年產(chǎn)10萬噸的苯乙烯生產(chǎn)裝置工藝設(shè)計(jì)摘要苯乙烯是一種重要的化工商品，它的相關(guān)的行業(yè)非常多，體現(xiàn)在我們生活中的許多方面。尤其近些年以來，苯乙烯相關(guān)行業(yè)迅速發(fā)展，為了滿足國(guó)內(nèi)對(duì)苯乙烯產(chǎn)量的需求，應(yīng)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和提高生產(chǎn)工藝技術(shù)。本文從多個(gè)方面介紹了苯乙烯，它的用途，國(guó)內(nèi)外產(chǎn)量，生產(chǎn)技術(shù)等。本設(shè)計(jì)以生產(chǎn)10萬噸/年苯乙烯為生產(chǎn)目標(biāo)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外苯乙烯生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r，確定了乙苯催化脫氫制苯乙烯的工藝方法。設(shè)計(jì)依據(jù)是采用低活性，高選擇性的催化劑，借助魯姆斯（Lummus）公司研究的苯乙烯生產(chǎn)技術(shù)。運(yùn)用化工工藝流程模擬軟件AspenPlus對(duì)乙苯脫氫制苯乙烯裝置進(jìn)行工藝流程模擬，并對(duì)此過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決和優(yōu)化。利用模擬結(jié)果對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行物料衡算和能量衡算，確定了該生產(chǎn)過程的主要操作參數(shù)和關(guān)鍵位置工藝控制方案。此后完成了苯甲苯塔的塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和水力學(xué)校驗(yàn)，并對(duì)塔釜再沸器進(jìn)行選型和工藝設(shè)計(jì)。最后對(duì)苯乙烯裝置進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程工藝流程進(jìn)行了簡(jiǎn)化計(jì)算，將流程分成了反應(yīng)和精餾兩個(gè)部分，并利用計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行模擬優(yōu)化。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)運(yùn)用了化工工藝流程模擬軟件AspenPlus對(duì)工藝流程進(jìn)行了模擬設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程并減少了實(shí)際設(shè)計(jì)中的費(fèi)用，對(duì)苯乙烯工藝設(shè)計(jì)和規(guī)模化生產(chǎn)有著重要的實(shí)際意義。關(guān)鍵字：乙苯；苯乙烯；催化脫氫；AspenPlus；工藝流程目錄摘要 緒論苯乙烯作為一種重要的化工原料商品，它是苯的工業(yè)衍生物其中之一。因?yàn)樗厥獾男再|(zhì)，經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)，可以生產(chǎn)出許多對(duì)生活帶來便利的產(chǎn)品以供我們使用?？梢赃@樣說，與苯乙烯相關(guān)的行業(yè)非常多，它與我們的日常生活息息相關(guān)。尤其是近些年來在，隨著相關(guān)行業(yè)的不斷發(fā)展國(guó)內(nèi)外苯乙烯的需求量也日漸增多，其生產(chǎn)工藝和技術(shù)的完善成為研究重點(diǎn)。在世界范圍內(nèi)，對(duì)苯乙烯的需求量都非常的高，這就使得苯乙烯生產(chǎn)工藝和工藝的提高變得尤為重要。當(dāng)前，在國(guó)內(nèi)外的范圍內(nèi)生產(chǎn)苯乙烯有好幾種方法，這些生產(chǎn)方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，都在不同的范圍內(nèi)被使用。其中被應(yīng)用的最廣泛的就是這些工藝方法中比較經(jīng)濟(jì)合理的路線，即乙苯脫氫路線。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外90%的苯乙烯產(chǎn)品都是利用乙苯脫氫法生產(chǎn)的，它幾乎占據(jù)了全世界苯乙烯生產(chǎn)能力的全部。它的工藝分為乙苯催化脫氫法和乙苯氧化脫氫法，主要包括Lummus/UOP乙苯脫氫工藝、Fina/Badger乙苯脫氫工藝和乙苯脫氫選擇性氧化工藝（Smart工藝）3種工藝【1】。在這些工藝過程中，苯乙烯的產(chǎn)量取決于裝備的先進(jìn)性和催化劑的使用。因此，苯乙烯裝置的研究和催化劑的研制技術(shù)的提高和改進(jìn)至關(guān)重要。在本次設(shè)計(jì)中，為了獲得更高的苯乙烯產(chǎn)率，采用了比較合理的乙苯脫氫制苯乙烯的工藝路線。并對(duì)脫氫后的產(chǎn)物進(jìn)行了精餾分離，生產(chǎn)出純度比較高的苯乙烯。本次設(shè)計(jì)過程中沒有采用傳統(tǒng)的計(jì)算手段，而是使用了計(jì)算機(jī)軟件--化工模擬軟件AspenPlus對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行了模擬計(jì)算。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)整個(gè)工藝流程都使用模擬軟件進(jìn)行模擬，大大減少了工程計(jì)算中的繁雜的部分，也提高了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，為工程設(shè)計(jì)提供了極大的便利性。這次，利用此模擬軟件進(jìn)行了物料衡算，還有能量衡算的，并獲取到了相關(guān)的數(shù)據(jù)。而且，還完成了塔內(nèi)件的設(shè)計(jì)并對(duì)此進(jìn)行了水力學(xué)核算，這使得精餾塔在工作時(shí)有最優(yōu)生產(chǎn)效率。此外對(duì)苯甲苯塔的塔釜再沸器進(jìn)行了選型和工藝計(jì)算，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。苯乙烯的用途乙苯的主要用途乙苯是化工行業(yè)生產(chǎn)中非常常見的一個(gè)化學(xué)物質(zhì)，在許多的生產(chǎn)過程中也是一個(gè)非?；A(chǔ)的中間體。在化工行業(yè)中，它是常常被用作中間體去生產(chǎn)許多常用的，比較重要的化工產(chǎn)品。比如相關(guān)行業(yè)很多的化工原料苯乙烯，就是由乙苯進(jìn)行一系列催化或者氧化生產(chǎn)的。而且乙苯還可以用作稀釋劑，溶劑用在化工生產(chǎn)中。乙苯不僅僅在化工行業(yè)中可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用，同時(shí)它也是作為不可或缺的原材料被使用在制藥工程中。由此可見，乙苯是一個(gè)非常基礎(chǔ)也非常重要的工業(yè)原料。苯乙烯的用途苯乙烯是苯的工業(yè)衍生物其中之一，它常常作為非常重要的基礎(chǔ)原料被使用在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是合成材料工業(yè)。由苯乙烯生產(chǎn)出的商品在生活中的各方面也具有廣泛的用途。因?yàn)樗哂幸蚁┗N的性質(zhì)，因此它的反應(yīng)性非常強(qiáng)，在一定適宜條件下它極易聚合和共聚?；诒揭蚁┐诵再|(zhì)，苯乙烯最大的用途就是在工業(yè)生產(chǎn)中被用做生產(chǎn)合成材料。目前，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)聚苯乙烯系列樹脂及丁苯橡膠，也是生產(chǎn)離子交換樹脂及醫(yī)藥品的原料之一，在世界五大合成材料中，苯乙烯系列樹脂的產(chǎn)量在世界合成樹脂中居第三位，僅次于PE,PVC?！?】此外，苯乙烯還被廣泛用于制藥，染料，農(nóng)業(yè)及選礦等行業(yè)。1.2苯乙烯產(chǎn)量現(xiàn)狀苯乙烯是重要的有機(jī)化工商品，它的工業(yè)衍生物很多，尤其是近些年來PS和ABS樹脂等相關(guān)產(chǎn)品的消費(fèi)日益增長(zhǎng)，人們對(duì)苯乙烯的需求量也達(dá)到一定高度，在此推動(dòng)力下苯乙烯生產(chǎn)的發(fā)展也十分迅速。為了滿足人們對(duì)苯乙烯越來越高的需求量，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有30多個(gè)國(guó)家建設(shè)有百多套規(guī)模大小不同的苯乙烯生產(chǎn)裝置，這些裝置的建設(shè)和更新使苯乙烯的生產(chǎn)量逐年穩(wěn)定升高。在1999年時(shí)世界上苯乙烯的總生產(chǎn)能力還只有21798kt，到2002年時(shí)已經(jīng)增長(zhǎng)到了23883kt，直到2004年進(jìn)一步增長(zhǎng)到了大約25880kt,其中北美/南美能力為7427kt,約占世界苯乙烯總生產(chǎn)能力的28.7%;歐洲地區(qū)的生產(chǎn)能力為7041kt,約占世界總生產(chǎn)能力的27.2%【3】。但是由生產(chǎn)數(shù)據(jù)來看我國(guó)總生產(chǎn)能力只有大約一百噸左右，不僅與北美還有歐洲地區(qū)相差甚遠(yuǎn)，而且通過對(duì)比國(guó)民苯乙烯消費(fèi)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這些產(chǎn)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠我國(guó)國(guó)民日常生活的使用。近些年以來，我國(guó)有一半苯乙烯產(chǎn)品都是依賴進(jìn)口，這種現(xiàn)狀下，我國(guó)的當(dāng)務(wù)之急是需要盡快提高苯乙烯產(chǎn)量，以滿足國(guó)內(nèi)工業(yè)行業(yè)對(duì)苯乙烯的需求，因此我們需要盡快研究和發(fā)展苯乙烯生產(chǎn)工藝?！?】苯乙烯生產(chǎn)工藝和特點(diǎn)自從1937年以來，美國(guó)和的國(guó)最先的實(shí)現(xiàn)了苯乙烯生產(chǎn)工業(yè)化，苯乙烯系列產(chǎn)品被不斷研發(fā)和生產(chǎn)，尤其是苯乙烯系列樹脂產(chǎn)品的新興品種被不斷開發(fā)和生活中的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)了苯乙烯裝置向大型化發(fā)展，更好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)苯乙烯的主要工藝有乙苯催化脫氫法,乙苯氧化脫氫法環(huán)氧丙烷-苯乙烯（PO/SM）聯(lián)產(chǎn)法等這些方法在國(guó)內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，其中，應(yīng)用最為廣泛的是乙苯脫氫制苯乙烯技術(shù)，它又分為乙苯催化脫氫和乙苯氧化脫氫兩種工藝，乙苯催化脫氫是工業(yè)上生產(chǎn)苯乙烯的傳統(tǒng)工藝，在世界范圍內(nèi)近90%的苯乙烯裝置采取乙苯脫氫技術(shù)【5】。本設(shè)計(jì)年產(chǎn)10萬噸苯乙烯也采取了該技術(shù)。1.3.1乙苯催化脫氫法乙苯脫氫制苯乙烯法，可以說在這么多苯乙烯制取方法中最常見也是應(yīng)用最廣泛的一種方法了。因?yàn)檫@個(gè)方法也是種種工業(yè)生產(chǎn)方法中，技術(shù)發(fā)展相對(duì)來說比較成熟，而且它在經(jīng)濟(jì)方面的使用也是很合理的，所以它在國(guó)內(nèi)外的得到廣泛的應(yīng)用。簡(jiǎn)單來說，這種方法的原理就是通過催化作用脫去乙苯上的一個(gè)氫原子，然后進(jìn)一步生成苯乙烯。雖然在這個(gè)過程中會(huì)伴隨著副反應(yīng)的發(fā)生，從而生成副產(chǎn)品，但是我們可以在脫氫后進(jìn)行分離流程以獲得比較純凈的苯乙烯產(chǎn)品。而且，我們可以知道這個(gè)過程中非常重要的部分就是催化劑的使用了，它非常密切的影響了催化脫氫反應(yīng)的產(chǎn)量。因此，這么多年以來，國(guó)內(nèi)外對(duì)此催化劑的研究始終都沒有停歇，他們一直都在研究新型催化劑，使得催化反應(yīng)更加高效。不過這項(xiàng)技術(shù)在這么多年的發(fā)展創(chuàng)新的過程中，催化劑的研制和改造已經(jīng)早早不能對(duì)產(chǎn)量的大幅度提升產(chǎn)生明顯作用了。為了獲得更高的苯乙烯產(chǎn)量，人們將改造的重心放在了生產(chǎn)裝置的優(yōu)化上，只有更大型的自動(dòng)化裝置才能滿足工業(yè)化生產(chǎn)，增加其行業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)力。而且對(duì)生產(chǎn)裝置的優(yōu)化，讓其變得更加節(jié)能且高產(chǎn)且更適應(yīng)以后的工業(yè)化生產(chǎn)，這樣才能為工廠帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。1.3.2乙苯氧化脫氫法乙苯氧化脫氫和乙苯催化脫氫反應(yīng)相似，但是它和催化脫氫相比可以大大的提升轉(zhuǎn)換率并且還可以減少一大部分能耗，對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)十分的有利。它是由美國(guó)UOP公司在80年代初期研制出乙苯氧化脫氫制取苯乙烯的工藝流程(SMART)，這個(gè)工藝流程是在乙苯催化脫氫的工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行了突破性的技術(shù)創(chuàng)新。此工藝技術(shù)的原理簡(jiǎn)單來說，在乙苯脫氫反應(yīng)脫去氫后，對(duì)氫氣進(jìn)行選擇性的氧化燃燒，根據(jù)動(dòng)力學(xué)平衡方程來看，此時(shí)反應(yīng)將會(huì)想著苯乙烯生產(chǎn)的方向移動(dòng)，從而產(chǎn)生更多的苯乙烯【6】。這種反應(yīng)將乙苯轉(zhuǎn)化率提升至70%以上，同時(shí)有效地利用了氫氣氧化反應(yīng)所放出的熱量，適用于對(duì)常規(guī)苯乙烯裝置改造，可使生產(chǎn)能力提高30%~50%。除過以上的種種優(yōu)點(diǎn)，乙苯氧化脫氫同時(shí)也擁有很多不足之處。比如說，它會(huì)有比較多的危險(xiǎn)因素。若是反應(yīng)物和氫氣在不適宜的溫度下進(jìn)行混合，是會(huì)很容易生成爆炸性的混合物，因此這個(gè)溫度區(qū)間應(yīng)該得到嚴(yán)格的把控。還有如果過程中加入的氧氣沒有得到充分的氧化，催化劑就會(huì)因?yàn)檠鯕膺^多而形成催化劑中毒，從而對(duì)反映在對(duì)反應(yīng)造成很不利的影響，具體表現(xiàn)在，產(chǎn)物的選擇性會(huì)降低，副產(chǎn)品也會(huì)生成的過多。1.3.3乙苯丙烯共氧化法（PO/SM）乙苯丙烯共氧化法，也被稱之為聯(lián)產(chǎn)法。這個(gè)工藝方法和其他工藝相比，最明顯的優(yōu)點(diǎn)就是一個(gè)工藝過程可以獲得兩種比較重要的化學(xué)產(chǎn)品，即苯乙烯和環(huán)氧丙烷。在化工生產(chǎn)中，單獨(dú)的苯乙烯或者單獨(dú)的環(huán)氧丙烷裝置的操作費(fèi)用都比較高，但是這個(gè)聯(lián)產(chǎn)裝置可以一次生產(chǎn)這兩種產(chǎn)品，操作費(fèi)用與之相比節(jié)省了很多。而且在這個(gè)工藝流程中，聯(lián)產(chǎn)法是將丙烯氧化放熱反應(yīng)和乙苯脫氫吸熱反應(yīng)結(jié)合起來，節(jié)省了生產(chǎn)過程中的能量，并且這個(gè)過程中因?yàn)槲锪隙嫉玫搅顺浞值睦?，所以不存在三廢問題。但是此工藝過程的反應(yīng)相對(duì)來說比較繁雜。首先，乙苯在一定的操作溫度和壓力下，停留時(shí)間四個(gè)小時(shí)，在沒有催化劑的作用下，被空氣氧化值得過氧化氫乙苯接著該過氧化物被用來氧化丙烯，得到1-苯基乙醇和環(huán)氧丙烷，最終，1-苯基乙醇脫水后就可以得到苯乙烯?！?】從它的工藝流程可以看出來，這個(gè)工藝的制作時(shí)間相對(duì)來說是比較長(zhǎng)的，反應(yīng)和其他工藝相比也比較復(fù)雜。如果苯乙烯和環(huán)氧丙烷的市場(chǎng)銷售狀況不好，對(duì)這個(gè)聯(lián)產(chǎn)裝置的影響非常大。雖然在國(guó)外此方法在國(guó)外早已進(jìn)行工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)，但是由于它的這些限制原因，并不像乙苯脫氫法那樣應(yīng)用廣泛。1.3.4熱裂解汽油抽提蒸餾法近些年來新興了許多苯乙烯生產(chǎn)技術(shù)，但是這些新興的工藝技術(shù)，由于其理論還不夠完善，生產(chǎn)裝置還沒有得到很好的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，因此它們都還沒有的到大規(guī)模廣泛的被投入使用。熱裂解汽油抽提蒸餾法就是其中的一種，這個(gè)工藝技術(shù)是GTCTechnology公司研究開發(fā)了的新技術(shù)，即選擇性溶劑的抽屜蒸餾塔GT-苯乙烯工藝技術(shù)，從石腦油、柴油、液化石油氣為原料的蒸汽裂解制乙烯裝置生產(chǎn)的裂解汽油中直接回收約含4%6-6%的苯乙烯，采用抽提方式可將其中的苯乙烯回收?！?】1.3.5其他生產(chǎn)方法其實(shí)除了以上幾種應(yīng)用比較廣泛，有比較明顯優(yōu)勢(shì)的苯乙烯生產(chǎn)方法外，還有幾種其他苯乙烯生產(chǎn)的方法，因?yàn)榧夹g(shù)的原因還在研究開發(fā)中，比如說甲苯--甲醇合成法、乙烯--苯直接偶合法、苯乙酮法、甲苯二聚法以及甲苯和合成氣反應(yīng)法等【9】。乙苯脫氫法工藝方法介紹乙苯脫氫法工藝，是眾多乙苯脫氫法中應(yīng)用最為廣泛的一種苯乙烯生產(chǎn)方法。它可以被廣泛使用的原因是其工藝簡(jiǎn)單的化學(xué)原理，還有經(jīng)過這么多年的發(fā)展創(chuàng)新，它的工藝流程路線也更加合理簡(jiǎn)便。前面我們也介紹了此工藝流程的原理，即在水蒸氣做稀釋劑情況下，利用它降低反應(yīng)的分壓，在乙苯脫氫反應(yīng)器中進(jìn)行脫氫反應(yīng)，進(jìn)而得到我們所需要的化工產(chǎn)品苯乙烯。在這個(gè)過程中不僅有主反應(yīng)，副反應(yīng)也存在，副產(chǎn)品主要會(huì)生成苯和甲苯。因此在此工藝流程中也要考慮產(chǎn)品和副產(chǎn)品的分離提純。由于反應(yīng)器型式不同，有等溫式固定床器和絕熱式固定床器。因此可以將乙苯脫氫制苯乙烯分為等溫式工藝和絕熱式工藝。它們都有不同的代表性工藝技術(shù)，也是后來乙苯脫氫法常用的技術(shù)。等溫式固定床器的代表行工藝是BASF公司的煙道氣加熱等溫床。這個(gè)工藝進(jìn)料比較低，其生產(chǎn)費(fèi)用相對(duì)較低，但是在脫氫過程中需要的溫蒂也比較高，而且其轉(zhuǎn)換率也比較高。后者與其反應(yīng)器型式相似，在生產(chǎn)技術(shù)流程上卻有差別。代表工藝是典型的工藝有UOP/Lummus法和Fina/Badger法，Smart工藝流程。在國(guó)內(nèi)外苯乙烯生產(chǎn)廠家中被廣泛使用。下面對(duì)這幾種典型工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。Lummus乙苯脫氫技術(shù)Lummus乙苯脫氫技術(shù)是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的乙苯脫氫技術(shù)，它是具有兩段乙苯脫氫反應(yīng)器，在這兩段脫氫反應(yīng)器中對(duì)乙苯進(jìn)行催化脫氫。在這個(gè)脫氫技術(shù)中水蒸汽是至關(guān)重要的部分，它即作為熱載體在反應(yīng)開始前被加熱到過熱狀態(tài)，以為脫氫反應(yīng)這個(gè)吸熱反應(yīng)提供足夠熱量。另一方面，水蒸氣也作為稀釋劑來降低反應(yīng)的壓力，提供分壓功能。在此過程中需要的熱量由高溫水蒸氣和物料間接換熱來補(bǔ)充。這個(gè)組合反應(yīng)器的特點(diǎn)是系統(tǒng)的壓力相對(duì)降低，轉(zhuǎn)換率升高，選擇性也相對(duì)增高。因?yàn)橐冶矫摎浒殡S著副反應(yīng)，脫氫液中會(huì)存在副產(chǎn)品，在進(jìn)行脫氫反應(yīng)后需要對(duì)此進(jìn)行精餾提純。脫氫液的分離過程分為四塔流程，首先將乙苯和苯乙烯分離，在對(duì)苯乙烯進(jìn)行精制，接著將苯，甲苯，乙苯進(jìn)行分離，最后就是在苯甲苯塔中將苯和甲苯分離【10】。Fina/Badger乙苯脫氫技術(shù)Fina脫氫技術(shù)與Lummus基本相同，但是它的工藝技術(shù)的歷史比較悠久，所以在工藝流程上并沒有那么高效合理。與Lummus不同的是，脫氫反應(yīng)過程中需要的熱量不是由高溫水蒸汽和物料之間換熱完成的，這個(gè)工藝流程選擇了在兩個(gè)脫氫反應(yīng)器之間安裝了獨(dú)立的中間的換熱器，以此產(chǎn)生足夠的熱量為反應(yīng)而提供。Fina/Badger苯乙烯的精餾部分與Lummus不同，此流程的脫氫液也采用了四塔流程，但是苯乙烯經(jīng)歷了四次加熱。Smart脫氫技術(shù)它是由美國(guó)UOP公司在80年代初期研制出乙苯氧化脫氫制取苯乙烯的工藝流程(SMART)。此工藝技術(shù)的原理簡(jiǎn)單來說，在乙苯脫氫反應(yīng)脫去氫后，對(duì)氫氣進(jìn)行選擇性的氧化燃燒，根據(jù)動(dòng)力學(xué)平衡方程來看，此時(shí)反應(yīng)將會(huì)想著苯乙烯生產(chǎn)的方向移動(dòng)，從而產(chǎn)生更多的苯乙烯。它和催化脫氫相比可以大大的提升轉(zhuǎn)換率并且還可以減少一大部分能耗，對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)十分的有利。這個(gè)工藝流程中氧化反應(yīng)可以產(chǎn)生熱量，但是這些熱量不會(huì)被浪費(fèi)，會(huì)繼續(xù)作為能量補(bǔ)充參與到反應(yīng)中，有效的利用了氧化時(shí)所放出的熱量。這種方法適合于對(duì)傳統(tǒng)苯乙烯裝置進(jìn)行改造。在以后的工業(yè)生產(chǎn)中，會(huì)得到非常廣泛的應(yīng)用。1.5乙苯催化脫氫工藝條件研究1.5.1反應(yīng)溫度對(duì)乙苯脫氫反應(yīng)來講，它生成苯乙烯是吸熱反應(yīng)，因此反應(yīng)溫度在其影響因素中是非常重要的一方面。由熱力學(xué)知識(shí)我們可以知道，當(dāng)溫度升高的時(shí)候，反應(yīng)會(huì)朝著苯乙烯生成的方向移動(dòng)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)換率會(huì)在此時(shí)隨之增加。但這個(gè)并不是說在反應(yīng)過程中，溫度越高則乙苯的脫氫轉(zhuǎn)換率越高，從而生成的苯乙烯產(chǎn)品就會(huì)越多，相反，因?yàn)橐冶矫摎涞闹鞣磻?yīng)和副反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，在溫度升高時(shí)，副反應(yīng)也會(huì)隨之而增加，這將直接導(dǎo)致苯乙烯的選擇性大大降低【11】。此時(shí)反應(yīng)設(shè)備的能耗使用會(huì)相應(yīng)增大，需要更好的材料去制造設(shè)備才能滿足此時(shí)的反應(yīng)條件。因此，為了讓乙苯脫氫反應(yīng)處在一個(gè)產(chǎn)量最高的反應(yīng)溫度下，需要把控一個(gè)合適的溫度，這個(gè)合適溫度通常在600到650這個(gè)區(qū)間內(nèi)。1.5.2反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力對(duì)乙苯脫氫反應(yīng)來說也是一個(gè)十分重要的影響因素。因?yàn)橐冶矫摎浞磻?yīng)是一個(gè)體積增加的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)壓力降低的時(shí)候，乙苯的脫氫轉(zhuǎn)化率會(huì)顯著的增加。另外由苯乙烯的化學(xué)性質(zhì)可以知道，它是一個(gè)非常容易自和聚合的化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)反應(yīng)壓力升高時(shí)，苯乙烯很容易發(fā)生自聚從而生成聚苯乙烯。這個(gè)自聚物很容易附著和堵塞在管道之中，可以說對(duì)裝置正常運(yùn)行工作有非常大的危害。為了防止聚苯乙烯對(duì)生產(chǎn)裝置的堵塞，通常選擇降低反應(yīng)壓力。但是對(duì)苯乙烯裝置來說，反應(yīng)壓力也不是越低越好，尤其是在化工生產(chǎn)中安全因素十分重要，因此反應(yīng)也往往不采用負(fù)壓工藝，大部分工業(yè)生產(chǎn)都選擇加入水蒸氣降低系統(tǒng)的反應(yīng)壓力。1.5.3蒸汽-乙苯進(jìn)料比的影響由熱力學(xué)原理可知，用水蒸氣作為脫氫反應(yīng)的稀釋劑可以提高乙苯脫氫的平衡轉(zhuǎn)化率，增加乙苯收率，抑制催化劑表面結(jié)焦同時(shí)有消炭作用，并提供熱量，利于分離。但是，水蒸氣用量不是越多越好，超過一定比值后平衡轉(zhuǎn)化率的提高就不明顯了。2.設(shè)計(jì)部分2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容1.任務(wù)：年產(chǎn)10萬噸苯乙烯裝置的設(shè)計(jì)2.年開工量：8000小時(shí)3.產(chǎn)物要求：苯乙烯，要求純度要大于99,8%4.生產(chǎn)方法：乙苯脫氫工藝，以水蒸氣為熱載體，依據(jù)魯姆斯公司工藝流程。5.設(shè)計(jì)方法：借助化工模擬軟件AspenPlus進(jìn)行流程建立，并進(jìn)行模擬計(jì)算。根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書，利用模擬軟件對(duì)精餾塔進(jìn)行了塔板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和水力學(xué)核算，使得精餾塔在工作時(shí)有最優(yōu)生產(chǎn)效率。此外對(duì)塔釜再沸器進(jìn)行了選型和工藝計(jì)算，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。2.2苯乙烯設(shè)計(jì)參數(shù)2.2.1原料規(guī)格表2.1乙苯規(guī)格組分質(zhì)量指標(biāo)外觀無色透明液體密度（20℃）g/cm30.866~0.870水浸物酸堿性（pH值）6.0~8.0乙苯%（質(zhì)量）≥99.80苯%（質(zhì)量）≤0.01甲苯%（質(zhì)量）≤0.005二甲苯%（質(zhì)量）≤5010-6二乙苯%（質(zhì)量）≤1010-6異丙苯%（質(zhì)量）≤10010-6硫%（質(zhì)量）≤510-6氯離子%（質(zhì)量）≤1.010-6游離水%（質(zhì)量）無2.2.2產(chǎn)品規(guī)格2.2.3乙苯脫氫的主副反應(yīng)本次設(shè)計(jì)采用乙苯脫氫反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)需要在過熱水蒸汽的條件下進(jìn)行反應(yīng)，水蒸氣在這個(gè)反應(yīng)中起到熱載體和稀釋劑的作用，它并不參與進(jìn)這個(gè)化學(xué)反應(yīng)。這個(gè)工藝過程中不僅有主反應(yīng)發(fā)生，同時(shí)也伴隨著副反應(yīng)和其生成的副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品有苯，甲苯，乙苯，氫氣。主反應(yīng)及反應(yīng)熱如下：副反應(yīng)及反應(yīng)熱：2.2.4乙苯脫氫的工藝條件反應(yīng)溫度:在600到660的溫度區(qū)間反應(yīng)壓力:常壓下反應(yīng)，加入水蒸氣以降低分壓進(jìn)料比：乙苯與水蒸氣比約為：16~202.2.5總工藝流程簡(jiǎn)述本工藝設(shè)計(jì)全程分為兩個(gè)部分進(jìn)行，即乙苯脫氫部分和精餾部分。下面將對(duì)兩個(gè)部分進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：（1）乙苯脫氫部分本設(shè)計(jì)采用乙苯二段脫氫工藝流程，即魯納斯公司建立的工藝流程。簡(jiǎn)而言之，這個(gè)工藝以乙苯為原料，水蒸汽為熱載體進(jìn)行乙苯脫氫反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，水蒸氣和原料之間進(jìn)行換熱以補(bǔ)充反應(yīng)所需要的熱量。（2）精餾部分經(jīng)過乙苯催化后的脫氫液分離為四塔流程，粗苯乙烯塔即（苯＋甲苯）/（乙苯＋苯乙烯）塔、乙苯回收塔即乙苯/苯乙烯塔、苯/甲苯塔、苯乙烯精餾塔。在此精餾過程中含有產(chǎn)品苯乙烯和副產(chǎn)品的脫氫液在泵的作用下進(jìn)入粗苯乙烯塔，在此塔中進(jìn)行精餾作用，產(chǎn)品苯乙烯從塔釜流出進(jìn)入精苯乙烯塔，再次進(jìn)行精餾以獲取更高純度的產(chǎn)品。乙苯和副產(chǎn)品苯，甲苯進(jìn)入乙苯回收塔進(jìn)行精餾，乙苯從塔頂流出回收回乙苯一段脫氫工段中，進(jìn)行混熱后再次參與脫氫反應(yīng)。苯，甲苯進(jìn)入苯-甲苯分離塔中進(jìn)行分離。2.3AspenPlus模擬軟件工藝流程設(shè)計(jì)2.3.1物性方法對(duì)于乙苯脫氫制苯乙烯的過程中物系主要是烴類，在反應(yīng)過程中只有水蒸氣存在，沒有涉及其他極性物質(zhì)，所以對(duì)整個(gè)流程的模擬可以采用SPK，PR物性方法，在本流程模擬過程中采用了PSRK物性方法，在有水蒸氣參與的模塊中，選擇STEMA-TA物性方法。2.3.2反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程選擇模擬裝置采用國(guó)內(nèi)研制的催化劑，根據(jù)該催化劑在絕熱固定床反應(yīng)器中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，副產(chǎn)物只考慮苯和甲苯，苯直接由乙苯脫烷基得到，甲苯由乙苯加氫得到，并與苯乙烯構(gòu)成平行反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程如下：乙苯脫氫反應(yīng)溫度570～640℃、水烴摩爾比為16~20條件下，采用冪數(shù)型動(dòng)力學(xué)方程式，建立如下苯乙烯、苯和甲苯的生成速率方程：2.3.3乙苯脫氫部分模擬建立在用AspenPlus化工流程模擬軟件對(duì)乙苯脫氫制苯乙烯工藝整個(gè)流程進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)，其中工藝所涉及的單元設(shè)備為脫氫反應(yīng)器、精餾塔、換熱器、泵、閃蒸器等。分別選用如下的模塊：反應(yīng)器用RPlug模塊；精餾塔用RadFrac模塊；換熱器用Heater模塊；泵用Pump模塊，閃蒸器Sep用模塊；精餾塔的塔頂冷凝器采用HeaterX與FSplit模塊的組合形式；氣液分離裝置用Flash2模塊。本設(shè)計(jì)工藝流程分為脫氫反應(yīng)部分和精餾部分，脫氫反應(yīng)流程建立如下：圖2.1乙苯脫氫工藝流程建立（1）物性的選擇根據(jù)進(jìn)料流股和產(chǎn)品純度要求確定反應(yīng)器尺寸，查閱文獻(xiàn)，可知反應(yīng)器直徑為6m,反應(yīng)器長(zhǎng)度變化范圍為8到12m,為了滿足苯乙烯產(chǎn)率。選用物性計(jì)算方法和模型（PropertyMethods&Models），根據(jù)過程類型和擬用的單位制選用Simulations為最常用的“ChemicalswithMetricUnits”，過程仿真RunType選用“Flowsheet”。（2）乙苯和水的進(jìn)料規(guī)定圖2.2乙苯進(jìn)料規(guī)定圖2.3水進(jìn)料規(guī)定（3）換熱器E101圖2.4換熱器摘要（4）乙苯一段脫氫反應(yīng)器B101在此流程中，我們選用絕熱反應(yīng)器作為乙苯一段脫氫反應(yīng)器，乙苯一段脫氫反應(yīng)器配置如下：圖2.5脫氫反應(yīng)器配置在這個(gè)脫氫反應(yīng)器會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，查閱文獻(xiàn)可知反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)如下：圖2.6動(dòng)力學(xué)參數(shù)圖2.7動(dòng)力學(xué)參數(shù)圖2.8動(dòng)力學(xué)參數(shù)運(yùn)行模擬后可得到乙苯一段脫氫反應(yīng)器B101概況和流股結(jié)果乙苯一段脫氫反應(yīng)器B101概況：圖2.8B101概況流股結(jié)果：表3.1乙苯一段脫氫反應(yīng)器流股結(jié)果項(xiàng)目單位輸入輸出相態(tài)液相氣相溫度C37.160450.000壓力 bar0.9000.900質(zhì)量流量kg/h16938.22316938.223CH4kg/h0.0000.000C2H4kg/h0.0000.000H2kg/h0.0000.000C8H8kg/h1.2861.286C7H8kg/h0.0000.000C6H6kg/h0.0000.000H2Okg/h0.0000.000C8H10kg/h16936.93716936.937（5）乙苯二段脫氫反應(yīng)器

2.4精餾部分模擬設(shè)計(jì)根據(jù)工藝流程要求，設(shè)計(jì)精餾部分模擬流程如下圖精餾部分分為簡(jiǎn)捷計(jì)算和嚴(yán)格計(jì)算，以精苯乙烯塔為例，我們首先經(jīng)過模塊DSTWU對(duì)該塔進(jìn)行簡(jiǎn)捷計(jì)算。通過已知的物料關(guān)系進(jìn)行模擬，確定其基本參數(shù)，即回流比為最小回流比的1.2，塔頂冷凝器壓力1.0bar，塔底再沸器壓力1.2bar，塔頂輕關(guān)鍵組分為乙苯（99.7%，mol%），塔底重關(guān)鍵組分為苯乙烯（99.75%，mol%）。經(jīng)過簡(jiǎn)捷計(jì)算確定合適的理論塔板數(shù)與回流比。之后，利用初步模擬的結(jié)果，通過RadFrac模塊進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，確定分離部分的工藝參數(shù)。嚴(yán)格計(jì)算如下進(jìn)料塔板為第38塊塔板

3主要設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型本次設(shè)計(jì)利用化工模擬軟件AspenPlus軟件對(duì)主要設(shè)備即苯甲苯精餾塔進(jìn)行了塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和水力學(xué)核算，使得精餾塔在工作時(shí)有最優(yōu)分離效率。并且對(duì)塔釜再沸器進(jìn)行了選型和工藝計(jì)算，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。3.1苯甲苯塔塔內(nèi)件設(shè)計(jì)3.1.1塔設(shè)備簡(jiǎn)介本次要設(shè)計(jì)的塔是苯甲苯連續(xù)精餾塔，精餾是讓多種液體分離時(shí)最常見的單元操作，其在化工，煉油和石油工業(yè)生產(chǎn)中都的到了廣泛的應(yīng)用。精餾過程時(shí)連續(xù)操作氣液分離，其多次接觸和分離。這個(gè)過程時(shí)多次傳熱，傳質(zhì)的過程。利用液相混合物各組分揮發(fā)度不同來進(jìn)行分離。為了實(shí)現(xiàn)精餾過程，要對(duì)不同的工藝流程的精餾塔進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)利用化工模擬軟件，對(duì)精餾塔進(jìn)行了塔內(nèi)件設(shè)計(jì)，為后續(xù)工程計(jì)算提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。3.1.2塔內(nèi)件設(shè)計(jì)

3.2苯甲苯再沸器選型塔釜再沸器的作用是讓液體汽化的設(shè)備，它也叫重沸器，3.3.3再沸器類型立式再沸器：立式再沸器分為熱虹吸式和強(qiáng)制循環(huán)式臥式再沸器：熱虹吸式，強(qiáng)制循環(huán)式，還有釜式再沸器和內(nèi)置式再沸器其中的立式熱虹吸的特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積比較小，傳熱系數(shù)高。它的循環(huán)推動(dòng)力是利用釜液和傳熱管間氣液混合物的密度差。缺點(diǎn)是其殼程不能用機(jī)器清洗，并且其不適用于不清潔或者高粘度的介質(zhì)。臥式熱虹吸的循環(huán)推動(dòng)力與立式熱虹吸相同，其優(yōu)點(diǎn)在傳熱系數(shù)中等，在使用過程中維護(hù)和清理起來比較方便，缺點(diǎn)是占地面積比較大。強(qiáng)制循環(huán)式再沸器適合用于高粘度或者熱敏性的物料。釜式再沸器的特點(diǎn)是它的可靠性比較高，使用過程中容易結(jié)垢但清理起來比較方便。其傳熱系數(shù)比較小，殼體容積大導(dǎo)致其占地面積也比較大，且造價(jià)高。3.2.3利用化工軟件AspenPlus模擬設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用了化工軟件AspenPlus對(duì)此工藝流程的再沸器進(jìn)行了選型和模擬，本設(shè)計(jì)采用了管殼式再沸器，模擬過程分為設(shè)計(jì)部分和校核部分，下面是模擬結(jié)果。 4物料衡算和能量衡算 4.1物料衡算4.1.1物料衡算的原理及方法4.1.2主要設(shè)備物料衡算本設(shè)計(jì)通過化工模擬軟件AspenPlus進(jìn)行了工藝模擬，得到整個(gè)流程的物料情況。下面我們將對(duì)幾個(gè)主要設(shè)備進(jìn)行物料衡算。（1）粗苯乙烯塔T201

圖3-1粗苯乙烯塔根據(jù)AspenPlus模擬結(jié)果可得粗苯乙烯塔的物料衡算結(jié)果如下：表3-1物料衡算表項(xiàng)目單位輸入輸出流股S18S19S20相態(tài)液相液相液相溫度C30.06147.925102.420壓力bar1.0000.2400.280摩爾流量kmol/h159.54235.726123.816質(zhì)量流量kg/h15995.5003099.18012896.400CH4kg/h0.0000.0000.000C2H4kg/h0.0000.0000.000H2kg/h0.0000.0000.000C8H8kg/h12859.0001.28612857.700C7H8kg/h137.299137.2990.000C6H6kg/h1873.3001873.3000.000H2Okg/h0.0000.0000.000C8H10kg/h1125.9801087.29036.689總計(jì)15995.50015995.580 誤差0.080 由表可知進(jìn)出物流總質(zhì)量差0.08kg/h,誤差在工程允許范圍之內(nèi)，故可認(rèn)為進(jìn)出物料守恒（2）精苯乙烯塔1T204圖3.2精苯乙烯塔根據(jù)AspenPlus模擬結(jié)果可的精苯乙烯塔的物料衡算如下：表3.2精苯乙烯塔物料衡算表項(xiàng)目單位輸入輸出流股S20S27S28相態(tài)液相液相液相溫度C102.42079.454102.290壓力bar0.2800.1200.280摩爾流量kmol/h123.81619.023104.793質(zhì)量流量kg/h12896.4001981.56010914.800體積流量kg/h18.0242.70715.255CH4kg/h0.0000.0000.000C2H4kg/h0.0000.0000.000H2kg/h0.0000.0000.000C8H8kg/h12857.7001964.70010893.000C7H8kg/h0.0000.0000.000C6H6kg/h0.0000.0000.000H2Okg/h0.0000.0000.000C8H10kg/h38.68916.86021.830總計(jì)（kg/h)12896.40012896.400誤差0.400由上表可知進(jìn)出物流總質(zhì)量差0.400kg/h,誤差在工程允許范圍之內(nèi)，因此可認(rèn)為進(jìn)出物料守恒。（3）乙苯一段脫氫反應(yīng)器B101圖3.3乙苯一段脫氫反應(yīng)器根據(jù)AspenPlus模擬結(jié)果可以知道乙苯一段脫氫反應(yīng)器的物料衡算如下：表3.3物料衡算表項(xiàng)目單位輸入輸出流股S9S10相態(tài)汽相汽相溫度C639.147501.924壓力bar0.3000.200摩爾流量kmol/h1459.3901568.630質(zhì)量流量kg/h40355.30040355.300體積流量kg/h368994.000505389.000CH4kg/h0.00012.661C2H4kg/h0.000208.998H2kg/h0.000203.598C8H8kg/h1.15710602.300C7H8kg/h0.00072.715C6H6kg/h0.000581.940H2Okg/h23417.20023417.200C8H10kg/h16936.9005255.850總計(jì)kg/h0.000由上面的物料表可知，對(duì)于B101反應(yīng)器的計(jì)算完全不存在誤差，主要原因是這個(gè)計(jì)算過程中不存在迭代收斂問題。(3)總工程物料衡算總工程工藝流程圖如下：圖3.3總工藝流程圖根據(jù)AspenPlus模擬結(jié)果可以得到總工藝流程的物料衡算如下：表3.4總工藝流程物料衡算表苯乙烯設(shè)備的總工藝流程的物料衡算如上，根據(jù)結(jié)果可以知道誤差非常小，可以忽略不計(jì)。3.2能量衡算3.2.1能量衡算原理及方法本設(shè)計(jì)是以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯，產(chǎn)量10萬噸/年苯乙烯。前面我們對(duì)全工藝流程進(jìn)行了流程模擬，對(duì)主要塔設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)，由此可以得到物料衡算和能量衡算。對(duì)于連續(xù)系統(tǒng)：Q+W=∑Hout-∑Hin其中Q——設(shè)備的熱負(fù)荷。W——輸入系統(tǒng)的機(jī)械能?！艸out——離開設(shè)備的各物料焓之和。∑Hin——進(jìn)入設(shè)備的各物料焓之和。在進(jìn)行全廠熱量衡算時(shí)，是以單元設(shè)備為基本單位，考慮由機(jī)械能轉(zhuǎn)換、化學(xué)反應(yīng)釋放和單純的物理變化帶來的熱量變化。3.3.3主要設(shè)備的能量衡算本設(shè)計(jì)通過化工模擬軟件AspenPlus進(jìn)行了工藝模擬，得到整個(gè)流程的能量情況。下面我們將對(duì)幾個(gè)主要設(shè)備進(jìn)行能量衡算。乙苯一段脫氫B101能量衡算表3.4能量衡算表項(xiàng)目單位進(jìn)口出口S9S10摩爾焓J/km-42.204-39.265質(zhì)量焓J/kg-1526.263-1526.263摩爾熵J/km-0.3921.051質(zhì)量熵J/kg--0.0140.041焓流量kW-61.593-61.593WkW0.000QkW0.000W+Q-Hout+Hin0.000(2)粗苯乙烯塔T201能量衡算表3.5能量衡算表項(xiàng)目單位 進(jìn)口出口流股S18S19S20摩爾焓J/kmol20849.8167948.20128161.062質(zhì)量焓J/kg207.95991.622270.370摩爾熵J/kmol-K-76.122-70.238-68.498質(zhì)量熵J/kg-K-0.759-0.810-0.658焓流量kW3.3260.2843.487WkW0.00QkWW+Q-Hout+Hin（3）精苯乙烯塔T表3.6能量衡算表項(xiàng)目單位 進(jìn)口出口流股S20S27S28摩爾焓J/kmol28.16126.89128.189質(zhì)量焓J/kg270.370258.152270.639摩爾熵J/kmol-K-68.498-71.664-68.483質(zhì)量熵J/kg-K-0.658-0.688-0.658焓流量kW3.4870.5122.954WkW0.00QkW-853.00W+Q-Hout+Hin0.045苯乙烯裝置車間布置5.1車間布置要求和原則5.1.2基本要求總的來說，車間布置要滿足生產(chǎn)要求，遵守安全環(huán)保要求，符合經(jīng)濟(jì)原則。5.1.3基本原則車間布置是化工廠建設(shè)中非常重要的部分，直接影響了是否能滿足工藝生產(chǎn)要求，還有安全環(huán)保和經(jīng)濟(jì)原則。此外車間布置的合理性也影響到工作人員在生產(chǎn)工作時(shí)的環(huán)境條件和工作效率。因此，制定合理經(jīng)濟(jì)的車間布置是化工廠建設(shè)十分重要的部分。以下是車間布置要遵守的基本原則：（1）在車間布置設(shè)計(jì)中，不能隨意布置，要符合生產(chǎn)工藝流程，各個(gè)工段的設(shè)備布置應(yīng)該與重要工藝流程相一致，布置完成后的生產(chǎn)線路不能有互相交叉迂回的地方。在此過程中盡量使管線最短，并且使物料能夠盡可能的自流輸送。（2）在生產(chǎn)過程中，都會(huì)需要有輔助物料，因此輔助物料的車間應(yīng)該與使用的設(shè)備有合適的距離，盡量要靠近以增加工作效率。但是對(duì)于液氯汽化，有污染物和粉塵的部分則應(yīng)該與工作車間相隔開，并且應(yīng)該有通風(fēng)的設(shè)施。(3)設(shè)備布置過程中，應(yīng)該把相互聯(lián)系的設(shè)備布置的盡量靠近，但是在此過程中要考慮交通是否方便和工作環(huán)境是否安全，并且要保證設(shè)備能夠正常的運(yùn)行和工作人員能正常操作，維修。（4）在設(shè)備布置中，設(shè)備與氫的布置應(yīng)該保持一定的距離。6安全，環(huán)保及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)6.1安全評(píng)價(jià)對(duì)于化工生產(chǎn)來說，安全是最應(yīng)該被重視的一方面。尤其是近些年新聞中報(bào)道了來越來越多的化工廠爆炸事件，許多工人都在爆炸事件中受到重傷甚至付出了生命的代價(jià)，化工廠也損失慘重，對(duì)周圍的環(huán)境也造成了十分有威脅性的傷害。作為化工人的我們不得不警醒，在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)該要格外注意安全問題，避免類似的泄露甚是是爆炸事件的發(fā)生。本裝置是乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯，此工藝流程是在高溫高壓下進(jìn)行的，在此過程中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成一系列副產(chǎn)品，這些物料容易燃燒，容易爆炸，甚至是有毒。如果在生產(chǎn)過程中因?yàn)榉N種原因發(fā)生有毒氣體的泄露，人們長(zhǎng)時(shí)間暴露在這種有毒氣體中，會(huì)對(duì)身體造成極大的傷害甚至導(dǎo)致死亡。若果泄露的氣體量太多，甚至?xí)?duì)周圍的居民造成威脅。除過有毒氣體，若是易燃燒和易爆炸的氣體泄露，和空氣反應(yīng)后果會(huì)更加嚴(yán)重。所以在這個(gè)苯乙烯設(shè)備中，應(yīng)該要格外注意感反應(yīng)器和精餾塔的密封性。此外，最應(yīng)該受到重視的是此過程中所涉及到的設(shè)備，有脫氫反應(yīng)器，換熱器，精餾塔，泵等，反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)都是在高溫高壓下進(jìn)行，在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)該要格外注意設(shè)備安全問題，下表是反應(yīng)過程中主要物料參數(shù)見表5.1表5.1主要物料參數(shù)乙烯氫氣苯甲苯乙苯苯乙烯沸點(diǎn)℃-103.9-252.780.1110.8136.3145.3閃點(diǎn)℃無7-10.1141534.4自燃點(diǎn)℃425無562.22535432490爆炸范圍％（V）3.7-36.05-208-121.27-6.751.0-6.71.1-6.1最大允許濃度ppm2.731001.50.71.08.66.1.1防范措施在化工生產(chǎn)中，因?yàn)槲ｋU(xiǎn)因素非常的多，任何一個(gè)小小細(xì)微的地方出現(xiàn)問題，都有可能對(duì)生產(chǎn)過程造成極大的安全威脅。因此，制定一系列防范措施去避免生產(chǎn)危險(xiǎn)就是十分有必要的了。例如在反應(yīng)器區(qū)在脫氫反應(yīng)器中發(fā)生脫氫反應(yīng)，乙苯脫氫反應(yīng)生成氫氣。若是在此反應(yīng)器內(nèi)氫氣發(fā)生泄漏，是非常嚴(yán)重的安全問題，因?yàn)闅錃庑孤逗笾饡r(shí)是淡藍(lán)