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
苯乙烯生产—乙苯催化脱氢生产苯乙烯的工艺参数

本讲学习了苯烷基化和乙苯催化脱氢两个反应过程中的工艺参数及确 定,理解工艺参数对反应过程产生的影响,对学习乙苯脱氢生成苯乙烯 的工艺流程有重要帮助。 思考题: 请根据生产原理确定乙苯催化脱氢过程的工艺参数。
2、脱氢反应工艺参数
(3)水蒸气用量 目的:降低原料乙苯的分压,有利于主反应的进行。 选用水蒸气做稀释剂的好处: ①降低乙苯分压,改善化学平衡,提高平衡转化率; ②热容大,利于反应温度稳定; ③脱除催化剂表面的积炭,恢复催化剂活性,延长催化剂再生周期; ④置换吸附在催化剂表面的产物,有利于产物脱离催化剂表面,加快产品生成速度; ⑤容易与反应物分离。
1、苯烷基化反应工艺参数
(2)反应压力
压力对气液相反应平衡影响不大。 热力学计算:乙烯在接近常压5~6MPa下操作。 使用AlCl3催化剂:乙烯与苯通常在常压下进行反应。
(3)原料配比
1、苯烷基化反应工艺参数
乙烯对苯摩尔比增加,乙苯的生成 量增加,多乙苯的生成量也增加。
原料配比超过0.6,乙苯生成量增 加不显著,多乙苯生成量显著加大。
1、苯烷基化反应工艺参数
苯中的硫化物:总质量含量<0.1%。 甲苯:在AlCl3作用下生成甲乙苯,造成乙苯分离困难,且增加原料乙烯 的消耗。 过量水:将AlCl3水解,HCl腐蚀设备,Al(OH)3堵塞管道和设备。苯中 含水量一定要精确计算,一般含水量应小于500~700mg/kg。
2、脱氢反应工艺参数
2、脱氢反应工艺参数
转化率 反应温度/K
853 873 893 913
0 0.35 0.41 0.48 0.55
n(水蒸气):n(乙苯) 16
0.76 0.82 0.86 0.90
18 0.77 0.83 0.87 0.90
年产20万吨苯乙烯的初步设计

对于年产20万吨苯乙烯的初步设计,我们首先需要考虑工艺流程和工艺条件。
以下是一个初步的设计方案。
1.原料处理
苯和乙烯是苯乙烯生产的主要原料。
首先,将苯和乙烯送入储罐中进行储存。
然后,通过泵送系统将苯和乙烯送入反应器中。
2.反应器
反应器是制备苯乙烯的关键设备。
在反应器中,苯和乙烯通过热解反应生成苯乙烯。
为了提高反应效率和产量,可以采用催化剂,并调节反应器的工艺条件,如温度、压力和反应时间。
3.分离装置
反应后的混合物需要进行分离,以得到纯净的苯乙烯。
分离装置包括精馏塔和冷凝器。
在精馏塔中,将混合物加热使其分馏,使苯乙烯和其他成分的沸点不同,从而分离它们。
冷凝器用于将蒸汽冷却成液体,得到纯净的苯乙烯。
4.储存与运输
得到的苯乙烯将被储存在专门的储存罐中,并通过管道运输到需要的地方。
在这个初步设计方案中,需要考虑以下几个关键问题:
1.反应器的选择和设计,包括反应器的类型、尺寸和催化剂的选择。
2.分离装置的设计,包括精馏塔和冷凝器的尺寸和操作条件。
3.安全措施,包括防止反应过程中发生事故的措施以及储存和运输过程中的安全措施。
4.能源消耗和环保考虑,包括对能源的利用效率的优化和对废物处理的考虑。
总结起来,年产20万吨苯乙烯的初步设计方案涉及到原料处理、反应器、分离装置、储存与运输等多个方面。
在设计过程中需要综合考虑工艺流程和工艺条件,并注重安全措施和环保考虑。
简述乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程

简述乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程解析引言乙苯脱氢是一种重要的化工工艺,用于生产苯乙烯,这是一种广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等领域的重要原料。
年产20万吨苯乙烯的初步设计

摘要苯乙烯是合成聚苯乙烯的主要材料,而聚苯乙烯的用途很广;认真分析苯乙烯的性质,市场需求,原料来源及社会影响;了解苯乙烯制备过程,设计合理工艺流程;对流程过程进行物料、热量进行恒算。
因此面对当今能源紧缺,高科技的新时代,新的能源是当代人们面对的最大挑战,同时面对我国的现状,合成苯乙烯是一个形势所迫的任务,同时对我国的经济发展会起到很大的促进作用。
关键词:苯乙烯,原料,用途,工艺流程一、概述(一)苯乙烯的性质和用途苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于生产聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂、丁苯橡胶和丁苯胶乳(SBR\SBR胶乳)、离子交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体(如SBS)等。
此外,还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业,用途十分广泛。
1.物理性质[1]外观与性状:无色透明油状液体。
熔点(℃):-30.6沸点(℃):146相对密度(水=1):0.91相对蒸气密度(空气=1): 3.6饱和蒸气压(kPa): 1.33(30.8℃)燃烧热(kJ/mol):4376.9临界温度(℃):369临界压力(MPa): 3.81辛醇/水分配系数的对数值: 3.2闪点(℃):34.4引燃温度(℃):490爆炸上限%(V/V): 6.1爆炸下限%(V/V): 1.12.化学性质遇明火极易燃烧。
光或存在过氧化物催化剂时,极易聚合放热导致爆炸。
与氯磺酸、发烟硫酸、浓硫酸反应剧烈,有爆炸危险。
有毒,对人体皮肤、眼和呼吸系统有刺激性。
空气中最高容许浓度为100ppm。
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。
乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程

粗苯乙烯的分离和精制流程见图4-16(P186)所示。粗苯 乙烯先进入乙苯蒸出塔,将没有反应的乙苯、副产物苯和甲苯 与苯乙烯进行分离。塔顶蒸出的乙苯、苯和甲苯经过冷凝后, 一部分回流,其余送入苯、甲苯回收塔,将乙苯与苯、甲苯分 离,塔底分出的乙苯可循环作脱氢原料用。塔顶分出的苯和甲 苯,送入苯、甲苯分馏塔,将苯和甲苯进行分离。乙苯蒸出塔 塔底液体主要是苯乙烯,还含有少量焦油,送入苯乙烯精馏 塔,塔顶蒸出聚合级成品苯乙烯,纯度为99.6%(质量)。塔 底液体为焦油,焦油里面含有苯乙烯,可进一步进行回收。上 述流程中,乙苯蒸出塔和苯乙烯精馏塔均应当在减压下操作, 为了防止苯乙烯的聚合,塔底需要加入阻聚剂,例如二硝基苯 酚、叔丁基邻苯二酚等。
(四)苯乙烯的贮存
苯乙烯单体对于污染物非常敏感,受污染后能影响它的颜 色和聚合性能。苯乙烯单体在常温下聚合速度非常慢,随着温 度的升高,聚合速度加快。聚合时有热量放出,所以一旦发生 聚合,反应为自然加速,这个过程发在大量单体中,反应就变 得无法控制。
因此,对苯乙烯的贮存要求为: 1.苯乙烯单体不能受污染物的污染; 2.放置成品苯乙烯单体的贮槽,应基本上无铁锈和潮
2.绝热反应器和脱氢条件的改进
绝热反应器的优点是结构简单,制造费用低,生产能力 大。一支大型的单段绝热反应器,其生产能力可达到6*104 t 苯乙烯/a。
但是,单段绝热式反应器脱氢,还有上述缺点。为了克服 这些缺点,降低原料乙苯的单耗和能耗,70年代以来在反应器 和脱氢方面做了多方面的改进,收到了比较好的效果。例如:
(二)绝热型反应器脱氢部分的工艺流程 1.工艺流程组织
图4-11(P183)是单段绝热反应器脱氢的工艺流程。 循环乙苯和新鲜的乙苯与部分水蒸气混合以后(这部分水 蒸气约占总加入水蒸气量的10%左右),与高温脱氢产物进行 热交换,温度升到520~550℃,再与过热水蒸气混合(这部分 水蒸气的量占总加入水蒸气量的90%左右),然后进入脱氢反 应器,脱氢产物离开反应器时的温度为585℃左右,经过热交 换,降低温度后,再进一步冷凝冷却,凝液分出水后,进入粗 苯乙烯贮槽,尾气含氢气90%左右,可以作为燃料用,也可以 用来制氢气。 绝热反应器脱氢,反应所需要的热量是由过热水蒸气带入 的,所以水蒸气的用量,要比等温式反应器大1倍左右。 绝热反应器脱氢的工艺条件为:
年产20万吨乙苯氧化制苯乙烯装置工艺设计毕业设计

年产20万吨乙苯氧化制苯乙烯装置工艺设计毕业设计第一章引言本文档旨在对年产20万吨乙苯氧化制苯乙烯装置的工艺设计进行毕业设计的研究和呈现。
第二章装置工艺设计2.1 工艺流程首先,乙苯经过预处理后进入反应器,在适当的温度和压力条件下与氧气进行氧化反应生成苯乙烯。
反应产物经过分离和纯化工序后得到纯净的苯乙烯产品。
2.2 设备选择针对年产20万吨的生产规模,需要选择适当的设备来承担反应和分离纯化过程。
根据现有技术和市场情况,我们建议选用先进的反应器和分离设备,以确保装置的高效运行和产品质量。
2.3 工艺控制为了保证装置运行的稳定性和产品的稳定品质,需要设计合理的工艺控制系统。
这包括温度、压力、流量、浓度等参数的监测和调节,以及自动化控制系统的设计和实现。
第三章装置经济评价3.1 投资估算在进行装置工艺设计的同时,需要对整个项目的投资进行估算。
这包括设备采购、建设和运营费用等方面的考虑,以便进行合理的经济评价和决策。
3.2 经济效益分析在投资估算的基础上,需要对装置的经济效益进行分析。
这包括年产量、销售价格、成本费用等方面的考虑,以便评估该装置是否具有良好的经济前景。
第四章结论本文对年产20万吨乙苯氧化制苯乙烯装置的工艺设计进行了全面的研究和分析。
通过合理选择设备和设计工艺控制系统,以及进行经济评价,可以确保装置的高效运行和良好的经济效益。
参考文献[1] 王某某,李某某. 年产20万吨乙苯氧化制苯乙烯工艺设计[J]. 化工科技,20XX(XX):XX-XX.[2] 张某某,刘某某. 乙苯氧化制苯乙烯装置经济评价[J]. 化工经济,20XX(XX):XX-XX.。
年产20万吨聚乙烯的生产工艺设计_毕业设计说明书

2013 届毕业设计说明书年产20万吨聚乙烯的生产工艺设计目录摘要 (1)1 绪论 (2)1.1 PE的概述 (2)1.1.1 产品性质与特点 (2)1.1.2 聚乙烯的主要用途 (3)1.2 设计规模及原料规格 (3)1.2.1 设计规模 (3)1.2.2 主要原料规格 (3)1.3 国内外的现状及发展前景 (4)1.3.1 国外的现状 (4)1.3.2 国内的现状 (4)1.3.3 发展前景 (5)1.4 课题的目的及意义 (5)1.4.1 目的 (5)1.4.2 意义 (6)2 PE的生产工艺 (6)2.1 PE生产工艺的概述 (6)2.2 工艺选择 (7)2.3 乙烯精制系统 (8)2.3.1 乙烯精制 (8)2.3.2 深冷法分离 (8)2.4 催化剂选择 (9)2.4.1 催化剂种类 (9)2.4.2 催化剂制备 (10)2.4.3 催化剂性能分析 (10)3 物料衡算 (10)3.1 基础数据 (10)3.1.1 乙烯规格 (10)3.1.2 催化剂进料对产品MFR的影响 (10)3.1.3 各种牌号的聚乙烯H2浓度 (10)3.2 物料衡算 (11)3.2.2 反应釜物料衡算 (12)3.2.2.1 聚合釜进料衡算 (12)3.2.2.2 聚合釜出料衡算 (14)3.2.3 闪蒸罐物料衡算 (15)3.2.3.1 闪蒸罐进料衡算 (15)3.2.3.2 闪蒸罐出料衡算 (15)4 能量衡算 (16)4.1 能量衡算总述 (16)4.2 基础数据 (17)4.3 各设备能量衡算 (18)4.3.1 加料段热量衡算 (18)4.3.2 进行反应段能量衡算 (19)5 设备选型 (19)5.1 选型原则 (19)5.1.1 满足工艺要求 (19)5.1.2 设备成熟可靠 (20)5.2 反应器选型 (20)5.2.1 反应器容积和生产能力的确定 (20)5.2.2 主要尺寸的计算 (20)5.2.4 反应釜技术特性表 (20)5.3 进出口管径 (21)5.3.1 聚合釜进料口管径 (21)5.3.2 聚合釜出料口管径 (21)5.4 闪蒸罐的计算 (22)5.5 其他设备的选型 (22)6 车间设备布置设计 (22)6.1 车间设备布置的原则 (23)6.2 车间设备布置 (24)6.2.1 设备布置的安全距离 (24)6.2.2 车间内辅助室和生活室布置 (25)6.3 厂房布置 (25)6.3.1 厂房布置原则 (25)6.3.2 厂址选择的依据及原则: (25)6.4 综合安全防护 (26)6.4.1 防火防爆 (26)6.4.2 防毒 (27)7 三废治理 (28)7.1 废水治理 (28)7.2 废渣治理 (28)7.3 废气治理 (29)8 经济衡算 (29)参考文献 (30)致谢 (32)湖南工学院20 届毕业设计(论文)课题任务书 (33)湖南工学院本科生毕业论文开题报告 (35)湖南工学院毕业设计(论文)工作进度检查表 (40)湖南工学院20 届毕业设计(论文)指导教师评阅表 (41)湖南工学院毕业设计(论文)评阅评语表 (42)湖南工学院毕业设计(论文)答辩资格审查表 (43)湖南工学院20 届毕业设计(论文)答辩及最终成绩评定表 (45)查重报告附件摘要本设计是年产20万吨聚乙烯(PE)生产工艺设计。
毕业设计(论文)-乙苯脱氢生产苯乙烯设计

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 (7)1.苯乙烯的性质和用途 (7)2.苯乙各种生产工艺及比较 (7)2.1苯乙酮法 (7)2.2乙苯和丙烯共氧化 (7)2.3乙苯催化脱氢法 (8)3.主、副化学反应式 (8)4.原理、化学组成及化学性质 (8)5.流程叙述 (10)5.1脱氢反应总述 (10)5.2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 (15)1.反应系统物料衡算 (15)1.1反应系统进料量计算 (15)1.2出水冷冷凝器的气液组成 (18)1.3出盐水冷凝器的气液组成 (20)1.4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 (28)2.4乙苯蒸出塔的物料衡算 (30)(二)、脱氢系统的热量衡算 (32)1.蒸发器 (32)2、第一预热器 (33)3、热交换器 (34)4、第二预热器 (34)5、反应器 (35)四、感谢信 (40)五、参考文献 (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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(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AbstractStyrene 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。