18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计-22447.docx

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1、摘 要本设计为为1.88万吨/年乙苯苯脱氢制制苯乙烯烯精馏工工段工艺艺设计，工工艺采用用具有低低活性、高高选择性性的氧化化铁系列列催化剂剂，参照照鲁姆斯斯公司（LLummmus）公公司生产产苯乙烯烯的技术术，以乙乙苯脱氢氢法生产产苯乙烯烯。乙苯苯催化脱脱氢法是是目前生生产苯乙乙烯的主主要方法法，目前前世界上上大约990%的的苯乙烯烯采用该该方法生生产。它它以乙苯苯为原料料，在催催化剂的的作用下下脱氢生生成苯乙乙烯和氢氢气。设计内容容主要包包括：工工艺流程程设计、工工艺计算算、设备备设计等等。本设计主主要是精精馏工序序的设计计。原料料来自乙乙苯生产产装置或或原料采采购部门门，循环环水、冷冷冻水、

2、电电和蒸汽汽来由公公用工程程系统提提供，生生产出的的苯乙烯烯产品到到成品库库。 乙苯脱氢氢反应在在绝热固固定床反反应器中中进行，反反应物送送至精馏馏工序。先先经乙苯苯-苯苯乙烯分分离出乙乙苯（含含苯、甲甲苯）和和粗苯乙乙烯（带带重组分分及焦油油）。乙乙苯馏分分送苯甲苯塔塔分成苯苯、甲苯苯馏分和和回收乙乙苯，回回收乙苯苯返回脱脱氢工序序。粗苯苯乙烯送送精馏塔塔分成精精馏苯乙乙烯和焦焦油。关 键 词:苯乙烯烯精馏装装置工艺艺设计Absttracct Thhe ddesiign forr thhe uunnuual prooducctioon ccapaacitty oof 11.8 Ethhylb

3、benzzennne DDehyydroogenna-ttionn too Sttyreene proocesss ,tecchnoologgy uusedd wiith a llaw acttiviity ,hiigh sellecttiviity of thee irron oxiide cattalyyst ,inn thhe llighht oof (Lummmuss) sstyrrenee prroduuctiion tecchnoologgy tto eethyylbeenzeene froom SStyrrenee prroduuctiion of hyddroggen .Des

4、iign eleemennts inccludde :proocesss ddesiign ,prroceess callcullatiion ,eqquippmennt ddesiign .Desiigneed ffor usee maainlly bby tthe dehhydrrogeenattionn reeacttionn annd ddisttilllatiion sysstemms ccompposeed oof ttwo proocesssess .DDehyydroogennatiion of ethhylbbenzzenee inn addiabbatiic ffixeed

5、-bbed reaactoor ,thee reeacttantt too thhe ddisttilllatiion proocesss .Fisst , byy etthyllbennzenne towwer isoolatted ethhylbbenzzenee sttyreene(bennzenne,ttoluuenee) aand thee crrudee sttyreene (wiith thee reeorgganiizattionn off suub-aand tarr ).Ethhylbbenzzenee beenzeene disstilllatte ddeliiverry

6、 Tapp innto tolluenne bbenzzenee ,ttoluuenee etthyllbennzenne ddisttilllatee annd rrecooverry , thhe rrecooverry proocesss oof eethyylbeenzeene dehhydrrogeenattionn too reeturrn .Sennd ccrudde ddisttilllatiion collumnn iss diividded intto ffinee sttyreene andd sttyreene tarr .Keywwordds: ethhylbbenz

7、zenee, ddehyydroogennatiion, Deesiggn eelemmentt目 录前言-11一、绪绪论-21、原料料的主要要性质和和用途-222、苯乙乙烯的性性质和用用途-33、苯乙乙烯生产产的各种种比较-334、本设设计说明明-5二、生产产工艺说说明-81、原料料、成品品及半成成品-82、主、副副化学反反应反应应-883、生产产步骤-884、原理理、化学学组成及及化学化化学性质质-885、反应应器设计计依据-1116、主要要工艺变变量（参参数）的的选择与与控制-117、流程程叙述-122三、工艺艺计算及及设备设设计-116（一）物物料衡算算-161、粗苯苯乙烯塔塔-162

8、、精苯苯乙烯塔塔-163、循环环乙烯塔塔-174、苯，甲甲苯塔-17（二）热热量衡算算-181、粗苯苯乙烯塔塔-182、循环环乙苯塔塔-193、精苯苯乙烯塔塔-204、苯-甲苯塔塔-211四、粗苯苯乙烯塔塔的一些些物性参参数-2221、塔的的操作压压力及温温度-2222、最小小回流比比Rmiin-2333、最小小理论板板数-2234、理论论板数NN的确定定-245、全塔塔平均板板效率及及实际塔塔板数NN实-2246、确定定加料板板的位置置-24五、设备备计算-255（一）精精馏段-255 1、操操作气速速-2252、塔板板的设计计-263、塔板板适宜操操作区的的计算和和分析-288（二）提提馏

9、段-311 1、操操作气速速-3312、塔板板的设计计-323、塔板板适宜操操作区的的计算和和分析-344六、谢辞辞-37七、参考考文献-388八、附图图前 言言苯乙烯作作为化工工生产的的基本原原料，在在国民经经济中起起到了越越来越大大的作用用。苯乙乙烯的工工业生产产包括乙乙苯氧化化脱氢法法和乙苯苯催化脱脱氢法。乙乙苯氧化化脱氢法法是目前前尚处于于研究阶阶段生产产苯乙烯烯的方法法。 此此设计的的内容为为1.88万吨/年乙苯苯脱氢制制苯乙烯烯装置，包包括工艺艺流程设设计、工工艺计算算、设备备设计等等。本设计计的依据据是采用用低活性性、高选选择性催催化剂，参参照鲁姆姆斯(LLummmus)公司生生

10、产苯乙乙烯的技技术，以以乙苯脱脱氢法生生产苯乙乙烯。苯苯乙烯单单体生产产工艺技技术：深深度减压压，绝热热乙苯脱脱氢工艺艺乙苯脱氢氢反应在在绝热式式固定床床反应器器中进行行，其特特点是：转化率率高，选选择性好好。特殊殊的脱氢氢反应器器系统：在低压压（深度度真空下下）下操操作以达达到最高高的乙苯苯单程转转化率和和最高的的苯乙烯烯选择性性。该系系统是由由蒸汽过过热器、过过热蒸汽汽输送管管线和反反应产物物换热器器组成，设设计为热热联合机机械联合合装置。整整个脱氢氢系统的的压力降降小，以以维持压压缩机入入口尽可可能高压压，同时时维持脱脱氢反应应器尽可可能低压压，从而而提高苯苯乙烯的的选择性性，同时时不损

11、失失压缩能能和投资资费用。所需要的的催化剂剂用量和和反应器器体积较较小，且且催化剂剂不宜磨磨损，能能在高温温高压下下操作，内内部结构构简单，选选价便宜宜。在苯苯乙烯蒸蒸馏中采采用一种种专用的的不含硫硫的苯乙乙烯阻聚聚剂。它它经济有有效且能能使苯乙乙烯焦油油作为燃燃料清洁洁地燃烧烧。工业业设计的的优化和和设备的的良好设设计可使使操作无无故障，从从而可减减少生产产波动. 一、绪 论1、原料料的主要要性质与与用途（1）乙乙苯的主主要性质质乙苯是无无色液体体，具有有芳香气气味，可可溶于乙乙醇、苯苯、四氯氯化碳和和乙醚，几几乎不溶溶于水，易易燃易爆爆，对皮皮肤、眼眼睛、粘粘膜有刺刺激性，在在空气中中最大

12、允允许浓度度为1000PPPM。乙乙苯侧链链易被氧氧化，氧氧化产物物随氧化化剂的强强弱及反反应条件件的不同同而异。在在强氧化化剂（如如高锰酸酸钾）或或催化剂剂作用下下，用空空气或氧氧气氧化化，生成成苯甲酸酸；若用用缓和氧氧化剂或或温和的的反应条条件氧化化，则生生成苯乙乙酮。乙苯的其其它性质质如下表表所示：表1 ：序号常数名称称计量单位位常数值备注1分子量106.16772液体比重重0.888203沸点136.21013325PPa4熔点-94.41013325PPa5液体热容容量kJ/（kg K）1.7554298.15KK6蒸汽热容容量Kcall/（kg K）0.2885277蒸发热kJ /

13、moll35.559正常沸点点下8液体粘度度104kkgSeee/MM20.6779209生成热Kcall/mool2.9882010在水中溶溶解度11燃烧热Kcall/mool11011.1气体12闪点1513自然点553.014爆炸范围围%(体积积)2.37.44（2）乙乙苯的主主要用途途乙苯是一一个重要要的中间间体，主主要用来来生产苯苯乙烯，其其次用作作溶剂、稀稀释剂以以及用于于生产二二乙苯、苯苯乙酮、乙乙基蒽醌醌等；同同时它又又是制药药工业的的主要原原料。2、苯乙乙烯的性性质和用用途 苯乙乙烯（SSM）是是含有饱饱和侧链链的一种种简单芳芳烃，是是基本有有机化工工的重要要产品之之一。苯苯

14、乙烯为为无色透透明液体体，常温温下具有有辛辣香香味，易易燃。苯苯乙烯难难溶于水水，255时其溶溶解度为为0.0066%。苯乙乙烯溶于于甲醇、乙乙醇、乙乙醚等溶溶剂中。苯乙烯在在空气中中允许浓浓度为00.1mml/ll。浓度度过高、接接触时间间过长则则对人体体有一定定的危害害。苯乙乙烯在高高温下容容易裂解解和燃烧烧。苯乙乙烯蒸汽汽与空气气混合能能形成爆爆炸性混混合物，其其爆炸范范围为11.16.001%（体体积分数数）。苯乙烯（SM）具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，苯乙烯暴露于空气中，易被氧化而成为醛及酮类。苯乙烯从结构上看是不对称取代物，乙烯基因带有极性而易于聚合。在高于100时即进行聚合

15、，甚至在室温下也可产生缓慢的聚合。因此，苯乙烯单体在贮存和运输中都必须加入阻聚剂，并注意用惰性气体密封，不使其与空气接触。苯乙烯（SM）是合成高分子工业的重要单体，它不但能自聚为聚苯乙烯树脂，也易与丙烯腈共聚为AS塑料，与丁二烯共聚为丁苯橡胶，与丁二烯、丙烯腈共聚为ABS塑料，还能与顺丁烯二酸酐、乙二醇、邻苯二甲酸酐等共聚成聚酯树脂等。由苯乙烯共聚的塑料可加工成为各种日常生活用品和工程塑料，用途极为广泛。目前，其生产总量的三分之二用于生产聚苯乙烯，三分之一用于生产各种塑料和橡胶。3、各种种苯乙烯烯生产工工艺及比比较 目前苯乙乙烯主要要由乙苯苯转化而而成，可可通过如如下四条条工艺路路线进行行。(

16、1)苯苯乙酮法法较早采用用苯乙酮酮法生产产苯乙烯烯，其步步骤主要要分为氧氧化、还还原和脱脱水三步步，方程程式如下下：C6H55C2H5 + O2C6H5COCCH3 + H2OC6H55COCCH3 + H2C6H5CHOOHCHH3C6H55CHOOHCHH3C6H5CHCCH2 + H2O该法苯乙乙烯产率率为75580%，略低低于乙苯苯脱氢法法的产率率，但中中间副产产物苯乙乙酮产值值较高，苯苯乙烯的的精制分分离较容容易。故故此法在在国外仍仍有采用用。(2)乙乙苯和丙丙烯共氧氧化法本法首先先在碱性性催化剂剂作用下下，使乙乙苯液相相氧化成成过氧化化氢乙苯苯，然后后与丙烯烯进行环环氧化反反应生成

17、成环氧丙丙烷，乙乙苯过氧氧化物则则变为苯乙醇醇，再经经脱水得得到苯乙乙烯，即即：C6H55C2H5 + O2CC6H55CHOOOHCCH3C6H55CHOOOHCCH3 + CH33CHCCH2 C6H5CHOOHCHH3+ CC3H6OC6H55CHOOHCHH3C66H5CHCCH2 + H2O本过程以以乙苯计计的苯乙乙烯产率率约为665%，低低于乙苯苯脱氢法法的产率率。但它它还能生生产重要要的有机机化工原原料环氧氧丙烷，综综合平衡衡仍有工工业化的的价值，故故目前国国外也有有采用此此法生产产的。(3)乙苯氧氧化脱氢氢法乙苯氧化化脱氢法法是目前前尚处于于研究阶阶段生产产苯乙烯烯的方法法。在

18、催催化剂和和过热蒸蒸汽的存存在下进进行氧化化脱氢反反应的，即即：2C6HH5C2H5 + O22C66H5CHCCH2 + 2H22O此方法可可以从乙乙苯直接接生成苯苯乙烯，还还可以利利用氧化化反应放放出的热热量产生生蒸汽，反反应温度度也较催催化脱氢氢为低。研研究的催催化剂种种类较多多，如氧氧化镉，氧氧化锗，钨钨、铬、铌铌、钾、锂锂等混合合氧化物物，钼酸酸铵、硫硫化钼及及载在氧氧化镁上上的钴、钼钼等。但但这些催催化剂在在多处于于研究阶阶段，尚尚不具备备工业化化条件，有有待进一一步研究究开发。(4)乙苯催催化脱氢氢法 这这是目前前生产苯苯乙烯的的主要方方法，目目前世界界上大约约90%的苯乙乙烯采

19、用用该方法法生产。它它以乙苯苯为原料料，在催催化剂的的作用下下脱氢生生成苯乙乙烯和氢氢气。反反应方程程式如下下：C6H55C2H5C66H5CHCCH2 + H2同时还有有副反应应发生，如如裂解反反应和加加氢裂解解反应：C6H55C2H5 + H2 C6H5CH3+ CCH4C6H55C2H5 + H2 C6H6 + CH33CH3C6H55C2H5 CC6H6 + CH22CH2高温裂解解生碳：C6H55C2H58CC + 5H22在水蒸汽汽存在下下，发生生水蒸汽汽的转化化反应：C6H55C2H5 + 2H22OC66H5CH3 + CO22 + 3H22此外还有有高分子子化合物物的聚合合反

20、应，如如聚苯乙乙烯、对对称二苯苯乙烯的的衍生物物等。4、本工工艺设计计说明 (1)生生产任务务：年产产1.88万吨苯苯乙烯。(2)生生产方法法：参照照鲁姆斯斯(Luummuus)公司生生产苯乙乙烯的技技术，以以乙苯脱脱氢法生生产苯乙乙烯。鲁姆斯(Lummmuss)公司司经典苯苯乙烯单单体生产产工艺技技术：深深度减压压，绝热热苯脱氢氢工艺；鲁姆斯（孟孟山都/UOPP）经典典苯乙烯烯单体生生产工艺艺简介：该工艺是是全世界界生产苯苯乙烯（SM）单体中最成熟和有效的技术，自1970年实现工业化以来，目前大约有55套装置在运转。A、工艺艺流程从乙苯(EB)生产苯苯乙烯的的经典流流程如附附图1所示。乙苯(

21、EEB)脱脱氢是在在蒸汽存存在下，利利用蒸汽汽来使并并维持催催化剂处处于适当当的氧化化状态。蒸蒸汽既加加热反应应进料、减减少吸热热反应的的温度降降，同时时蒸汽也也降低产产品的分分压使反反应平衡衡向着苯苯乙烯(SM)方向进进行，且且又可以以连续去去除积炭炭以维持持催化剂剂的一定定活性。高温、高高压蒸汽汽稀释和和低反应应系统压压力能提提供良好好的反应应平衡曲曲线，对对乙苯(EB)转化为为苯乙烯烯(SMM)有利利，在有有两个绝绝热反应应器的工工业生产产装置中中，乙苯苯(EBB)的总总转化率率可达到到70%85%。新鲜鲜乙苯和和循环乙乙苯先与与一部分分蒸汽混混合，然然后在一一个用火火加热的的蒸汽过过热

22、器内内进行过过热，再再与过热热蒸汽相相混合，在在一个两两段、绝绝热的径径向催化化反应系系统内进进行脱氢氢。热反反应产物物在一个个热交换换器内冷冷却以回回收热量量并冷凝凝。不凝凝气（主主要是氢氢气）压压缩后，经经回收烃烃类后再再用作蒸蒸汽过热热器的燃燃料，而而冷凝液液体分为为冷凝水水和脱水水有机混混合物（DM）。在脱水有有机混合合物(DDM)（苯苯乙烯、未未反应乙乙苯、苯苯、甲苯苯和少量量高沸物物）中加加入一种种不含硫硫的阻聚聚剂(NNSI)以减少少聚合而而损失苯苯乙烯（SM）单体，然后在乙苯/苯乙烯单体（EB/SM）分馏塔进行分离，塔顶轻组分(EB及轻组分(苯/甲苯)从塔顶取得)去乙苯分离塔，

23、从而从乙苯分离出苯和甲苯，回收的乙苯返回脱氢反应器原料中。EB/SM塔底物（苯乙烯单体和高沸物）在最后苯乙烯分馏塔内进行分馏，塔顶产品即为苯乙烯（SM）单体产品，少量的塔底焦油用作蒸汽过热器的燃料，蒸汽过热器所需大部分燃料来自脱氢废气和苯乙烯焦油。典型苯乙乙烯单体体产品性性能如表表2：表2：典典型苯乙乙烯单体体产品性性能性能指标苯乙烯99.7%颜色，AAPHAA10聚合物10pppm(W)硫1pppm(WW)苯乙炔30pppm(W)过氧化物物20pppm(W)粘度（225）0.7mmm2/s目前现代代化工艺艺装置中中生产的的苯乙烯烯纯度已已可达999.88%(WW)以上上。B、工艺艺特点和和优

24、点（a）特特殊的脱脱氢反应应器系统统：在低压（深深度真空空下）下下操作以以达到最最高的乙乙苯单程程转化率率和最高高的苯乙乙烯选择择性。该该系统是是由蒸汽汽过热器器、过热热蒸汽输输送管线线和反应应产物换换热器组组成，设设计为热热联合机机械联合合装置。整整个脱氢氢系统的的压力降降小，以以维持压压缩机入入口尽可可能高压压，同时时维持脱脱氢反应应器尽可可能低压压，从而而提高苯苯乙烯的的选择性性，同时时不损失失压缩能能和投资资费用。（b）低低蒸汽/油（EBB）比的的设计方方案：鲁姆斯公公司设计计的苯乙乙烯装置置是在低低蒸汽/油比下下操作，可可降低苯苯乙烯生生产成本本，已在在工业化化装置的的操作中中证明在

25、在低蒸汽汽/油比的的情形下下，新催催化剂的的稳定性性良好。（c）能能量回收收：鲁姆斯公公司在苯苯乙烯装装置上已已实现了了低品位位能量（500大卡/公斤苯乙烯）的回收工艺，利用乙苯/苯乙烯蒸馏塔顶产物的冷凝热来汽化乙苯和水的共沸物，并直接送至脱氢反应器，而不需要任何压缩设备。（d）安安全：一旦仪表表系统发发现有任任何严重重误操作作或故障障时，脱脱氢反应应的自动动联锁系系统即启启动，无无需任何何操作员员工即可可将装置置自动转转入安全全操作状状态或安安全停工工。（e）操操作容易易：利用该技技术的工工业化装装置已证证明它具具有很高高的可靠靠性。工工业设计计的优化化和设备备的良好好设计可可使操作作无故障

26、障，从而而可减少少生产波波动和损损失。（f）催催化剂寿寿命长：根据操作作经验，脱脱氢催化化剂的使使用寿命命是18824个月月。随着着乙苯装装置上催催化剂寿寿命的延延长，乙乙苯和苯苯乙烯装装置更换换催化剂剂的停工工时间也也可适应应尽量减减少总停停车时间间的需求求。（g）加加入阻聚聚剂：在苯乙烯烯蒸馏中中采用一一种专用用的不含含硫的苯苯乙烯阻阻聚剂。它它经济有有效且能能使苯乙乙烯焦油油作为燃燃料清洁洁地燃烧烧。本设计装装置主要要由脱氢氢反应和和精馏两两个工序序系统所所组成。原原料来自自乙苯生生产装置置或原料料采购部部门，循循环水、冷冷冻水、电电和蒸汽汽来由公公用工程程系统提提供，生生产出的的苯乙烯

27、烯产品到到成品库库，由销销售部门门销售。本本装置采采用244小时连连续运行行，年运运行79920小小时（3330天）。二、生产产工艺说说明1、原料料、成品品及半成成品 乙苯的沸沸程为1135.81366.5。为了了减少副副反应发发生，保保证生产产正常进进行，要要求原料料乙苯中中二乙苯苯的含量量0.04%。因为为二乙苯苯脱氢后后生成的的二乙烯烯基苯容容易在分分离与精精制过程程中生成成聚合物物，堵塞塞设备和和管道，影影响生产产。另外外，要求求原料中中乙炔10pppm（V%）、硫硫（以HH2S计计）22ppmm（V%）、氯氯（以HHCl计计）2pppm（%）、水水10pppm（%），以以免对催催化剂

28、的的活性和和寿命产产生不利利的影响响。乙苯经脱脱氢反应应器反应应后，反反应生成成物送乙乙苯苯乙烯烯塔分离离成乙苯苯（苯和和甲苯）及及粗苯乙乙烯（带带重组分分及焦油油）。2、主、副副化学反反应式 乙苯在脱脱氢反应应器中主主要发生生下列反反应： 主反反应：CC6H5C2H5CC6H5CHCCH2 + H2 副副反应：C6H5C2H5 + H2CC6H5CH3+ CCH4 C6H5C2H5 + H2C6H6 + CH33CH3 C6H5C2H5 C6H6 + CH22CH23、生产产步骤 乙苯脱氢氢反应在在固定床床反应器器中进行行，同时时伴随三三个副反反应，反反应产物物经循环环水冷凝凝器和盐盐水冷凝

29、凝器冷却却后，降降温到88左右，苯苯、甲苯苯、乙苯苯、苯乙乙烯、水水和重组组分全部部冷凝，甲甲烷和乙乙烯不冷冷凝，冷冷凝液经经油水分分离器分分离成水水和有机机混合物物，将水水分离，在在有机混混合物中中添加阻阻聚剂22,4-二硝基基-邻-二-丁基酚酚（DNNBP）。有有机混合合物送精精馏工序序。先经经乙苯苯乙烯烯塔分离离成乙苯苯（及苯苯、甲苯苯）和粗粗苯乙烯烯（带重重组分及及焦油）。乙乙苯馏分分送苯-甲苯苯塔分成成苯、甲甲苯馏分分和回收收乙苯，回回收乙苯苯返回脱脱氢工序序。粗苯苯乙烯送送精馏塔塔分成精精苯乙烯烯和焦油油。4、原理理、化学学组成及及化学性性质 苯乙烯（SM）是乙苯（EB）经过高吸热

30、脱氢反应而生成：EB=SSM+HH2 反应深度度由平衡衡控制：（1）汽汽态平衡衡常数为为：KP=PSMMPH2/PPEB=PPTYSMYH2/YYEB其中：PPT系统总总压；PPSM(H2/EB)各对对应组分分分压；YSMM(H22/EBB)各对应应组分摩摩尔分率率；（2）对对于所有有吸热气气相反应应，平衡衡常数随随着温度度的提高高而增加加，这时时反应平平衡关系系如下：lnKPP=AB/TT （T：K，KP：atmm）其中：AA=166.01195，B=332799.477；因此，温温度升高高，EBB转化为为SM的转转化率亦亦随之升升高。EB/SSM混合合物还进进行一些些不受平平衡控制制的初级

31、级反应（副副反应），其其中首要要的是脱脱烃反应应，特性性如下：C6H55C2H5C6HH6+CC2H44乙苯苯苯 乙烯C6H55C2H5+H2C6H5CH3+CHH4乙苯 氢气 甲苯甲烷其他反应应生成少少量的甲基基苯乙烯烯（AMMS）和和其他高高沸物。甲烷和乙乙烯亦参参与蒸汽汽重整反反应，主主要是甲甲烷反应应：CH4+2H22OCO2+4HH2O我们还观观察到：水/汽转换换反应在在反应温温度下接接近平衡衡。CO2+H2CO+H2O通常，在在苯和甲甲苯的生生成中，甲甲烷和乙乙烯的量量总是比比预期的的要少。一一氧化碳碳通常是是二氧化化碳的110%（摩摩尔）。在在反应器器的设计计中应该该记住：在接近

32、近反应平平衡时SSM停止止生成，而而苯和甲甲苯却继继续生成成，实际际上并没没有限度度。另外外，因为为SM的生生成部分分地受到到扩散的的控制，因因此，随随着温度度的上升升，苯和和甲苯的的生成率率要比SSM的生生成快得得多。EB脱氢氢的主要要操作和和设计变变量a、温度度 b、催催化剂量量及催化化剂 cc、压力力 d、蒸蒸汽稀释释因为EBB脱氢生生成SMM的反应应是吸热热反应，所所以反应应混合物物的温度度随反应应加深而而降低。反反应速率率降低的的原因其其一是反反应越来来越接近近平衡，反反应推动动力越来来越小，其其二在反反应速率率常数的的降低。在在一般设设计中，在在第一个个三分之之一的催催化剂床床层上

33、，约约有800%的温温降产生生。在基基于这样样的原理理基础上上，有一一个很高高的入口口反应温温度当然然是很理理想的。然然而，与与促进催催化脱氢氢相比，高高温更会会增加非非选择热热反应和和脱烃反反应的速速度而生生成苯和和甲苯。因因此，要要达到很很好的选选择性，需需要有效效的入口口温度上上限。相对于EEB进料料而言，催催化剂数数量对优优化操作作起着重重要的作作用。催催化剂太太少，则则不会接接近平衡衡，而催催化剂太太多，则则还没有有完全通通过催化化剂床层层EB转化化就达到到平衡并并停止转转化，而而 副副反应继继续进行行，反应应转化率率和选择择性降低低（从物物料平衡衡和装置置生产率率）。目前有很很多种

34、EEB脱氢氢催化剂剂，这些些催化剂剂一般分分为两类类：a、高高活性、低低选择性性；b、低低活性、高高选择性性。采用用低活性性、高选选择性催催化剂的的设计有有比较好好的效益益。本设设计装置置拟采用用的正是是此种催催化剂。如如果在将将来相当当长的一一段时间间内想要要提高生生产率而而又允许许有一定定的损失失的话，高高活性、低低选择性性催化剂剂可在同同样的设设备中装装填使用用。平衡常数数有压力力的范围围，因为为转化一一个摩尔尔EB会生生成两个个摩尔的的产物。所所以，较较高的系系统压力力会使脱脱氢反应应的平衡衡左移（即即抑制EEB的转转化），从从而降低低EB的转转化率。较较低的压压力将使使EB转化化较高

35、，同同时选择择性也不不受太大大的影响响。蒸汽稀释释能减少少EB、SM和氢氢气的分分压，其其效果与与降低压压力一样样。蒸汽汽稀释还还有其他他等同的的重要作作用。首首先，蒸蒸汽向反反应混合合物提供供热量。其其结果是是对于一一定的EEB转化化而言，温温度降低低很多，在在同样的的入口温温度下EEB转化化更多。第第二，少少量的蒸蒸汽表现现为能使使催化剂剂保持在在所需的的氧化状状态，具具有很高高的活性性，此蒸蒸汽量随随催化剂剂的使用用情况而而有所不不同。第第三，蒸蒸汽能抑抑制高沸沸物沉积积在催化化剂上，如如果允许许超过一一定的限限度，这这些结焦焦生成物物最终会会污染催催化剂，使使其活性性降低而而无法使使用

36、。由于上述述作用，单单程EBB转化率率在温度度、压力力、催化化剂、蒸蒸汽稀释释等方面面受到限限制，对对实际的的单级反反应器来来讲EBB转化率率只有44050%。但是是，如果果出料被被再加热热到第一一级入口口温度，混混合物便便无法平平衡。如如果再加加热的混混合物被被送到第第二个催催化剂床床层，那那么，它它又可以以进一步步转化为为SM，直直至再次次接近平平衡。由由于受到到其他变变量因素素的影响响，EBB转化总总量可达达到70085%。再加加热和增增加级数数的过程程可视经经济效益益多次重重复，每每增加一一级，转转化率和和选择性性便逐渐渐降低。因因此，本本设计采采用两级级反应器器以获得得较好的的经济效效益。5、反应应器设计计依据 反应器设设计的首首要任务务之一是是根据所所需的处处理量及及原料组组成，计计算达到到规定的的转化率率所需的的反应体体积，然然后以此此为依