苯乙烯流程的模拟Aspen说明书.docx

化学与环境工程学院化学工程与工艺专业

化工过程模拟及软件

大作业

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姓 名：苯乙烯流程的模拟（题目）

工业背景

作为重要的一种有机化工原料，苯乙烯在化工生产中有着重要的地位。苯乙烯在是合成聚苯乙烯，树脂，丁苯乳胶，丙苯树脂，丁苯橡胶，ABS塑料，热塑性弹性体等化工产品的主要原料[1]，在化工生产中有着广泛的应用与研究。

乙苯脱氢制苯乙烯工艺是目前国内外生产苯乙烯的主要工艺，在全球苯乙烯生产能力中，该方法生产的苯乙烯量占到了90%[2]。该生产工艺主要是利用下面的反应式进行反应。

该反应是一个可逆的强吸热反应，平衡常数会随着反应器操作温度的升高而逐渐增大，平衡产率会随着反应器操作压力的降低而逐渐升高。因此，从热力学角度分析，提高反应温度，采用低压，使用新型的催化剂能够有效的提高原料的转化率。

本生产工艺主要是利用反应器、换热器、精馏塔等装置对苯乙烯的生产和精馏工艺进行简单的模拟。

2. 工艺流程

2.1 工艺流程

图2-1 工艺流程图

本项目的模拟数据主要来源于文献[3]，主要包括脱氢工序和苯乙烯精馏工序。原料乙苯进入脱氢工序在600℃，140kPa的条件下发生如下脱氢反应和副反应：

图2-2 反应方程式

图2-3 乙苯脱氢工艺流程图

进料乙苯（25℃，3bar，16400kg/h）进入加热器E0101中被加热至600℃。工业水（25℃，3bar，7735kg/h）进入加热器E0102中被加热至600℃。两股被加热后的物流进入反应器R0101中，在600℃，140kPa的条件下发生如下脱氢反应和副反应，具体的反应式见图2-2所示。文献中乙苯为转化率为40%~47%，苯乙烯的选择性为94%~96%。因此本工艺在模拟过程中主反应对应的转化率为45%，其余两个副反应的转化率为9%。反应的粗产品首先进入冷却器中冷却至50℃，然后进入闪蒸器（30℃，1bar）中脱去