年产十万吨苯乙烯乙苯精制工序工艺设计开题报告

 2022-12-05 10:12

1. 研究目的与意义

苯乙烯(SM)又名乙烯基苯,它是无色油状液体,是一种重要的基本有机化工原料。其难溶于水,25℃时其溶解度为0.066%,能溶于甲醇、乙醇及乙醚等溶剂。它的蒸气与空气能形成爆炸混合物,其爆炸范围为1.1~6.01%(体积分数)。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。它暴露于空气中,易被氧化成醛、酮类。因此,在运输和贮存过程中,应加入阻聚剂,注意密封保存,使其不与空气接触。

苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂、离子交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系列橡胶等。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。目前,世界苯乙烯年生产能力达2200万吨,国内生产能力也在80万吨/年左右。

目前,由乙苯生产苯乙烯的工艺主要有乙苯催化脱氢法、乙苯丙烯共氧化法、乙苯氧化脱氢法、苯乙酮法等。但迄今为止,最早发展的乙苯催化脱氢法一直处于主导地位,90%以上的苯乙烯产品由该方法生产而得。

由于乙苯脱氢反应伴随着裂解、氢解和聚合等副反应,同时乙苯转化率一般在40%左右,所以脱氢产物是一个混合物。脱氢产物需用精馏方法分离,但由于脱氢产物中除苯乙烯外,尚含有乙苯、苯和甲苯,这些物质均为基本有机原料,也需进行回收。但需考虑两个问题:一、苯乙烯在高温下容易自聚,而且聚合速度随温度的升高而加快,所以除了在苯乙烯高浓度液中加入阻聚剂(聚合用精苯乙烯不能加)外,塔釜温度应控制不能超过90℃,因此必须采用减压操作。二、欲分离的各种物料沸点差异比较大,用精馏方法即可将其逐一分开。但是苯乙烯沸点比较接近,相差仅9℃,因此在原来的分离流程中,乙苯蒸出塔采用压力损失小的高效筛板塔,就可简化流程,用一个塔即可将乙苯分离出去。

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2. 研究内容与预期目标

主要内容:

了解苯乙烯现有的生产方法,确定本设计采用的生产方法,并对所选定的设计方案进行工艺设计及其相关的计算。

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3. 研究方法与步骤

通过查阅文献资料,了解苯乙烯的生产方法。利用对比分析的方法,确定适合的设计工艺方案。利用物料衡算、热量衡算、管路计算及设备选型及设计计算等方法,确定所需设备的尺寸和类型,连接管路的直径、安装高度和安装位置以及车间和厂房的建筑尺寸等。根据工艺操作条件确定单元设备的自控方案。依据设备及管路的布置要求确定车间及管道的布置方案。依据工艺计算的结果,通过CAD及手绘画出物料流程图、带控制点的工艺流程图、设备设计条件图、设备平面及立面布置图以及管道布置图等。

4. 参考文献

[1]左识之. 精细化工反应器及车间工艺设计[M].上海:华东理工大学出版社,1998

[2]时均,汪家鼎,余国琮等. 化学工程手册.第2版.北京:化学工业出版社,1996

[3]梁凤凯,舒均杰. 第二版. 有机化工生产技术.化学工业出版社,2013

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5. 工作计划

1、2022-1-6~2022-3-5:收集及查阅资料,进行文献综述,完成课题开题报告。

2、2022-3-6~2022-3-19:生产方法及工艺流程的确定。

3、2022-3-20~2022-4-16:工艺计算及设备选型。

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