【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
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二、设计原始条件：1、原料组成（质量%）组别乙苯甲苯苯∑1、2、3 99% 0.8% 0.2% 100%4、5、6 98% 1.2% 0.8% 100% 2、操作条件：年工作日：300天，每天24小时，乙苯总转化率为55%乙苯损失量为纯乙苯投料量为4.66%配料比：原料烃/水蒸汽=1/2.6（质量比）温度T：第一反应器进口温度630℃，出口温度580℃第二反应器进口温度630℃，出口温度600℃压力P：床层平均操作压力1.5 * 105 Pa（绝）3、选择性：C8H10→C8H8+H2（1）C8H10→C6H6+C2H4（2）C8H10+H2→C7H8+CH4（3）1、2、3 （1）90% （2）3% （3）7%4、5、6 （1）92% （2）3% （3）5%4、催化剂条件：（1）采用11#氧化铁催化剂，d=3mm，h=13mm（2）允许通入乙苯空速为：（0.5~0.9）Nm3乙苯/(m3Cat．h)（3）=1050kg/m3=1500kg/m35、参考数据：（1）反应器直径D=2 m（2）取热损失为反应热为4%（3）k=exp(11.281-2545/RT)（4）K=exp(15.344-14656.5734/T)（5）Cat的有效系数η1=0.7 η2=0.667（6）填料情况：取瓷环为25×25的拉西环，所填高度为250mm，锥形高度为250mm，锥角取900（7）压力：第一反应器进口压力为1.8 * 105 Pa，出口压力为1.2 * 105 Pa，平均压力为1.5 * 105 Pa，压降ΔP=0.6 * 105 Pa。
年产10万吨苯乙烯生产工艺
一、苯乙烯生产技术概述
苯乙烯(Ethylene)是一种重要的烯烃，具有广泛的用途和应用，包括乙烯基化学品、聚合物和重要聚合物基础等。
苯乙烯的主要生产方式有烷烃裂解、甲醇裂解法、加氢裂解和催化裂解法四种，其中，采用加氢裂解法是当今苯乙烯产量最大、技术最先进、投资成本最低的生产工艺。
二、10万吨/年苯乙烯生产工艺流程
1、原料储存：苯乙烯的原料主要有石油、煤矿等，原料应具备良好的化学稳定性、低灰份和低含水量。
一般采用槽车加气封（封装）的方式或者溢流减压设备，将原料储存在储罐中，确保原料的料液稳定性。
2、处理设备：必须配备良好的处理设备，以确保原料液位的准确控制和原料的均匀流动，并将原料精制成符合加氢反应条件的溶液。
3、加氢反应：加氢反应是苯乙烯生产过程中最关键的环节，并且在此环节中控制过程参数十分重要，如催化剂选择、反应压力、反应温度、反应时间等。
反应温度一般在200-260 ℃，压力值一般在60-100 bar，反应时间控制在30-60 min，以确保反应的高产率和高利润性。
4、洗涤和蒸发操作：主要目的是去除加氢反应中异质反应产生的反应产物，如水、二甲苯，以及H2S等污染物，同时也需要在反应器出口流向蒸发。
年产10万吨苯乙烯工艺设计
苯乙烯是一种广泛应用于塑料、橡胶、纺织等工业中的重要化学品。
苯乙烯的年产量为10万吨，需要进行工艺设计。
苯乙烯的制备主要通过蒸汽裂解苯乙烯、煤沥青等进行，其中以苯乙烯为原料进行炼制更为常见。
下面将介绍一种典型的苯乙烯工艺设计方案。
1.原料准备：苯和乙烯为主要原料，需确保原料的纯度和供应的稳定性。
同时，需要对原料进行储存和输送的设计，以确保连续稳定的供料。
2.反应器设计：苯乙烯的制备采用连续流程，所以需要设计一个高效的反应器。
通常采用的是催化剂流化床反应器或流态床反应器。
反应器中的催化剂起到催化裂解反应的作用，提高产率和选择性。
3.分离和纯化：苯乙烯反应产生的混合物需要进行分离和纯化，以得到目标产品。
常用的分离方法包括提纯馏分、溶剂抽提、萃取等。
通过不同的分离工艺的组合，可以提高苯乙烯的纯度并降低杂质含量。
4.可能的改进措施：对于年产10万吨苯乙烯的工艺设计，可以考虑一些改进措施以提高生产效率和节能减排。
例如，可以引入循环和能源回收系统，减少能源消耗并提高废气的处理效果。
另外，可以优化催化剂的选择和设计，以提高反应的效果和生产率。
5.安全与环保：在工艺设计中，要考虑到安全和环保的因素。
因为苯乙烯是一种可燃和有毒的化学品，需要确保生产过程中的安全性。
此外，废水、废气和废渣等的处理也需要满足环保要求。
以上是一个简单的苯乙烯工艺设计方案，涉及到原料准备、反应器设计、分离和纯化、可能的改进措施以及安全与环保等方面。
对于具体的年产10万吨苯乙烯工艺设计，还需要结合具体的工艺条件和设备设计进行进一步详细的设计和优化。
乙苯脱氢制备苯乙烯的实验指导书
乙苯脱氢制苯乙烯实验装置实验指导书乙苯脱氢制备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、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 RTH TK pp ∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂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。
乙苯脱氢制苯乙烯10万吨 项目建议书
项目建议书第一章项目总论 (3)1.1项目名称 (3)1.2承办单位概况 (3)1.3拟建地址 (4)1.4 项目建设规模 (4)1.5 建设年限 (4)1.6 概算投资 (4)1.7效益分析 (4)第二章项目建设的必要性和条件 (5)2.1 苯乙烯项目建设的必要性 (5)2.2 项目建设条件分析及资源条件评价 (5)2.2.1 厂址选择 (5)2.2.2 原料来源方便 (6)2.2.3地理优势 (6)2.2.4交通运输方便 (6)2.2.5 自然资源丰富 (7)第三章建设规模与产品方案 (7)3. 1主要原材料及产品的技术规格 (7)3. 2主要产品和副产品汇总 (7)第四章技术方案 (8)4.1苯乙烯生产技术进展 (8)4.2工艺流程简介 (9)4.2.1原料路线 (11)4.2.2 乙苯脱氢制苯乙烯 (11)第五章经济潜力分析与社会效益 (13)5.1国内外苯乙烯生产情况及发展趋势 (13)第一章项目总论1.1项目名称九江石化10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯项目1.2承办单位概况九江石化炼油厂是江西省境内唯一集炼油、化肥、化工为一体的国有特大型石油化工企业。
地理位置优越，交通十分便利。
它位于九江市东郊，北濒长江、南倚庐山、东枕鄱阳湖，占地面积4.2Km2厂区距长江仅一公里，沿江现有七个5000吨级泊位的自备油品码头和一个5000吨级泊位的自备货运码头，产品不仅可直接运往沿江各省市，同时还可经长江运往沿海各省乃至世界各地。
铁路专用线与武（武汉）九（九江）线、京（北京）九（九龙）线、合（合肥）九（九江）线等国家干线相连，产品也可通过铁路发往全国各地。
九江石化前身为九江炼油厂，1975年国家批准筹建，1980年建成投产。
截至2003年底，累计加工原油4376万吨，实现销售收入618亿元，实现利税100.3亿元。
拥有固定资产原值59.42亿元。
九江石化是国家扶持的512户重点企业之一，连续十二年跻身于全国500家最大工业企业之列。
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。
乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计
乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计目录1前言 (1)1.1.................................................................................... 苯乙烯现状及发展概况 21.2........................................................ 乙苯脱氢制取苯乙烯反应工艺条件研究 21.2.2 ................................................................................................... 温度 21.2.3 ............................................................................................... 进料比 31.2.4 ................................................................................................... 压力 31.3........................................................................ 乙苯脱氢制苯乙烯催化剂研究 31.3.1 ....................................................... 国内外苯乙烯催化剂研究现状 41.3.2 ................................................................... 国内催化剂研发的建议 51.4........................................................................................ 苯乙烯生产方法概述71.4.1 ....................................................................................... 乙苯脱氢法71.4.2 ................................................................................... 乙苯共氧化法71.4.3 ................................................................... 甲苯为原料合成苯乙烯81.4.4 ............................................................... 乙烯和苯直接合成苯乙烯81.4.5 ................................................................................... 乙苯氧化脱氢81.5.................................................................... 乙苯脱氢制苯乙烯工艺方法概述91.5.1 ....................................................... L ummus／UOP乙苯脱氢工艺91.5.2 .......................................................... Fina／Badger乙苯脱氢工艺91.5.3 .................................... 乙苯脱氢选择性氧化工艺（Smart工艺）101.6............................................................................ Aspen Plus软件及功能简介101.7............................................................................ 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132.3.1 ............................................................... 乙苯催化脱氢主、副反应132.3.2 ............................................................................... 乙苯脱氢催化剂132.3.3 ........................................................................... 乙苯脱氢反应条件142.3.4 ........................................................................... 乙苯脱氢工艺流程142.4............................................................................................................ 物料衡算142.4.1 ............................................................................... 脱氢绝热反应器152.4.2 ....................................................................................... 油水分离器182.4.3 ....................................................................... 乙苯—苯乙烯精馏塔202.4.4 ........................................................................... 甲苯—乙苯精馏塔212.4.5 ............................................................................... 苯—甲苯精馏塔212.4.6 ................................................................................... 苯乙烯精馏塔222.5........................................................................ Aspen Plus模拟工艺流程设计222.3.1 ................................................................... 状态方程及模块的选择232.3.2 ............................................................................... 动力学方程选择232.3.3 ....................................................... 反应部分操作参数和关键控制242.3.4 ........................................................................... 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423.2................................................................ Aspen Plus软件模拟流程及其简述433.2.1 ................................................................................... 反应部分概述433.2.2 ................................................................................... 分离部分模拟443.3.................................................................................... 主要设备工艺参数汇总443.3.1 ........................................................................................... 换热器组443.3.2 ............................................................................................... 反应器453.3.3 ................................................................................... 精馏分离部分453.4.................................................................................................... 公用工程一览463.4.1 ........................................................................................... 加热蒸汽463.4.2 ........................................................................................... 生产用电463.4.3 ........................................................................................... 冷却用水463.5.................................................................................................................... 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。
年产10万吨苯乙烯工艺设计
苯乙烯是一种重要的化工原料，广泛应用于合成橡胶、塑料、纺织品、颜料、涂料等领域。
针对年产10万吨苯乙烯工艺设计，以下是一种常见
的工艺路线：
1.原料准备：选取高纯度的乙苯和乙烯作为原料。
乙苯和乙烯通过合
适的准备设备，如储罐和过滤器，保证原料的纯度和稳定性。
2.催化剂准备：苯乙烯的生产需要一种催化剂，通常采用磺化锌（ZnSO4）作为催化剂。
催化剂通过适当的浓度和温度的溶液配制而成。
3.催化反应：原料乙苯和乙烯在催化剂存在的条件下，在合适的温度、压力和反应时间下反应生成苯乙烯。
反应采用连续流动的方式进行，通过
控制反应器的温度和压力，将废气中的杂质去除，提高苯乙烯的纯度。
4.分离提纯：反应后的混合物进入分离提纯装置，分离苯乙烯和副产
物的混合物。
分离方法通常采用蒸馏、吸附、结晶等方式，提高苯乙烯的
纯度并回收部分副产物。
5.产品处理：分离得到的苯乙烯进一步进行产品处理，包括脱氢、脱色、脱臭等工序。
这些工序能够进一步提高苯乙烯的纯度和质量。
6.产品存储和包装：经过处理后的苯乙烯经过脱水、过滤等工序后，
储存在合适的容器中，并进行包装和存储，确保产品的质量和安全。
以上是一种常见的年产10万吨苯乙烯的工艺设计方案，工艺中要注
意原料的纯度和催化剂的浓度、温度等参数的控制，以保证苯乙烯的质量
和产量。
另外，工艺中还应该注重废气回收和废水处理，以降低对环境的
影响，并保证生产的可持续性。
乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯引言。
苯乙烯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于合成树脂、塑料、橡胶等工业中。
乙苯脱氢制苯乙烯是目前主要的生产工艺之一，其具有高效、低成本等优点，因此备受关注。
本文将对乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程、反应机理、影响因素以及发展趋势进行探讨。
一、乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程。
乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程主要包括催化剂的选择、反应条件的控制以及产品的分离纯化等步骤。
一般而言，该工艺流程可以分为以下几个步骤，乙苯的预热、蒸汽和空气的混合、催化剂的加入、反应器的加热、产物的冷却和分离等。
其中，催化剂的选择对反应的效率和产物的纯度具有重要影响，目前常用的催化剂有铬酸钠、钼酸钠、氧化铝等。
二、乙苯脱氢制苯乙烯的反应机理。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应机理主要涉及乙苯分子的脱氢反应。
在催化剂的作用下，乙苯分子中的氢原子被去除，形成苯乙烯分子和水蒸气。
具体而言，乙苯分子首先吸附在催化剂表面，然后发生脱氢反应，生成苯乙烯和水蒸气。
反应机理的研究有助于优化工艺条件，提高反应效率和产物纯度。
三、乙苯脱氢制苯乙烯的影响因素。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应受到多种因素的影响，包括温度、压力、催化剂种类和用量、乙苯浓度等。
其中，温度是影响反应速率和产物选择性的重要因素，一般而言，较高的温度有利于提高反应速率，但过高的温度可能导致副反应的发生。
此外，催化剂的种类和用量也对反应的效果有显著影响，不同的催化剂具有不同的活性和选择性，因此需要进行合理选择和控制。
四、乙苯脱氢制苯乙烯的发展趋势。
乙苯脱氢制苯乙烯作为一种重要的有机合成工艺，其发展趋势主要包括提高反应效率、降低生产成本、减少环境污染等方面。
为了提高反应效率，可以通过优化催化剂的性能、改进反应条件、提高乙苯转化率等途径。
同时，降低生产成本也是当前研究的重点之一，可以通过提高催化剂的稳定性和循环利用率、优化产品分离纯化工艺等手段来实现。
此外，减少环境污染也是乙苯脱氢制苯乙烯发展的重要方向，可以通过减少废水排放、提高产物纯度等途径来实现。
年产10万吨苯乙烯工艺设计精品文档52页
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。
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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二、设计原始条件：1、原料组成（质量%）组别乙苯甲苯苯∑1、2、3 99% 0.8% 0.2% 100%4、5、6 98% 1.2% 0.8% 100% 2、操作条件：年工作日：300天，每天24小时，乙苯总转化率为55%乙苯损失量为纯乙苯投料量为4.66%配料比：原料烃/水蒸汽=1/2.6（质量比）温度T：第一反应器进口温度630℃，出口温度580℃第二反应器进口温度630℃，出口温度600℃压力P：床层平均操作压力1.5 * 105 Pa（绝）3、选择性：C8H10→C8H8+H2（1）C8H10→C6H6+C2H4（2）C8H10+H2→C7H8+CH4（3）1、2、3 （1）90% （2）3% （3）7%4、5、6 （1）92% （2）3% （3）5%4、催化剂条件：（1）采用11#氧化铁催化剂，d=3mm，h=13mm（2）允许通入乙苯空速为：（0.5~0.9）Nm3乙苯/(m3Cat．h)（3）=1050kg/m3=1500kg/m35、参考数据：（1）反应器直径D=2 m（2）取热损失为反应热为4%（3）k=exp(11.281-2545/RT)（4）K=exp(15.344-14656.5734/T)（5）Cat的有效系数η1=0.7 η2=0.667（6）填料情况：取瓷环为25×25的拉西环，所填高度为250mm，锥形高度为250mm，锥角取900（7）压力：第一反应器进口压力为1.8 * 105 Pa，出口压力为1.2 * 105 Pa，平均压力为1.5 * 105 Pa，压降ΔP=0.6 * 105 Pa。
（8）再沸器：取热损失为水蒸汽放出热量的3%，Q蒸汽=Q吸/（1-3%）（9）传热面积A：取K=32.12*4.18 kJ目录一、绪论 (5)1、原料的性质和用途 (5)2、苯乙烯的性质和用途 (5)3、苯乙烯各种生产工艺及比较 (6)4、本工艺设计说明 (6)二、生产工艺说明 (8)1、原料、成品及半成品 (8)2、主副化学反应式 (8)3、生产步骤 (8)4、原理、化学组成及化学性质 (9)5、反应器设计依据 (10)6、主要工艺变量（参数）的选择与控制 (10)7、流程叙述 (11)8、工艺设计物性参数 (13)三、物料及热量衡算 (13)1、计算依据 (13)2、物料衡算 (14)3、热量衡算 (22)四、乙苯—苯乙烯精馏塔的计算 (24)1、乙苯—苯乙烯塔操作条件的确定 (24)2、理论板数的计算 (25)五、乙苯—苯乙烯塔附属设备计算 (31)六、乙苯—苯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、生产控制 (37)九、产品消耗定额 (37)十、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1、原料的主要性质与用途（1）乙苯的主要性质乙苯是无色液体，具有芳香气味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，几乎不溶于水，易燃易爆，对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性，在空气中最大允许浓度为100PPM。
乙苯侧链易被氧化，氧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（如高锰酸钾）或催化剂作用下，用空气或氧气氧化，生成苯甲酸；若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化，则生成苯乙酮。
乙苯的其它性质如下表所示：表1序号常数名称计量单位常数值备注1 分子量106.1672 液体比重0.882 0℃3 沸点℃136.2 101325Pa4 熔点℃-94.4 101325Pa5 液体热容量kJ/（kg K） 1.754 298.15K6 蒸汽热容量Kcal/（kg K）0.285 27℃7 蒸发热kJ /mol 35.59 正常沸点下8 液体粘度104kgSee/M20.679 20℃9 生成热Kcal/mol 2.98 20℃10 在水中溶解度11 燃烧热Kcal/mol 1101.1 气体12 闪点℃1513 自然点℃553.014 爆炸范围%(体积) 2.3～7.4（2）乙苯的主要用途乙苯是一个重要的中间体，主要用来生产苯乙烯，其次用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；同时它又是制药工业的主要原料。
2、苯乙烯的性质和用途苯乙烯（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。
3、各种苯乙烯生产工艺及比较目前苯乙烯主要由乙苯转化而成，可通过如下四条工艺路线进行。
(1)苯乙酮法较早采用苯乙酮法生产苯乙烯，其步骤主要分为氧化、还原和脱水三步，方程式如下：C6H5C2H5 + O2C6H5COCH3 + H2OC6H5COCH3+ H2C6H5CHOHCH3C6H5CHOHCH3C6H5CHCH2 + H2O该法苯乙烯产率为75～80%，略低于乙苯脱氢法的产率，但中间副产物苯乙酮产值较高，苯乙烯的精制分离较容易。
故此法在国外仍有采用。
(2)乙苯和丙烯共氧化法本法首先在碱性催化剂作用下，使乙苯液相氧化成过氧化氢乙苯，然后与丙烯进行环氧化反应生成环氧丙烷，乙苯过氧化物则变为－苯乙醇，再经脱水得到苯乙烯，即：C6H5C2H5 + O2C6H5CHOOHCH3C6H5CHOOHCH3 + CH3CHCH2C6H5CHOHCH3+ C3H6OC6H5CHOHCH3C6H5CHCH2 + H2O本过程以乙苯计的苯乙烯产率约为65%，低于乙苯脱氢法的产率。
但它还能生产重要的有机化工原料环氧丙烷，综合平衡仍有工业化的价值，故目前国外也有采用此法生产的。
(3)乙苯氧化脱氢法乙苯氧化脱氢法是目前尚处于研究阶段生产苯乙烯的方法。
在催化剂和过热蒸汽的存在下进行氧化脱氢反应的，即：2C6H5C2H5 + O22C6H5CHCH2 + 2H2O此方法可以从乙苯直接生成苯乙烯，还可以利用氧化反应放出的热量产生蒸汽，反应温度也较催化脱氢为低。
研究的催化剂种类较多，如氧化镉，氧化锗，钨、铬、铌、钾、锂等混合氧化物，钼酸铵、硫化钼及载在氧化镁上的钴、钼等。
但这些催化剂在多处于研究阶段，尚不具备工业化条件，有待进一步研究开发。
(4)乙苯催化脱氢法这是目前生产苯乙烯的主要方法，目前世界上大约90%的苯乙烯采用该方法生产。
它以乙苯为原料，在催化剂的作用下脱氢生成苯乙烯和氢气。
反应方程式如下：C6H5C2H5C6H5CHCH2 + H2同时还有副反应发生，如裂解反应和加氢裂解反应：C6H5C2H5 + H2C6H5CH3+ CH4C6H5C2H5+ H2C6H6 + CH3CH3C6H5C2H5C6H6 + CH2CH2高温裂解生碳：C6H5C2H58C + 5H2在水蒸汽存在下，发生水蒸汽的转化反应：C6H5C2H5 + 2H2O C6H5CH3 + CO2 + 3H2此外还有高分子化合物的聚合反应，如聚苯乙烯、对称二苯乙烯的衍生物等。
4、本工艺设计说明(1)生产任务：年产100000吨精苯乙烯，纯度≥99.7%。
(2)生产方法：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。
鲁姆斯(Lummus)公司经典苯乙烯单体生产工艺技术：深度减压，绝热乙苯脱氢工艺；鲁姆斯（孟山都/UOP）经典苯乙烯单体生产工艺简介：该工艺是全世界生产苯乙烯（SM）单体中最成熟和有效的技术，自1970年实现工业化以来，目前大约有55套装置在运转。
A、工艺流程从乙苯(EB)生产苯乙烯的经典流程如附图1所示。
乙苯(EB)脱氢是在蒸汽存在下，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、减少吸热反应的温度降，同时蒸汽也降低产品的分压使反应平衡向着苯乙烯(SM)方向进行，且又可以连续去除积炭以维持催化剂的一定活性。