近年来,随着国内外苯乙烯需求量的不断攀升,苯乙烯的生产越来越受到重视。本文概述了国内外苯乙烯生产工艺的发展状况和技术特点。针对国内外,特别是国内苯乙烯产品紧缺,生产工艺能耗较高,苯乙烯生产厂家生产规模扩大,而苯乙烯精馏单元能耗较高的问题,本文提出苯乙烯精馏部分扩能改造及经济有效的节能措施。 本文主要通过实例研究,对苯乙烯精馏系统调研取数,并积极与该装置的操作人员交流沟通,查阅大量文献资料,深入了解苯乙烯精馏系统的基本原理以及生产状况。在对现有生产装置进行详细调研的基础上,运用ASPEN PLUS和PRO/II流程模拟软件对苯乙烯粗馏塔进行流程模拟,对苯乙烯粗馏塔目前面临的加工量过小的问题加以分析,找出问题的根源所在。通过流程模拟,分析在特定的分离要求下,T-401塔所需的最小理论板数、最小回流比、要求最小塔径以及塔内气液流动状况等,针对面临的问题,提出相应的解决方案。在其他操作条件不变的情况下,在较大的加工量条件下对T-401塔采用现有的MELLAPAK 350Y型金属板波纹填料、MELLAPAK 250Y型金属板波纹填料、TJH255型脉冲填料所需的最小塔径进行核算。应用MELLAPAK 250Y填料处理量可达到14t/h,应用TJH255填料处理量可达到14.6t/h。 针对目前面临的问题提出解决方案后,进一步运用流程模拟软件对新提出的可行方案的冷热公用工程进行能量优化,主要运用热泵精馏流程对苯乙烯粗馏塔进行能量优化,本文分三种热泵精馏流程对T-401塔进行流程模拟:A型直接式蒸汽不预热热泵精馏流程、A型直接式蒸汽预热热泵精馏流程和B型直接式热泵精馏流程。将这三种热泵精馏流程与常规流程的能耗及换热火用损进行对比分析,从而选择最佳的精馏流程。采用A型热泵蒸汽不预热流程每年可节约524.08万元,换热部分火用损较原来常规精馏换热火用损减少4484MJ/h;采用A型热泵蒸汽预热流程每年可节约520.74万元,但设备投资较大,换热部分(火用)损较原来常规精馏换热(火用)损减少4430MJ/h;采用B型热泵流程每年可节约499.09万元,塔釜可以不用蒸汽加热,换热部分火用损较原来常规精馏换热火用损减少4769MJ/h。经综合考虑,选择A型热泵蒸汽不预热流程较为合适。