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沈阳化工大学 课程设计 题目：苯乙烷脱氢制苯乙烯 院系：化学工程学院 班级：化工0708班 组员：印明强 高荣 孙伟 李玉斌 潘晓升 蔡勇 王卓 一 设计基础条件 设计任务：3.0万吨苯乙烯/年 开工率：取8000小时计算 符号说明：W：总重量流率Kg/hr。G：总摩尔流率 K mol/hr。w:组分重量流率。下标m:干基。 供电、供水、供惰性气、供气、机修等公用工程由厂统一安排、配套提供 二 前言 1苯乙烯综述 苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料。它是仅次于PE、PVC、EO 的第四大乙烯衍生产品, 苯乙烯系列树脂的产量在合成树脂中仅次于PE、PVC 而名列第三。目前, 世界苯乙烯产量达1900 万吨/年, 国内产量也在70 万吨/年左右。 2工业化的苯乙烯生产 产方法主要有乙苯催化脱氢法和乙苯共氧化法。其中共氧化法工艺复杂, 一次性投资大, 能耗高, 难以成为主导方法, 目前90%以上的苯乙烯仍由乙苯催化脱氢法生产。因此从20 世纪30 年代以来，乙苯催化脱氢制苯乙烯技术逐步占据苯乙烯生产的主导地位,其中脱氢催化剂的研究是关键技术之一。催化剂的优劣决定了脱氢过程的经济性,既要求有较高的转化率,又要保证较好的选择性。而当确定所用催化剂后,控制适宜的工艺条件如温度( T) 、压力、液体空速(L HSV) 、水油比(SOR) 等不仅可以最大限度地发挥催化剂的效能,还能节约能源、操作平稳,从而延长催化剂的使用寿命。 目前尽管国内外对于乙苯催化脱氢制苯乙烯这一重要的石油化工催化过程的研究开发已达到相当高的水平,但在新配方筛选、制备工艺、基础研究等方面仍有相当大的潜力。开发低钾、低温、稳定性更好的新型催化剂,节省能源,降低生产成本,延长催化剂的使用寿命,全面实现催化剂的国产化,将成为今后国内外苯乙烯催化剂开发研究的主要努力方向。 2 苯乙烯的性质 苯乙烯是无色液体，沸点145℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙醇及乙醚等溶剂中。能自聚生成聚苯乙烯（PS）树脂，也很容易与其它含双键的不饱和化合物共聚。 冰点:-30.628℃ 闪点:(闭杯)30℃ 30℃时 nD =1.5414 Tc=374.4℃ Pc =3.947MPa 粘度=0.725(25℃) 蒸发潜热:84.69 cal/g(145℃) 3 苯乙烯的应用 PS（聚苯乙烯）、ABS 苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用于生产ABS工程塑料； 丙烯晴 — 丁二烯 — 苯乙烯 丁苯胶 (2)与丁二烯共聚可以生成乳胶（SBL）和合成橡胶（SBR）； AS树脂 (3)与丙烯腈共聚为AS树脂； (4)其他 苯乙烯也可用于生产其它树脂。 此外，苯乙烯还被广泛用于制药、涂料、纺织等工业。 三 工艺流程设计 1工业生产方法及原料路线述评 (1)乙苯脱氢法 本法工艺成熟,苯乙烯收率达95%以上。全世界苯乙烯总产量的90%左右是用本法生产的。近十年来,在原先乙苯脱氢法的基础上,又发展了乙苯脱氢-氢选择性氧化法,可使乙苯转化率明显提高,苯乙烯选择性也上升了4～6个百分点(92%～96%),被认为是目前生产苯乙烯的一种好方法。 (2)乙苯与丙烯共氧化(自氧化)法 乙苯先氧化成过氧化氢乙苯,然后与丙烯进行环氧化反应制得苯乙烯并联产环氧丙烷: 本法俗称哈康(Halcon)法,生产的苯乙烯约占世界苯乙烯总产量的12%,优点是能耗低,可联产环氧丙烷,因此综合效益好。但工艺流程长,经济规模(即能盈利的最小生产规模)大,联产二种产品受市场制约大。 (3)其他生产方法 日本东丽公司开发Stex法,从裂解汽油中萃取分离出苯乙烯,纯度大于99.7%,但产量有限。 美国道化学公司以丁二烯为原料生产苯乙烯: 本法苯乙烯总收率在90%以上,成本较低。 乙烯和苯经氧化偶联也可生产苯乙烯: ? 以甲苯为原料生产苯乙烯: 或 以上诸法除萃取分离法已被某些工厂采用外,其余的因技术经济原因没有得到推广应用。 2 工艺方案选择、论述 现代苯乙烯生产装置不