【完整版】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

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

目录

1前言 (1)

1.1苯乙烯现状及发展概况 (2)

1.2乙苯脱氢制取苯乙烯反应工艺条件研究 (2)

1.2.2温度 (2)

1.2.3进料比 (3)

1.2.4压力 (3)

1.3乙苯脱氢制苯乙烯催化剂研究 (3)

1.3.1国内外苯乙烯催化剂研究现状 (4)

1.3.2国内催化剂研发的建议 (5)

1.4苯乙烯生产方法概述 (7)

1.4.1乙苯脱氢法 (7)

1.4.2乙苯共氧化法 (7)

1.4.3甲苯为原料合成苯乙烯 (8)

1.4.4乙烯和苯直接合成苯乙烯 (8)

1.4.5乙苯氧化脱氢 (8)

1.5乙苯脱氢制苯乙烯工艺方法概述 (9)

1.5.1LummusUOP乙苯脱氢工艺 (9)

1.5.2FinaBadger乙苯脱氢工艺 (9)

1.5.3乙苯脱氢选择性氧化工艺（Smart工艺） (10)

1.6Aspen Plus软件及功能简介 (10)

1.7本设计方案主要内容及意义 (12)

2设计部分 (13)

2.3设计任务书 (13)

2.3.1乙苯催化脱氢主、副反应 (13)

2.3.2乙苯脱氢催化剂 (13)

2.3.3乙苯脱氢反应条件 (13)

2.3.4乙苯脱氢工艺流程 (14)

2.4物料衡算 (14)

2.4.1脱氢绝热反应器 (15)

2.4.2油水分离器 (17)

2.4.3乙苯—苯乙烯精馏塔 (20)

2.4.4甲苯—乙苯精馏塔 (21)

2.4.5苯—甲苯精馏塔 (21)

2.4.6苯乙烯精馏塔 (22)

2.5Aspen Plus模拟工艺流程设计 (22)

2.3.1状态方程及模块的选择 (22)

2.3.2动力学方程选择 (23)

2.3.3反应部分操作参数和关键控制 (24)

2.3.4精馏部分操作参数 (34)

3设计结果与讨论 (42)

3.1苯乙烯工艺流程图及流程概述 (42)

3.2Aspen Plus软件模拟流程及其简述 (43)

3.2.1反应部分概述 (43)

3.2.2分离部分模拟 (44)

3.3主要设备工艺参数汇总 (44)

3.3.1换热器组 (44)

3.3.2反应器 (44)

3.3.3精馏分离部分 (45)

3.4公用工程一览 (45)

3.4.1加热蒸汽 (45)

3.4.2生产用电 (45)

3.4.3冷却用水 (46)

3.5讨论 (46)

符号说明 (48)

致谢 (49)

参考文献 (50)

1前言

苯乙烯是一种重要的石油化工基本原料，是除聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、环氧乙烷(EO)以外的第四大乙烯衍生产品。其主要用于生产和制备聚苯乙烯(PS)、丁苯橡胶(SBR)、丙二烯—丁二烯—苯乙烯(ABS)树脂、苯乙烯—顺丁烯—苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯—丙烯腈(SAN)树脂和不饱和聚酯等，并广泛用在电子、汽车、建筑、包装、日用轻工等领域中。

在世界上，苯乙烯的主要生产方法为乙苯脱氢法、乙苯共氧化法、甲苯为原料合成苯乙烯法、乙烯和苯直接合成苯乙烯法和乙苯氧化脱氢法等。其中，工业化的生产方法为乙苯催化脱氢法和乙苯共氧化法，两种方法所生产的苯乙烯分别占苯乙烯总产量的85%和15%。目前，国内外生产苯乙烯的主要方法是乙苯脱氢法，它又包括LummusUOP乙苯脱氢工艺、FinaBadger乙苯脱氢工艺和乙苯脱氢选择性氧化工艺（Smart工艺）3种工艺。

化工流程模拟(过程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析并做出环境和经济评价的一门新兴技术。它是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术等学科相互结合的产物，在近几十年中发展迅速，并广泛应用于化工过程的设计、测试、优化和过程的整合领域。

Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目被命名为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了Aspen Tech公司，并称之为Aspen Plus。该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。

1.1苯乙烯现状及发展概况

苯乙烯（SM）作为不饱和芳烃中最简单的成员，是一种广泛用于生产苯乙烯

系列树脂及丁苯橡胶的重要有机化工原料。在世界五大合成材料的产量中，苯乙烯系列树脂的产量仅次于聚乙烯和聚氯乙烯，名列第三位。此外，苯乙烯还可用于制药、染料、农药和选矿等行业，用途十分广泛。据统计，目前世界上已有4O多个国家可以生产苯乙烯，生产能力已经超过了21000kta。

我国苯乙烯生产始于五十年代末期，至2000年生产能力已达922 kta。

2003--2006年，我国苯乙烯产量由948kt增至2166kt。与此同时，我国苯乙烯消费最也由3603kt增至4503kt。长期以来，我国苯乙烯产量不能满足我国需求，2003--2006年我国苯乙烯进口量为2343～2661kt。虽然我国苯乙烯产量不断增加，但是需求量也在逐年增加，苯乙烯对外依存度依然很高[1]。据预测，2010年可达到3920kta。新增生产能力主要是新疆独山子、上海赛科、南海壳牌、镇海炼化、惠州壳牌和广州石化等数套规模达300至600kta的大型苯乙烯装置。

1.2乙苯脱氢制取苯乙烯反应工艺条件研究

乙苯脱氢的主反应为：

1.2.2温度

乙苯脱氢反应是可逆吸热反应，温度升高有利于平衡转化率的提高，也有利于反应速率的提高。而温度提高同时加快了乙苯的裂解和加氢裂解，即随着温度的升高，乙苯转化率增加，而苯乙烯的选择性降低。若温度降低时，副反应虽然减少，苯乙烯的选择性提高，但反应速率也相应降低，产率也不高。故乙苯收率随温度变化存在一个最高点，其对应温度为最适宜温度。

1.2.3进料比

由热力学原理可知，用水蒸气作为脱氢反应的稀释剂可以提高乙苯脱氢的平衡转化率，增加乙苯收率，抑制催化剂表面结焦同时有消炭作用，并提供热量，利于分离。但是，水蒸气用量不是越多越好，超过一定比值后平衡转化率的提高就不明显了，其水蒸气用量与平衡转化率的关系如图1-2所示。

1.2.4压力

从热力学原理看，提高温度、降低体系压力有利于平衡，在工业生产中由于安全因素通常不采用负压，故大都加入水蒸气，作为稀释原料气。加入水蒸气不仅可以降低乙苯的反应压力，促使平衡向右移动以提高苯乙烯收率；而且水蒸气经冷凝后变为水，易与苯乙烯分离，来源易得，价格相对便宜，比热容大，并且可以通过水煤气反应不断排除催化剂上的积炭，使催化剂再生[2]。

1.3乙苯脱氢制苯乙烯催化剂研究

对于乙苯脱氢制苯乙烯这一重要的石油化工过程，所用催化剂的研究开发及更新换代，从2O世纪3O年代以来持续发展。以催化剂为中心的工艺条件的优化，反应器类型的结构设计也常有改进[3~6]。

乙苯脱氢反应是一个强吸热的分子数增加的反应，从热力学上看，提高温度、降低压力有利于平衡，因此目前工业上大多数采用负压工艺。又因为过高的温度不仅易导致乙苯裂解而产生苯，甲苯，二氧化碳等副产物，而且增加能耗，使得经济上不合理，故使反应温度的提高受到了很大的限制。因此，必须依靠催化剂研制技术的提高和工艺的改进加以解决。

1.3.1国内外苯乙烯催化剂研究现状

国外脱氢催化剂的研究始于20世纪3O年代，至今已有7O年的历史。在苯乙烯生产工业化初期，使用的是锌系催化剂和镁系催化剂。由于需要很复杂的再生，所以到2O世纪4O年代又开发了在水蒸气的存在下有可能自身再生的氧化铁一氧化钾系催化剂。之后，含有结构稳定剂铬的Fe—K-Cr系催化剂占主导地位，并得到广泛应用。

进入2O世纪60年代，人们在Fe—K—Cr系催化剂中，添加钒等元素以提高苯乙烯选择性。20世纪7O年代，随着全球环保意识的加强，各国逐渐淘汰了含铬量较大的Fe—K—Cr系脱氢催化剂，开发了含有铯、钼氧化物的Fe—K—Ce—Mo系催化剂，该类催化剂因具有高选择性而被广泛用于绝热型反应器中。

2O世纪8O年代，UCI公司开发出G84C脱氢催化剂，不久又有G84C改进型即G84D、G84E、G84F系列催化剂问世。与此同时，美国标准催化剂公司也开发成功了C035、C045等新型乙苯脱氢催化剂。近年来，德国南方化学公司又先后开发成

功了Stryomax 1—4型苯乙烯催化剂，该类催化剂以其优良的反应性能被许多国家的苯乙烯生产厂家所采用。

目前，苯乙烯催化剂市场基本被四大集团所垄断，它们是Sad Chemie Group 南方化学集团，Criterion催化剂公司，BASF公司和DOW 公司。

我国最早开发的铁系催化剂是兰化公司合成橡胶厂研制的315型催化剂，厦门大学从2O世纪7O年代中期先后研制过11#和210型无铬催化剂。近年来，上述两单位又推出了345、355型和XH-02、XH一03和XH一04系列催化剂。大连化物所在氧化铁基础上，引入碱性促进剂和添加金属氧化物助剂，并开发成功了DC系列催化剂。上海石化院在1984年至今的十多年中，先后开发成功了Gs—01—Gs—O8系列催化剂，并成功应用于国内多套绝热或等温反应器。GS-O5、GS一06B、GS-08催化剂多次在引进的大型装置上应用并获得成功。国产化催化剂的成功开发和应用，极大地提高了该类催化剂在我国的研究水平，推动了苯乙烯制造技术全面国产化的进程，同时产生了良好的经济效益和社会效益。

国内外催化工作者在努力提高苯乙烯催化剂的催化活性的同时，还根据乙苯脱氢反应动力学模型，对催化剂的外形、尺寸等进行了研究，除常见的圆柱型催化剂外，还研制了三叶型、车轮型及拉西环型等异型催化剂，从多方面全方位提高催化剂的性能。

1.3.2国内催化剂研发的建议

1.3.

2.1深入研究乙苯脱氢反应的机理

乙苯脱氢制苯乙烯反应属典型的碱催化反应。文献上报道了在Fe

2O

3

—K

2

O系催

化剂上乙苯脱氢可能同时存在着两种反应过程，即直接脱氢和氧转移脱氢。要通过对脱氢催化剂中氧原子进行示踪的方法，获得脱氢催化剂中晶格氧参与反应的确凿证据，从而制定增加晶格氧活泼性的方案，促进氧转移脱氢反应的快速进行。

1.3.

2.2对稀土元素在脱氢催化剂中的应用研究

对稀土促进的Fe

2O

3

—K

2

O系脱氢催化剂而言，在Fe

2

O

3

微晶的相边界发生了氧

化还原反应如：Fe3++X3+==Fe2++X4+，促进了Fe3+Fe2+电子传递更频繁地进行，加速了氧化还原反应周期，从而使催化剂脱氢活性增加，脱氢温度降低。目前国内外催化剂中均采用部分稀土元素作为促进剂。我国作为世界上的稀土大国，稀土资源十分

丰富，以往脱氢催化剂研究中对稀土种类的选择范围太窄，复合稀土的应用尚未涉及，应加强此类工作的研究。

1.3.

2.3 充分认识催化剂的结构对性能的影响

催化剂的结构决定催化剂的性质。脱氢催化剂中存在的多铁酸钾1117KFe 0具有23K-Al 0β-型结构，钾离子隐藏在Fe —O 骨架形成的尖晶石层状结构中，且可在其中自由移动以传输电子。

国内这些年对Fe 2O 3与K 2O 相互作用形成的多铁酸钾1117KFe 0尖晶石结构逐步有了认识，对尖晶石结构对催化剂活性、稳定性、机械强度、耐水性能的影响有了初步了解，然而对该结构的形成机理以及影响它形成的因素缺乏系统认识，缺少在催化剂获得大量1117KFe 0尖晶石结构的有效手段。

1.3.

2.4 重视催化剂制备技术的研究

根据乙苯脱氢反应动力学模型，催化剂的外形、尺寸等脱氢反应性能均存在明显影响。除常见的圆柱型催化剂外，国内有关单位 还研制了三叶型、车轮型催化剂。为脱氢催化剂的性能提高开辟了新的研究途径。然而，随着研究的深入，突出的是催化剂的机械强度问题。低强度的催化剂在应用过程中可能会产生粉化，使得催化剂的床层阻力降明显提高，导致装置停车。因此应同时对催化剂的成型、焙烧等手段进行同步研究。

1.3.

2.5 开展催化剂应用技术的研究

催化剂的装填、开车乃至于拆卸都会对催化剂使用效果产生影响。改变目前人工装填催化剂对催化剂损伤大、劳动强度高、装填均匀性差的状况，改用机械装置真空装填的方法，要对装填技术和装填机械进行研究。对催化剂的拆卸技术进行专门研究，形成专门的烧焦技术，以达到保护关键设备反应器的目的。还应对催化剂开车初期活化条件进行研究，使得催化剂中Fe 3+Fe 2+之间实现转化并尽快达到平衡，以降低催化剂初始使用温度，为催化剂使用寿命的延长赢得宝贵的时间。此外，从环境保护的角度出发，为废弃催化剂的利用寻找新途径，为实现绿色工艺奠定基础。

1.4 苯乙烯生产方法概述

1.4.1 乙苯脱氢法

乙苯脱氢法是目前生产苯乙烯的主要方法。在工业上，乙苯的来源主要采用烷基化法，苯和乙烯在催化剂的作用下生成苯乙烯，其次从炼油厂的重整油、烷烃裂解过程中的裂解汽油和炼焦厂的煤焦油中通过精馏分离出来。

此法分两步进行，第一步是苯和乙烯反应，生成乙苯；第二步是乙苯脱氢生成苯乙烯，其反应式为：

1.4.2 乙苯共氧化法

乙苯共氧化法，又称哈康法，该法分三步进行，首先是生成乙苯过氧化氢，然后将乙苯过氧化氢与丙烯反应，生成α-甲基苯甲醇和环氧丙烷，然后使前者脱水生成苯乙烯。

1.4.3 甲苯为原料合成苯乙烯

以甲苯为原料合成苯乙烯共有两种方法。第一种方法分为两步，第一步为采用23/PbO MgO Al O ?为催化剂，在水蒸气存在下使用苯脱氢缩合生成苯乙烯基苯；第二步将苯乙烯基苯与乙烯在22/WO K O SiO ?催化剂作用下生成苯乙烯。

另一种方法为甲苯和甲醇直接合成苯乙烯，此方法正在研究之中，未进行工业化生产。

1.4.4乙烯和苯直接合成苯乙烯

采用贵金属催化剂，可在液相，也可以在气相中进行反应，副产品有乙烯、乙醛、二氧化碳等。此技术正处于研究之中，有一定的发展前景[7]。

1.4.5乙苯氧化脱氢

此种方法的特点是不受乙苯脱氢平衡的限制，也不采用水蒸气。目前尚在研究阶段，是一个极有发展前景的生产路线[8]。

1.5乙苯脱氢制苯乙烯工艺方法概述

在国内的苯乙烯装置中，主要采用乙苯脱氢制苯乙烯法进行生产主，其主要工艺方法为LummusUOP乙苯脱氢工艺、FinaBadger乙苯脱氢工艺和乙苯脱氢选择性氧化工艺（Smart工艺）。

1.5.1LummusUOP乙苯脱氢工艺

该工艺的脱氢反应在脱氢反应器中进行，反应温度为600~640℃，反应压力为400kPa(A)左右，同时向反应器中加入蒸汽以降低苯乙烯分压，蒸汽乙苯质量为1.3~1.5，乙苯转化率60%以上，苯乙烯选择性达95%以上。

反应器内设有约翰逊网，气体在径向上分布均匀，压降较低[9]。

第二脱氢反应器出口的反应产物首先将乙苯蒸汽预热，然后产生两个压力等级的低压蒸汽。脱氢液先经过乙苯苯乙烯塔，从塔顶分离苯、甲苯、乙苯等比苯乙烯轻的组份去乙苯回收塔及苯甲苯分离塔，从塔底采出的粗苯乙烯去苯乙烯塔，然后得到苯乙烯产品。

脱氢液的分离采用四塔流程，苯乙烯经历二次加热。乙苯苯乙烯塔采用高真空低釜温的工艺，操作压力为12~40kPa(A)，焦油生成量少。

1.5.2FinaBadger乙苯脱氢工艺

该工艺同样采用绝热脱氢方法，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800~890℃，与预热器内的乙苯混合后再通过催化剂，反应温度为580~650℃，压力为负压，蒸汽乙苯质量比为1.0~1.2。反应器材质为铬镍，反应产物在冷凝器中冷凝[10]。

反应系统、脱氢液分离、尾气压缩及洗涤等部分与LummusUOP的乙苯脱氢工艺基本相同，但废热回收换热器的型式及流程与LummusUOP乙苯脱氢工艺不同。

在FinaBadger工艺中，第二脱氢反应器出口的反应产物首先在第一个换热器中将乙苯蒸汽预热，然后进入第二换热器产生高压蒸汽，最后进入第三个换热器中，利用反应产物的余热将脱氢单元的乙苯汽化。

FinaBadger工艺的苯乙烯精馏工艺与LummusUOP工艺差别较大，脱氢液先经过苯甲苯塔，从塔顶分离出苯、甲苯等比乙苯轻的组份，从塔底得到乙苯、苯乙烯等比乙苯重的组份；苯甲苯塔底物料进入乙苯回收塔，在乙苯回收塔顶得到回收

乙苯，塔底为含有重组份的苯乙烯；乙苯回收塔底的物料进入苯乙烯塔，去除重组份后在苯乙烯塔塔顶得到苯乙烯产品。

脱氢液的精馏虽然也采用四塔流程，但苯乙烯经历了三次加热。

1.5.3乙苯脱氢选择性氧化工艺（Smart工艺）

乙苯脱氢选择性氧化工艺主要是向脱氢反应器的出口物流中加入定量的氧气

及蒸汽，然后进入氧化脱氢反应器，该反应器中装有高选择性氧化催化剂及脱氢催化剂，氧与氢反应产生的热量使反应物流升温，同时使反应物中的氢分压降低，打破了传统脱氢反应的热平衡，反应向生成苯乙烯的方向移动。选择氧化催化剂活性很高，对氢具有高选择性，同时烃损失很少[11]。

此工艺将乙苯单程转化率提高至70%以上，同时有效地利用了氢气氧化反应所放出的热量，适用于对常规苯乙烯装置改造，可使生产能力提高30%~50%。

1.6Aspen Plus软件及功能简介

Aspen Plus作为目前通用的大型化工过程模拟软件，提供了丰富的物性数据，热力学模型和单元操作模型，用于化工过程的模拟和优化。其计算结果得到许多同行的认可，该软件也和其他软件一样在不断地升级。在化工、炼油、石油化工、气体加工、煤炭、医药、食品等许多工业领域被广泛使用。在化工工程设计中运用Aspen Plus模拟，不仅大大缩短了工程设计时间，也很方便的进行工艺方案的优化。

化工系统工程主要包括模拟、优化、灵敏度分析和系统综合等，其中模拟是基础，也是最重要的环节。Aspen Plus 因为具有工业上最适用且完备的物性系统，作为计算机辅助性软件能精确模拟出实际化工过程而得到广泛应用。Aspen Plus具有以下特点：(1)拥有一套完整的单元操作模型，用于模拟各种操作过程，从单个操作单元到整个工艺流程的模拟。(2)具有工业上最适用而完备的物性系统。同时还提供灵活的数据回归系统，使用实验数据来求物性参数，可以回归实际应用中的任何类型的数据，计算任何模型参数。同时物性常数估算系统(PCES)能够通过输入分子结构和易测性质来估算短缺的物性参数，对于模拟流程中含有的新产品往往运用此功能非常有用。(3)提供流程模拟所需的多种功能，快速而可靠地收敛流程，便于快速准确的进行流程优化计算。(4)作工艺计算的同时进行经济评价，用户能够估算基建

费用和操作费用，进行过程的技术经济评价。经济评价可以应用于任何阶段，从工艺过程的研究开发、设计、工厂建设以及工厂操作过程等[12~14]。

Aspen Plus 模拟软件在化工生产过程中的精馏、蒸馏、吸收等常规单元操作装置设计开发和应用上已经取得显著成果，并取得了运用模拟解决实际生产中遇到的问题及为节能降耗进行的工艺设备改进的经验。化工是一个复杂庞大的系统，针对一些复杂工艺操作过程往往很难单一的利用AspenOne 模拟软件准确模拟工艺过程，应寻求与其他软件结合起来达到最佳的模拟优化效果。同时以后应进一步扩大应用范围结合工程设计做更深入的开发和应用，特别是将装置设计、工艺操作、基础建设成本投资、经济评价及效益分析结合起来，使Aspen Plus 在工程应用中更加有效地发挥其功能。

1.7本设计方案主要内容及意义

本设计方案为20万吨年乙苯脱氢制苯乙烯装置进行了详细的设计。对反应器和精馏塔进行物料衡算，选择适宜的操作条件和进料组成。通过计算机流程模拟软件Aspen Plus对反应器和精馏分离部分进行了模拟运算，得到了反应器与精馏塔的工艺尺寸。并对所需相关辅助设备的温度、压力、物料的摩尔组成进行了计算，经过反复调整，并确定比较理想的生产工艺。

本设计方案的最大特点是利用了计算机流程模拟软件Aspen Plus对20万吨年乙苯脱氢制苯乙烯装置进行了模拟优化，通过计算机的反复验算得到了更为合理的工艺尺寸。

该套苯乙烯装置的模拟优化为国内同类装置的流程优化提供了经验。

2设计部分

2.3设计任务书

设计题目：20万吨年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计

处理量：乙苯20万吨年

2.3.1乙苯催化脱氢主、副反应

主反应及反应热如下：

选择性：90%

副反应主要有乙苯的裂解、加氢裂解、水蒸汽转化、聚合和缩合反应等。

苯乙烯纯度99%（质量），苯乙烯损失量2%（质量），乙苯脱氢转化率为75%（绝热）。

2.3.2乙苯脱氢催化剂

2.4采用11#氧化铁催化剂，d=3mm，Plus模拟工艺流程设计

2.3.1状态方程及模块的选择

对主要含有乙苯、苯乙烯、苯和甲苯等极性不强的烃类物系的物性和相平衡采用SRK和PR状态方程计算，对含水物系的物性和相平衡采用NRTL方程计算。

乙苯脱氢制苯乙烯工艺所涉及的单元设备为脱氢反应器、精馏塔、换热器、泵、油水分离器等。在用Aspen Plus化工流程模拟软件对乙苯脱氢制苯乙烯工艺整个流程进行模拟计算时，分别选用如下的模块：反应器用RPlug模块；精馏塔用RadFrac 模块；换热器用HeaterX模块；泵用Pump模块；油水分离器用Dcanter模块；精馏塔的塔顶冷凝器采用HeaterX与FSplit模块的组合形式；气液分离装置用Flash2模块。

2.3.2动力学方程选择

本模拟装置采用国内研制的催化剂，根据该催化剂在绝热固定床反应器中的实验数据，副产物只考虑苯和甲苯，苯直接由乙苯脱烷基得到，甲苯由乙苯加氢得到，并与苯乙烯构成平行反应网络[15~16]。

乙苯脱氢制苯乙烯的动力学方程如下：

在反应温度570～640℃、水烃摩尔比为16~20条件下，采用幂数型动力学方程式，建立如下苯乙烯、苯和甲苯的生成速率方程：

式中，r sty，r ben，r tol为苯乙烯、苯、甲苯的生成速率，mol(m3·s)；P s，P e，P Plus原件上进行反映部分的模拟优化。

反应部分模拟流程如图所示：

图2- 1 反应部分模拟图

根据经验，反应器的直径保持不变为6m，其长度从8m变化到14m，且其他变量保持一致。反应器出料中的主要几种有机成分的流量的模拟结果如下：

表2- 1 反应器尺寸控制

面程序。

选用物性计算方法和模型（Property Methods & Models），根据过程类型和拟用的单位制选用Simulations为最常用的“Chemicals with Metric Units”，过程仿真Run Type选用“Flowsheet”。

设定全局特性

输入化学组分信息

根据反应动力学，对整个反应过程进行简化，并输入化学组分为乙苯、苯乙烯、甲苯、苯、蒸气、乙烯、甲烷和氢气。

选用物性计算方法和模型为“NRTL”。

输入进料流股信息

乙苯262.05kmol Plus特有的灵敏度分析工具对各个精馏塔进料板位置与其所在精馏塔塔顶轻关键组分摩尔分率的关系进行灵敏度分析，以帮助我们确定合理的进料板位置。

以乙苯—苯乙烯精馏塔为例，利用Aspen Plus过程模拟软件设计精馏塔。

确定DSTWU模型参数：回流比为最小回流比的1.2，塔顶冷凝器压力1.0bar，塔底再沸器压力1.2bar，塔顶轻关键组分为乙苯（99.7%，mol%），塔底重关键组分为苯乙烯（99.75%，mol%）。

精馏塔概况

回流比—理论板数关系表：确定回流比为13.4，塔板数为78块

3.2RadFrac模块下，确定模型参数：塔板数为78块，塔顶全回流，塔顶流率为82.335kmol Plus软件模拟流程及其简述

本设计方案使用流程模拟软件Aspen Plus对整个工艺流程进行了全流程模拟，并将整个工艺流程分为反应和精馏分离两个部分。反应器用RPlug模块；精馏塔用

RadFrac模块；换热器用HeaterX模块；泵用Pump模块；油水分离器用Dcanter 模块；精馏塔的塔顶冷凝器采用HeaterX与FSplit模块的组合形式；气液分离装置用Flash2模块。

3.2.1反应部分概述

如模拟流程图所示，将倾析器前（包括倾析器）的流程绘制在软件的操作面板上，选择适宜的模块并设置主要的模拟参数进行模拟。

具体设备、模块类型和模拟参数见下表。

表3- 1 反应部分参数

装置模块类型控制参数

换热器HeatX 算法：简捷计算模拟类型：设计热物流出口温度：125℃加热炉Heater 温度压力

混合器Mixer 混合温度：630℃

反应器RPlug 反应器类型：绝热反应器反应器工艺尺寸

两相闪蒸器Flash2 温度：20℃压力：大气压

倾析器Decanter 温度：20℃压力：大气压

首先使用简捷法，利用DSTWU模块，通过已知的物料关系进行模拟，确定适宜的理论塔板数与回流比。之后，利用初步模拟的结果，通过RadFrac模块进行详细模拟，确定分离部分的工艺参数，并进行精馏塔结构设计与核算。最后，利用Aspen Plus软件进行灵敏度分析。

3.3主要设备工艺参数汇总

3.3.1换热器组

表3- 2 换热器组工艺参数

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

手机壳毕业设计

常州信息职业技术学院 学生毕业设计（论文）报告 系别：机电工程学院 专业：模具设计与制造 班号： 134 学生姓名：江正华 学生学号： 1304103426 设计（论文）题目儿童手机上盖注塑模具设计指导教师：刘军华 设计地点：常州信息职业技术学院 起迄日期：2015.6.20—2015.11.20

毕业设计（论文）任务书 专业模具设计与制造班级模具134 姓名江正华 一、课题名称：儿童手机前壳注塑模具设计 二、主要技术指标： 1.依据产品图纸UG造型设计步骤合理，曲面光顺。 2.设计结构合理，保证塑件外表面光滑、无凹痕、熔接痕等可能出现的一些缺陷 3.设计出模具的正常生产使用寿命必须达到30万次。 4.附录图纸输出视图选择合理，符合国家制图标准。 5.模具维护方便、经济性高、简单可靠。 三、工作内容和要求 1.采用CAD和UG软件对儿童手机进行初次造型，实现三维图和二维图的转换。 2.描述工件结构特，分析工件的成型原理并确定其成型方法。 3.依据工件尺寸，计算优化、合理选择模架和注塑机。 4.毕业论文组成应该有分为如下几个部分标题，引言，摘要，正文，结束语，答谢词。 5.毕业论文在1万字以上，毕业设计报告要求0.8万字左右。 四、主要参考文献： 1. 王世刚，郭润兰。工程力学及设计基础。2版国防工业出版社，2014 2. 赖华清.李洪达。塑料模具设计与制造[M].北京：科学出版社，2012 3.于云程，李洪达。模具CAE技术应用机电工程学院，2014 4.叶峰，郭伟。典型模具制作机电工程学院模具教研室，2013 5.周正元，赖华清。机械制造基础，2012 学生（签名）年月日 指导教师（签名）年月日 教研室主任（签名）年月日 系主任（签名）年月日

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。

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）。

实验一 乙苯脱氢制苯乙烯

4.2 实验一 乙苯脱氢制苯乙烯 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： 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。 （1）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，00 >?H ，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n p K K =γ ???? ? ??∑i n P 总 可知，当γ?>时，降低总压总P 可使n K 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为宜。 （2）催化剂 本实验采用氧化铁系催化剂其组成为：Fe2O3—CuO—K2O3—CeO2。 三预习与思考 （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？哪几种气体产物生成？如何分析？ 四实验装置及流程 见图4.2-1。 五实验步骤及方法 （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0.75mL/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） 图4.2-1 乙苯脱氢制苯乙烯工艺实验流程图 1—乙苯计量管；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 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

年产10万吨苯乙烯工艺设计本科毕业设计论文

年产10万吨苯乙烯工艺设计 一、前言 苯乙烯，分子式88H C ，结构式256CH CH H C ,是不饱和芳烃最简单、最重要的成员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料。如结晶型苯乙烯、橡胶改性抗冲聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚体（ABS ）、苯乙烯-丙烯腈共聚体（SAN ）、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚体（SMA ）和丁苯橡胶(SBR)。 苯乙烯是1827年由M · Bonastre 蒸馏一种天然香脂-苏合香时才发现的。1893年E · Simon 同样用水蒸气蒸馏法由苏合香中得到该化合物并命名为苯乙烯。1867年Berthelot 发现乙苯通过赤热陶管能生成苯乙烯，这一发现被视为苯乙烯生产的起源。1930年美国道化学公司首创由乙苯脱氢法生产苯乙烯工艺，但因当时精馏技术未解决而未工业化。直至1937年道化学公司和BASF 公司才在精馏技术上有突破，获得高纯度苯乙烯单体并聚合成稳定、透明、无色塑料。1941～1945年道化学、孟山都化学、Farben 等公司各自开发了自己的苯乙烯生产技术，实现了大规模工业生产。 50年来，苯乙烯生产技术不断提高，到50年代和60年代已经成熟，70年代以后由于能源危机和化工原料价格上升以及消除公害等因素，进一步促进老工艺以节约原料、降低能耗、消除三废和降低成本为目标进行改进，取得了许多显著成果，使苯乙烯生产技术达到新的水平。除传统的苯和乙烯烷基化生产乙苯进而脱氢的方法外，出

现里Halcon乙苯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺，其中环球化学∕鲁姆斯法的UOP∕Lummus的“SMART” SM工艺是最先进的，通过提高乙苯转化率，减少了未转化乙苯的循环返回量，使装置生产能力提高，减少了分离部分的能耗和单耗；以氢氧化的热量取代中间换热，节约了能量；甲苯的生成需要氢，移除氢后减少了副反应的发生；采用氧化中间加热，由反应物流或热泵回收潜热，提高了能量效率，降低了动力费用，因而经济性明显优于传统工艺。

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

【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

甲苯甲醇侧链烷基化制苯乙烯毕业设计

甲苯甲醇侧链烷基化制苯乙烯毕业设计 1 总论 1.1 概述 1.1.1 苯乙烯产品的性质和用途 1.1.1.1 苯乙烯的物理性质 苯乙烯为无色透明液体，常温下具有辛辣香味，易燃。难溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶剂中。苯乙烯的主要物理性质如表1-1所示。 表1-1 苯乙烯的主要物理性质 Table 1-1 The main physical properties of styrene 物性数据数值 沸点（101.3kPa)/℃146 熔点（空气中，101.3kPa)/℃-30.6 相对密度（25℃/4℃)0.909 折射率（20℃） 1.5467 临界压力/MPa 3.81 溶解度（25℃，水）/%0.066 黏度（25℃）/(mPa·s)0.762 表面张力（20℃）/(mN/m)30.9 闪点（闭口）/℃31 燃点/℃490 临界温度/℃369 1.1.1.2 苯乙烯的化学性质 苯乙烯从结构上看是不对称取代物，但它具有乙烯基，乙烯基因带有极性而易于聚合，所以其反应性能极强。苯乙烯暴露于空气易发生聚合及氧化而成为醛及酮类。在高于100℃时即进行聚合，甚至在室温下也可产生缓慢的聚合。 在不受辐射的催化剂的作用下，苯乙烯迅速生成一种广泛用于模压制品的塑料，即聚苯乙烯；它还可以与丁二烯发生化学反应形成一种异分子聚合物，即合成橡胶；还有一些单分子体（如氯乙烯）可与苯乙烯发生共聚反应，生成质量更好的塑料或树脂。 苯乙烯分子中烯键较活泼，易受亲电试剂及自由基的进攻，催化氢化得到乙苯，然后得到乙基环己烷；在醇与钠中得乙苯；铬酸氧化可得苯甲酸；硝酸氧化得硝基苯甲酸；气相氧化得苯甲酸；五氧化二钒催化，400℃得顺丁稀乙酐；过氧酸作用得苯基环氧乙烷；

产5万吨苯乙烯工艺设计(已附翻译)

第1章 引言 1.1 苯乙烯的性质和用途 苯乙烯，分子式 8 8H C ，结构式 2 56CH CH H C ,是不饱和芳烃最简单、最重 要的成员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料。如结晶型苯乙烯、橡胶改性抗冲聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚体（ABS ）、苯乙烯-丙烯腈共聚体（SAN ）、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚体（SMA ）和丁苯橡胶(SBR)。苯乙烯（SM ）是含有饱和侧链的一种简单芳烃，是基本有机化工的重要产品之一。苯乙烯为无色透明液体，常温下具有辛辣香味，易燃。苯乙烯难溶于水，25℃时其溶解度为0.066%。苯乙烯溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶剂中。 苯乙烯在空气中允许浓度为0.1ml/L 。浓度过高、接触时间过长则对人体有一定的危害。苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧。苯乙烯蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物，其爆炸范围为1.1～6.01%（体积分数）。 苯乙烯（SM ）具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，苯乙烯暴露于空气中，易被氧化而成为醛及酮类。苯乙烯从结构上看是不对称取代物，乙烯基因带有极性而易于聚合。在高于100℃时即进行聚合，甚至在室温下也可产生缓慢的聚合。因此，苯乙烯单体在贮存和运输中都必须加入阻聚剂，并注意用惰性气体密封，不使其与空气接触。 苯乙烯（SM ）是合成高分子工业的重要单体，它不但能自聚为聚苯乙烯树脂，也易与丙烯腈共聚为AS 塑料，与丁二烯共聚为丁苯橡胶，与丁二烯、丙烯腈共聚为ABS 塑料，还能与顺丁烯二酸酐、乙二醇、邻苯二甲酸酐等共聚成聚酯树脂等。由苯乙烯共聚的塑料可加工成为各种日常生活用品和工程塑料，用途极为广泛。目前，其生产总量的三分之二用于生产聚苯乙烯，三分之一用于生产各种塑料和橡胶。世界苯乙烯生产能力在1996年已达1900万吨，目前全世界苯乙烯产能约为2150～2250万吨。

年产10万吨苯乙烯工艺设计资料

酒泉职业技术学院毕业设计（论文） 2012 级石油化工生产技术专业 题目: 年产十万吨苯乙烯工艺设计 毕业时间：二〇一五年六月 学生姓名：晏亮亮 指导教师：徐晶 班级：2012石化（2）班 年月日

酒泉职业技术学院2015 届各专业 毕业论文（设计）成绩评定表 姓名晏亮亮班级12石化（2）班专业石油化工生产技术 指导教 师第一 次指导 年月日 意见 指导教 师第二 次指导 意见年月日 指导教 师第三 次指导 意见 年月日 指导教 师评语 及评分 成绩：签字（盖章）年月日 答辩小 组评价 意见及 评分成绩：签字（盖章）年月日 教学系 毕业实 践环节 指导小 组意见签字（盖章）年月日 学院毕 业实践 环节指 导委员 会审核 意见 签字（盖章）年月日

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。

最新乙苯脱氢制苯乙烯知识讲解

乙苯脱氢制苯乙烯 化工11-1 朱伦伦 工艺原理 以乙苯为原料，按1：3~1：8水比加入过热水蒸汽，在轴径向反应器内，于高温、负压条件下，通过催化剂床层进行乙苯脱氢反应，生成苯乙烯主产品；副反应生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、丙烷、H2、CO和CO2。 主反应：Array 这是一个强吸热可逆增分子反应。 副反应是热裂解、氢化裂解和蒸汽裂解反应： C6H5CH2CH3→C6H6＋C2H4 C6H5CH2CH3＋H2→C6H5CH3＋CH4 C6H5CH2CH3＋H2→C6H6＋C2H6 C＋2H2O→2H2＋CO2 CH4＋H2O→3H2＋CO C2H4＋2H2O→2CO＋4H2 水蒸汽变换反应：CO＋H2O→H2＋CO2 在水蒸汽浓度很高时，生成苯、甲苯的反应式可能被下列反应所代替： C6H5CH2CH3＋2H2O→C6H5CH3＋CO2＋3H2 C6H5CH2CH3＋2H2O→C6H6＋CH4＋CO2＋2H2 在乙苯脱氢反应中，原料乙苯中的化学杂质也发生反应，生成物还会进一步发生反应，为此，最终生成物中还含有另一些副产物，如二甲苯、异丙苯、α-甲基苯乙烯、焦油等。 影响化学反应的因素主要有：反应温度、反应压力和水蒸汽/乙苯比（简称水比）。此外，该反应还受到反应物通过催化剂床层的液体体积时空速度（LHSV）、催化剂性能、原料乙苯中含杂质情况等影响。 反应温度：乙苯脱氢生成苯乙烯的反应为吸热反应，故乙苯转化率随着反应温度的升高而增加。当温度升高后，不但生成苯乙烯的正反应增加，而且消耗苯乙烯的逆反应以更高的速度增加。另外，当反应温度提高后，虽然乙苯转化率提高，但副反应（指吸热的副反应）也将加剧，故生成苯乙烯的选择性将降低，因而反应温度不宜过高。从降低能耗和延长催化剂寿命出发，希望在保证苯乙烯单程收率的前提下，尽量采用较低的反应温度。 反应压力:对于给定的反应温度和水比，乙苯的转化率随着反应压力的降低而显著增加。在相同的乙苯液体空速和水比下，随着反应压力降低，可相应降低反应温度，而苯乙烯的单程收率维持不变，苯乙烯选择性提高。这一特性是由乙苯脱氢生成苯乙烯系增分子反应所决定的。 此外，苯乙烯是容易聚合的物质。反应压力高，将有利于苯乙烯自聚，生成对装置正常运转十

乙苯脱氢制苯乙烯实验报告

乙苯脱氢制苯乙烯实验报告 一实验目的 （1）了解以乙苯为原料在铁系催化剂上进行固定床制备苯乙烯的过程，学会设计实验流程和操作； （2）掌握乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响，学会获取稳定的工艺条件之方法。 （3）掌握催化剂的填装、活化、反应使用方法。 （4）掌握色谱分析方法。 二实验原理 主副反应 乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个可逆的强烈吸热反应，只有在催化剂存在的高温条件下才能提高产品收率，其反应如下： 主反应 C6H5C2H5C6H5C2H3 + H2 副反应 C6H5C2H5C6H6 + C2H4

C 2H 4 + H 2 C 2H 6 C 6H 5C 2H 5 + H 2 C 6H 6+ C 2H 6 C 6H 5C 2H 5 C 6H 5－CH 3+ CH 4 此外，还有部分芳烃脱氢缩合、聚合物以及焦油和碳生成。 2.2 影响因素 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 2 0ln 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，故应控制适应的反应温度。 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γ ??? ? ???∑=ni 总P K K n P 可 知，当△γ>0时，降低总压P 总可使K n 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。实验中加入惰性气体或减压条件下进行，通常均使用水蒸气作稀释剂，它可降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。水蒸气的加入还可向脱氢反应提供部分热量,使反应温度比较稳定,能使反应产物迅速脱离催化剂表面,有利于反应向苯乙烯方向进行;同时还可以有利于烧掉催化剂表面的积碳。但水蒸汽增大到一定程度后，转化率提高并不显著，因此适宜的用量为：水：乙苯＝～：1（质量比）。 空速的影响 乙苯脱氢反应中的副反应和连串副反应，随着接触时间的增大而增大，产物苯乙烯的选择性会下降，催化剂的最佳活性与适宜的空速及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以～1h -1为宜。 催化剂 乙苯脱氢技术的关键是选择催化剂。此反应的催化剂种类颇多，其中铁系 催化剂是应用最广的一种。以氧化铁为主，添加铬、钾助催化剂，可使乙苯的转化率达到40％，选择性90％。在应用中，催化剂的形状对反应收率有很大影响。小粒径、低表面积、星形、十字形截面等异形催化剂有利于提高选择性。 为提高转化率和收率，对工业规模的反应器的结构要进行精心设计。实用效果较好的有等温和绝热反应器。实验室常用等温反应器，它以外部供热方式控制反应温度，催化剂床层高度不宜过长。 三 实验装置及仪器 实验流程见图1。

苯乙烯论文

苯乙烯中DNBP含量测定方法 摘要：DNBP（邻仲丁基-4，6-二硝基苯酚）是一种橙黄至橙褐色透明液体液有机弱酸性化合物。邻仲丁基-4，6-二硝基苯酚的分子式为：C10H12N2O5，相对分子质量为： 240g/mol， 其结构式如图1所示： 图1、邻仲丁基-4，6-二硝基苯酚结构图 DNBP是苯乙烯精馏过程中所需的一种新型高温高效阻聚剂，其阻聚效果优于其它硝基酚类阻聚剂。同时可减少环境污染，提高苯乙烯生产能力。 目前测定DNBP含量的方法主要是根据DNBP的弱酸性，能与氢氧化钾反应生成相应的盐，在容量分析中，可以根据氢氧化钾所消耗的体积数，计算试样中DNBP的含量。但是其结果采用试样的平均密度与试样体积的乘积，来得出试样的质量。 本文考虑到：采用平均密度来计算试样的体积存在一定的误差，所以本文采用对试样进行直接称量来获得试样的质量，来消除这一误差。本文所采用的分析方法简便、精度较高，完全满足分析要求。 关键词：DNBP（邻仲丁基-4，6-二硝基苯酚），阻聚剂，苯乙烯

目录 一前言 (1) 1.1 苯乙烯阻聚剂的应用及发展现状 (1) 1.2 阻聚剂含量测定方法以及立题思路 (1) 二试验部分 (3) 2.1 原理概要 (3) 2.2 仪器 (3) 2.3 试剂 (3) 2.4 宁波科元阻聚剂含量分析试验 (3) 2.5 DNBP含量分析化验方法改进 (3) 三结果与讨论 (4) 四展望 (5) 五参考文献 (5) 六致谢 (5)

一前言 1.1 苯乙烯阻聚剂的应用及发展现状 苯乙烯是一种重要化工原料，这些年国内苯乙烯规模化生产得到较快发展。苯乙烯单体具有自聚性质，常温下就可发生聚合，温度越高，聚合速度越快。苯乙烯单体在精馏过程中，由于热引发易形成高聚物，不但影响苯乙烯产品质量，而且会造成生产不稳定和危险性。为了减少苯乙烯精馏过程中苯乙烯单体的聚合损失，保证精馏系统正常进行，一般装置除采用减压降温精馏，通常都以注入缓聚剂或阻聚剂方法来延缓和防止聚合的发生。因此，人们不断地对苯乙烯精制过程中的阻聚剂进行研究开发。近年来从降低阻聚剂毒性出发，同时考虑阻聚剂性能，又出现了复配型阻聚剂。如今工业上苯乙烯生产精制过程中多数都是采用复配型阻聚剂，主要是使用缓聚剂和阻聚剂（又称为真阻聚剂）的复配，比如采用2，4-二硝基苯酚（NSI），或者邻仲丁基4，6-二硝基苯酚（DNBP）等与真阻聚剂（如GE公司生产的styrex 310）复配，以产生更高的阻聚效率，从而降低苯乙烯的生产成本。阻聚效果较好的精馏阻聚剂有： NSI,DNPC,DNBP,DEHA-,FR,DTBNO,TEMPDO等。 目前国内苯乙烯规模化生产装置在精馏过程中，大多采用DNBP。由于NSI毒性较大已经被大多数装置所淘汰；其他一些阻聚剂由于价格较高或存在应用问题等诸多原因未被推广使用；寻求新型高效低毒使用方便苯乙烯阻聚剂，一直是让人关注的课题，由于很难在合成方面得到一种性能优异阻聚剂，复配出具有协同效应阻聚剂成为一个重要发展方向。苯乙烯工艺中，阻聚剂的循环利用，对整个工艺流程的成本以及苯乙烯的纯度都有影响，所以阻聚剂含量的测定对整个工艺的控制和苯乙烯产品质量具有重要的意义。 1.2 阻聚剂含量测定方法以及立题思路 目前测定DNBP含量的方法主要是根据DNBP的弱酸性，能与氢氧化钾反应生成相应的盐，在容量分析中，可以根据氢氧化钾所消耗的体积数，计算试样中DNBP的含量。但是其结果采用试样的平均密度与试样体积的乘积，来得出试样的质量。

苯乙烯论文

姓名： 学号： 指导教师：专业： 年级：

摘要：####有限公司是一家集化工研制、生产、销售于一体的中型精细化工企业。本人实习 的单位是苯乙烯装置，正在建设中的装置，该装置是利用国内先进的生产技术。该技术生产自动化程度高，原料转化率和产品精度高！主要利用的原料是：乙醇、新鲜苯。装置的先进性在于，在乙苯单元乙醇和新鲜苯通过蒸汽加热使其汽化，一起进入反应器，在催化剂的作用下，乙醇脱水生成乙烯，乙烯和苯发生烷基化反应生成乙苯，再通过进一步精馏得到较纯的乙苯。到脱氢单元，乙苯经蒸发器汽化和816℃的过热蒸汽混合进入脱氢反应器，在催化剂的作用下进行脱氢反应得到粗苯乙烯，经精馏塔精馏纯化后得到目的产物苯乙烯。 苯乙烯是芳烃的一种，存在于苏合香脂中无色、有特殊香气的油状液体，能溶于甲醇、乙醇及乙醚等溶剂中。苯乙烯在室温下即能缓慢聚合，要加阻聚剂对苯二酚或叔丁基邻苯二酚作稳定剂，以延缓其聚合才能贮存。苯乙烯自聚生成聚苯乙烯树脂，它还能与其他的不饱和化合物共聚，生成合成橡胶和树脂等多种产物。苯乙烯还被广泛用于制药、涂料、纺织等工业。 苯乙烯装置采用乙醇和苯在催化剂下发生烷基化反应，生成乙苯和一些多乙苯，多乙苯经过烷基转移反应生成乙苯。乙苯经过脱氢生成苯乙烯，在由精馏提纯苯乙烯。 来了公司学习了一些安全知识和消防措施，并进行了消防演习。去苯乙烯装置施工现场 和中控室察看。 关键词：苯乙烯，乙醇，工艺流程，安全，消防

目录 1. 苯乙烯理化特性 (3) 2. 苯乙烯的性质国内外概况 (3) 2.1 亚洲价格 (4) 2.2 欧洲价格 (4) 2.3苯乙烯危险性概述 (4) 2.4 关于公司苯乙烯装置 (4) 3．苯乙烯装置工艺流程简述 (5) 3.1 乙苯单元工艺流程简述 (5) 3.2 乙苯脱氢单元工艺流程 (6) 3.3 工艺重点部位 (6) 3.4 安全要点 (7) 4. 苯乙烯装置安全、消防及环保 (8) 4.1 苯乙烯装置的危险性 (8) 4.2 苯乙烯装置生产环境保护 (8) 4.3 消防知识 (9) 4.4 急救措施 (9) 4.5消防措施 (9)

乙苯脱氢制苯乙烯

五、乙苯脱氢制苯乙烯 苯乙烯是用于生产各种弹性体、塑料和树脂的重要单体。 1.工艺路线的评述 现代苯乙烯生产装置不论采用乙苯脱氢法还是乙苯和丙烯共氧化(亦称自氧化)法,都需用原料乙苯,乙苯生产往往是苯乙烯生产装置的一个组成部分。工厂的技术经济评价和工艺技术也常将乙苯生产考虑在内,因此,本节对苯乙烯生产方法的评述也包括乙苯部分。 (1)乙苯生产方法评述乙苯可由炼油厂有关生产装置(如催化重整、催化裂化和热裂化)得到的C8芳烃馏分中获得(约占C8芳烃的15%～25%),但量少(不足乙苯总生产量的10%),乙苯与关键组分对二甲苯沸

点差仅为2.2℃,分离和精制难度较大。工业上分离乙苯的精馏塔实际塔板数达300～400块(相当于理论板数200～250块),三塔串联,塔釜压力0.35～0.4MPa,回流比50～100,得到的乙苯纯度在99.6%以上。 90%以上的乙苯是由苯与乙烯经烷基化(工厂中常称烃化)制得的: 副产物有二乙苯和多乙苯,它们可经分离,提纯作为化工产品出售,例如二乙苯可用来生产二乙烯苯,后者用作合成树脂的交联剂和改性剂;亦可经烷基转移反应,与苯作用生成乙苯。 现在,生产乙苯的方法有下列四种:传统AlCl3液相法,均相AlCl3液相法,分子筛气相法和丫分子筛液相法。

传统AlCl3液相法在1935年就开发成功,现在使用最广的是UCC/Badger工艺。AlCl3溶解于苯、乙苯和多乙苯的混合物中,生成络合物,并与液态苯形成液-液二相反应体系。在同一反应器中,进行烷基化反应的同时,二乙苯和多乙苯与苯发生烷基转移反应。乙烯转化率接近100%,烷基化反应收率97.5%,每生产1吨乙苯副产焦油1.8～2.7公斤。催化剂,苯及多乙苯循环使用。 此法反应介质腐蚀性强,设备需考虑防腐问题;对原料中的杂质含量要求严 格,AlCl3用量大,物耗、能耗很高,环境污染严重,副产焦油量大。优点是工艺流程简单;操作条件要求较低;烷基化反应与烷基转移反应在同一反应器中完成。此法已日趋淘汰。

乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程

二、乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程 脱氢反应： 强吸热反应； 反应需要在高温下进行； 反应需要在高温条件下向反应系统供给大量的热量。 由于供热方式不同，采用的反应器型式也不同。 工业上采用的反应器型式有两种： 一种是多管等温型反应器，是以烟道气为热载体，反应器放在加热炉内，由高温烟道气，将反应所需要的热量通过管壁传递给催化剂床层。 另一种是绝热型反应器，所需要的热源是由过热水蒸气直接带入反应系统。 采用这两种不同型式反应器的工艺流程，主要差别： 脱氢部分的水蒸气用量不同； 热量的供给和回收利用方式不同。 （一）多管等温反应器脱氢部分的工艺流程 反应器构成： 是由许多耐高温的镍铬不锈钢钢管组成； 或者内衬以铜锰合金的耐热钢管组成； 管径为100～185mm； 管长为3m； 管内装填催化剂； 管外用烟道气加热（见图4-9，P182）。

多管等温反应器脱氢部分的工艺流程图见图4-10（P182）所示。 反应条件及流程： 1.原料乙苯蒸气和一定量的水蒸气混合； 2.预热温度(反应进口)：540℃； 3.反应温度(反应出口)：580～620℃； 4.反应产物冷却冷凝： 液体分去水后送到粗苯乙烯贮槽； 不凝气体含有90%左右的H 2，其余为CO 2和少量C 1及C 2 可作为燃料气，也可以用作氢源。 5.水蒸气与乙苯的用量比（摩尔比）为6～9:1； (等温反应器脱氢，水蒸气仅作为稀释剂用)。 6.讨论： (1)等温反应器:要使反应器达到等温，沿反应器的反应管传热速率的改变，必须与反应所需要吸收热量的递减速率的改变同步。 (2)一般情况下，出口温度可能比进口温度高出几十度(传递给催化剂床层的热量，大于反应时需要吸收的热量。) (3)催化剂床层的最佳温度分布以保持等温为好。 尾气放空烟道气排 冷却水 阻聚剂循环烟道气配比蒸汽 水燃料雾化 蒸 汽粗笨乙烯至精馏工段 12345 671图4-10 多管等温反应器乙苯脱氢工艺流程 1-脱氢反应器；2-第二预热器；3-第一预热器；4-热交换器；5-冷凝器； 6-粗乙苯贮槽；7-烟囱；8-加热炉