年产10万吨苯乙烯工艺设计资料
课程设计--年产10万吨PET生产的工艺设计
目录总论.................................................................................................................................... - 3 -1 综述...................................................................................................................................... - 4 -1.1聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的简介.................................................................. - 4 -1.1.1 PET一般性质................................................................................................. - 4 -1.1.2 PET的组织结构............................................................................................. - 4 -1.2 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的特性与应用..................................................... - 5 -1.2.1 特性................................................................................................................ - 5 -1.2.2 应用................................................................................................................ - 7 -1.2.3 PET的加工特性............................................................................................. - 8 -1.2.4 PET的加工方法............................................................................................. - 9 -1.3 中国生产消费现状及产品构成............................................................................... - 9 -1.3.1国内生产消费水平现状................................................................................. - 9 -1.3.2 产品构成........................................................................................................ - 9 -2 PET生产工艺的比较与确定............................................................................................. - 10 -2.1 PET的生产工艺简介.............................................................................................. - 10 -2.1.1 酯交换法生产工艺简介（DMT法）........................................................... - 10 -2.1.2 直接酯化法生产工艺简介（PTA法）....................................................... - 11 -2.1.3 环氧乙烷法生产工艺简介（EO法）......................................................... - 12 -2.2 各生产工艺优劣势比较及工艺选择..................................................................... - 12 -2.2.1 PTA法的生产优势....................................................................................... - 13 -2.2.2 DMT法的生产优势....................................................................................... - 14 -2.2.3生产工艺的选择........................................................................................... - 15 -2.3工艺过程介绍.......................................................................................................... - 15 -2.3.1反应机理及条件........................................................................................... - 15 -2.3.2 工艺生产流程图.......................................................................................... - 18 -3 物料衡算与能量衡算........................................................................................................ - 19 -3.1物料平衡关系示意图.............................................................................................. - 19 -3.2化学与物理变化...................................................................................................... - 19 -3.3计算过程.................................................................................................................. - 20 -3.3.2.物料衡算计算过程...................................................................................... - 22 -3.3.3物料平衡结果总汇。
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100000万吨苯乙烯生产车间工艺设计-毕业设计说明书.doc
毕业设计说明书年产100,000万吨苯乙烯生产车间工艺设计学生姓名： 学号： 学 院：系专 指导教师：2012年 6 月xx Xxxx 化工与环境学院 化学工程系xxx大学2012届毕业设计说明书年产100,000吨苯乙烯生产车间工艺设计摘要：苯乙烯是一种非常重要的化工原料，60%的苯乙烯用来生产聚苯乙烯，还用来生产树脂、乳胶等。
现在世界上的苯乙烯年产量为3000万吨左右，我国的年产量在600万吨左右，且目前处于供需持平，从产量和需求可以看出苯乙烯生产的重要性。
本设计采用技术最成熟的工艺：绝热式乙苯催化脱氢工艺。
从1937年工业化至今，经过了好几代的发展，现在已成为一种非常重要的工艺。
目前世界上85%的苯乙烯均采用此法进行生产。
本设计主要做了以下几个方面的工作：文献调研，工艺选择；物料衡算，能量衡算；设备设计；车间布置；经济估算；带控制点的工艺流程图，主体设备图及车间布置图的绘制。
关键词：苯乙烯；工艺设计；催化脱氢；绝热固定床反应器xxx大学2012届毕业设计说明书The production workshop design of styrene with an annual output of100,000 tonsAbstract：Styrene is a very important chemical material, 60 percent of it is used to produce Polystyrene and also is used to produce resin and latex. The outlet of the styrene all over the world per year is 30 million tons, and our country take up 20 percent of the total outlet and the current supply is equal to the demand. So the production workshop design of styrene is very important.The most mature technology-adiabatic dehydrogenation of ethylbenzene process is used to produce styrene. From 1937, the first industrialized time, after several generations of development, it has become a very important process. The 85 percent of the styrene is produced by this method. This design includes document survey, process selection, material balance, heat balance, equipment design, facility layout, economical evaluation, the drawing of the process chart, the main equipment diagram and the workshop layout chart.Keywords: Styrene, Catalytic dehydrogenation, Process design, Adiabatic fixed-bed reactorxx大学2012届毕业设计说明书目录1文献综述 (1)1.1 苯乙烯的性质 (1)1.2 苯乙烯的来源与应用 (1)1.3 苯乙烯的供需情况 (2)1.3.1 世界范围内的产能情况 (2)1.3.2 国内的产能情况 (2)1.4 苯乙烯的生产方法 (3)1.4.2 环氧丙烷-苯乙烯联产法 (4)1.4.3 乙苯氧化脱氢法 (4)1.4.4 热解汽油抽提蒸馏回收法 (4)1.5 苯乙烯生产方法的比较 (5)2 工艺路线的确定 (6)2.1 设计方案的确定 (6)2.1.1催化脱氢法 (6)2.1.2乙苯共氧化法生产苯乙烯 (6)2.1.3 UOP的选择性氧化脱氢法 (7)2.1.4 从裂解汽油中萃取苯乙烯 (8)2.2 工艺比较及选择 (9)3物料衡算 (11)3.1 乙苯催化脱氢法生成苯乙烯工艺流程简图 (11)3.2 设计基本数据 (11)3.3 计算简图及衡算过程 (12)3.3.1 催化脱氢反应器的物料衡算 (12)3.3.2 冷凝器的物料衡算 (14)3.3.3 油水分离器的物料衡算 (14)3.3.4 乙苯蒸出塔的物料衡算 (15)3.3.5 苯和甲苯回收塔的物料衡算 (15)Ixx大学2012届毕业设计说明书3.3.6 苯和甲苯分离塔的物料衡算 (16)3.3.7 苯乙烯精制塔的物料衡算 (17)3.4 物料衡算结果汇总 (17)4 热量衡算 (21)4.1 一段反应器的热量衡算 (21)4.1.1 乙苯预热所耗热量 (21)4.1.2 水预热所耗热量 (22)4.1.3 一段反应热 (23)4.1.4 一段反应器出口物料温度的计算 (24)4.2 二段反应器的热量衡算 (27)4.2.1 进入二段反应器的过热水蒸气量的计算 (27)4.2.2 二段反应器出口物料温度的计算 (27)4.3 三段反应器的热量衡算 (29)4.3.1 进入三段反应器的过热水蒸气量的计算 (29)4.3.2 三段反应器出口物料温度的计算 (29)4.4 整个反应器进出物料温度情况 (31)4.5 产物冷却的热量衡算 (31)4.5.1 冷却全过程氢气放出的热量 (32)4.5.2 冷却全过程苯乙烯放出的热量 (32)4.5.3 冷却全过程乙苯放出的热量 (32)4.5.4 冷却全过程水放出的热量 (32)4.6 精馏工段的热量衡算 (32)4.6.1 乙苯蒸出塔的热量衡算 (32)4.6.2 苯和甲苯回收塔的热量衡算 (33)4.6.3苯和甲苯分离塔的热量衡算 (34)4.6.4 苯乙烯精制塔的热量衡算 (35)5 主要设备的设计及辅助设备的选型 (36)5.1 固定床反应器的设计 (36)5.1.1 反应器的选择 (36)IIxx大学2012届毕业设计说明书5.1.2 反应器设计的具体过程 (36)5.1.3 固定床一段反应器的设计 (37)5. 1.4 固定床二段反应器的设计 (39)5.1.5 固定床三段反应器的设计 (41)5.1.7 支承结构 (42)5.1.8 固定床上下封头的选型 (43)5.1.9 固定床群座的设计 (44)5.1.10 固定床人孔的设计 (44)5.1.11 固定床接管的设计 (44)5.2 精馏塔的设计 (45)5.2.1 乙苯蒸出塔的设计 (45)5.2.2 苯和甲苯回收塔的设计 (48)5.2.3 苯和甲苯分离塔的设计 (50)5.3 换热器的计算及选型 (51)5.3.1 乙苯蒸出塔塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算及选型 (51)5.3.2 其它几个精馏塔塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算及选型 (52)5.4 泵、风机的计算及选型 (53)5.5 设备一览表 (53)6 车间布置设计 (55)6.1车间布置设计原则 (55)6.2 厂房建筑 (55)6.2.1 厂房基础设计 (55)6.2.2 设备布置设计 (55)6.2.3 设备安全距离 (56)6.3 车间布置图 (56)7 经济效益核算 (57)7.1 固定资产投资 (57)7.1.1厂房投资 (57)7.1.2设备投资 (57)IIIxx大学2012届毕业设计说明书7.2成本估算 (57)7.2.1 原料成本估算 (57)7.2.2 公用工程费用的成本估算 (58)7.2.3 工人工资估算 (58)7.2.4生产费用 (58)7.2.5 年管理费用 (59)7.2.6 年其它费用 (59)7.2.7 成本估算 (59)7.3 经济效益分析 (59)7.3.1 收入分析 (59)7.3.2 年纯利润估算 (59)7.4 经济评价 (60)8 环保与安全评述 (61)参考文献 (62)致谢 (64)IVxx 大学2012届毕业设计说明书11文献综述1.1 苯乙烯的性质苯乙烯是芳烃的一种，分子式为C 8H 8，结构简式为C 6H 5CH=CH 2。
年产万吨苯乙烯工艺设计
年产万吨苯乙烯工艺设计摘要本文对年产万吨苯乙烯的工艺设计进行了详细探讨。
首先，介绍了苯乙烯的定义、用途和市场前景。
然后，分析了苯乙烯的生产工艺及其主要原材料。
接着，详细介绍了年产万吨苯乙烯的工艺流程、设备配置和工艺参数。
最后，对工艺设计的节能环保措施进行了探讨。
1. 引言苯乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等行业。
随着全球经济的发展和相关产业的推动，苯乙烯市场需求不断增长。
因此，设计一个年产万吨苯乙烯的工艺，具有重要的意义和广阔的市场前景。
2. 苯乙烯的生产工艺苯乙烯的生产主要通过石油炼制和煤化工两种途径实现。
石油炼制法是利用石油中的芳烃为原料进行加氢裂化，生成苯乙烯。
煤化工法是利用煤制气生产合成气，再经过一系列反应转化为苯乙烯。
两种方法各有优劣，并在不同地区得到应用。
3. 年产万吨苯乙烯的工艺流程苯乙烯工艺流程图苯乙烯工艺流程图年产万吨苯乙烯的工艺流程包括丙烯制备、丙烯催化裂化、催化剂再生、苯乙烯分离和净化等环节。
首先，通过石油炼制或煤化工法制备丙烯，然后将丙烯送入丙烯催化裂化装置进行裂化反应。
反应后，通过催化剂再生装置对催化剂进行再生，以提高其使用寿命。
接着，将反应产生的气体混合物送入分离装置进行分离和净化，得到高纯度的苯乙烯产品。
4. 年产万吨苯乙烯的设备配置•丙烯制备装置：包括丙烯气化、催化裂化等设备。
•催化剂再生装置：用于对催化剂进行再生和循环利用。
•产品分离装置：包括分离塔、冷凝器等设备用于对反应产物进行分离和净化。
•辅助设施：如循环水系统、冷却系统、废气处理系统等。
5. 年产万吨苯乙烯的工艺参数•丙烯制备装置投料量：XX吨/小时•丙烯催化裂化装置温度：XXX℃•催化剂再生装置氢气流量：XX千立方米/小时•产品分离装置塔压：XX千帕•产品分离装置塔底温度：XXX℃•催化剂再生装置压力：XX千帕6. 节能环保措施为提高工艺的经济效益和环境友好性，年产万吨苯乙烯的工艺设计中应考虑以下节能环保方面的措施： - 使用高效催化剂，提高反应转化率和产率。
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。
课程设计--年产10万吨PET生产的工艺设计
课程设计–年产10万吨PET生产的工艺设计1. 引言本文档旨在介绍一种生产年产10万吨PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的工艺设计方案。
PET是一种常见的合成聚酯，广泛应用于瓶装饮料、纺织品、食品包装等领域。
设计方案将涵盖PET生产工艺的主要步骤、原料投入及生产线布局，并且给出具体的工艺参数。
2. 工艺流程2.1 原料准备PET的原料主要有对苯二甲酸和乙二醇。
其中对苯二甲酸可通过二甲苯的氧化反应制得，而乙二醇则通常由石脑油的水合反应制备。
原料经过精细处理后，进入下一步的聚合反应。
2.2 聚合反应聚合反应是PET生产的关键步骤之一。
在这一步骤中，对苯二甲酸与乙二醇通过酯化反应生成PET聚合物。
聚合反应通常在高温和高压的条件下进行，反应后生成的聚合物相对分子质量较高。
2.3 脱水反应在脱水反应中，聚合物中的乙醇被蒸发除去，从而使聚合物的相对分子质量进一步增加。
这一步骤可以利用真空蒸馏或其他脱水装置进行。
2.4 粉碎和干燥经过脱水反应后，PET聚合物被粉碎成颗粒状物料。
这些颗粒通过干燥装置进行干燥，以去除其余的水分和杂质。
2.5 成型干燥后的PET颗粒可用于瓶子等成型产品的制造。
成型过程包括瓶子的注塑成型、吹塑成型等。
具体的成型方法可根据产品要求进行选择。
3. 原料投入3.1 对苯二甲酸对苯二甲酸是PET生产中的主要原料之一，通过二甲苯的氧化反应制得。
投入量需根据年产量和对苯二甲酸的纯度确定。
3.2 乙二醇乙二醇是PET生产中的另一主要原料，通过石脑油的水合反应制备。
投入量也需根据年产量和乙二醇的纯度确定。
3.3 辅助原料除了对苯二甲酸和乙二醇，PET生产中还需加入一些辅助原料，以促进聚合反应的进行和聚合物的性能调节。
常见的辅助原料包括过氧化物、催化剂、稳定剂等。
4. 生产线布局4.1 设备选择PET生产线需要配备相应的设备，主要包括反应釜、脱水装置、粉碎设备、干燥装置和成型设备等。
设备选择需根据产能需求、工艺要求和资金投入等因素综合考虑。
年产10万吨PET工艺设计
PET（聚对苯二甲酸乙二酯）是一种常用的塑料材料，广泛应用于瓶盖、瓶身、纤维等领域。
设计一个年产10万吨PET的工艺生产线，需要考虑以下几个方面：材料供应、前处理、聚合、后处理和成品包装。
首先，材料供应是工艺设计的重要一环。
PET的原材料是对苯二甲酸和乙二醇，首先需要保证供应稳定和质量可靠。
可以选择与供应商签订长期合作协议，确保材料的供应。
在前处理阶段，乙二醇和对苯二甲酸通过加热和搅拌混合，生成预聚体。
这一步骤需要控制温度和搅拌速度，确保反应充分。
同时，需要在反应器中注入催化剂，促进反应速度。
预聚体生成后，需要进行蒸馏和过滤，去除杂质，得到高纯度的PET原料。
接下来是聚合阶段，将预聚体经过进一步反应，形成长链的PET聚合物。
这一步需要建立高压聚合反应器，控制温度、压力和反应时间。
同时，需要注入聚合催化剂和稳定剂，以确保聚合过程的顺利进行。
通过连续进料和定期排放产品，可以实现年产10万吨的目标。
在后处理阶段，PET聚合物需要经过净化、拉伸、喷丝等工艺步骤，以获得更好的物理性能。
净化工艺可以去除聚合过程中产生的杂质，提高聚合物的纯度。
拉伸工艺可以改善PET的强度和韧性。
喷丝工艺则用于生产PET纤维，广泛应用于纺织和其他行业。
最后是成品包装。
将PET产品按照规格和需求进行分类和包装，以便存储和运输。
可以使用自动化的包装线，提高包装效率和产品的质量。
同时，对包装材料的选择也要考虑环保因素，尽量减少对环境的影响。
总结起来，设计一个年产10万吨PET的工艺生产线需要从材料供应、前处理、聚合、后处理和成品包装等方面进行考虑。
通过合理的工艺设计和控制，可以实现高效、稳定和质量可靠的生产。
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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。
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、399%0.8%0.2%100%4、5、698% 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………………………………………………………………………………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：C 6H5C2H5+ O2C6H5COCH3+ H2OC 6H5COCH3+ H2C6H5CHOHCH3C 6H5CHOHCH3C6H5CHCH2+ 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：C 6H5C2H5+ O2C6H5CHOOHCH3C 6H5CHOOHCH3+ CH3CHCH2C6H5CHOHCH3+ C3H6OC 6H5CHOHCH3C6H5CHCH2+ 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。