，模拟软件计算，通过操作数据的对比和分析，找出了该塔存在的问题，分析了问题产生的原因。在此基础上，提出了乙苯/苯乙烯分离塔的改造方案。对分离塔成功的进行了技术改造，更换了乙苯/苯乙烯分离塔精馏段部分填料和
6、部分塔内件，解决了困扰该塔正常运行的主要矛盾，使得改造后的分离塔运行效果明显好转。塔顶苯乙烯质量分数由原来的8%降至3%。在进一步模拟分析研究的基础上，对该塔进行了一系列的优化操作，通过调整精馏塔的操作压力与回流比等工艺系数，使得该塔的分离效果达最终达到甚至超过设计指标，装置的生产能力得到大幅度的提高。塔顶苯乙烯含量小于1%，塔釜乙苯含量小于0.08wt%,苯乙烯产品纯度达到99.9wt%以上，取得了较好的经济效益。关键词：乙苯；苯乙烯；精馏塔；参数优化；脱氢；蒸馏AbstractStyrene (SM) is the production of plastics and synthetic
7、rubber in important basic organic raw materials, mainly for the production of polystyrene, can also be used for the preparation of a styrene-butadiene rubber, maleate-styrene block copolymers, unsaturated polyester, etc. Ethylbenzene catalytic dehydrogenation method is by far the major domestic and
8、foreign production of styrene, used catalyst methodology mainly Fe-K catalysts, Fe2O3. Is the active component, K2O is active promoters, K2O introduction to iron-based catalysts activity has been significantly improved, can lower water ratios apply, K2O content too high potassium loss exists. in ord
9、er to solve the catalyst in the use process problems, the author takes a fixed bed reactor to self-made iron and low potassium oxide as a catalyst, visit reaction temperature, feed ratio and catalyst activity on Ethylbenzene conversion rate, the selectivity of polystyrene and styrene yield, determin
10、e the best process conditions. This design is 10 million tons/year of ethyl benzene dehydrogenation processes, process with low activity, high selectivity of iron oxide catalysts, reference rhuems (Lummus) company production of styrene technology, to production of styrene Ethylbenzene dehydrogenatio
11、n. Designs include: process design, process calculation, equipment design, etc. This design is mainly composed of dehydrogenation and distillation two operation systems. Ethylbenzene dehydrogenation in adiabatic fixed bed reactor, reactants to the distillation process. First Ethylbenzene-styrene Tow
12、er isolation of Ethylbenzene (benzene, toluene) and styrene (with reorganization and tar). Ethyl benzene fractions to benzene-toluene Tower into-benzene, toluene, Ethylbenzene distillate and recycle recycling Ethylbenzene returns dehydrogenation processes. Crude distillation into fine styrene sent t
13、o styrene and tar. Process calculation includes the main reactor and distillation column material balance and thermal balance. Equipment design mainly on Ethylbenzene/styrene separation column for design, calculation of the actual number of trays, feeding in 26 block 13 block plate, diameter 1.80m, Tower high 20m. Qilu 200kt/2 styrene plant completed, Ethylbenzene/styrene separation column operation indicators a direct access to the design requirements, the Tower of styrene content up to
