序号 物料名称 kmol/h kg/h 1 苯 0.00237 0.185 2 甲苯 0.00591 0.544 3 乙苯 0.0551 5.839 4 苯乙烯 0.0606 6.302 5 水 1430 25740 合计
×
1430.124
25752.87 有机混合物组成G7
表11
序号 物料名称 kmol/h kg/h 1 乙苯 40.0149 4241.582 苯乙烯 4400164 4577.713 甲苯 4.2921 394.87 4 苯 1.7226 134.36 合计
×
90.046
9348.52加入阻聚剂G8
表12
序号 物料名称 kmol/h kg/h 1
阻聚剂
0.0153
2.808
加入阻聚剂后的乙苯－苯乙烯塔进料组成G9
表13
序号 物料名
称
kmol/h kg/h
1 乙苯 40.0149 4241.58 2 苯乙烯 44.0164 4577.71 3 甲苯 4.2921 394.87 4 苯 1.7226 134.36 6 阻聚剂 0.0153 2.808 合计
×
90.0613
9351.33 乙苯－苯乙烯塔顶物料组成G10
表14
序号 物料名称 kmol/h kg/h 1
甲苯
4.2921
394.87
W% 0.0007 0.0021 0.0227 0.0245 99.95 100.0
W% 45.3748.974.22 1.44 100
W% 100
W% 45.36 48.95 4.22 1.44 0.03 100
W% 9.33
mol% 0.0002 0.0004 0.0039 00.0042 99.9913 100.0
mol% 44.44 48.88 4.77 1.91 100
mol% 100
mol% 44.33 48.87 4.77 1.91 0.02 100
mol% 8.28
2 乙苯 39.895 序号 物料名称 kmol/h 3 苯 1.7226 4 苯乙烯 0.11 合计
×
46.02
乙苯－苯乙烯塔底物料组成G11
序号 物料名称 kmol/h 1 乙苯 0.12 2 苯乙烯 43.91 3 阻聚剂 0.0153 合计
×
44.0453甲苯/乙苯塔塔顶物料组成G12
序号 物料名称 kmol/h 1 甲苯 4.2749 2 乙苯 0.0399 3 苯 1.7226 合计
×
6.037
乙苯回收塔塔底物料组成G13
序号 物料名称 kmol/h 1 甲苯 0.017 2 苯乙烯 0.044 3 乙苯 39.855 合计
×
39.916
苯－甲苯塔顶物料组成G14
序号 物料名称 kmol/h 1 甲苯 0.008542 苯 1.719 合计
×
1.7275
4228.87 kg/h 134.36 11.44 4769.54 表15
kg/h 12.72 4566.64 2.808 4582.17 表16
kg/h 393.29 4.23 134.36 531.88 表17
kg/h 1.564 4.576 4224.63 4230.77 表18
kg/h 0.7857 134.082 134.8677
86.69 W% 3.74 0.24 100
W% 0.28 99.66 0.068 100
W% 73.94 0.8 25.26 100
W% 0.037 0.108 99.855100
W% 0.583 99.417100
88.66 mol% 2.82 0.24 100
mol% 0.27 99.69 0.035 100
mol% 70.8 0.7 28.5 100
mol% 0.04260.110499.847100
Mol% 0.49 99.51 100
苯－甲苯塔底物料组成G15
表19
序号 1 序号 2 3 合计
物料名称 甲苯 物料名称 苯 乙苯 ×
kmol/h 4.262 kmol/h 0.00345 0.12 4.385
kg/h 392.104 kg/h 0.269 12.72 405.093 表20
序号 1 2 合计
物料名称 苯乙烯 乙苯 ×
kmol/h 41.71 0.12 41.83
kg/h 4337.84 12.72 4350.56 表21
序号 1 2 合计
物料名称 苯乙烯 阻聚剂 ×
kmol/h 2.195 0.0153 2.2103
kg/h 228.28 2.808 231.088
W% 98.78 1.22 100
mol% 99.31 0.69 100
W% 99.71 0.29 100
mol% 99.71 0.29 100
W% 96.79 W% 0.07 3.14 100
mol% 97.19 mol% 0.08 2.73 100
精馏塔顶物料组成G16
精馏塔底物料组成G17
由上述物料平衡表中可知：10000Kg/h的新鲜物料可生产出苯乙烯4337.84Kg。年产10.00万吨苯乙烯，连续生产300天，即每小时生产苯乙烯是13888.89kg，需要新鲜物料：
10000：4337.84= X：13888.89 X=32017.99 kg/h
即每小时需要新鲜物料32017.99kg。 3、热量衡算
（1）各物质 Cp=f（T） 1）查《化工热力学》，计算公式：Cp/R=A+BT+CT2 （kJ/kmol K）
序号 物质名称 A 103B 106C
1 甲烷 1.702 9.081 -2.164 2 乙烯 1.424 14.394 -4.392 3 苯乙烯 2.050 50.192 -16.662 4 苯 -0.206 39.064 -13.310 5 甲苯 0.290 47.052 -15.716
-2-52-93
2）查《化工计算》，Cp=a+b×10T+c×10T+d×10T（kJ/kmol K）
3）
物质名称
1 乙苯 2 氢气
3）查汽化潜热表
序号 名称 数值
甲苯 37.99
a -8.398 6.953
b 15.935 -0.046
c -10.003 0.096
d 23.95 -0.21
乙苯 42.26 苯 33.85 苯乙烯 40.830
4）各物质 hfi（ kJ/mol）
名称 HF0
反应器：
甲烷 乙烯 -74.85 52.26
苯乙烯 103.9
苯 82.9
甲苯 50.00
乙苯 25.79
氢气 0
（A）带入反应器热(以25℃为基准)温度T：第一反应器进口温度630℃，出
口温度580℃
第二反应器进口温度630℃，出口温度600℃
1）蒸汽带入：Q1=m×（h1-h0） 2）反应物带入：Q2=ΔH1+ΔHV’
由设计要求知：T1=630℃，故取T=（T1+T0）/2+273.15=600。65K，根据物质Cp表可计算：
乙苯：Cp 平均= a+b×10T+c×10T+d×10T=236.048（kJ/kmolK）
苯乙烯：Cp
（kJ/kmolK）
甲苯：Cp
（kJ/kmolK）
Cp m平均=∑yi Cp i平均=235.971（kJ/kmol K）
平均
平均= a+b×10T+c×10T+d×10T=217.714
-2
-52
-93
-2
-52
-93
= a+b×10T+c×10T+d×10T=190.239
-2-52-93
ΔHV’=∑niΔHVi’=3.987×10 (kJ/h)
ΔH1= n反应物 Cp m平均(T-T0)+ ∑ni HVi’=1.746×10 (kJ/h)
（B）带出反应器热量 1) 反应吸收热量：Q吸=ΔHRθ
乙苯脱氢反应在装有铁系催化剂的固定床反应器中进行，反应方程为：
主反应 C6H5C2H5 C6H5CHCH2 + H2 (a) 副反应 C6H5C2H5 C6H6 +CH2CH2 (b) C6H5C2H5 + H2 C6H5CH3 + CH4 (c)
由各物质ΔHf列表可得：
对于(a)反应：ΔHRθ1=103.9-25.79=78.11 kJ/mol 对于(b)反应：ΔHRθ2=82.9+52.26-25.79=109.37 kJ/mol 对于(c)反应：ΔHRθ3=50-74.85-25.79=-50.64 kJ/mol
由物料衡算可得：(a) 反应中转化乙苯：44.07kmol /h；(b) 反应中转化乙苯：1.469kmol /h；(c) 反应中转化乙苯：3.428 kmol /h；
ΔHRθ=∑niΔHVi’=3.43×106 (kJ/h)
2）反应物带出热量：Q3=ΔHV”+ΔH2 1、ΔHV”=∑niΔHI=3.871×106 (kJ/h) 2、ΔH2= n Cp m平均×(T2-T0)
Cp m平均=∑yi Cp i平均 根据Cp列表，累加得
表26
序号
名称
A
B×110-3 C×110-6 D×110-9
×
7
6