1. 研究目的与意义
苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。苯乙烯分子上的乙烯基化学性质活泼 ,容易发生加聚反应(包括自聚与共聚),其在工业上被广泛应用于生产聚苯乙烯、丁苯橡胶、丙烯‐丁二烯‐苯乙烯树脂、苯乙烯‐顺丁烯二酸酐共聚物和不饱和聚酯等聚合物材料。近年来,全球范围内以苯乙烯为原料制备的新型高分子化工产品的不断涌现,进一步推动了苯乙烯市场需求的增长,2015年全球苯乙烯的产能达到了33078kt/a 。目前,工业上生产苯乙烯的主要方法为采用以含K2O助剂的Fe2O3为催化剂的乙苯催化脱氢法,该方法无论是催化剂、反应器还是工艺条件都十分成熟。但由于在生产过程中需要消耗大量的水蒸气(水蒸气与乙苯的摩尔比为8-10),这使得该工艺能耗过高,此外,在其后续的乙苯-苯乙烯精馏由于两组分沸点较为接近,所需塔板数较多,且苯乙烯在较高温度下极易聚合,故需。在当前全球能源短缺、环境污染问题日益突出的形势下,如何实现苯乙烯生产过程中的节能降耗和提高产率无疑具有十分重要的现实意义。
本课题旨在设计乙苯-苯乙烯精馏车间以降低生产成本、提高苯乙烯产率。
2. 研究内容和预期目标
本设计以年产5万吨苯乙烯为生产目标,采用乙苯脱氢制取苯乙烯,论证工艺合理性,对整个工段进行工艺设计,对主要设备进行计算和选型。针对设计要求对整个工艺流程进行物料衡算和热量衡算,计算主体分离设备的工艺尺寸,并对辅助设备选型和一些非标设备进行计算。画出物料流程图、带控制点工艺流程图、主体设备图和若干非标辅助设备图、车间平面布置图和立面图、管道布置图等。
3. 研究的方法与步骤
研究方法:乙苯-苯乙烯萃取精馏,即通过选择一种合适的质量分离剂加入到适宜的塔板上,改变进料组分之间的相对挥发度或消除其共沸点,采用精馏方法分离。
步骤如下:
- 收集乙苯-苯乙烯的基础数据,选择合适的质量分离剂
- 精馏塔的物料衡算
- 确定塔板数
- 精馏塔工艺条件及有关物性数据的计算
- 精馏塔主体尺寸的工艺设计
- 塔板主要工艺尺寸的计算
- 筛板的流体力学验算并绘制性能负荷图
- 确定各接管尺寸,辅助设备的设计或选型
- 图纸绘制
4. 参考文献
【1】. 赵明,田龙胜,唐文成等.n,n-二甲基乙酰胺萃取精馏分离苯乙烯的工艺研究[j].石油炼制与化
工.2018,49(11):22-26.
【2】. anton a. kiss , david j-.p.c. suszwalak ,enhanced bioethanol dehydration by extractive and
5. 计划与进度安排
(1)2022-12-25~2022-3-1(上期末-第1周)毕业实习阶段,在校进行毕业实习学生整理化工设计室,查阅资料,初步熟悉接触课题,完成毕业实习报告。
(2)2022-3-4~2022-3-15(第2-3周)在查阅文献资料的基础上,写出开题报告,完成课题相关外文文献翻译。
(3)2022-3-18~2022-5-31(第4-14周)完成毕业设计计算说明书和相关图纸。
