毕业设计—苯乙烯装置工艺基础知识培训教材.doc(5)

2.热力单位“千卡”与标准煤“吨”的折算 能源折算系数中“蒸汽”和“热水”的计算单位为“千卡”。空调器的制冷（制热）性能系数，即 能效比η=制冷（制热）量w/输入电功率w，其物理意义是标准额定工况下每消耗1w 电能所 能产生的冷量/热量（w）。可见我国必须将火电、水电、核电和各种先进的发电技术相结合，也必须加快燃气-蒸汽联合循环发电技术的发展，燃气-蒸汽联合循环发电的特点和优势会在电网中发挥重要作用，而燃用天然气分布式能源机组的冷、热、电联供是燃气轮机发展的总体趋势，是解决电力负荷峰谷差及地方对冷、热能源需求的有效途径，它已成为电力结构中重要的组成部分，在我国具有广阔的发展前景。

解答：① 将消耗的各种能源换算成标油＝16507×88＝1452616（kg标油）＝12409×76＝943084（kg标油）＝1080000×0.1＝108000（kg标油）＝345000×0.15＝51750（kg标油）＝300000×0.038＝11400（kg标油）＝761680×0.26＝198036.8（kg标油）② 装置的总能耗＝＋＋＋＋＋＝1452616＋943084＋108000＋51750＋11400＋198036.8＝2764886.8（kg标油）③ 生产每吨苯乙烯产品的能耗能耗＝＝＝381.10（kg标油/吨苯乙烯）解答：该装置生产每吨苯乙烯产品的能耗为381.10kg标油。1.6 苯乙烯催化剂1.6.1 催化剂的定义催化剂是一种能够改变反应的速率而自身不改变的物质。能够加快反应速率的催化剂叫正催化剂，减慢反应速率的称为负催化剂。催化剂虽然能改变化学反应，但它不能改变化学平衡常数，只能影响反应向平衡状态推进的速度。催化剂技术是工业生产的核心技术，工业技术的重大进步，往往是由催化剂技术进步推动的。1.6.2 催化剂的作用在催化反应中，催化剂与反应物发生化学作用，改变了反应途径，从而降低了反应的活化能。

一种催化剂可使特定的反应循阻力较小的途径进行，降低所需的活化能，从而使反应加速。例如图中虚线表示反应物循非催化反应途径转变成产物，活化能为E。当存在某种固体催化剂时，其反应途径如实线所示：第一步，反应物与催化剂作用，变成吸附态的反应物，活化能为E1；第二步，吸附态的反应物转变成吸附态的产物，活化能为E2；第三步，吸附态的产物脱附，变成产物并释放出催化剂，活化能为E3。虽然这两条途径的结果相同，但在催化反应途径中，各步骤的活化能均小于非催化反应途径的活化能，故阻力较小，反应加速。在催化反应途径中，催化剂虽然参与反应，但经历特定的循环后重新被释放出来，此循环过程称催化循环。负催化剂的作用通常是能毒化反应系统中原有的催化剂或截断反应链。 图1-4 催化反应和非催化反应的比较1.6.3 催化剂的作用机理由于催化剂对反应有严格的选择性，催化剂的应用有很强的专一性。对于催化剂的作用机理已进行了许多研究，有助于对催化剂的选择。催化剂的作用机理可分三类：1）离子型反应机理。可从广义的酸、碱概念来理解催化剂的作用，所用的催化剂多数为酸、碱、盐类，如氧化铝，硅酸铝等。多数为非过渡元素的化合物，具有催化裂化、异构化、烷基化、水合、脱水等反应的功能。

2）自由基型反应机理。催化剂与反应物间因氧化-还原作用而使后者活化，在反应过程中涉及催化剂元素的价态变化，所用催化剂的材质多数为金属、金属氧化物、金属硫化物，如镍、铂、氧化钒、氧化铬、硫化钼等。它们多数是过渡元素及其化合物，具有催化加氢、脱氢、氧化等反应的功能。3）络合反应机理。催化剂与反应物发生配位作用而使后者活化，所用的催化剂称络合催化剂。1.6.4 催化剂的组成在某些反应中，单一的元素或化合物可作为催化剂;但在多数场合为了使催化剂具备特定的性能，常由几种成分配合而成。各种组分按作用的不同可分为催化活性组分、助催化剂、催化剂载体等。活性组分是使催化剂具备活性所必需的成分，例如乙苯脱氢催化剂Fe3O4-Al2O3混合物中的铁。固体催化剂是借助其表面与作用物接触才发生催化作用的，故多数为具有较高比表面积的物质。但并非固体的全部表面均具有催化活性，具有活性的部分称为催化活性中心或活性位。活性中心的组成、构造及其生成和破坏，在催化理论和实践中均具有重要意义。助催化剂是一类能改善活性组分的催化性能的物质。为了提高活性组分的分散度和利用率，并使催化剂具有一定的形状，许多固体催化剂中的活性组分是载于载体上的，如镍-硅藻土催化剂中的硅藻土即为载体。

活性氧化铝，又名活性矾土，在催化剂中使用氧化铝的通常专称为“活性氧化铝”，它是一种多孔性、高分散度的固体材料，有很大的表面积，其微孔表 备催化作用所要求的特性，因具有独特的骨架结构，所以与活性组分亲和力极强，该产品微孔分布均匀，孔径大小适宜，孔容大吸水率高，堆积密度小，机械性能好，具有良好的稳定性，适合做干燥剂、催化剂载体、除氟剂、变压吸附剂、双氧水专用再生剂等。o 作 为催化剂 ，其 液相操作 温度 为 剂的缺点，在 8o年代后期开发成功了三功能的135℃．mtbe的转化 率接 近 完全：hum[以 催化剂 ，它是在单功能催化荆上，经特殊化学处nazwo zrociz和 hci反应制得的固体酸催 理工艺，负载上一定的金属活性组分．如钯、铀化剂应用于 mtbe的生产 ，也取得 了显著的效 以及Ⅷb族 的金属元素 “ “。采用小分子有机配位剂原位修饰铁氧化物强化其类酶催化催化能力,与不添加配位剂相比,少量edta的加入可使磁性纳米bifeo3催化h2o2降解双酚a的活性提高约6倍,使纳米fe3o4催化h2o2降解rhb的能力提高约20倍。

电镀添加剂主要分为整平剂、应力消除剂、表面活性剂、光亮剂、辅助光亮剂等，主要为醛类、香豆素、糖精及分解产物等，此类物质大部分为可生化物质。cio一贮备溶 液：0．5m ，表面活性剂可 以敏化或抑制化学发光反应， 以nac10溶 液配 制，用碘 量 法 标 定 其浓 从而使化学发光强度增 n或减弱 i·2 根 度 3 fe”贮 备 溶 液：1mg／ml~表面活 据被敏化或被抑镧的化学发光强度与表面活 性剂溴代十四烷基吡啶 tpb 、溴代十 六烷 性剂浓度的关系曲线，可 以铡定表面活性剂 基三 甲胺 ctab 和溴代十八 烷 基 三 甲胺 的临界胶束浓度 cmc 。分子量: 163.04沸点范围: 149-151熔点 : 无比重: 1.684水中溶解度: 不混溶ph : 这里不适用ph : 这里不适用蒸气压: 无挥发性成份: 无蒸发速率: 无相对蒸气密度: >1闪点: 60.00爆炸下限: 无爆炸上限: 无自燃温度: 无分解温度: 无状态: 液体粘性: 无。

表1-10 SEB-08催化剂的工业保证值项目指标乙烯转化率（%）≥95.00产品乙苯中的二甲苯含量（ppm）≤1000催化剂第一再生周期（月）≥12催化剂寿命（月）≥241.6.7.5 催化剂的装填1）装填原则催化剂装填之前应进行筛分，将粉碎的催化剂筛分掉。① 保证反应器内具备有限空间作业的必备条件。② 保证系统要成为一个绝对独立的封闭体系。③ 严格按照装填高度进行装填。④ 保证催化剂床层上下部均有热电偶通过。⑤ 减少催化剂破损机会。⑥ 降低催化剂从环境中吸潮的机率。⑦ 保证反应器内无杂物、无油渍、无水。催化剂装填方案由专利商现场指导并确定。2）反应器清理反应器打压冲洗后用净化风吹扫，达到器内无赃物、无油渍、吹扫干净后，打开反应器人孔，按规定着装后，进入反应器内，先用细砂纸将反应器内壁上锈迹除掉 ，然后用医用纱布将反应器内壁擦净，达到无锈迹，无水迹、油迹。3）催化剂装填将催化剂运到现场。装填准备：面积大于5×5米的帆布及塑料布各一块，长柄木锹3～4把，100kg量程磅秤一台，红、蓝记号笔各一支，300×1300mm木质垫板2～4块年产万吨苯乙烯生产 设计任务书 粗苯乙烯蒸馏塔，短柄木耙一把。卷尺一把和石笔若干。① 操作人员按规定着装，穿上高腰靴，带好口罩、帽子、手套。

② 用白钢网（12目）将催化剂卸料口管段空间塞满，以防催化剂混入此段空间形成死角。③ 将每段格栅上的平纹白钢筛网配套压环装好，然后把Ф15瓷球依次摆放平整，并装至距各段反应器下面热电偶管心50mm处为止，再在其上面加12目的白钢网及配套压环。④ 按催化剂总量平均分配到反应器的五段进行装填，每段装填量尽量相同。每段催化剂装填完毕，必须用木耙耙平。⑤ 催化剂装填完毕，安装催化剂上层丝网，并装填厚度为80～100mmФ15瓷球。⑥ 瓷球装填结束，由静设备维护人员封人孔。1.6.7.6 危害信息和急救措施1）危害信息① 危险性类别：未分类② 健康危害：浸湿后，加热可能导致产品温度升至水的沸点。冷水冲洗可以降低温度。由于该产品具有吸水性能，应避免长时间皮肤接触。产品可能伴粉尘，直接接触时建议佩戴防护面具。2）急救措施① 眼睛接触：立即用大量清水冲洗至少15分钟。就医。② 皮肤接触：用大量清水和肥皂冲洗。就医。③ 吸入后：脱离现场至空气新鲜处。就医。④ 食入后：立即饮用足量温水。就医。1.6.7.7 消防措施及泄漏应急处理1）消防措施① 危险特性：无特殊的燃烧爆炸特性。使用过的产品上可能残留有危险物质。

② 有害燃烧产物：自然分解产物未知。③ 灭火方法：为避免呼吸道损害和烟熏，消防人员必须穿全身防火防毒服，在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。2）泄漏应急处理① 应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。避免扬尘，小心清扫，置于容器中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖，转移入容器中移至安全场所。② 环境防范：不需特殊的环境防范措施。1.6.8 烷基转移催化剂AEB-1H我公司干气制乙苯烷基转移催化剂采用石油科学研究院研制的AEB-1H催化剂。催化剂物性指标如表1-11。表1-11 烷基转移催化剂物性指标项目指标型号AEB-1H外观球形主要组成SiO2-AL2O3尺寸（mm）Φ2～3堆比重（g/mL）0.65～0.75比表面积（m2/g）≥500孔容（mL/g）≥0.31.6.9 乙苯负压脱氢催化剂GS-11我公司乙苯负压绝热脱氢工艺采用上海石油化工研究院研制的GS-11催化剂。1.6.9.1 物性指标表1-12 GS-11催化剂物性指标项目性质外观圆柱体颜色红褐色粒径（mm）3.0±0.1长度（mm）5～10比表面积（m2/g）3±1堆积密度（kg/l）1.35±0.05压碎强度（N/mm）≥21沸水试验合格冷水试验合格1.6.9.2 反应性能表1-13 GS-11催化剂反应性能项目指标空速（hr-1）0.50水比（wt）1.30二反出口压力（KPaA）50.0一反入口温度（℃）615二反入口温度（℃）620乙苯转化率（%）67.8苯乙烯选择性（%）97.3本表数据是在实验室二段负压绝热反应器上获得的，催化剂装载量1500mL。

1.6.9.3 反应原理主反应： 反应特征：吸热、可逆、增分子反应。在主反应发生的同时，还伴随发生热裂解、加氢裂解和蒸汽裂解等副反应，副产甲苯、苯及少量的甲烷、乙烷、氢气和焦油等，其中两个主要的副反应是： 1.6.9.4 期望使用条件表1-14 GS-11催化剂期望使用条件项目指标乙苯投料量（wt%）80～108水比（wt）1.35～1.45二反出口压力（KPaA）≤45反应器入口温度（℃）615～6401.6.9.5 原料要求原料质量对GS-11催化剂的运行效果和使用寿命有较大影响，乙苯进料中的杂质除导致副反应的增加、降低苯乙烯选择性外，某些杂质可能引起催化剂短期或长期活性降低，或者因副反应产物堵塞设备而影响生产负荷，因此控制乙苯中的杂质含量，确保乙苯原料质量十分重要。卤化物是脱氢催化剂的致命毒物，直接影响催化剂活性，必须控制乙苯原料中氯离子含量小于1ppm。硫离子是脱氢催化剂的致命毒物，直接影响催化剂活性，必须控制乙苯原料中硫离子含量不大于3ppm。二乙苯在高温和脱氢催化剂存在下发生脱氢反应生成二乙烯基苯，二乙烯基苯是一种强力交联剂并能生成不溶性聚合物，它能极其迅速地增长，堵塞设备与管道，建议控制乙苯原料中的二乙苯含量小于10ppm。