乙苯-苯乙烯工艺原理
第一章
乙苯装置工艺流程及生产原理
第一节
催化干气预处理部分
生产原理：
乙苯烃化催化剂最怕碱性物质，会造成催化剂失活。而催化干气多采用乙醇胺等碱性物质脱硫技术脱除硫化氢，因此为了防止碱性物质进入烃化反应系统，催化干气首先要经过水洗。干气中的丙烯会与苯生成丙苯，同时会增加甲苯的生成量，造成苯耗上升增加产品成本，所以需要通过吸收的办法尽可能降低干气中丙烯的含量。
工艺流程叙述：
催化干气进装置后进入催化干气水洗罐（D-101）。该罐具有两个作用，其一是将催化干气进装置时携带的液体除去，另一作用是用水将携带的MEA除去。罐内设填料一段，罐底设水洗循环泵（P-101A/B），水洗用水循环使用。
从催化干气水洗罐（D-101）顶部出来的气体依次进入催化干气换热器（E-101）、催化干气过冷器（E-102）与丙烯吸收塔（C-101）塔顶出来的低温催化干气、冷冻水换热，温度降至15℃，从底部进入丙烯吸收塔（C-101）。吸收剂从丙烯吸收塔顶部进入与催化干气逆向接触，将催化干气中的丙烯绝大部分除去，从丙烯吸收塔顶部出来的催化干气进入催化干气换热器（E-101）与进塔的催化干气换热回收部分冷量
后去反应部分。吸收了丙烯的吸收剂从塔底出来进入贫液－富液换热器（E- 103）与贫液换热后进入解吸塔（C-102）。
解吸塔进料进入解吸塔后，塔顶汽相进入解吸塔顶蒸汽发生器（E-106）冷凝冷却，然后进入解吸塔回流罐（D-102），冷凝下来的液体用解吸塔回流泵（P-103A/B）送至解吸塔顶部，未冷凝的气体从解吸塔回流罐顶部出来后依次进入解吸塔顶冷却器（E-107）解吸塔顶气过冷器（E-108）进一步冷凝冷却，然后进入解吸塔顶分液罐（D-103）进行气液分离，冷凝下来的液体用解吸塔顶凝液泵（P-104A/B）送入解吸塔回流罐（D-102），未冷凝的气体出装置。解吸塔塔底物料用吸收剂循环泵（P- 102A/B/C）加压后依次通过贫液－富液换热器（E-103）、贫液过冷器（E-104）冷却，返回丙烯吸收塔塔顶循环使用。解吸塔蒸汽发生器（E- 106）产0.21Mpa蒸汽，解吸塔底重沸器（E-109）热源为热载体。
第二节
烃化及反烃化部分
生产原理：
生成乙苯:
C2H4+C6H6=C6H5C2H5
在沸石催化剂上存在Lewis酸中心，可以吸附干气中的乙烯分子，生成正碳离子L-CH2CH2+，再与苯进行加成反应生成乙苯。这一反应是可逆反应，但是在反应条件下，正向反应(烃化)比逆反应(反烃化)更有利。烃化反应是放热反应。反应热△H=-106.2KJ/ mol。
生成多乙苯:
乙苯可以进一步烷基化生成二乙苯、三乙苯等。如：
C6H5C2H5+C2H4=C6H4(C2H5)2
（有邻、间、对三种异构体）
多乙苯反烃化:
在反烃化反应器中，在沸石催化剂上同样存在Lewis
酸中心，吸附多乙苯分子生成正碳离子，发生烷基转移反应生成乙苯，并达到稳态浓度。
C6H4(C2H5)2+C6H6=2C6H5C2H5
生成丙苯和丁苯:
干气中除含10~30(V)%的乙烯外，还含有少量的丙烯和丁烯，在烃化催化剂上，同样发生烷基化反应，生成同相应组分呈平衡的丙苯（异丙苯和正丙苯）和丁苯（4个异构体：正丁苯、异丁苯仲丁苯和叔丁基苯），
C3H6+C6H6=C6H5C3H7
C4H8+C6H6=C6H5C4H9
生成甲苯:
甲苯可以由非芳烃、乙苯和二甲苯生成的，且主要是由丙苯和丁苯之类较高级烷基苯生成的。
甲苯在反应器中不易通过脱烷基方法除去。
生成二甲苯:
在Lewis
酸中心作用下，在反应温度下，乙苯能够异构化生成二甲苯，三个二甲苯异构体之间很容易进行异构化，在反应器流出物中它们接近热力学平衡。
生成多烷基苯:
在烷基化反应器中，烷基苯也可能进一步烷基化生成相应的多烷基苯，如通过下列反应生成同甲苯呈平衡的甲乙苯，
C6H5CH3+C2H4→C6H4CH3C2H5
C6H5CH3+C6H5C2H5→C6H4CH3C2H5+C6H6
其它一些烷基苯也可能进一步烷基化生成相应的多烷基苯，如乙基异丙苯。二丙苯，乙基二甲苯等。脂肪烃和芳烃的异构化作用都是很容易进行的反应，因此，它们的异构体（如对/间/邻乙基甲苯等）在反应器流出物中是接近热力学平衡的。
生成轻组分：
这些副产物包括H2、CO2、C2H6、CH4、N2，以及C3、C4、C5烯烃和石蜡烃。进料原料中杂质是轻组分的主要来源，除此之外，烯烃聚合生成小于C8之类的烃类。
N[CnH2n]→[CnH2n]n
生成多环化合物：
多环化合物主要是二苯基乙烷和二苯基甲烷（联苯和1.1—二苯基甲烷）和它们的衍生物，被称做重组分或高沸物，二苯基甲烷主要是由较高级的烷基苯（丙苯、丁苯等）和苯反应生成的。例如：
C6H5C3H7+C6H6→C6H5CH2C6H5+C2H6
生成二苯基乙烷将更直接，基本上是通过下列烷基化反应进行的：
C6H5C2H3+C6H6→C6H5C2H4C6H5
多环化合物作为多乙苯塔釜液从工艺过程除去。
工艺流程叙述：
反应部分分为烃化反应和反烃化反应。
脱除丙烯后的催化干气分四路进入烃化反应器（R-101A/B）。从分离部分来的循环苯分作两路。其中一路与新鲜苯换热，然后与反应产物换热，最后经循环苯加热炉（F-102）加热至340～360℃后，进入烃化反应器顶部。烃化反应器操作条件为：温度320～340℃，压力0.8MPa（G），苯：乙烯分子比6～7，乙烯重量空速为0.4～0.5h-1。从烃化反应器出来反应产物首先进入反应产物－循环苯换热器（二）（E-110），再进入反应产物－循环苯换热器（一）（E-111）与烃化反应用循环苯换热。从分离部分来循环苯进入循环苯罐（D-105）后，用循环苯泵（P-106A/B）抽出后分为两路，一路为烃化反应用苯，另一路为反烃化用苯。烃化反应用循环苯先依次通过新鲜苯－循环苯换热器（E-115）与新鲜苯换热，然后经反应产物－循环苯换热器（二）（E-110）、反应产物－循环苯换热器（一）（E-111）换热并汽化至250℃，进入循环苯加热炉（F-102）。反应产物被冷却至159℃，然后进入反应产物－苯塔进料换热器（E- 112）与苯塔进料换热被冷却至127℃，换热后被冷凝下来的液体用反应产物中间凝液泵（P-107A/B）抽出，与换热后的苯塔进料混合进入分离部分，未冷凝的气体再经反应产物冷凝冷却器（E-113）用循环水冷却至40℃，被冷凝下来的液体，自流至分离部分的烃化尾气吸收塔（C-103）底部，未冷凝的气体最后进入反应产物冷却器（E-114）用冷冻水冷凝冷却至15℃，最后自流至分离部分的尾气吸收塔（C-103）底部。烃化反应器设两台，一开一备。
从分离部分来的反烃化料与从分离部分来的反烃化用苯进入反烃化反应进料罐（D-106），混合后用反烃化反应进料泵（P-108A/B）升压至 4.0MPaG，然后进入反烃化反应进料加热器（E-116）用热载体加热至反应所需温度，最后进入反烃化反应器（R-102）底部，反烃化反应器操作条件为：温度260℃，压力3.9MPaG，苯：反烃化料重量比6～8，反烃化料重量空速1～1.5h-1。从反烃化反应器
（R-102）顶部出来的反烃化反应产物降压后进入分离部分的循环苯塔（C-104）。反烃化反应器设一台。
烃化催化剂、反烃化催化剂均采用器外再生。
烃化催化剂、反烃化催化剂在开工前需要进行活化，活化介质为氮气或净化压缩空气，采用电加热器加热氮气或净化压缩空气。
第三节
分离部分
生产原理：
自反应部分来的烃化产物是苯、乙苯、多乙苯、丙苯、非芳等组成的混合物。尾气吸收塔用多乙苯作为吸收剂吸收掉烃化尾气中的重组分，轻组分送出装置。吸收塔底的重组分与反烃化产物进入循环苯塔，将其中的苯回收，返回到烃化反应器和反烃化反应器。非芳塔的作用是从循环苯中的脱除轻非芳烃和低沸点化合物，以防积累，同时回收不凝气中的苯，降低苯耗。乙苯精馏塔的主要任务就是使乙苯产品达到苯乙烯装置所要求的工艺指标，乙苯产品的质量将决定苯乙烯的质量，特别是其中二乙苯的含量不能超过10ppm（wt），以防止在苯乙烯单元中形成难溶的聚合物。为了减少苯乙烯中α－甲基苯乙烯的含量，设置丙苯塔，以脱除丙苯的同系物。多乙苯塔将反应产物中的二乙苯、三乙苯回收，送到反烃化反应器，与苯反应生成乙苯。为了充分地回收热量，在循环苯塔、乙苯精馏塔、丙苯塔顶设置蒸汽发生器，产生0.21MPa蒸汽。
工艺流程叙述：
自反应产物过冷器（E-114）来的反应产物进入尾气吸收塔（C-103）底部，在0.575Mpa（G）压力下闪蒸，闪蒸汽相与自上而下的吸收剂逆向接触，将汽相中绝大部分苯及重组分吸收下来后，尾气自塔顶出装置。闪蒸液相、吸收剂及吸收下来的苯等重组分、反应产物冷凝冷却器
（E-113）壳侧凝液等液体混合后，自塔底经吸收塔底泵（P-109A/B）
压送至反应产物－苯塔进料换热器（E-112），加热至127℃后，与该换
热器壳侧凝液混合后进入循环苯塔（C-104）。
循环苯塔共有三股进料，一股是从反应产物－苯塔进料换热器（E-112）过来的物料，一股是反烃化反应产物，一股是新鲜苯。三股物料在不同位置进入循环苯塔（C-104）后，苯及不凝气从塔顶蒸出进入循环苯塔顶蒸汽发生器（E-117）和循环苯塔顶后冷器（E-133）冷凝冷却后进入循环苯塔回流罐（D- 107）凝液全部经由循环苯塔回流泵（P-110A/B）打入塔顶作为回流，未冷凝的气体从循环苯塔回流罐（D-107）罐顶出来后进入脱非芳塔（C- 105）作为脱非芳塔进料。循环苯塔侧线抽出循环苯，用循环苯塔侧线抽出泵（P-111A/B）送至循环苯罐（D-105）供反应部分用苯。塔底物料自压至乙苯精馏塔（C-106）。循环苯塔顶蒸汽发生器（E-117）产0.21MPaG蒸汽，循环苯塔顶后冷器（E-133）产120℃热水，循环苯塔重沸器（E-118A/B）热源为3.5MPaG蒸汽。
脱非芳塔进料从底部进入脱非芳塔（C-105），脱非芳塔塔顶气体经脱非芳塔顶冷凝冷却器（E-119）和脱非芳塔顶后冷器（E-120）冷凝冷却，然后进入脱非芳塔回流罐（D-108）进行气液分离，不凝气从脱非芳塔回流罐顶出来进入燃料气分液罐（D-116），液体用脱非芳塔回流泵（P-112A/B）送至脱非芳塔顶部作为脱非芳塔回流。脱非芳塔塔底物流用脱非芳塔底泵（P-113A/B）送至循环苯塔（C-104）或循环苯罐（D-105）。脱非芳塔内置重沸器（E-137）热源采用1.0MPaG 蒸汽。
乙苯精馏塔进料进入乙苯精馏塔（C-106）后，乙苯从塔顶蒸出，进入乙苯精馏塔顶蒸汽发生器（E-121）冷凝，冷凝液进入乙苯精馏塔回流罐（D- 109），经乙苯精馏塔回流泵（P-114A/B）加压后，一部分打入塔顶作为回流，另一部分经乙苯产品冷却器（E-123）冷却至40℃后送至乙苯产品罐（D-115A/B），然后用乙苯产品泵（P-116A/B）送出装置，合格乙苯送至罐区乙苯罐，不合格乙苯送至罐区不合格乙苯罐。塔底物料经乙苯精馏塔底泵（P-115A/B）加压后分为两路：一路作为丙苯塔进料送至丙苯塔（C-107），另一路作为尾气吸收塔（C-103）的循环吸收剂依次经循环吸收剂－反烃化料换热器（E-124）、循环吸收剂冷却器E-125）、循环吸收剂过冷器（E-126）冷却至15℃进入尾气吸收塔（C-103）塔顶。乙苯精馏塔塔顶蒸汽发生器（E-121）产0.21MPaG蒸汽，乙苯精馏塔底重沸器（E-122）的热源为3.5MPaG蒸汽。
丙苯塔进料进入丙苯塔（C-107），丙苯从塔顶蒸出，进入丙苯塔顶蒸汽发生器（E-127）冷凝，冷凝液进入丙苯塔回流罐（D-111），然后经丙苯塔回流泵（P-117A/B）加压后分为两路，一部分打入塔顶作为回流，另一部分由丙苯冷却器（E-129）冷却至40℃后，送入丙苯罐（D-112）。由于丙苯量很小，生产过程中丙苯馏分送出为间歇操作。塔底物料经丙苯塔底泵（P-118A/B）送入多乙苯塔。丙苯塔顶蒸汽发生器（E-127）产0.21MPaG蒸汽，丙苯塔重沸器（E-128）热源为3.5MPaG蒸汽。
多乙苯塔进料进入多乙苯塔（C-108）后，二乙苯、三乙苯等组分从塔顶蒸出，进入多乙苯塔顶冷凝器（E-130）冷凝，冷凝液进入多乙苯塔回流罐（D- 113），一部分经多乙苯塔回流泵（P-119A/B）打入塔顶作为回流，另一部分经反烃化料泵（P-120A/B）送入反应部分。塔底物料经多乙苯塔底泵（P-121A/B）送至高沸物冷却器（E-132）冷却至40℃后，送入高沸物罐（D-114）。由于高沸物量很少，生产过程中高沸物送出为间歇操作。多乙苯塔顶冷凝器（E-130）产热水，多乙苯塔重沸器（E-131）热源为热载体。多乙苯塔为减压操作，从外部漏入系统的空气等不凝气，经多乙苯塔回流罐（D-113）顶部冷却器冷却后，由液环式真空泵（PA-101A/B）抽出排入大气。
丙苯罐（D-112）内丙苯馏分由丙苯泵（P-122）间断送出装置，约4天一次。高沸物罐（D-114）内高沸物有高沸物泵（P-123）送出装置，约6天一次。
第四节
热载体部分
生产原理：
热载体即导热油，通过热载体加热炉加热后为丙烯解吸塔、反烃化反应器、多乙苯塔提供热源。热载体可以循环利用。
工艺流程叙述：
热载体进装置后送至热载体罐（D-115），由热载体注入泵送入热载体循环系统。
热载体经热载体泵（P-124A/B/C）加压后送入热载体加热炉（F-101）加热到305℃。分两路送至解吸塔重沸器（E-109）、反烃化反应进料加热器（E-116）作热源。从解吸塔重沸器出来的热载体进入多乙苯塔底重沸器（E-131）作为热源。从反烃化反应进料加热器（E-116）、多乙苯塔底重沸器（E-131）出来的热载体混合返回热载体泵（P-124A/B/C）。热载体循环使用。
热载体加热炉为盘管式定型设备。
停工或检修时热载体用热载体开停工冷却器（E-134）冷却、氮气压送至热载体罐。
第五节
热水和冷冻水部分
冷冻水从溴化锂制冷机（WCH-101A/B）出来，用冷冻水泵（P-127A/B）加压送至催化干气过冷器（E-102）、贫液过冷器（E-104）、解吸塔顶气过冷器（E-104）、反应产物过冷器（E-114）、脱非芳塔顶后冷器（E-120）、循环吸收剂过冷器（E-126）以及苯乙烯装置，换热后返回溴化锂制冷机（WCH-101A/B）。溴化锂制冷机制冷采用热水制冷。
热水用热水泵（P-126A/B）加压送至循环苯塔顶后冷器（E-133）、多乙苯塔顶冷凝器（E-130）两台换热器换热，然后去溴化锂制冷机制冷。剩余热量通过热水冷却器（E-135）用循环水冷却。
溴化锂制冷机为两台并联操作。
第二章
苯乙烯装置工艺流程及生产原理
第一节
脱氢反应部分
生产原理：
乙苯在催化剂的作用和620℃、75～90kPaA的条件下发生脱氢反应，化学方程式如下：
C6H5C2H5 ←→ C6H5C2H3 + H2
反应是可逆吸热反应，反应产物分子数增加，因此高温负压有利于反应平衡向生成苯乙烯的方向移动。蒸汽作为热量的载体加入反应体系中，同时可以起到提高乙苯转化率和苯乙烯选择性的作用。
主要的副反应是生成苯和甲苯的反应：
C6H5C2H5 → C6H6 + C2H4
C6H5C2H5 + H2
→ C6H5CH3 + CH4
在脱氢反应条件下上述的副反应是不可逆的，通常采取控制乙苯总转化率的方法来控制副反应，一般乙苯的总转化率控制在65%，其中第一反应器的乙苯转化率控制在40%为好。
高温下由于烃类物质及氢气和水的存在，会发生积碳和相应的水煤气变换反应，通常能够自动“更新”
催化剂的表面，抑制积碳在可以接受的范围内，不至于影响催化剂的性能。
C6H5C2H5
=
8C + 5H2
8C+16H2O = 8CO2+16H2
CH4+H2O=CO+3H2
CO+H2O=CO2+H2
CO2+H2=CO+H2O
乙苯中二乙苯的存在会生成极易聚合的二乙烯基苯，会导致空冷器、油水分离器及工艺凝液处理系统堵塞，因此应严格控制乙苯中二乙苯的含量在10ppm以下。
乙苯中丙苯的存在会导致生成α-甲基苯乙烯，会影响苯乙烯的质量。
乙苯中二甲苯的存在会作为惰性组份影响苯乙烯产品的纯度。
工艺流程叙述：
循环乙苯和新鲜乙苯经过减压控制进入乙苯蒸发器E-304，在100KPaA和98℃条件下蒸发。由于循环乙苯中有苯乙烯存在，在蒸发温度下极易聚合，为防止聚合物堵塞，需要保证一定流量的乙苯从E-304底部连续排放到油水分离器D-305。为了降低乙苯的蒸发温度，沿E-304底部均匀分布三个稀释蒸汽喷头，连续不断通入稀释蒸汽与乙苯形成低沸点共沸物。加入稀释蒸汽还可以起到防止高粘度液体在E-304底部不均匀堆积的作用。
从E-304出来的乙苯蒸汽进入乙苯过热器E-301，与从第二反应器R-302出来的反应产物换热升温到约500℃ 后进入第一反应器R-301入口的进料混合器，在与来自蒸汽过热炉的808℃主蒸汽混合进入第一反应器。第一反应器入口温度为620℃，出口温度降至541℃。通过控制进入进料混合器的主蒸汽温度来调整第
一反应器入口温度，以保证第一反应器乙苯转化率在40%左右。正常情况下进入进料混合器的蒸汽和乙苯的重量比（水油比）为1.38～1.40。
从第一反应器出来的混合物经过第二反应器R-302顶部的中间再热器加热到625℃后进入第二反应器。通过控制进入中间再热器壳程的主蒸汽温度来调整第二反应器的入口温度，以保证整个脱氢反应乙苯的总转换率为65%。
从第二反应器出来的脱氢气经过乙苯过热器E-301、低压废热锅炉E-302和低低压废热锅炉E-303冷却到120℃后油水分离及凝液回收部分。
低压废热锅炉发生0.35MPaG的蒸汽供苯乙烯精馏使用，低低压废热锅炉发生40kPaG的蒸汽供尾气压缩及吸收部分的解析塔C-303和油水分离及凝液回收部分的汽提塔C-301使用。
蒸汽过热炉F-301将0.21MPaG、133℃的主蒸汽加热到810℃进入第二反应器顶部再热器，出来后降温到588℃然后再进入蒸汽过热炉F-301升温到808℃进入第一反应器进料混合器。蒸汽过热炉的燃料按照优先使用顺序是乙苯装置渣油和苯乙烯装置焦油、脱氢尾气，不足部分用燃料气补充。
第二节
油水分离及凝液回收部分
生产原理：
脱氢气中含有不凝组份氢、一氧化碳、二氧化碳、甲烷，不溶于水的苯、甲苯、乙苯、苯乙烯及水。经过冷凝后的液相会分成油水两相，分相的好坏影响苯乙烯精馏的操作和凝液的回收，理想的分相效果是水相中没有烃类物质便于凝液回收，而油相中没有水使得苯乙烯精馏负压操作稳定。分相效果主要受温度的影响，根据实际操作经验，在50℃左右时分相的效果最好。
在液相中的苯乙烯容易发生聚合，尤其是当温度超过80℃后聚合速度明显加快。因此应尽量避免液态的苯乙烯长时间处于超过80℃的环境中。
工艺流程叙述：
从低低压废热锅炉E-303出来的120℃、33kPaA的脱氢气，进入急冷器S-301与喷雾状的急冷水混合后迅速降温到70℃以下，然后进入空冷器A-301冷凝。空冷器中未冷凝的气体进入后冷器E-306,从空冷器冷凝下来的液体温度约58℃，与后冷器冷凝下来的液体混合后温度降到52℃进入油水分离器D-305。后冷器出来的不凝气叫做脱氢尾气，送往尾气压缩及吸收部分。
油水分离器D-305内设有隔板，油水混合物在隔板的一侧分层为油水两相，油相在上，水相在下。随着油水混合物不断进入油水分离器，油相也不断增加并越过隔板进入另一侧。分离后的油相称为脱氢液由脱氢液泵P-301送往脱氢液储罐。分离后的水相称为工艺凝液，由工艺凝液泵输送，经聚结器D-312分离浮油后进入汽提塔冷凝器E-307与汽提塔顶气换热升温至67℃，再经蒸汽混合器用蒸汽升温到73℃后进入汽提塔C-301。
工艺凝液在汽提塔C-301中用来自低低压废热锅炉的40kPaG回收蒸汽汽提，汽提塔釜液中的含油量降至5ppm以下，由汽提塔釜液泵P-303输送，经过凝液过滤器过滤后作为废热锅炉的给水。汽提塔顶气体经过冷凝后的液体送往油水分离器D-305，不凝气体进入脱氢尾气。
汽提塔冷凝器E-307共两台，一用一备，一旦在用的一台因聚合堵塞，可切换用另一台，然后用乙苯清洗堵塞的一台。
第三节
尾气压缩及吸收部分
生产原理：
脱氢尾气用来作为蒸汽过热炉的燃料，由于其中含有少量苯乙烯，为了防止堵塞管路和烧咀，需要利用溶剂吸收的方法除去所含的苯乙烯，溶剂为乙苯装置的多乙苯。
脱氢尾气在压缩过程中温度会上升，这时其中所含的少量苯乙烯会发生聚合，因此采取在尾气压缩机入口**的方法保证其出口温度不超过70℃。必要时可以喷入乙苯清洗压缩机中的聚合物。
尾气压缩机为双螺杆压缩机。为了保证密封系统正常工作，压缩机需要在接近正常进出口压力的状态下启动。因此设置了开工喷射泵，开工时先将系统压力降至接近正常工况，然后启动压缩机，待压缩机正常工作后再逐步关闭开工喷射泵。
需要注意的是尾气压缩机入口压力不能过低，否则会影响空冷器及后冷器的冷凝能力，可能导致压缩机出口液体增加和压缩机排出罐排不及而停机。
工艺流程叙述：
从后冷器E-306出来的脱氢尾气先进入压缩机吸入罐D-307，分离出少量夹带的液体后进入水封罐D-308，然后进入尾气压缩机K-301入口。压缩机入口喷入工艺凝液保证出口温度在63℃左右。压缩机排出的脱氢尾气经过尾气冷却器E-310冷却后进入压缩机排出罐D-310，然后进入吸收塔C-302。从吸收塔顶排出的脱氢尾气送往蒸汽过热炉F-301作为燃料。
压缩机吸入罐D-307和压缩机排出罐D-310排出的液体因含有苯乙烯均排往油水分离器D-305。
来自解析塔C-303塔釜的吸收剂由解析塔釜液泵P-306输送，经吸收剂换热器E-312与吸收塔釜液换热后再经吸收剂冷却器E-311冷却到38℃后进入吸收塔顶部。吸收塔釜液由吸收塔釜液泵P-306输送，经吸收剂换热器与解析塔釜液换热后再经吸收剂加热器E-313用蒸汽加热到110℃后进入解析塔C-303。解析塔釜通入来自低低压废热锅炉的40kPaG回收蒸汽汽提解析吸收液中的轻组分，完成吸收剂的再生。解析塔顶气体排往急冷器S-301入口。
一部分解析塔釜液送往薄膜蒸发器E-414作为密封液然后排往焦油罐。当解析塔釜液面偏低时用来自乙苯装置的多乙苯补充。
第四节
苯乙烯精馏部分
生产原理：
C-401和C-403都是在负压条件下操作的分馏塔，内装金属高效规整填料。它们的负压操作条件分别由液环式真空泵PA-41、PA-43抽吸形成。
C-403底的薄膜蒸发器的作用是靠蒸发器中转子的转动带动刮板连续运动使焦
油在器壁上形成一层均匀的油膜，通入的蒸汽使油膜中的苯乙烯蒸发出来，重新回到苯乙烯精馏塔，充分回收，提高苯乙烯的产率。
为了防止苯乙烯在C-401中聚合，在其进料中注入NSI阻聚剂；为了防止苯乙烯产品在生产和储运过程中聚合，在C-403塔顶气相出料线上和产品出装线上注入TBC阻聚剂。
工艺流程叙述：
1
苯乙烯粗馏
来自中间罐区的脱氢液、薄膜蒸发器釜液泵P-409的循环焦油（内含无硫阻聚剂NSI）和来自NSI进料泵P-411的NSI溶液在M-401处得到混合，并通过一过滤器后进入乙苯/苯乙烯塔C-401中上部。
C-401是一座在负压条件下操作的分馏塔，采用金属高效规整填料。塔顶操作压力约24KPaA，操作温度约88℃；塔底操作压力约33KPaA，操作温度约109℃。脱氢液在该塔中脱除沸点比苯乙烯低的乙苯、甲苯、苯及更轻的组分。这些比苯乙烯轻的组分从C-401塔顶馏出，先后进入乙苯/苯乙烯塔冷凝器 E-402壳程和乙苯/苯乙烯塔后冷器E-419壳程，得到的温度为74℃左右的凝液排至乙苯/苯乙烯塔回流罐D-401。然后，用乙苯/苯乙烯塔回流泵 P-402自D-401中抽出凝液，一部分凝液作为回流液返回C-401塔顶；一部分凝液作为液环式真空泵PA-41和PA-43的补充工作液；其余则排向乙苯回收塔C-402作进一步加工。
乙苯/苯乙烯塔冷凝器E-402壳程和乙苯/苯乙烯塔后冷器E-419壳程中未冷凝气体进入乙苯/苯乙烯塔尾气冷却器E-403壳程，被管程的7℃乙二醇低温水进一步冷却到9℃左右，产生的凝液进入卧置的真空泵密封罐D-404并实现气液分离，所得凝液通入乙苯/苯乙烯塔回流泵P-402的进口管线；D- 404中产生的少量不凝气则被送往脱氢系统蒸汽过热炉F-301的炉膛烧掉。E-403壳程的不凝气体排向真空泵PA-41的吸入口。
PA-41系液环式真空泵，乙苯/苯乙烯塔馏出液是它的工作介质。随着气体从
P41-1A/BX排出，也带出一部分液体，所以必须在它的吸入口补充一定量的新鲜
液体。气－液混合物自P41-1A/BX排入真空泵分离罐D41-1X，实现气液分离。D41-1X中分离下来的液体同乙苯/苯乙烯塔回流泵P-402补充的液体汇合在一起，经密封液冷却器E41-1X冷却后，进入真空泵P41-1X作为工作介质。D41-1X 中分离出来的不凝性气体则排入真空泵密封罐D- 404，以此达到压力平衡，并通过该罐的液封，最终排到F-301炉膛烧掉。
P41-1A/BX、D-404、D41-1X及E41-1X等构成了乙苯/苯乙烯分馏的抽真空系统。乙苯/苯乙烯塔C-401塔底温度约109℃的釜液（苯乙烯和沸点比苯乙烯高的组分）被乙苯/苯乙烯塔釜液泵P-401抽吸出来，排向苯乙烯精制系统作进一步加工处理。
乙苯/苯乙烯塔C-401塔顶带有一套外置立式热虹吸再沸器，它包括乙
苯/苯乙烯塔再沸器E-401和乙苯/苯乙烯塔凝水罐D-402等设备。釜液
在竖直的 E-401管程中被壳程的350KPaG低压蒸汽加热，形成气液两相
流混合物。借助于从塔底至再沸器的液体与再沸器管程的气液两相流混
合物之间的重度差实现釜液在塔底和E-401之间的自然循环。
加热釜液的低压蒸汽自E-401壳程下部排至乙苯/苯乙烯塔凝水罐
D-402，实现气液分离后，凝水从D-402底部排放。
在卧置的乙苯/苯乙烯塔回流罐D-401和真空泵密封罐D-404二台设备
的底部都带有一个下凸的凝水收集室。D-401的凝水经过排水罐D-403，
再同 D-404下端排出的凝水及来自D-406、D-410的凝水汇合，最终排
到工艺凝液处理系统的油水分离器D-305进行处理。
在P-401和P-402出口排向下游工序的管线上，分别接出通向不合格料
冷却器E-404的支线。不合格料（一般是因开停工或事故而排放的物料）
经E-404冷却后，输向中间罐区的脱氢液储罐D-805。这两条支线在正常操作时无流量。
2
苯乙烯精馏
苯乙烯塔C-403是一座处于负压工况的高效填料精馏塔，塔顶操作压力约12KPaA，操作温度约79℃；塔底操作压力约16KPaA，操作温度约103℃。采用金属规整填料。温度为108℃左右的进料粗苯乙烯被导入该填料层中部，经精馏操作，所获塔顶馏出物进入苯乙烯塔冷凝器E-410的壳程，同管程的冷却水换热而被冷却到44℃左右而冷凝，其凝液排入立式的苯乙烯塔回流罐D-408，实现汽液分离。它收集的液体经苯乙烯塔回流泵P-408增压后分成两股：其中一股物流作为苯乙烯塔C-403的塔顶回流液；另一股物流通过成品冷却器E-412管程，被壳程的7℃乙二醇低温水冷却到9℃左右，所得物流便成为本工艺的主产品苯乙烯，并被输送到苯乙烯中间罐区。若产品不合格则该物流便被输送到中间罐区的不合格苯乙烯储罐T-804，后者正常操作时无流量。
苯乙烯塔回流罐D-408排放的未冷凝气体同苯乙烯塔冷凝器E-410排放的未冷凝气体汇合，进入苯乙烯塔冷却器E-411的壳程，被管程的7℃乙二醇低温水进一步冷却到9℃，又有一部分物料被冷凝下来，这些凝液排至苯乙烯塔回流罐D-408。
苯乙烯塔冷却器E-411壳程的未冷凝气体被苯乙烯塔真空泵PA43抽吸，使苯乙烯塔在要求的真空度下操作。
苯乙烯塔C-403塔底设置一套外置立式热虹吸再沸器，由再沸器E-409和凝水罐D-407设备组成。在E-409壳程通入350KPaG低压蒸汽，加热管程的循环釜液，釜液在苯乙烯塔C-403塔底及再沸器E-409之间自然循环。E-409壳程的凝水则排入苯乙烯塔凝水罐D-407，实现气液分离后，凝水自D-407罐底排放至凝水管网。
苯乙烯塔C-403的釜液被苯乙烯塔釜液泵P-407抽吸并增压后分成两股：其中一股通过一限流孔板后同C-403塔底循环釜液汇合，一同进入再沸器E- 409的管程；来自焦油泵P-409的循环焦油一起进入薄膜蒸发器E-414，经1000KPaG蒸汽加热。在真空条件下操作压力约23KPaA，操作温度130℃。E-414蒸出的气态苯乙烯等返回到苯乙烯塔C-403的下部，底部焦油进入薄膜蒸发器釜液罐D-409，再经焦油泵P-409增压后分成两股，一股作为NSI循环进料送至乙苯/苯乙烯塔C-401，以充分利用它所含的NSI；另一股为排放焦油，送至中间罐区的焦油储罐
T-806。
第五节
乙苯回收及苯甲苯分离部分
生产原理：
自C-401塔顶来的物料为由乙苯、甲苯、苯和少量苯乙烯组成的混合物，经过乙苯回收塔C-402回收其中的乙苯，并将其返回到脱氢反应系统作为乙苯脱氢的原料。比乙苯沸点低的甲苯和苯进入C-404进行分离，甲苯既可以作为化工原料外卖，也可以送到海南炼化的汽油罐作为汽油产品；苯作为本装置的副产品送到罐区的苯储罐。
工艺流程叙述：
来自上游粗苯乙烯分馏系统乙苯/苯乙烯塔回流泵P-402的物流进入本系统的乙苯回收塔C-402中部。C-402是一座大孔筛板塔，在正压条件下操作，塔顶操作压力约58KPaG，操作温度约115℃；塔底操作压力约93KPaG，操作温度约161℃。该蒸馏塔实现乙苯同沸点比它低的苯、甲苯的分离。其釜液（温度约161℃的热乙苯及部分二甲苯）经乙苯回收塔釜液泵P-413，压送至脱氢反应系统同原料乙苯汇合后进入乙苯蒸发器E-304，成为脱氢反应器的进料。
乙苯回收塔C-402塔底设外循环再沸器E-406，该再沸器的壳程通入1000KPaG蒸汽，加热管程的釜液。
C-402塔顶温度约115℃的馏出物进入乙苯回收塔冷凝器E-408的壳程，与管程的冷却水换热而被冷却冷凝。所获温度为91℃左右的凝液排至乙苯回收塔回流罐D- 406，实现气液分离。分离出的不凝性气体排到火炬系统烧掉；而分离下来的凝液（苯和甲苯）则经乙苯回收塔回流泵P-404增压，然后分成二股：其中一股作为回流返回至乙苯回收塔C-402塔顶；另一股物流送至苯/甲苯分离系统。
卧置的乙苯回收塔回流罐D-406底部带有下凸的凝水收集室。当需排放凝水时，凝水将同分馏真空系统的真空泵密封液罐D-404所排放的凝水汇合，然后一同排至工艺凝液处理系统的油水分离器D-305处理。
当装置停车时，乙苯回收塔C-402的塔底物料罐D-406作为不合格料，排至不合格料冷却器E-404加以冷却，然后排至中间罐区的脱氢液储罐T-805。在正常操作时，不合格料排放管线中无流量。
乙苯制苯乙烯
南京工业大学 化学化工学院 《化工过程与工艺设计》 设计题目乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计 学生姓名吴美妍班级、学号化工100704 指导教师姓名林陵 设计时间 2013年 6 月27日-2013 年7月12日 课程设计成绩：
指导教师签字 目录 第一部分设计说明书 前言·······················错误!未定义书签。第一章概述····················错误!未定义书签。 工艺路线与产品················错误!未定义书签。 ···················错误!未定义书签。 ···················错误!未定义书签。 ···················错误!未定义书签。第二章原料与产品的性质··············错误!未定义书签。 原料性质···················错误!未定义书签。 产品性质···················错误!未定义书签。第四章安全和工业卫生···············错误!未定义书签。 第五章三废排放及治理方案·············错误!未定义书签。 第七章主要设备一览表···············错误!未定义书签。 表一非定型设备一览表（一）··········错误!未定义书签。 表二非定型设备一览表（二）·········错误!未定义书签。第八章原料、动力消耗及排出一览表·········错误!未定义书签。 第二部分设计计算书 第一章物料衡算··················错误!未定义书签。 第二章主要设备物料衡算、热量衡算和设备计算····错误!未定义书签。 进料泵····················错误!未定义书签。
苯乙烯生产工艺(完整资料).doc
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2．生产方法 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主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。 二、反应原理 1.主、副反应 主反应： ＋H 2 △H Φ 298=117.6KJ/mol 在主反应发生的同时，还伴随发生一些副反应，如裂解反应和加氢裂解反应： ＋ ＋CH 4 +C 2H 4 +H 2 +C 2H 6 在水蒸气存在下，还可发生水蒸气的转化反应 +2H +2CO 2+3H 2 CH 2—CH 3 2 CH 2— CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3
C8苯乙烯抽提蒸馏工艺简介
C8苯乙烯抽提工艺（1）工艺流程总框图 （2）C8切割单元 1.原料组成 C8切割 单元 苯乙炔加氢 单元 抽提蒸馏 单元 苯乙烯精制 单元混合C8C9原料 C8馏分 C9馏分去C9树脂厂 粗苯乙烯 广东新华粤石化股份有限公司苯乙烯装置工艺流程框图 加氢C8馏分苯乙烯产品去罐区来自乙烯厂 C8抽余油返乙烯厂
2.工艺流程 3.质量要求 4.操作指标 5.操作难点
（3）苯乙炔加氢单元 1. 原料要求 2.工艺流程 3.质量要求 C8加氢油中苯乙炔含量＜30PPm 4.操作指标 （4）苯乙烯抽提蒸馏单元1.抽提蒸馏单元工艺流程总框图
2.原料组成 抽提蒸馏塔(T-301) C8原料贫溶剂 溶剂回收塔(T-302) 富溶剂 （溶剂+苯乙烯） 粗苯乙烯去脱色单元 溶剂再生塔(T-303) 溶剂+水蒸汽 抽余油水洗塔(T-304) 抽余油 水汽提塔(T-305) 洗涤水(含微量油) 塔顶罐集水槽水(含微溶剂、C8芳烃) 去除焦系统 塔顶罐集水槽水(含微量苯乙烯) 洗涤后的水(含微量溶剂、油) 含溶剂水(浓缩) 自产蒸汽 抽余油去罐区
●由C8馏分组成表，可知其的主要组分有： ?乙苯(136℃) ?对二甲苯(138.4℃) ?间二甲苯(139.1℃) ?邻二甲苯(144.4℃) ?苯乙烯(145.15℃) ●苯乙烯和邻二甲苯的沸点差只有0.75℃ ●因此一般蒸馏不能把苯乙烯从C8 组分中分离出来。 3.抽提蒸馏(萃取精馏)原理 利用环丁砜复合溶剂对不饱和的烯烃族有极强的亲和力，从而使苯乙烯与二甲苯和乙苯相比较，具有低的挥发性。基于这种特性，苯乙烯在抽提蒸馏(萃取精馏)塔中被分离出来。 4.C8苯乙烯抽提蒸馏单元主要设备 ●抽提蒸馏塔(T-301) ●溶剂回收塔(T-302) ●溶剂再生塔(T-303) ●抽余油反萃塔(T-304) ●水汽提塔(T-305) 5.抽提蒸馏塔(T-301) ●该塔是利用溶剂分离苯乙烯和C8芳烃的主要设备。 ●抽提蒸馏塔(T-301)可划分为三部分： A、溶剂回收段：塔的顶段（溶剂进料口以上） B、抽提精馏段：塔的中段（C8馏分进料口与溶剂进料口之间） C、苯乙烯提浓段：塔的下段（C8馏分进料口以下） ●抽提蒸馏塔(T-301)可划分为三部分： 贫溶剂C8溶剂回收段抽提精馏段苯乙烯提浓段
乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书 一、实验目的 1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。 2、学会稳定工艺操作条件的方法。 3、掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度的关系；找出最适宜的反应温度区域。 4、了解气相色谱分析方法。 二、实验的综合知识点 完成本实验的测试和数据处理与分析需要综合应用以下知识： （1）《化工热力学》关于反应工艺参数对平衡常数的影响，工艺参数与平衡组成间的关系。 （2）《化学反应工程》关于反应转化率、收率、选择性等概念及其计算、绝热式固定床催化反应器的特点。 （3）《化工工艺学》关于加氢、脱氢反应的一般规律，乙苯脱氢制苯乙烯的基本原理、反应条件选择、工艺流程和反应器等。 （4）《催化剂工程导论》关于工业催化剂的失活原因及再生方法。 （5）《仪器分析》关于气相色谱分析的测试方法。 三、实验原理 1、本实验的主副反应 主反应： 副反应： 在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应： 此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。 2、影响本反应的因素 （1）温度的影响 乙苯脱氢反应为吸热反应，?H o ＞0，从平衡常数与温度的关系式20ln RT H T K p p ?= ???? ????可知，
提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为：540~600℃。 （2）压力的影响 乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式Kp＝Kn= γ? ? ? ? ? ? ? ∑i n P 总可知，当?γ＞ 0时，降低总压P总可使Kn增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高乙苯的平衡转化率。较适宜的水蒸气用量为：水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)或8﹕1(摩尔比)。 （3）空速的影响 乙苯脱氢反应系统中有平行副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，故需采用较高的空速，以提高选择性。适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为宜。 3、催化剂 本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。 四、预习与思考 1、乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应?如何判断?如果是吸热反应，则反应温度为多少?实验室是如何来实现的，工业上又是如何来实现的? 2、对本反应而言是体积增大还是减小?加压有利还是减压有利，工业上是如何来实现加减压操作的?本实验采用什么方法?为什么加入水蒸气可以降低烃分压? 3、在本实验中你认为有哪几种液体产物生成?有哪几种气体产物生成?如何分析? 4、进行反应物料衡算，需要—些什么数据?如何搜集并进行处理? 五、实验装置及流程 乙苯脱氢制苯乙烯实验装置及流程见图1。 六、实验步骤及方法 1、反应条件控制 汽化温度300℃，脱氢反应温度540~600℃，水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)，相当于乙苯加料0.5mL／min，蒸馏水0.75 mL／min (50毫升催化剂)。 2、操作步骤 （1）了解并熟悉实验装置及流程，搞清物料走向及加料、出料方法。 （2）接通电源，使汽化器、反应器分别逐步升温至预定的温度，同时打开冷却水。 （3）分别校正蒸馏水和乙苯的流量(0.75mL／min和0.5mL／min) （4）当汽化器温度达到300℃后，反应器温度达400℃左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。当反应温度升至500℃左右，加入已校正好流量的乙苯，继续升温至540℃使之稳定半小时。 （5）反应开始每隔10~20分钟取一次数据，每个温度至少取两个数据，粗产品从分离器中放入量筒内。然后用分液漏斗分去水层，称出烃层液重量。 （6）取少量烃层液样品，用气相色谱分析其组成，并计算出各组分的百分含量。 （7）反应结束后，停止加乙苯。反应温度维持在500℃左右，继续通水蒸气，进行催化剂的清焦再生，约半小时后停止通水，并降温。
年产20万吨乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计毕业论文设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 毕业设计 20万吨年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计 摘要 苯乙烯是最重要的基本有机化工原料之一。本文介绍了国内外苯乙烯的现状及发展概况，苯乙烯反应的工艺条件，乙苯脱氢制苯乙烯催化剂，苯乙烯的生产方法和生产工艺。 本设计以年处理量20万吨乙苯为生产目标，采用乙苯三段催化脱氢制苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。根据设计任务书的要求对整个工艺流程进行了物料衡算，并利用流程设计模拟软件Aspen Plus对整个工艺流程进行了全流程模拟计算，选用适宜的操作单元模块和热力学方法，建立过程模型进行稳态模拟计算并绘制了带控制点的工艺流程图。在设计过程中对整个工艺流程进行了简化计算，将整个流程分为了反应和精馏分离两个部分，利用计算机模拟计算结果对整个工艺流程进行了模拟优化，并确定了整套装置的主要工艺尺寸。 由于本设计方案使用计算机过程模拟软件Aspen Plus进行仿真设计，减少了实际设计中的大量费用，对现有工艺进行改进及最优综合具有重要的实际意义。 关键词：乙苯，苯乙烯，脱氢，Aspen Plus，模拟优化
Abstract Styrene Monomer（SM）is one of the most important organic chemicals. This article describes the present situation and development of styrene at conditions, catalyst for ethylbenzene dehydrogenation to styrene, styrene production methods and production processes. This design is based on the annual targets, ethylbenzene three-stage dehydrogenation using styrene in the process, the entire section in the process design and equipment selection. According to the requirements of the design of the mission statement of the entire process the material balance, process design simulation software Aspen Plus simulation of the whole process of the entire process, choose the appropriate operating unit module and thermodynamic methods, process model for steady-state simulation and draw the P&ID diagram. The entire process in the design process, simplify the calculation, the whole process is divided into reaction and distillation to separate the two parts, the use of computer simulation results on the entire process flow simulation and optimization, and determine the size of the main process of the entire device . This design using computer simulation software Aspen Plus simulation designed to reduce the substantial costs of the actual design, to improve the existing process and optimal synthesis ，Aspen Plus，Simulation and optimization
乙苯脱氢制苯乙烯
实验报告 课程名称： 化工专业实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 乙苯脱氢制苯乙烯 实验类型： 同组学生姓名： 一．实验目的 1.了解以乙苯为原料，氧化铁为催化剂，在固定床单管反应器种制备苯乙烯的过程。 2.学会稳定工艺操作条件的方法。 3.掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率，选择性，收率及反应温度的关系，找出最适宜的反应温度区域。 4.学会使用温度控制和流量控制的一般仪表，仪器。 5.了解气相色谱分析及使用方法。 二．实验原理 1.本实验的主副反应 主反应： 副反应： 在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应： 此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。 2.影响本反应的因素 （1）温度的影响
乙苯脱氢反应为吸热反应，?H 0＞0，从平衡常数与温度的关系式 可知，提高温度可增大平衡 常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为：540~600℃。 （2）压力的影响 乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式Kp ＝Kn=γ ???? ? ??∑i n P 总可知，当?γ＞0时，降低总压P 总可使Kn 增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力（高温反应无法采用负压操作，可以通入惰性组分使分压下降）有利于平衡向脱氢方向移动。本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高乙苯的平衡转化率。较适宜的水蒸气用量为：水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)或8﹕1(摩尔比)。 （3）空速的影响 乙苯脱氢反应系统中有平行副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，故采用较高的空速，以提高选择性。适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为宜。 3.催化剂 本实验采用GS-08催化剂，以Fe ，K 为主要活性组分，添加少量的IA ，IIA ，IB 族以稀土氧化物为助剂。 三．实验装置及流程 乙苯脱氢制苯乙烯实验装置及流程，用Microsoft Visio 软件绘制见下图： 1 34 2 水
苯乙烯工艺流程
苯乙烯装置工艺流程叙述 一、乙苯工艺流程简述 本工艺包设计的乙苯装置界区内包括烃化反应系统(亦称烃化反应系统)、苯回收系统、乙苯回收系统、多乙苯回收系统、烷基转移反应系统（亦称反烃化反应系统）。为解决反应器在再生时停产影响，也是为了规避放大风险,烃化反应系统设计成反应器R－２10１Ａ/B、加热炉Ｆ-21０1A／B、换热器Ｅ-2101A/B;E-2102A／B;E－２103Ａ/B两套并联操作。 来自罐区的新鲜苯、油水分离器的回收苯、精馏工段回收的循环苯在T－2201苯回收塔汇合，用苯循环泵P-220１A/B泵入苯进料气化器E－2１01A／B的壳程,管程的高压蒸汽将其加热而气化,气相苯分别进入两套苯换热器E-２103A/Ｂ的壳程,与管程的高温反应器出料换热而被过热。过热后的苯被分成两股:主苯流和急冷苯流。主苯流进入反应器进料加热炉F－２１01A/B被加热到反应温度,进入烃化反应R-2１01Ａ/B。 界区外的原料乙醇用乙醇进料泵Ｐ-2101A／B加压，进入工艺水换热器E-220４,与苯塔回流罐底部排出的油水混合物换热回收热量，温度升至接近泡点,导入E-２10２Ａ／Ｂ乙醇蒸发器，用高压蒸汽将其气化，分段进入两台并联的烃化反应器。 在R-２１01A/B中,乙醇发生脱水反应生成乙烯与水蒸汽，继而苯和乙烯发生烃化反应,生成乙苯及少量二乙苯、多乙苯等。为稳定反应器的温度，每段催化剂床层之间都有与进料乙醇蒸气相混合的急冷苯进入,使反应温度在适当范围内。反应器出料依次通过苯换热器Ｅ－21０3Ａ/B管程和苯回收塔再沸器E－２2０1管程被冷却后，便进入苯回收塔Ｔ－2201进行精馏分离。T-22０1塔顶馏出苯、水和轻组分尾气,塔底则采出粗乙苯。罐区来的新鲜苯用新鲜苯泵Ｐ—２3０2A/Ｂ加压后通过乙苯/苯换热器冷E-２208与来自乙苯塔回流泵的产品热乙苯换热,进入苯塔回流罐V—2201,补充回流罐的液位。苯塔回流泵将回流罐的一部分苯打入T-2201塔顶。T－220１塔底采出的粗乙苯则送至乙苯回收塔Ｔ-22０2进一步加工。 在T－2201塔顶共沸馏出的水冷凝进入回流罐V-2２01,由于高温下苯与工艺水有乳化现象，将大部分是水的乳化液从回流罐底部导出,与乙醇进入反应器的量按1:1的比例排入工艺水换热器E-2204B管程，将热量交换给进料乙醇，然后进一步进入工艺水冷却器E-22０5壳程，用循环水冷却到４0℃-15℃消除乳化现象，进入油水分离系统，分出的工艺水经汽提脱苯后作为废热回收系统的补充水,苯则回用。 苯塔回流罐V-2２01导出的气相进入苯塔尾冷器,将水蒸汽与苯进一步冷凝下来，凝液自流到V-2201底部乳化液导出管,不凝气则通过苯塔的压力控制排放到反烃化加热炉Ｆ-２10２进口,进一步利用回收其中的乙烯与苯。 在乙苯塔T-2202中,塔顶气在乙苯塔冷凝器Ｅ—２２07管程被软水冷凝，进入乙苯塔回流罐Ｖ—2202。一部分作为回流液打回T—2202,另一部分热乙苯通过乙苯/苯换热器E—2２０8将热量传给来自罐区的新鲜苯，作为本单元的精制乙苯产品而输往苯乙烯单元或罐区，Ｅ—22０2中的软水则被蒸发成低压蒸汽送苯乙烯工段综合利用。 T－2202塔底采出物送入多乙苯(PEＢ)回收塔T-220３实现精馏分离。可循环组分二乙苯由T-22０３塔顶馏出,通入PＥB回收塔冷凝器E-2２11管程，同壳程的水换热而被冷却冷凝。冷凝液在ＰEB 回流罐V－22０3中实现汽／液分离。二乙苯被泵送到Ｆ—21０2导入反烃化反应系统进行烷基转移反应以增产乙苯。由V-２203析出的不凝气则被ＰＥＢ塔真空泵P—2２06Ａ／B抽吸,从而使二乙苯回收塔T－2203实现真空操作。T－2２03塔底产物多乙苯残油送至界外。 由二乙苯回流泵P-2205A/B排出的二乙苯与来自E—2208的新鲜苯汇合,一同进入反烃化加热炉F—２10２对流段预热,先后进入反烃化加热器E—210４A与反烃化换热器E—21０４B，被中压蒸汽完全气化,并回收反烃化出料热量,返回F-2102对流段，被进一步加热到反烃化反应温度,再被导入反烃化反应器Ｒ－２10２。在R-2102中,PＥB同苯发生烷基转移反应,生成乙苯。R－2102的出料先后通过反烃化换热器E—2１04B的管程和反烃化反应器出料蒸汽发生器Ｅ－2105的管程而被冷却冷凝，进
乙苯脱氢制取苯乙烯
一、实验目的 1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。 2、学会稳定工艺操作条件的方法。 二、实验原理 1、本实验的主副反应 主反应：氢气 ?117.8kJ/mol 苯乙烯 乙苯+ 副反应：乙烯 苯 ?105.0kJ/mol 乙苯+ ? +-31.5kJ/mol 乙苯+ 氢气 苯 乙烷 乙苯+ +-54.4kJ/mol ? 乙烯 甲苯 氢气 在水蒸汽存在的条件下，还可能发生下列反应： + ? 2 + + 氢气 乙苯3 二氧化碳 水 甲苯 此外，还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。这些连串反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。 2、影响反应的因素 （1）温度的影响 乙苯脱氢为吸热反应，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯的选择性下降，能耗增加，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为540~600oC。 （2）压力的影响 乙苯脱氢为体积增大的反应，降低总压可使平衡常数增大，从而增加反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。本实验加水蒸汽的目的是降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。较适宜的水蒸汽用量为：水/乙苯＝1.5/1（体积比）。 （3）空速的影响
乙苯脱氢反应系统中有平衡副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为止。 3、本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。 三、实验装置及流程 实验装置及流程如图1所示。 图1乙苯脱氢制苯乙烯工艺实验流程图 1－乙苯流量计；2、4－加料泵；3－水计量管；5－混合器；6－汽化器；7－反应器；8－电热夹套；9、11－冷凝器；10－分离器；12－热电偶 四、反应条件控制 汽化温度300oC，脱氢反应温度540～600oC，水：乙苯＝1.5：1（体积比），相当于乙苯加料0.5ml/min，蒸馏水0.75ml/min（50ml催化剂）。
苯乙烯试验报告
苯乙烯试验报告 1.过程合成与分析 苯乙烯（Phenylthylene/SM），是非常重要的化工原料。我国苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯、ABS树脂、SAN树脂、不饱和聚酯树脂、丁苯橡胶、丁苯胶乳以及苯乙烯系热塑性弹性体等。近几年国内苯乙烯产能不断扩大，目前已经超过400万吨/年。 苯乙烯系列树脂的产量在世界五大合成材料的产量中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯而名列第三位。苯乙烯主要用于生产苯乙烯系列树脂及丁苯橡胶，也是生产离子交换树脂及医药品的原料之一，此外，苯乙烯还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业。苯乙烯系列树脂的产量在世界合成树脂中居第三位，仅次于PE、PVC。苯乙烯的均聚物――聚苯乙烯(PS)是五大通用热塑性合成树脂之一，广泛用于注塑制品、挤出制品及泡沫制品3大领域。近年来需求发展增长旺盛。苯乙烯、丁二烯和丙烯腈共聚而成的ABS树脂是用量最大的大宗热塑性工程塑料，是苯乙烯系列树脂中发展与变化最大的品种，在电子电器、仪器仪表、汽车制造、家电、玩具、建材工业等领域得到了广泛应用。中国已经成为世界ABS最大的产地和消费市场之一。 已知工业化的苯乙烯的生产主要采用两种方法： （一）乙苯脱氢法 乙苯脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90%。它又包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺。 1、乙苯催化脱氢工艺 乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺，由美国Dow化学公司首次开发成功。目前典型的生产工艺主要有Fina/Badger工艺、ABB鲁姆斯/UOP工艺以及BASF 工艺等。 （1）ABB鲁姆斯/UOP工艺。用超加热器将蒸汽过热至800℃，与原料乙苯一起进入绝热反应器。反应温度550-650℃，常压或负压，蒸汽/乙苯质量比为1.0-1.5。通过脱氢反应器所生成的脱氢产物经冷凝器冷凝后进入乙苯/苯乙烯分离塔，塔底分出苯乙烯，塔顶馏出未反应的乙苯。将乙苯中的苯和甲苯分出后返回脱氢反应器重复利用。 （2）Fina/Badger工艺。Fina/Badger工艺通常与美孚/ Badger乙苯工艺联合签发许可。该工艺采用绝热脱氢，高温蒸汽提供脱氢需要的热量并降低进料中乙苯的分压和抑制结焦。蒸汽过热至800-950℃，与预热器内的乙苯混合后再通过催化剂，反应温度为560-650℃，压力为负压，蒸汽/乙苯质量比为1.5-2.2。反应器材质为铬镍，反应产物在冷凝器中冷凝。Fina/ Badger与 ABB Lummus公司一起几乎垄断了世界苯乙烯生产专利市场。 （3）BASF工艺。BASF工艺的特点是用烟道气直接加热的方式提供反应热，这是与绝热反应的最大不同点。脱氢过程中反应产物与原料气系统进行热交换，列管间加折流挡板，使加热气体径向流动，烟道气进口温度为750℃，出口温度为630℃，可用来预热进料的气体，使乙苯的进料温度达到585℃，直接与管内脱氢催化剂接触反应。出口气体经急冷、换热，再经空气冷却，分离脱氢尾气（H2、CH4、CO2等）、水和油，上层脱氢料液送精馏工序制得苯乙烯。 乙苯催化脱氢法的技术关键是寻找高活性和高选择性的催化剂。一开始采用的是锌系、镁系催化剂，以后逐渐被综合性能更好的铁系催化剂所替代。目前，国外苯乙烯催化剂主要有南方化学集团公司开发的Styromax-1、Styromax-2、Styromax-4以及Styromax-5型催化剂；美国标准催化剂公司推出的C-025HA、C-035、C-045型催化剂；德国BASF公司开发的S6-20、S6-20S、S6-28、S6-30催化剂；Dow化学公司开发出的D-0239E型绝热型催化剂等。我国开发成功的催化剂主要有兰州石油化工公司研究院的315、335、345、355系列催化剂；厦门
苯乙烯流程图
课题：乙苯脱氢生产苯乙烯 授课内容： ●乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理 ●乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程 知识目标： ●了解苯乙烯物理及化学性质、生产方法及用途 ●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理 ●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程 能力目标： ●分析和判断影响反应过程的主要因素 ●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响 思考与练习： ●乙苯脱氢生产苯乙烯反应中有哪些副反应？ ●影响乙苯脱氢生产苯乙烯反应过程的主要因素有哪些？ ●绘出乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程图 授课班级：
授课时间： 年 月 日 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯 一、概述 １.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下： 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。沸点为145 ℃，凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。 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，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。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。 苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、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。 2．生产方法 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主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。 二、反应原理 1.主、副反应 CH=CH 2 CH=CH 2
【完整版】10万吨年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计与实现可行性方案
10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计方案 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
乙苯、苯乙烯装置说明及危险因素、防范措施.docx
乙苯、苯乙烯装置说明及危险因素、防范措施 一、装置简介 (一)装置发展及其类型 1．装置发展 自1937年美国陶氏化学公司和德国巴斯夫公司同时实现乙苯脱氢制苯乙烯的工业化生产以来，苯乙烯已有50多年的工业化生产历史。 苯乙烯是重要的有机化工原料。它作为重要的合成单体与其他烯烃单体发生共聚反应，可生产丁苯橡胶、聚苯乙烯树脂、ABS和SAN树脂、离子交换树脂及不饱和聚酯树脂；此外还用于制药，染料行业，或制取农药乳化剂及选矿剂等。 苯乙烯的主要生产方法为乙苯脱氢法和环氧丙烷共氧化法，前者约占苯乙烯生产能力的90％，乙苯催化脱氢制苯乙烯的工艺有孟山都／鲁姆斯法、巴斯夫法、Fina／Badger法、Cdf法和三菱油化／环球化学法。而共氧化法步骤多，流程长，又存在环氧丙烷的联产问题，因此国内外生产和研究重点多放在乙苯脱氢法上。 近年来许多公司研究用甲苯代替苯制苯乙烯的方法，如孟山都公司和三菱油化公司的甲苯—甲醇、甲苯—甲烷直接合成苯乙烯方法，是一种全新的工艺路线。在1992年第10届国际催化剂会议的大会专题报告中，该工艺开发研究列为当代4大烃化技术之一，值得引起苯乙烯技术研究者的重视。 目前，我国苯乙烯生产方法多采用乙苯催化脱氢法。60年代和70年代建设的小型装置能耗和物耗较高，缺少市场竞争能力，随着国外技术的引进，大部分已停产，剩下的几套经多次技术改造，能耗和物耗有所下降，同时，利用地区差价和本企业下游产品的需求仍维持生产。 二、重点部位及设备
苯乙烯生产装置中反应岗位是在高温、高压、易燃、易爆、物料有毒有害的环境下生产的，精馏岗位也存在类似的情况。因此在苯乙烯生产过程中要遵守安全技术规定。 1．炉区 (1)蒸汽过热炉点火前应打开风门通风，并对炉膛和操作环境做动火分析。有关联锁均应挂上，分析燃料气中氧含量小于2％，并严禁带液(冬季要保温并进行排凝，以防因带液引起爆燃损坏炉体)。停车期间燃料系统应加切断盲板，防止燃料漏人炉膛和周围环境引起事故。 (2)开停工时严格按温度曲线控制升温、恒温和降温。正常生产时，应严格控制各工艺参数在工艺指标范围内。(3)当蒸汽过热炉点火后(包括正常生产)应检查炉内燃烧状况是否正常。 (4)在蒸汽过热炉停炉检修时，必须对燃料、原料、蒸汽(包括灭火蒸汽)等加堵盲板，以防窜人检修场所引起事故。 (5)对急冷锅炉、汽包检查有无外漏，排污是否正常以保证炉水质量。同时要经常检查、校对汽包液面计是否准确，以防因假液面造成停车或事故。 (6)炉区周围严禁堆放可燃物，检修结束后要及时拆除脚手架。当装置烃类大量泄测时，炉区有可能成为其火源，应开启蒸汽过热炉水幕等进行保护，同时停炉。 (7)如发生炉管破裂，应立即停炉熄火(但炉管蒸汽切记不能停还需适当加大)开灭火蒸汽(应进行排凝，否则凝液将损坏炉管)整个装置各系统均应采取相应措施。 2．压缩区 该区内设有消防水设施，可燃气体自动检测、报警设施。 (1)消防水设施：每个压缩机分别设有两股消防水，同时供应压缩机上部消防喷淋，形成水幕。
苯乙烯生产工艺
课题：乙苯脱氢生产苯乙烯 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯 一、概述 １.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下： 或者 系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃， 凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。 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，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。 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。 苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、 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。 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主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。 二、反应原理 1. 主、副反应 主反应： 催化剂 ＋H 2 △H Φ 在主反应发生的同时，还伴随发生一些副反应，如裂解反应和加氢裂解反应： ＋H 2 ＋C H 4 4 +H 2 H 6 +2H 2O +2CO 2+3H 2 高温下生碳 8C+5H 2 此外，产物苯乙烯还可能发生聚合，生成聚苯乙烯和二苯乙烯衍生物等。 CH 3 CH=CH 2 CH=CH 2 CH 2—CH 3 CH=CH 2 CH 2—CH 3 CH 4 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH
年产20万吨乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计毕业设计
毕业设计 20万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计 摘要 苯乙烯是最重要的基本有机化工原料之一。本文介绍了国内外苯乙烯的现状及发展概况，苯乙烯反应的工艺条件，乙苯脱氢制苯乙烯催化剂，苯乙烯的生产方法和生产工艺。 本设计以年处理量20万吨乙苯为生产目标，采用乙苯三段催化脱氢制苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。根据设计任务书的要求对整个工艺流程进行了物料衡算，并利用流程设计模拟软件Aspen Plus对整个工艺流程进行了全流程模拟计算，选用适宜的操作单元模块和热力学方法，建立过程模型进行稳态模拟计算并绘制了带控制点的工艺流程图。在设计过程中对整个工艺流程进行了简化计算，将整个流程分为了反应和精馏分离两个部分，利用计算机模拟计算结果对整个工艺流程进行了模拟优化，并确定了整套装置的主要工艺尺寸。 由于本设计方案使用计算机过程模拟软件Aspen Plus进行仿真设计，减少了实际设计中的大量费用，对现有工艺进行改进及最优综合具有重要的实际意义。 关键词：乙苯，苯乙烯，脱氢，Aspen Plus，模拟优化
Abstract Styrene Monomer（SM）is one of the most important organic chemicals. This article describes the present situation and development of styrene at home and abroad, styrene reaction conditions, catalyst for ethylbenzene dehydrogenation to styrene, styrene production methods and production processes. This design is based on the annual handling capacity of 200,000 tons of ethylbenzene production targets, ethylbenzene three-stage dehydrogenation using styrene in the process, the entire section in the process design and equipment selection. According to the requirements of the design of the mission statement of the entire process the material balance, process design simulation software Aspen Plus simulation of the whole process of the entire process, choose the appropriate operating unit module and thermodynamic methods, process model for steady-state simulation and draw the P&ID diagram. The entire process in the design process, simplify the calculation, the whole process is divided into reaction and distillation to separate the two parts, the use of computer simulation results on the entire process flow simulation and optimization, and determine the size of the main process of the entire device . This design using computer simulation software Aspen Plus simulation designed to reduce the substantial costs of the actual design, to improve the existing process and optimal synthesis has important practical significance. Keywords：Ethylbenzene，Styrene，dehydrogenation，Aspen Plus，Simulation and optimization
乙苯脱氢制苯乙烯实验思考题
(1)乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应？如何判断？如果是吸热反应，则反应温度为多少？本实验采用的什么方法？工业上又是如何来实现的？ 答：乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热反应。反应温度升高，平衡向生成乙苯的方向移动。反应温度为540C。本实验采用采用的方法是接通电源使汽化器、反应器分别逐步升温至预定温度。汽化器温度达到300度，反应器温度达400度左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。当反应度达到500度左右时，加入已校正好流量的乙苯，继续升温至540度使之稳定。加热温度用热电偶控制。工业上乙苯脱氢时常加入适量02,在合适的条件下，02与生成的H2化合成H2O,相当于移走生成物H2,促进平衡向生成苯乙烯的方向移动。 (2)对本反应而言使体积增大还是减小？加压有利还是减压有利？工业上使如何来实现加减压操作的？本实验采用什么方法？为什么加入水蒸气可以降低烃的分压？答：乙苯脱氢生成苯乙烯为体积增加的反应。从平衡常数与压力的关系可知降低总压P总可使Kn增大，从而增加反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。工业上，通过加水蒸气和乙苯的混合气来实现减压操作。本实验采用加水蒸气的方法来降低乙苯分压以提高平衡转化。因为水蒸气热容量大；产物易分离；产物不起反应；水蒸气还可以保护裂解炉管；水蒸气还有清焦作用。 (3)在本实验中你认为有哪几种液体产物生成？哪几种气体产物生成？如何分析？答：液体产物：苯乙烯、乙苯、苯、甲苯。 气体产物：甲烷、乙烷、乙烯、氢气、二氧化碳、(水蒸气) (4)进行反应物料衡算，需要一些什么数据？如何收集并进行处理？ 答：进行反应物料衡算需要乙苯的和水的加入量，精产品水层量和烃层量，并对粗产品中苯、甲苯、乙苯和苯乙烯含量进行分析，从而计算乙苯的转化率、苯乙烯的先择性和收率。
苯乙烯生产工艺
第二节乙苯脱氢生产苯乙烯 一、概述 1 .苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下： CH=C H2 或者?CH=CH2 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。沸点为145 C,凝固点—30.4C,难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。 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，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。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。 苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、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。 动手查资料:查“高分子化工”方面资料了解苯乙烯作为高聚物合成的单体，地位如何？ 2.生产方法 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主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法 生产苯乙烯。 二、反应原理 1.主、副反应
叮叮小文库主反应:
丿、 催化剂 ◎— CH 2—CH 3 ■-~~= 2 + H 2 △ H f 298=1 17.6KJ/mol 在主反应发生的同时，还伴随发生一些副反应，如裂解反应和加氢裂解反应： ◎— CH ? — CH 3+H2 ——??] +C 2H 6 在水蒸气存在下，还可发生水蒸气的转化反应 高温下生碳 此外，产物苯乙烯还可能发生聚合，生成聚苯乙烯和二苯乙烯衍生物等。 2. 催化剂 乙苯脱氢反应是吸热反应， 在常温常压下其反应速度是小的， 只有在高温下才具有一定 的反应速度，且裂解反应比脱氢反应更为有利， 于是得到的产物主要是裂解产物。 在高温下， 若要使脱氢反应占主要优势，就必须选择性能良好的催化剂。 乙苯脱氢制苯乙烯曾使用过氧化铁系和氧化锌系催化刑，但后者已在 60年代被淘汰。 氧化铁系催化剂以氧化铁为主要活性组分， 氧化钾为主要助催化剂， 此外，这类催化剂还含 有Cr 、Ce Mo V 、Zn 、Ca 、Mg Cu W 等组分，视催化剂的牌号不同而异。目前，总部设 在德国慕尼黑的由德国 SG 日本NGC 和美国UCI 组成的跨国集团 SC Group ，在乙苯脱氢催 化剂市场上占有最大的份额 （55%-58%），是Girdler 牌号（有G-64和G-84两大系列）及 Styromax 牌号催化剂的供应者。 我国乙苯脱氢催化剂的开发始于 60年代，已开发成功的催化剂有兰州化学工业公司 315 型催化剂；1976年，厦门大学与上海高桥石油化工公司化工厂合作开发了 XH-11催化剂， 随后又开发了不含铬的 XH-210和XH-02催化剂。80年代中期以后，催化剂开发工作变得较 为活跃，出现了一系列性能优良的催化剂，例如：上海石油化工研究院的 GS-01和GS-05、 厦门大学的XH-03, XH-04、兰州化学工业公司的 335型和345型及中国科学院大连化物所 的DC 型催化剂等。 从国内外专利数据库看，近年来相关研究机构有许多乙苯脱氢制苯乙烯催化剂的专利公 ? +C 2H 4 ◎— CH 2 — CH 3 +2H 2O a 8C+5H 2 ◎- CH 4 + C H 4 —CH 3 +2CO 2+3H 2