年产一万吨乙苯生产装置的工艺设计1设计依据和设计条件 1.1设计主要依据 高桥化工厂乙苯生产装置，常州石化厂，清江石化厂。2.2设计主要条件1、 一年工作曰按300天计，一天以24小时计；2、 苯单耗0.80吨（纯）/吨乙苯（纯）；3、 精苯（原料苯）组成（质量%）：苯99.00%；甲苯0.95%；H2O 0.05%；4、 苯对乙苯的单程转化率35%；5、 乙烯总转化率97.50%(生成乙苯91.00%、二乙苯4.00%、三乙苯及树脂等2.50%)；6、 乙烯尾气损失1%，机械损失1.5%；7、 原料乙烯组成（mol%）：C2H4=95.00%、CH4=1.60%、C3H8=1.00%；8、 催化剂络合物组成（质量%）：AlCl3=25.00%、二乙苯=51.70%、三乙苯=23.30%；9、 AlCl3添加量为0.03吨/吨乙苯，循环的AlCl3络合物量为0.35吨/吨乙苯；10、 烃化塔操作温度95，操作压力1.3atm，为简化计算，设：（1） 、尾气中除含C2H4、CH4、C3H8外，还含有HCl、苯、甲苯、乙苯、不含二乙苯以上物质；（2） 甲苯不参加反应；（3） 三乙苯以上按三乙苯计；（4） 新AlCl3络合物与循环络合物组成相同。11、 冷凝器操作压力1.3atm，尾气在40下冷凝；12、 进料温度：精苯及原料气 25；循环苯 25；新AlCl3络合物 65；循环络合物 65；回流苯 40；13、 产品乙苯纯度99.50%(质量%)，尾气及其它损失的乙苯为产量的1%；14、 烷基化反应器顶部蒸出的芳烃中苯占70%、甲苯占20%、乙苯占10%（质量%）；15、 热损失为输出热的（510%）；16、 气体空塔速度W=0.1m/s；反应器生产强度为153kg170kg/(m3.h)2 设计规模、产品、原料规格、主要性质和用途2.1产品的主要性质、生产规模和生产能力 1产品名称：乙苯。2生产规模：10000吨年3生产能力：100001000（30024）=1388.89h2.2产品的主要性质、规格和用途1乙苯的主要性质乙苯是无色液体，具有芳香气味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，几乎不溶于水，易燃易爆，对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性，在空气中最大允许浓度为100PPM。乙苯侧链易被氧化，氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。在强氧化剂（如高锰酸钾）或催化剂作用下，用空气或氧气氧化，生成苯甲酸；若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化，则生成苯乙酮。 乙苯的其它性质如下表所示： 序号常数名称计量单位常数值备注1分子量106.1672液体比重0.88203沸点136.2101325Pa4熔点-94.4101325Pa5液体热容量kJ/（kg K）1.754298.15K6蒸汽热容量Kcal/（kg K）0.285277蒸发热kJ /mol35.59正常沸点下8液体粘度104kgSee/M20.679209生成热Kcal/mol2.982010在水中溶解度11燃烧热Kcal/mol1101.1气体12闪点1513自然点553.014爆炸范围%(体积)2.37.42乙苯的规格AR分析纯 500ML/瓶 55.003乙苯的主要用途 乙苯是一个重要的中间体，主要用来生产苯乙烯，其次用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；同时它又是制药工业的主要原料2.3原料苯的主要性质、规格和主要用途 1原料苯的主要性质最简单的芳烃。分子式C6H6。为有机化学工业的基本原料之一。无色、易燃、有特殊气味的液体。在水中的溶解度很小，能与乙醇、乙醚、二硫化碳等有机溶剂混溶。能与水生成恒沸混合物，沸点为69.25，含苯 91.2。因此，在有水生成的反应中常加苯蒸馏，以将水带出。苯在燃烧时产生浓烟。苯是一种无色、具有特殊芳香气味的液体，能与醇、醚、丙酮和四氯化碳互溶，微溶于水。苯具有易挥发、易燃的特点，其蒸气有爆炸性。苯能够起取代反应、加成反应和氧化反应。苯用硝酸和硫酸的混合物硝化，生成硝基苯，硝基苯还原生成重要的染料中间体苯胺；苯用硫酸磺化，生成苯磺酸，可用来合成苯酚；苯在三氯化铁存在下与氯作用，生成氯苯，它是重要的中间体；苯在无水三氯化铝等催化剂存在下与乙烯、丙烯或长链烯烃作用生成乙苯、异丙苯或烷基苯，苯催化加氢生成环己烷，它是合成耐纶的原料；苯在光照下加三分子氯，可得杀虫剂 666，由于对人畜有毒，已禁止生产使用。苯难于氧化，但在 450和氧化钒存在下可氧化成顺丁烯二酸酐，后者是合成不饱和聚酯树脂的原料。苯是橡胶、脂肪和许多树脂的良好溶剂，但由于毒性大，已逐渐被其他溶剂所取代。苯可加在汽油中以提高其抗爆性能。苯在工业上由炼制石油所产生的石脑油馏分经催化重整制得，或从炼焦所得焦炉气中回收。苯蒸气有毒，急性中毒在严重情况下能引起抽筋，甚至失去知觉；慢性中毒能损害造血功能。苯的其他性质如下表所示： 序号常数名称计量单位常数值1分子量 78.112 密度 0.8793 熔点 5.54 沸点 80.15 闪点 -11.1（闭式）6 蒸气压 Pa 3550（0）7 粘度 mPas（20） 0.64688 折射率 1.50119 毒性 LD50(mg/kg) 大鼠经口57002原料苯的规格 (1)海油苯乙烯装置对宝钢粗苯加氢产品苯的总N要求0.5ppm（2）江苏双良苯乙烯装置对苯的要求：碱性N0.1ppm3苯的主要用途 苯的最大用途是作为生产苯乙烯的单体原料，约占世界苯消耗量的50%。环已烷和苯酚也是苯重要消费领域。二者各占苯消费量的15%-18%。此外，苯胺、烷基苯、顺丁烯二酸酐也都是由苯生产的重要衍生物。 在芳烃中产量最大，应用最广。沿革1849年C.曼斯菲尔德从中分离出苯。1876年后实现了从回收苯，此后至20世纪50年代，苯几乎全部来自焦炉煤气和煤焦油。1949年，美国用，从轻质石油馏分)生产苯。1961年实现烷基苯制苯。近年用歧化制苯和，还从中分离苯。上述各种石油制苯工艺的问世,使得苯的主要来源从煤转为石油,其生产也迅速发展。1950年，苯的世界年产量不足2Mt,1982年达10Mt以上。M.贝特洛于1866年曾用合成苯，因乙炔成本高，此法至今不具工业意义。 苯的主要用途是作汽油的掺合物，以提高汽油的辛烷值。随着石油化学工业的发展，作为化工原料的苯的用量越来越大，其中制苯乙烯、环己烷和异丙苯所耗用的量最多，约占世界总产量的80。我国70年代纯苯的产量为16.67万吨，1983年达42.5万吨。 苯的主要用途是作汽油的掺合物，以提高汽油的辛烷值。随着石油化学工业的发展，作为化工原料的苯的用量越来越大，其中制苯乙烯、环己烷和异丙苯所耗用的量最多，约占世界总产量的80。我国70年代纯苯的产量为16.67万吨，1983年达42.5万吨。2.4原料乙烯的主要性质、规格和主要用途 1原料乙烯的主要性质名称结构简式常温时状态熔点沸点相对密度乙烯CH2CH2气169.2103.70.566 在通常状况下，乙烯是一种无色、稍有气味的气体。乙烯难溶于水，在标准状况时的密度为125g/L，比空气的宽度略小。乙烯的分子里含有碳碳双键，与只含碳碳单键的烷烃相比，双键的存在会对乙烯的化学性质产生什么影响呢？(1) 氧化反应 【实验2】 点燃纯净的乙烯。观察乙烯燃烧时的现象。 可以看到乙烯在空气中燃烧，火焰明亮并伴有黑烟。跟烷烃一样，乙烯在空气中燃烧也生成二氧化碳和水。CH2CH23O22CO22H2O 乙烯含碳的质量分数比较高，燃烧时由于碳没有得到充分燃烧，所以有黑烟产生。 【实验3】 把乙烯通入盛有KMnO4酸性溶液的试管中，观察试管里溶液颜色的变化。可以看到，通入乙烯后，KMnO4酸性溶液的紫色很快褪去，如图3所示。这说明乙烯能被氧化剂KMnO4氧化，它的化学性质比烷烃活泼。利用这个反应可以区别甲烷和乙烯。(2) 加成反应 【实验3】 把乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中，观察试管里溶液颜色的变化。可以看到，乙烯通入溴的四氯化碳溶液后，溴的红棕色很快褪去，如图4所示。说明乙烯与溴发生了反应。在这个反应中，乙烯双键中的一个键断裂，2个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上，生成无色的1，2-二溴乙烷液体。这种有机物分子中双键（或三键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成的化合物的反应，叫做加成反应乙烯不仅可以与溴发生加成反应，还可以与水、氢气、卤化氢、氯气等在一定的条件下发生加成反应。例如：CH2CH2H2OCH3CH2OH工业上可以利用乙烯与水的加成反应，即乙烯水化法制取乙醇。(3) 聚合反应 在适宜的温度、压强和有催化剂存在的条件下，乙烯的碳碳双键中的一个键可以断裂，分子间通过碳原子的相互结合能形成很长的碳链，生成聚乙烯。 CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-CH2CH2CH2CH2CH2- 这个反应可以表示成：nCH2CH2聚乙烯的分子很大，相对分子质量可达几万到几十万，这种相对分子质量很大的化合物属于高分子化合物，简称高分子或高聚物。由相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的高分子的反应叫做聚合反应。在聚合反应中，由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物的分子，这样的聚合反应同时也是加成反应，所以这种聚合反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。乙烯聚合成聚乙烯的反应就属于加聚反应2.乙烯的主要规格：（1）乙烯的含量：95%（体积）（2）CH4%=16%（3） C2H6%=24%（4） C3H8%=1%（5） H2S含量0.0005%（体积%）3原料乙烯的主要用途 乙烯是石油化学工业最重要的基础原料，它主要用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等。从20世纪60年代以来，世界上乙烯工业得到迅速的发展。乙烯工业的发展，带动了其他以石油为原料的石油化工的发展。因此一个国家乙烯工业的发展水平，已成为衡量这个国家石油化学工业水平的重要标志。 我国的乙烯工业从无到有，近十几年来发展较快，已新建和改造成一批以年产30万吨、40万吨45万吨乙烯为主的乙烯生产装置，从1985年至1995年，10年间我国的乙烯年生产能力从7.2105t上升为30105t，增加了3.2倍，一些规模更大、技术先进的乙烯生产装置正在建设中。乙烯除了是石化工业的重要原料之外，还是一种植物生长调节剂，用它可以催熟果实。在长途运输中，为了避免果实发生腐烂，常常运输尚未完全成熟的果实，运到目的地后，再向存放果实的库房空气里混