年產(chǎn)2萬噸苯烷基化制乙苯的工藝設(shè)計(jì)

1、精品好資料學(xué)習(xí)推薦濟(jì)南大學(xué)化工設(shè)計(jì)題目： 年產(chǎn)2萬噸苯烷基化制乙苯的工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：王宗浩 張軍同組人：王子鋮 王維 肖蕾 楊文革 姚甜慧 岳曉菲 張廣文 趙連雨指導(dǎo)教師： 陳中合學(xué)院： 化學(xué)化工學(xué)院班級(jí)： 化工1201提交日期： 2014.12.16小組具體分工王宗浩、王維、楊文革:設(shè)備計(jì)算及一覽表、管道計(jì)算及一覽表、管道布置圖、尾氣處理。張軍、姚甜慧：物料流程圖、帶控制點(diǎn)的物料流程圖、車間布置圖、生產(chǎn)操作制度。趙連雨、岳曉菲：工藝設(shè)計(jì)計(jì)算書、工程預(yù)算及環(huán)境監(jiān)測(cè)保護(hù)。肖蕾、張廣文、王子鋮： 相關(guān)技術(shù)概況、可行性報(bào)告、文獻(xiàn)檢索、選址、市場(chǎng)分析。目錄1.概述31.1乙苯的簡介3乙苯的主要性質(zhì)3

2、乙苯的主要用途41.2 AlCl3液相法制乙苯41.3 生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與開發(fā)動(dòng)向61.3.1 生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀61.3. 2 技術(shù)開發(fā)動(dòng)向71.3.3 國內(nèi)技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀91.3.4 結(jié)語92 可行性報(bào)告102.1市場(chǎng)供需狀況102.2建廠條件142.2.1 地理環(huán)境142.2.2 自然資源142.2.3 氣候152.2.4 交通條件152.2.5 配套設(shè)施152.3 結(jié)語163 乙苯的工藝設(shè)計(jì)173.1 工藝計(jì)算書173.1.1 計(jì)算條件及基準(zhǔn)173.1.2. 物料衡算183.1.3 熱量衡算243.2 設(shè)備計(jì)算303.2.1烷基化反應(yīng)器烴化塔 取設(shè)計(jì)裕量為5% 303.2.2苯蒸出塔313.2.3

3、 乙苯精餾塔393.2.4 管道計(jì)算403.2.5設(shè)備設(shè)計(jì)成果一覽表403.2.6 管道設(shè)計(jì)成果一覽表413.3 化工設(shè)計(jì)圖423.3.1 物料流程圖423.3.2 帶控制點(diǎn)的物料流程圖433.3.3管道布置圖443.3.4車間布置圖454 生產(chǎn)操作制度464.1 獲取和識(shí)別法律、法規(guī)及其他要求程序464.2安全投入保障制度474.3 安全生產(chǎn)目標(biāo)責(zé)任制考核制度484.4 安全培訓(xùn)教育制度494.5 安全生產(chǎn)檢查制度50(一)任務(wù)與要求50(二)形式與內(nèi)容504.6 防火防爆安全管理制度51(一)生產(chǎn)裝置51(二)動(dòng)火、用火安全管理制度524.7 安全設(shè)施管理制度544.8 關(guān)鍵裝置和重點(diǎn)部位

4、（崗位）管理制度564.9 生產(chǎn)設(shè)施安全拆除和報(bào)廢管理制度574.10 應(yīng)急救援管理制度594.11 環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)方案615 環(huán)境檢測(cè)保護(hù)615.1 環(huán)境空氣現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及影響評(píng)價(jià)表明：615.2 地表水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及影響分析表明：625.3 地下水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及影響分析表明：635.4 噪聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)表明：635.5 固體廢物環(huán)境影響分析表明：635.6 施工期環(huán)境影響分析表明：635.7 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響評(píng)價(jià)表明：635.8 生態(tài)環(huán)境影響分析表明：645.9 污染防治措施及其經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證表明：645.10 清潔生產(chǎn)分析表明：645.11 污染物總量控制分析表明：645.12 環(huán)境經(jīng)濟(jì)損益分析表明

5、：645.13 環(huán)境管理及監(jiān)測(cè)計(jì)劃表明：655.14 廠址選擇及項(xiàng)目建設(shè)的合理性分析655.15 評(píng)價(jià)總結(jié)論656 尾氣廢物處理656.1 廢氣656.2 廢水666.3 固體廢物666.4 噪聲677 化工設(shè)計(jì)預(yù)算677.1車間成本估算677.2設(shè)備預(yù)算687.3 地皮及水電估算687.4 收益估算697.5 投資與成本分析698 參考文獻(xiàn)691.概述1.1乙苯的簡介乙苯的主要性質(zhì)乙苯是無色液體，具有芳香氣味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，幾乎不溶于水，易燃易爆，對(duì)皮膚、眼睛、粘膜有刺激性，在空氣中最大允許濃度為100PPM。乙苯側(cè)鏈易被氧化，氧化產(chǎn)物隨氧化劑的強(qiáng)弱及反應(yīng)條件的不同而異。在

6、強(qiáng)氧化劑（如高錳酸鉀）或催化劑作用下，用空氣或氧氣氧化，生成苯甲酸；若用緩和氧化劑或溫和的反應(yīng)條件氧化，則生成苯乙酮。表1.1 乙苯的其它性質(zhì)序號(hào)常數(shù)名稱計(jì)量單位常數(shù)值備注1分子量106.162液體比重0.88203沸點(diǎn)136.2Pa4熔點(diǎn)-94.4Pa5液體熱容量kJ/（kg K）1.754298.15K6蒸汽熱容量Kcal/（kg K）0.285277蒸發(fā)熱kJ /mol35.59正常沸點(diǎn)下8液體粘度104kgSee/M20.679209生成熱Kcal/mol2.982010在水中溶解度11燃燒熱Kcal/mol1101.1氣體12閃點(diǎn)1513自然點(diǎn)553.014爆炸范圍%(體積)2.37

7、.4乙苯的主要用途乙苯是一個(gè)重要的中間體，主要用來生產(chǎn)苯乙烯，其次用作溶劑、稀釋劑以及用于生產(chǎn)二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；同時(shí)它又是制藥工業(yè)的主要原料。1. 乙苯的生產(chǎn)方法及特點(diǎn)。到目前為止,工業(yè)上乙苯主要由苯與乙烯的烷基化反應(yīng)來生產(chǎn)的。由烷基化制乙苯的工藝至今經(jīng)歷了三個(gè)階段,即由三氯化鋁為催化劑的烷基化反應(yīng)路線,以ZSM-5沸石為催化劑的氣相烷基化法以及由Y-沸石為催化劑的液相法制乙苯工藝路線。近幾年來,國內(nèi)也開展了以沸石為催化劑生產(chǎn)乙苯的研究,并顯示了良好的工業(yè)前景。同時(shí),催化蒸餾技術(shù)制乙苯的研究也取得了進(jìn)展。1.2 AlCl3液相法制乙苯2.1法AlCl3法采用的是典型的Friedel-

8、Crafts工藝,用AlCl3配合物為催化劑。反應(yīng)的副產(chǎn)物主要為二乙苯和多乙苯,有AlCl3液相法和均相AlCl3法之分。2.1.1液相法傳統(tǒng)的AlCl3液相法是DOW化學(xué)公司于1935年開發(fā)的最早的乙苯生產(chǎn)工藝,在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。國外多家化學(xué)公司都在此基礎(chǔ)上開發(fā)了自己的技術(shù)(Basf、Shell、Monsanto、UCC等)。其中,使用最廣泛的是UCC/Badger工藝。傳統(tǒng)的AlCl3液相法使用AlCl3-HCl催化劑,AlCl3溶解于苯、乙苯和多乙苯的混合物中,生成絡(luò)和物。該絡(luò)和物在烷基化反應(yīng)器中與液態(tài)苯形成兩相反應(yīng)體系,同時(shí)通入乙烯氣體,在溫度130以下,常壓至0.15MPa下

9、發(fā)生烷基化反應(yīng),生成乙苯和多乙苯,同時(shí),多乙苯和乙苯發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。反應(yīng)器中乙烯與苯摩爾比為0.300.35,乙烯轉(zhuǎn)化率接近100%,烷基化反應(yīng)收率為97.5%。催化劑、苯、多乙苯循環(huán)使用,每噸乙苯副產(chǎn)焦油1.82.7kg。此反應(yīng)中苯的烷基化反應(yīng)和多乙苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)在一臺(tái)反應(yīng)器中完成。為限制多乙苯的生成,必須控制乙烯與苯的比例。工業(yè)生產(chǎn)裝置控制乙烯與苯的分子比為0.30.4左右。反應(yīng)產(chǎn)物的平衡成只與反應(yīng)混合物中烷基和苯核有關(guān)。工藝流程見圖1。1.1.2均相法由于傳統(tǒng)的AlCl3法存在著污染腐蝕嚴(yán)重及反應(yīng)器內(nèi)兩個(gè)液相等問題,1974年Monsanto/Lummus公司提出了均相AlCl3法。

10、該工藝通過控制乙烯的投料,使AlCl3催化劑的用量減少到處于溶解度范圍內(nèi),使反應(yīng)可以在均一的液相中進(jìn)行,提高了乙苯的產(chǎn)率。反應(yīng)溫度為160180,壓力0.60.8MPa,乙烯與苯的摩爾比為0.8。均相AlCl3法進(jìn)料乙烯濃度范圍可為15%100%。當(dāng)用稀乙烯為原料時(shí),原料氣中H2S、O2、CO2和H2O均需凈化至質(zhì)分?jǐn)?shù)約為5106以下。1.2Mobil-Badger氣相法1976年由Mobil和Badger公司合作開發(fā)了以高硅ZSM-5沸石為催化劑制乙苯的氣相法。1980年在美國Hoechst公司實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化,年產(chǎn)47.3萬噸乙苯。實(shí)際生產(chǎn)中,反應(yīng)器有兩種工藝。一是回收的多乙苯進(jìn)入同一反應(yīng)器。

11、另一種是進(jìn)入另外一個(gè)烷基化反應(yīng)器。苯在溫度為400左右,壓力為1.21.6MPa下,以氣相進(jìn)入頂部床層,進(jìn)行氣相烷基化反應(yīng),同時(shí)也進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。苯與乙烯的重量綜合比為18.5,乙烯轉(zhuǎn)化率達(dá)99.8%。苯循環(huán),回收后的多乙苯進(jìn)入烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。其操作條件為：壓力0.60.7MPa,溫度440445,苯與多乙苯分子比為(11.52):1,苯單程轉(zhuǎn)化率為15%(Wt),乙苯收率為98%。該工藝可以用濃乙烯為原料,也可用稀乙烯混合氣體為原料,但在處理FCC干氣或焦?fàn)t尾氣原料時(shí)，為了延長催化劑單程壽命,需對(duì)原料進(jìn)行嚴(yán)格精制(原料氣中丙烯、H2S、O2和H2O等雜質(zhì)均需凈化至質(zhì)量分?jǐn)?shù)均

12、為105以下)。該工藝裝置投資和能耗相對(duì)較高(苯單耗0.749t/t乙苯,乙烯0.168t/t乙苯)。第一套利用煉廠氣為原料生產(chǎn)乙苯的工業(yè)化試驗(yàn)裝置建成于1977年,并于1991年在英國Stanlow建成投產(chǎn)了16萬噸/年乙苯的第一套大型工業(yè)裝置。工藝流程見圖2。1.3Unocal/Lummus/UOP液相法20世紀(jì)80年代以來,美國Unocal/Lummus/UOP公司聯(lián)合開發(fā)了固體酸催化劑上苯與乙烯液相法制乙苯的新技術(shù),以USY沸石為催化劑,Al2O3為粘合劑。在232316和2.796.99MPa下進(jìn)行反應(yīng),苯的質(zhì)量空速210/h,苯/乙烯摩爾比410。該法不產(chǎn)生污染環(huán)境的廢料,反應(yīng)溫度

13、低(一般不超過300),乙苯中二甲苯雜質(zhì)含量僅為2040106,遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于氣相法。催化劑的運(yùn)轉(zhuǎn)周期可長達(dá)一年,對(duì)原料純度要求不高。使用后的催化劑可以進(jìn)行器外再生,再生條件緩和,使用壽命可達(dá)3年。1990年在日本Oita第一套工業(yè)裝置投產(chǎn),年產(chǎn)21.2萬t乙苯。世界上正式投產(chǎn)和正在組建中的裝置有二十多套。但該法只能用于濃乙烯的烷基化反應(yīng),而不適合FCC干氣或焦?fàn)t尾氣原料。3 乙苯是重要的基本有機(jī)原料之一，大約99. 89%用于苯乙烯生產(chǎn)，少量用作溶劑。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，2003年全球乙苯消費(fèi)量為26. 27 Mt，近年來隨著全球苯乙烯衍生物聚苯乙烯(EPS)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯(ABS)樹脂等需

14、求增長速度的加快，苯乙烯需求量不斷增加(其中亞洲地區(qū)對(duì)苯乙烯的需求較大)，導(dǎo)致乙苯需求量持續(xù)增加。預(yù)計(jì)至2008年，全球乙苯需求量將達(dá)31. 35 Mt, 2008-2013年間需求增長率按2. 8%計(jì)，至2013年乙苯需求量將達(dá)到35. 98 Mto1.3 生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與開發(fā)動(dòng)向1.3.1 生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀 乙苯工業(yè)化生產(chǎn)主要采用苯和乙烯烷基化法工藝，少量來自煉廠的C8芳烴餾分分離工藝。根據(jù)反應(yīng)狀態(tài)不同，烷基化工藝可分為液相法和氣相法。液相法典型工藝技術(shù)包括傳統(tǒng)A1C1j法、改良A1C1;法、Y型分子篩法、MCM - 22分子篩法以及日分子篩法。氣相法則包括Alkar法、ZSM一5分子篩法等。

15、傳統(tǒng)的A1C13液相烷基化工藝因反應(yīng)介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、污染嚴(yán)重、AICI，用一量大、物耗及能耗很高等原因，逐漸被美國Monsanto公司開發(fā)的改良A1C13法(即高壓均相烷基化工藝)所取代。改良A1C1:法催化劑用量僅為傳統(tǒng)法的1/3，但該方法仍存在腐蝕及廢水處理問題，另外設(shè)備投資也較大。20世紀(jì)80年代美國Unocal公司開發(fā)成功Y型分子篩及相應(yīng)液相烷基化工藝，隨后ABB Lummus Global和UOP得到了該工藝的許可，因此又稱為Lummus/UOP工藝。該工藝使用兩個(gè)反應(yīng)器，一個(gè)用于苯的烷基化，另一個(gè)用于二乙苯的烷基轉(zhuǎn)移:為了使收率最大化，反應(yīng)器在接近于反應(yīng)混合物臨界溫度的條件下進(jìn)行操作

16、。典型的反應(yīng)溫度低于270，操作壓力約為 3. 8 MPa.由干Y型分子篩活性高、穩(wěn)定性好，且具有良好的烷基化與烷基轉(zhuǎn)移活性，因此提高了乙苯選擇性，延長了催化劑使用壽命，且無設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染，設(shè)備可全部采用碳鋼材料。該工藝的改進(jìn)技術(shù)EB One工藝已于1990年在日本大分地區(qū)的裝置上使用。 Mobil和Badger公司開發(fā)的基于MCM一22和TRANS - 4沸石催化劑的液相烷基化制乙苯工藝，稱為EBMax工藝，該工藝于1995年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。該工藝的特點(diǎn)是可在較低的苯與乙烯比下操作。傳統(tǒng)的沸石催化劑需要5一7倍化學(xué)計(jì)量的過量苯，而采用MCM - 22沸石催化劑則只要過量3一4倍即可，因而下游

17、蒸餾工序設(shè)備尺寸和投資費(fèi)用均可減少，多乙苯和乙烯低聚物之類的副產(chǎn)物比同類技術(shù)少1/2以上，因而產(chǎn)品純度相對(duì)較高。由于反應(yīng)在適中的溫度和壓力下操作，故不存在結(jié)焦問題，催化劑運(yùn)行周期超過2年。1997年推出的MobilTRA - 4烷基轉(zhuǎn)移一4)催化劑用于液相烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)體系，可使多乙苯與苯進(jìn)一步轉(zhuǎn)移為乙苯。將MCM一22沸石催化劑和TRA一4催化劑結(jié)合起來可簡化乙苯裝置，并可降低其投資費(fèi)用。采用Ebmax工藝的原料及公用工程消耗為:每噸乙苯消耗乙烯0. 266 t、苯0. 739 t、高壓蒸汽1. 33 t，同時(shí)產(chǎn)出中壓和低壓蒸汽1. 69 t，公用工程可在特定的地點(diǎn)條件下加以優(yōu)化。該工藝已成為

18、目前工業(yè)化生產(chǎn)乙苯的先進(jìn)工藝。 20世紀(jì)90年代初，CD Tech與Lummus公司共同開發(fā)了催化精餾制乙苯工藝，稱為CD一Tech工藝。該工藝將Y型分子篩催化劑與催化蒸餾技術(shù)相結(jié)合，工藝流程與Lummus/UOP工藝相同，主要差別是反應(yīng)器設(shè)計(jì)。該反應(yīng)器中將烷基化反應(yīng)器與苯汽提塔合二為一，可同時(shí)進(jìn)行催化反應(yīng)和蒸餾操作。該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是乙苯收率高，可達(dá)99.5;反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力低;催化劑穩(wěn)定性良好，再生周期在2年以上;催化蒸餾催化劑不會(huì)因原料中的硫化物和水分而中毒;能耗低等。該工藝的原料及公用工程消耗為:每噸乙苯消耗乙烯266 kg ,苯739 kg、電27 kwh、冷卻水9 m、熱油2.9

19、 GJ,同時(shí)輸出蒸汽1.5 t。 氣相法制乙苯的Alkar烷基化工藝由UOP公司于1960年開發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。該工藝采用的催化劑是BF;一Alz 03，原料可以使用低濃度乙烯，催化劑沒有腐蝕性，不足之處是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較差，不適于大規(guī)模生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代，Mobil和Badger公司開發(fā)成功具有擇形催化作用的ZSM一5分子篩，并于1980年建成了世界上第一套以ZSM -5分子篩為催化劑的氣相法乙苯裝置。該法解決了催化劑與反應(yīng)物的分離問題，具有無腐蝕、無污染、流程簡單、熱能回收利用率高等優(yōu)點(diǎn)。1976年美國德州Cosden公司原采用Alkar法的乙苯裝置改造為采用ZSM一5分子篩催化劑，以

20、含量為15%的稀乙烯為原料，乙苯收率幾乎達(dá)到100%隨后Mobil公司又分別推出了第二代和第三代工藝。這些新工藝改進(jìn)了再生周期，提高了產(chǎn)率。催化劑再生周期從原來的60天提高到1年以上，產(chǎn)率提高到99.5 %以上，而重芳烴和二甲苯的選擇性降低了50%以上。1.3. 2 技術(shù)開發(fā)動(dòng)向主要集中于兩方面，一是對(duì)傳統(tǒng)工藝中的催化劑進(jìn)行改進(jìn);二是對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)和開發(fā)。 在催化劑改進(jìn)方面:UOP和Polimri公司等開發(fā)了新型的沸石催化劑 。前者研發(fā)的沸石催化劑可以減少副產(chǎn)物1,1一二苯乙烷(DPE)的生成量，提高苯的利用率，生產(chǎn)高純度乙苯。與傳統(tǒng)的Y型沸石催化劑相比較，采用Y型沸石催化劑時(shí)約有質(zhì)量分?jǐn)?shù)

21、0. 65%的DPE和0. 55%的重組分生成，導(dǎo)致總損失量為1.2%，而用日沸石作催化劑時(shí)只有約0. 4%的DPE和約0. 1%的重組分生成，總損失量只有0. 5% o Polimri公司開發(fā)的PBE系列催化劑包括PBE1和PBE2，其中PBE2烷基轉(zhuǎn)移專用催化劑，可以在更緩和的反應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)二乙苯( DEB)烷基轉(zhuǎn)移，對(duì)乙苯生產(chǎn)的總體經(jīng)濟(jì)性具有一定優(yōu)勢(shì)。 最近，Mobil和Badger公司也開發(fā)了基于MCII一56分子篩催化劑的液相烷基化制乙苯工藝，據(jù)稱該催化劑與MCM一22分子篩催化劑具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且比MCM一22,3沸石等具有夕高的乙苯選擇性。 Final公司開發(fā)的具有單斜晶結(jié)構(gòu)

22、的Pentsil 五元環(huán)分子篩氣相烴化催化劑，在適當(dāng)?shù)谋脚ck比及其它反應(yīng)條件下，生成的產(chǎn)物中二甲苯質(zhì)量J數(shù)小于0. 06 % , DEB質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0. 2%。DEB口采用Y分子篩經(jīng)液相烷基轉(zhuǎn)移生成乙苯 ExxonMobil公司將二氧化硅粘合的小晶仁ZSM一5沸石催化劑用于苯的乙基化反應(yīng)，增加JDEB生成物中對(duì)二乙苯(P一DEB)的含量，從而仁隨后的DEB轉(zhuǎn)化成乙苯變得容易。研究表明，t氧化鋁粘合的催化劑復(fù)合物相比，該二氧化硅粘G的催化劑有較強(qiáng)的抗結(jié)焦性，催化劑壽命延長，烷羞化產(chǎn)物中的二甲苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于910-4，同時(shí)渣油的質(zhì)量不分?jǐn)?shù)大于0. 3%。 在生產(chǎn)工藝改進(jìn)和開發(fā)方面:由于干氣制乙奇

23、可以充分利用干氣中的乙烯資源，降低生產(chǎn)成本，褪領(lǐng)域的研究較活躍。例如，中國科學(xué)院大連化學(xué)書理研究所開發(fā)的以FCC裝置干氣中稀乙烯為原米制乙苯的催化劑及工藝已處于國際上研發(fā)的領(lǐng)先沙平。該所先后開發(fā)出四代催化劑工藝技術(shù)。工藝催化劑由CDM高硅沸石和粘結(jié)劑經(jīng)特殊方泄制得，具有低溫活性高、選擇性好和壽命長等特點(diǎn)用于固定床和催化蒸餾反應(yīng)工藝中，可大大降低錫基轉(zhuǎn)移和烷基化的反應(yīng)溫度，可顯著提高乙苯產(chǎn)品的質(zhì)量，其中第三代技術(shù)和第四代技術(shù)更具有特色具有低溫活性高、選擇性好、壽命長的特點(diǎn)，大幅度降低了反應(yīng)溫度和產(chǎn)品中二甲苯含量(小于6x10-5)，提高了乙苯純度，降低了過程能耗，已被我國石化企業(yè)陸續(xù)采用。目前該

24、所正在開發(fā)自熱式變相催化分離制乙苯第五代技術(shù)，現(xiàn)已通過小試研究.據(jù)稱該小試在160低溫反應(yīng)條件下進(jìn)行，無需夕界加熱，可直接利用乙烯與苯反應(yīng)的生成熱實(shí)現(xiàn)FCC干氣制乙苯的反應(yīng)和分離，大幅度降低了過程能耗和物耗，由于反應(yīng)溫度大幅度降低，乙苯產(chǎn)品中二甲苯含量僅為(35) x10-5，生產(chǎn)裝置投資可大大降低。 此外，ABB Lummus公司也開發(fā)了干氣制乙苯兩段烷基化工藝s，在第一烷基化反應(yīng)區(qū)，乙烯的轉(zhuǎn)化率約為80%，兩段總乙烯轉(zhuǎn)化率超過99.9% ,第一段催化劑使用量只為傳統(tǒng)工藝的一半以下，第二段催化劑用量為傳統(tǒng)工藝用量的5 % ; ExxonMobil公司采用低硅鋁比、高活性的大孔固體酸烷基化催化

25、劑(最好為分子篩，硅鋁比為(5:1) (50:1)，在130 ,1. 59 MPa、重時(shí)空速為120h-1(苯為液態(tài))的條件下，先將干氣中的丙烯與苯反應(yīng)，促進(jìn)丙烯烷基化(該過程對(duì)乙烯烷基化不起作用)，生成異丙苯和除去丙烯的稀乙烯流。稀乙烯流再和苯進(jìn)行烷基化生成乙苯。該工藝可達(dá)到脫除丙烯和丙烯利用的雙重效果，使稀乙烯和稀丙烯原料不經(jīng)分離直接利用。 Final公司采用缽改進(jìn)的p沸石催化劑(日沸石分子篩中的Ce : A1 = 0. 25一 5.0)開發(fā)了超臨界烷基化工藝o,y。原料苯與乙烯比為115，在320350,3. 85. 9 MPa下進(jìn)行烷基化反應(yīng)，在超臨界條件下，與不改性的a沸石相比，缽改

26、性的a沸石可保持a結(jié)構(gòu)的完整性;與斕改性的a沸石相比，采用缽促進(jìn)的a沸石顯著降低副產(chǎn)物;超臨界工藝比液相法工藝具有更低的苯與乙烯摩爾比。此外，F(xiàn)inal公司還開發(fā)了氣相和液相組合工藝。苯和乙烯首先在Slicalite沸石上進(jìn)行氣相烷基化反應(yīng)，接著在液相或超臨界條件下進(jìn)一步發(fā)生烷基化反應(yīng)，隨后進(jìn)行乙苯回收和產(chǎn)物的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)過程。采用Sili-calite沸石可使苯與乙烯比降低25 %，顯著降低多烷基芳烴，尤其是一二甲苯和高沸點(diǎn)烷基芳烴組分的產(chǎn)率。Mobil公司開發(fā)的烷基轉(zhuǎn)移和烷基化組合工藝(is，可以提高原料利用率，降低了副產(chǎn)物產(chǎn)量。 Dow化學(xué)和Snamprogetti公司正在聯(lián)合開發(fā)以乙烷

27、為原料制乙苯的工藝路線。該工藝采用以稼鋅為助催化劑的絲光沸石催化劑，乙烷首先在第一臺(tái)反應(yīng)器中催化脫氫，產(chǎn)生的稀乙烯與苯一起直接進(jìn)人第二臺(tái)反應(yīng)器生產(chǎn)乙苯。由于采用700的緩和裂解條件(而蒸汽裂解技術(shù)則需800875)，因此當(dāng)大規(guī)模催化脫氫生產(chǎn)乙烯時(shí)，該工藝的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于傳統(tǒng)蒸汽裂解技術(shù)。自2002年以來，一直運(yùn)轉(zhuǎn)著一套試驗(yàn)裝置。該工藝的難點(diǎn)是乙烷脫氫裝置的投資費(fèi)用較高，且乙烯轉(zhuǎn)化率和生成乙苯的選擇性均較低，因此只有在富產(chǎn)乙烷的地區(qū)才具有吸引力。 另外荷蘭DSM公司也在開發(fā)以蒸汽裂解副產(chǎn)的粗C4物流為原料制乙苯工藝。該工藝的第一步反應(yīng)為丁二烯環(huán)化二聚生成4一乙烯基環(huán)己烯(4-VCH)，催化劑為二亞

28、硝基鐵一鋅。當(dāng)丁二烯轉(zhuǎn)化率為95%時(shí)，4一VCH的選擇性為100%:第二步脫氫反應(yīng)在填充管反應(yīng)器中進(jìn)行。當(dāng)4一VCH轉(zhuǎn)化率為100%時(shí)，乙苯選擇性為98 %。1.3.3 國內(nèi)技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀石油化工科學(xué)研究院開發(fā)了AEB系列日分子篩催化液相合成乙苯催化劑及其循環(huán)固定床成套技術(shù)。2000年分別采用AEB一2和AEB一1烷基化催化劑和烷基轉(zhuǎn)移催化劑用于燕山石油化工公司化工一廠的60 kt/a苯乙烯裝置的乙苯單元改造，改造后的乙苯生產(chǎn)能力達(dá)到89 kt/a。2004年采用AEB一6型烷基化催化劑和AEB一1型烷基轉(zhuǎn)移催化劑用于齊魯石化塑料廠的200 kt/a乙苯一苯乙烯裝置擴(kuò)能改造，徹底解決了原AIC1

29、3工藝帶來的設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染、非計(jì)劃停車多的問題。 上海石油化工研究院開發(fā)了AB一96氣相烷基化制乙苯催化劑，于1999年成功應(yīng)用于盤錦乙烯工業(yè)公司的660 kt/a乙苯引進(jìn)裝置，在此基礎(chǔ)上又研制成功AB一97氣相烷基化催化劑和AB一97一T氣相烷基轉(zhuǎn)移催化劑，并在大慶石化和廣州石化的工業(yè)裝置上成功應(yīng)用。以該系列催化劑為基礎(chǔ)的乙苯成套技術(shù)在丹陽集團(tuán)建成了巧kt/a工業(yè)裝置，在常州東昊建設(shè)了160 kt/a工業(yè)裝置。 2002年燕山石化公司與北京服裝學(xué)院合作完成了400 t/a干氣制乙苯的中試試驗(yàn)，通過了中國石化集團(tuán)公司的技術(shù)鑒定。 大連化學(xué)物理研究所研發(fā)的FCC干氣制乙苯技術(shù)于1993年在撫

30、順石化公司石油二廠建成30ktla工業(yè)化試驗(yàn)裝置，隨后又應(yīng)用于大慶林源(30kt/a)和大連石化公司(100 kt/a)乙苯裝置。2003年采用第三代技術(shù)對(duì)撫順的30 kt/a進(jìn)行了60 kt/a擴(kuò)能改造，并將應(yīng)用于錦西煉油化工總廠60 kt/a和錦州分公司80 kt/a裝置，最近還擬與林源石化總廠和海南煉油廠分別簽訂100 kVa和80 kt/a裝置的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。1.3.4 結(jié)語面對(duì)我國乙苯一苯乙烯生產(chǎn)現(xiàn)狀，有關(guān)專家指出，應(yīng)盡快采用先進(jìn)技術(shù)對(duì)現(xiàn)有裝置進(jìn)行技術(shù)改造，逐步提高裝置的生產(chǎn)規(guī)模和工藝技術(shù)水平，增強(qiáng)我國乙苯一苯乙烯生產(chǎn)在國內(nèi)外市場(chǎng)上的競爭力。目前，我國乙烯資源供不應(yīng)求，而催化裂化干氣

31、資源卻相對(duì)豐富，但利用率較低，因而有干氣資源的煉油企業(yè)應(yīng)利用好干氣制乙苯的生產(chǎn)技術(shù)，為苯乙烯生產(chǎn)提供更多的原料。2 可行性報(bào)告2.1市場(chǎng)供需狀況據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年全球乙苯生產(chǎn)能力達(dá)2. 837 3Mt/a，其中亞洲占36. 0%、北美占28. 6%、西歐占24. 2%、中東占4. 8%、大洋洲及其它地區(qū)占6.4% o乙苯生產(chǎn)與苯乙烯的供需密切相關(guān)，隨著近期全球的苯原料價(jià)格大幅度上漲，苯乙烯市場(chǎng)供應(yīng)趨于緊張，有關(guān)專家預(yù)測(cè)，至2008年前，全球苯乙烯的供應(yīng)將持續(xù)緊張，隨著亞洲和中東地區(qū)一些項(xiàng)目于2006-2007年間投產(chǎn)，2008年后供需狀況將得到緩解。2003-2008年間，預(yù)計(jì)全球乙苯產(chǎn)能增長

32、率約為5. 2%，至2008年產(chǎn)能將達(dá)到3. 655 Mt/a，同年乙苯需求量預(yù)計(jì)為3. 135 Mt，屆時(shí)全球乙苯產(chǎn)需將基本平衡。2008-2013年間乙苯產(chǎn)能增長率預(yù)計(jì)為0. 7%，乙苯產(chǎn)能將達(dá)到3. 784 Mt/a。表1為2005年4月統(tǒng)計(jì)的2005-2007年間國外乙苯一苯乙烯裝置擴(kuò)建情況。我國乙苯生產(chǎn)廠商約有10家，2003年乙苯產(chǎn)量超過1 Mt，主要用于生產(chǎn)苯乙烯。由于我國昨乙苯一苯乙烯生產(chǎn)是聯(lián)合運(yùn)作模式，故乙苯的供需與苯乙烯市場(chǎng)密切相關(guān)。近年來隨著我國對(duì)苯乙烯衍生物的需求不斷增加，我國已成為世界上苯乙烯最主要的消費(fèi)國之一，2003年我國苯乙烯表觀消費(fèi)量達(dá)3. 6 Mt，產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)

33、不能滿足需求，大部分直接依靠進(jìn)口。2004年我國苯乙烯進(jìn)口量達(dá)2. 889 Mt，而乙苯進(jìn)口量僅1. 647 kt(不包括臺(tái)灣地區(qū)).2004年底以后我國乙苯裝置建設(shè)情況(2005年4月統(tǒng)計(jì))如下:齊魯石化210 kt/a采用石油化工科學(xué)研究院AEB一6和AEB一1催化劑，2004年底投產(chǎn))、林源煉油廠100 kt/a大連化學(xué)物理研究所干氣法，2006年10月投產(chǎn))、中石化巴陵石化公司30kt/a(干氣法，2005年完工)、臺(tái)灣Formosa化學(xué)纖維公司(FCFC ) 600 kt/a ( Final/公司EB One技術(shù)，2004年下半年投產(chǎn))、上海賽科公司500 kt/a(L11mmUS技

34、術(shù)，2005年投產(chǎn))、海南煉油廠80 kt/a大連化學(xué)物理研究所干氣法，2006年底投產(chǎn))、錦西石化總廠60 kt/a干氣法,2005年開工建設(shè))、錦州石化總廠80 kt/a(干氣法，2005年投產(chǎn))、中海油和Shell公司在廣東惠州合資的560 kt/ a(共氧化法，2006年投產(chǎn))等，這些裝置建成后將大大緩解苯乙烯的供需矛盾。乙苯價(jià)格乙苯價(jià)格.jpg下載乙苯市場(chǎng)需求乙苯市場(chǎng)需求.jpg下載國內(nèi)乙苯生產(chǎn)現(xiàn)狀分析國內(nèi)乙苯生產(chǎn)現(xiàn)狀分析.jpg下載國內(nèi)乙苯市場(chǎng)需求情況分析國內(nèi)乙苯市場(chǎng)需求情況分析.jpg下載乙苯主要用作苯乙烯生產(chǎn)的原料，2002年全球乙苯消費(fèi)量為25245萬t，其中25218萬t用

35、于苯乙烯生產(chǎn)，占消費(fèi)總量的9989；用作溶劑及其它為27萬t，占01l。競爭結(jié)構(gòu)分析2013年乙苯區(qū)域市場(chǎng)分析2012年全球乙苯市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)2.2建廠條件2.2.1地理環(huán)境位于山東省東營市的廣饒縣廣饒鎮(zhèn)工業(yè)園，占地三萬平方米。廣饒縣是隸屬山東省東營市的一個(gè)市轄縣，位于山東省中部偏北，東營市南部。地理坐標(biāo)為東經(jīng)1181711857、北緯36563721之間。北連東營區(qū)，南靠淄博市臨淄區(qū)，東與濰坊市壽光市接壤，東南與青州市相接，西面和博興縣毗鄰，東北部瀕臨渤海萊州灣。 2.2.2 自然資源自然資源豐富?？偯娣e為11.378萬公頃，其中耕地、園地、林地及水域共8.38萬公頃，占總面積的73.6%；城

36、鎮(zhèn)村、工礦及交通用地共1.65萬公頃，占14.5%；未利用土地1.35萬公頃，占11.9%。水資源總量13.87億立方米。地表水資源總量0.79億立方米，年均徑流深69.9毫米。地下水資源總量0.63億立方米，年均降水總量6.41億立方米，實(shí)際可利用水資源總量3.09萬立方米，廣饒縣農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)居民、農(nóng)村人畜等年用水總量2.6萬立方米。2.2.3氣候廣饒縣有小清河和支脈河兩大水系的12條河流廣饒縣地處暖溫帶，屬季風(fēng)型氣候，境內(nèi)氣候無明顯差異。氣候特征是雨、 熱同季,大陸性強(qiáng)（大陸度66.4），寒暑交替，四季分明。春季為35月，氣溫回暖快，降水少，風(fēng)速大，氣候干燥。夏季為68月，氣溫高，濕度

37、大，降水集中，氣候濕熱。秋季為911月，氣溫急降，雨量驟減，天高氣爽。冬季為122月，雨雪稀少，寒冷干燥。境內(nèi)歷年平均日照時(shí)數(shù)為2234.0小時(shí)，年日照極值2881.4小時(shí)。歷年平均氣溫12.3，年平均最高氣溫18.8，年平均最低氣溫6.8。極端最高氣溫41.9，極端最低氣溫-23.3。降水量歷年平均587.4毫米，多集中在69月。2.2.4 交通條件1991年，在中國率先實(shí)現(xiàn)村村通柏油路。1998年，廣饒縣通車?yán)锍?60.3公里，其中有國道10.4公里、省道138.5公里、縣道31.7公里、鄉(xiāng)村道569.7公里、企業(yè)專用路110公里，公路密度76.5公里/百平方公里。營運(yùn)車輛4600輛，年貨

38、運(yùn)量424萬噸，貨物周轉(zhuǎn)量3.86億噸公里；客運(yùn)量29.1萬人次，客運(yùn)周轉(zhuǎn)量2798萬人公里。2.2.5 配套設(shè)施廣饒鎮(zhèn)工業(yè)園已基本實(shí).了道路、供水、雨排水、污排水、供電、通訊、蒸汽“七通一平”.園區(qū)路網(wǎng)與經(jīng).區(qū)主干路網(wǎng)相通.與南側(cè)的高速公路、西側(cè)的北線公路、.由此可進(jìn)入東營市及全國路網(wǎng).公路運(yùn).條件極佳。供電：500 千伏包家變.站位于規(guī)劃區(qū)西北部.，該變電站可為.發(fā)區(qū)內(nèi)大型工業(yè)用電負(fù)荷提供充沛電力資源。供水：市綜合供水能力達(dá)3萬立方米/日，日平均供水量1.1萬立方米，最高日供水量達(dá)2.2萬立方米，供水服務(wù)面積78余平方公里，供水管網(wǎng)總長度100余公里。目前縣城區(qū)集中供水水源均為地下水，井深

39、200米至500米，取水層均為120米以下深層地下承壓水。開發(fā)區(qū)負(fù).將凈水管線送到廠區(qū)紅線.凈水價(jià)格為工業(yè)用水0.13元/立方米污水：經(jīng).區(qū)目前具有完整的污水處理系統(tǒng).目區(qū)內(nèi)工業(yè).水收集后經(jīng).站送至化纖.水處理廠及市政污水處理廠。去年工業(yè)園區(qū)已建設(shè)50萬噸/日的二級(jí).水處理廠。2.3 結(jié)語3 乙苯的工藝設(shè)計(jì)3.1 工藝計(jì)算書3.1.1 計(jì)算條件及基準(zhǔn)設(shè)計(jì)條件1. 一年工作日按300天計(jì)，一天以24小時(shí)計(jì)；2. 苯單耗0.80噸(純)/噸乙苯；3. 精苯（原料苯）組成（質(zhì)量%）：苯99.00%；甲苯0.95%；水0.05%；4. 乙烯一次轉(zhuǎn)化率100%（生成乙苯75.8%、二乙苯4.00%、三乙

40、苯及樹脂等2.50%）；5. 機(jī)械損失1.5%；6. 原料乙烯組成（mol%）：C2H4=95.00%、CH4=1.60%、C3H8=1.00%;7. 催化劑絡(luò)合物組成（質(zhì)量%）：AICI3=25.00%、二乙苯51.70%、三乙苯23.30%；9. AlCl3添加量為0.03噸/噸乙苯循環(huán)的AlCl3絡(luò)合物量為0.35噸/噸乙苯;10.烴化塔操作溫度95,操作壓力1.3atm,為簡化計(jì)算,設(shè):(1) 甲苯不參加反應(yīng);(2)乙苯以上按三乙苯計(jì);(3)新AlCl3絡(luò)合物與循環(huán)絡(luò)合物組成相同。 11. 冷凝器操作壓力1.3atm,尾氣在40下冷凝;12. 進(jìn)料溫度：精苯及原料氣 25循環(huán)苯 25；

41、新AlCl3絡(luò)合物 65循環(huán)絡(luò)合物 65回流苯 4013. 乙苯純度99.50%(質(zhì)量%),尾氣及其它損失的乙苯為產(chǎn)量的1%;14. 烷基化反應(yīng)器頂部蒸出的芳烴中苯占70%、甲苯占20%、乙苯占10%(質(zhì)量%);15. 熱損失為輸出熱的(510%); 16. 氣體空塔速度W=0.1m/s;17. 反應(yīng)器生產(chǎn)強(qiáng)度為153kg170kg/(m3.h)。 18. 用于吸收塔頂(烴化塔)尾氣中的苯的二乙苯量為600kg/h,溫度為25,該二乙苯溢流后進(jìn)入烷基化液中。3.1.2. 物料衡算1、烷基化反應(yīng)器工藝流程圖2. 物料平衡示意圖3. 過程的化學(xué)反應(yīng)方程式 主反應(yīng): C6H6+C2H4C6H5C2H

42、5+Q 副反應(yīng): C6H5C2H5+C2H4C6H4(C2H5)2+Q C6H4(C2H5)2+C6H62C6H5C2H5+Q 4. 計(jì)算基準(zhǔn):以每小時(shí)生產(chǎn)乙苯量為基準(zhǔn)(純乙苯)100001000(30024)=1388.889kg/h 因損失的乙苯量為產(chǎn)量的1%則反應(yīng)生成的乙苯量為:1388.889(1-1%)=1402.918kg/h 5. 原料乙烯氣進(jìn)料量的計(jì)算 乙烯理論消耗量為1402.918M乙烯M乙苯=1402.91828106=370.582kg/h 乙烯實(shí)際消耗量為：370.58291%=407.233kg/h 乙烯在生成物中的分配量為：用于乙苯的量： 407.23391%=3

43、70.582kg/h 用于二乙苯的量：407.2334%=16.289kg/h 用于三乙苯的量：407.23322.5%=10.181kg/h 總損失量為： 407.23322.5%=10.181kg/h合 計(jì): 407.233kg/h將原料乙烯氣的mol%換算成質(zhì)量%如下:組分C2H4CH4C2H6C3H8合計(jì)Mol%95.001.602.401.00100質(zhì)量%94.950.912,571.57100如 C2H4（質(zhì)量%）=0.950028(0.950028+0.016016+0.024030+0.01044)=94.95% 原料乙烯氣總質(zhì)量為：407.23394.95%=428.892k

44、g/h 其中：C2H4為：428.89294.95%=407.233kg/hCH4為：428.8920.91%=3.903kg/h C2H6為：428.8922.57%=11.023kg/h C3H8為：428.8921.57%=6.734kg/h6. 原料新鮮苯量的計(jì)算原料新鮮苯量:因苯單耗為0.80噸/噸乙苯計(jì)(純)故原料新鮮苯量為:0.801402.9180.99=1133.671kg/h 其中: 純苯為 1133.67199%=1122.334kg/h 甲苯為 1133.6710.95%=10.770kg/h 水為 1133.6710.05%=0.567kg/h 合計(jì)：1133.671

45、kg/h原料新鮮苯中苯量的分配為:用于生產(chǎn)乙苯的苯量為370.5822878=1032.336kg/h 用于生產(chǎn)二乙苯的苯量為16.289280.578=22.688kg/h 用于生產(chǎn)三乙苯的苯量為10.18128378=9.454kg/h 合計(jì): 1064.478 kg/h苯損失量(包括尾氣中的損失)為:1122.334-1064.478=57.856 kg/h 生成的產(chǎn)物量為:生成乙苯為:370.58228106=1402.918kg/h 生成二乙苯為:16.289280.5134=38.977kg/h 生成三乙苯為:10.181283162=19.635kg/h 合計(jì): 1461.530

46、kg/h7. 循環(huán)苯量的計(jì)算進(jìn)入反應(yīng)器的苯量(不包括回流苯)因苯的單程轉(zhuǎn)化率為35%,故進(jìn)入烷基化反應(yīng)器的苯量為:1064.47835%=3041.366 kg/h 循環(huán)苯量為:3041.366-1122.334=1919.032kg/h 8. 新鮮絡(luò)合物用量的計(jì)算因添加新鮮AlCl3量為0.03噸/噸乙苯,所以新鮮絡(luò)合物量為:0.031402.9180.25=168.350kg/h 由絡(luò)合物組成:AlCl3=25.00%、二乙苯=51.70%、多乙苯=23.30%得:新鮮絡(luò)合物中各物質(zhì)的量為：AlCl3為：168.35025.00%=42.088kg/h二乙苯為：168.35051.70%=

47、87.037kg/h多乙苯為：168.35023.30%=39.226kg/h 合計(jì)： 168.350kg/h9. 循環(huán)絡(luò)合物量的計(jì)算因循環(huán)AlCl3絡(luò)合物量為0.35噸/噸乙苯,故循環(huán)AlCl3絡(luò)合物量為:0.351402.918=491.021kg/h 其中: AlCl3為；491.02125.00%=122.755kg/h 二乙苯為;491.02151.70%=253.858kg/h 多乙苯為:491.02123.30%=114.408kg/h 合計(jì): 491.021kg/h10. 尾氣(冷凝器出口)量的計(jì)算 尾氣中的乙烯量 因尾氣中的乙烯損失量為1%，故尾氣中的乙烯量為:407.233

48、0.01=4.072kg/h 尾氣中的惰性氣體量 因原料C2H4中帶入的CH4、C2H6、C3H8不參加反應(yīng)則尾氣中各組分的量為:組分 C2H4CH4C2H6C3H8合計(jì)Kg數(shù)4.0723.90311.0236.73425.732質(zhì)量%kmol數(shù)0.14540.24390.36740.15300.9097Mol% 尾氣中夾帶的HCl的計(jì)算 假定由原料新鮮苯中帶入的水與三氯化鋁反應(yīng)生HCl全部跑到尾氣中去，因：3H2O(l) + AlCl3 = Al(OH) + 3HCl(g) 318 133.5 78 336.5 0.567 z y x 設(shè)生成HCl為x kg、Al(OH)3為y kg、消耗A

49、lCl3為z kg，則：生成的HCl量為：x=336.50.567(318)=1.150kg 生成的Al(OH)3量為：y=780.567(318)=0.819kg 消耗的AlCl3量為：z=133.50.567(318)=1.402kg 尾氣中夾帶的苯、甲苯、乙苯量的計(jì)算 （假定尾氣中不含二乙苯以上的烷基苯，尾氣中苯、甲苯、乙苯餾分達(dá)飽和量）由：（式中：Pl。為苯、甲苯、乙苯的飽和蒸汽壓;P氣為除了苯、甲苯、乙苯以外氣體的分壓；n氣為除了苯、甲苯、乙苯以外的氣體的摩爾數(shù)；n.f為苯為摩爾數(shù)）尾氣中n氣量為: n氣=0.9097+0.56718=0.9412kmol 由化工工藝及計(jì)算查得苯、甲

50、苯、乙苯的安托因方程為 苯:ln P=14.1603-2948.78(T-44.5633) (k Pa) 甲苯:ln P=14.2515-3242.38(T-47.1806) (k Pa) 乙苯:ln P=13.9698-3257.17(T-61.0096) (k Pa) 將T=40+273.15=313.15K代入上述三式可得苯、甲苯、乙苯的飽和蒸汽壓分別為:P苯=24.0810 k Pa=0.2377atm;P甲苯=7.8515 k Pa=0.0775atm; P乙苯=2.8626kPa=0.0283atm 尾氣中帶走的苯量為:m苯=0.233978=18.2431kg同理可得尾氣中帶走的

51、甲苯量為: n甲苯=0.0763kmol、m甲苯=0.076392=7.016kg 尾氣中帶走的乙苯量為: n乙苯=0.0278kmol、m甲苯=0.0278106=2.952kg 尾氣的總質(zhì)量為: 25.732+1.150+18.243+7.016+2.952=55.093 kg組分C2H4CH4C2H6C3H8HCIC6H6C6H5CH3C6H5C2H5合計(jì)kg數(shù)4.0723.90311.0236.7341.15018.2437.0162.95255.093質(zhì)量%7.3917.08420.00812.2232.08733.11312.7355.358100.00kmol數(shù)0.14540.2

52、4390.36740.15300.03150.23390.07630.02781.2792mol%11.36619.06728.72111,9612.46218.2855.9652.173100.000將尾氣中各組分的量整理成如下表: 11. 烷基化液量的計(jì)算: 烷基化液的總重量=循環(huán)苯+(產(chǎn)物乙苯-尾氣損失乙苯)+二乙苯(包括生成的+新鮮絡(luò)合物中的+循環(huán)絡(luò)合物中的)+三乙苯(生成的+新鮮絡(luò)合物中的+循環(huán)絡(luò)合物中的)+AlCl3(新鮮絡(luò)合物+循環(huán)絡(luò)合物)-反應(yīng)掉的+(新鮮原料苯中甲苯量-尾氣中甲苯量)+生成的Al(OH)3量 =1919.032+(1402.918-2.952)+(38.977

53、+87.037+253.858)+(19.635+39.266+114.408)+(42.088+122.755-1.402)+0.819+(10.770-7.016)=4040.153kg/h 烷基化液經(jīng)沉降分離后,分離出三氯化鋁絡(luò)合物后苯、乙苯餾分量為:循環(huán)苯+(產(chǎn)物乙苯-尾氣帶走乙苯)+(生成二乙苯+生成三乙苯)+(甲苯-尾氣帶走甲苯)=1919.032+(1402.918-2.952)+(38.977+19.635)+(10.770-7.016)=3381.364 kg/h 排除的廢絡(luò)合物量的計(jì)算 排除的廢絡(luò)合物量為: 進(jìn)入系統(tǒng)的絡(luò)合物總量-循環(huán)絡(luò)合物量,即為: 新鮮絡(luò)合物+循環(huán)絡(luò)合物量-反應(yīng)掉的三氯化鋁+生成的Al(OH)3量-循環(huán)絡(luò)合物量=168.350-1.402+0.819=167.767 kg/h3.1.3 熱量衡算1. 烷基化反應(yīng)器工藝流程及溫度控制圖(見物料衡算) 2. 熱量平衡示意圖如下:3. 選基準(zhǔn)溫度為254. 物料帶入熱的計(jì)算 原料乙烯帶入熱Q1 t1=25=t0Q1=0 新鮮原料苯帶入熱Q2 t2=25=t0Q2=0 回流苯帶入熱Q3 Q3=m33PC(t3-t0)式中恒壓平均熱容由苯、甲苯、乙苯三部分組成查得2540上述三者的恒壓平均熱容分別為:1