乙苯脱氢制苯乙烯脱氢工段工艺设计

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乙苯脱氢制苯乙烯生产线工艺流程

乙苯脱氢制苯乙烯生产线工艺流程

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乙苯脱氢制苯乙烯

乙苯脱氢制苯乙烯

620℃
W% 1.83 1.60 45.63 50.95 质量/g 0.15 0.13 3.79 4.23
产品 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯各结果表
反应温度/℃ 乙苯转化率 苯乙烯选择性 苯乙烯收率
560.7
61.7%
12.7%
7.8%
591.9
70%
21.8%
15.26%
621.3
78.1%
高温、低压有助于脱氢反应的进行
减压:高温下进行负压操作不安全,加入惰性气体(稀释剂,一般用 水蒸气)实现降低原料气分压的目的。
副反应
C2H5
+ C2H4
CH3
C2H5
+ 2H2
+ CH4
乙苯脱氢反应产 物称为脱氢液, 也称炉油,其组 成为:苯、甲苯、 乙苯、苯乙烯。
C2H5
+ 2H2
+ C2H6
C2H5
8C + 5H2
C2H5
+ 16H2O
8CO2 + 21H2
在700 ℃下,加氢裂解的 平衡常数Kp仍很大,故裂 解和加氢裂解反应比脱氢 反应有利,需高活性、高 选择性催化剂。
t/℃
乙苯脱氢主副反应平衡常数比较
4.实验方案
乙苯脱氢工艺条件
温度的影响 主反应:吸热反应 ,T↑ , KP ↑ 副反应:裂解、 结焦,T ↑ ,有利于副反应,反应选择性变差
31.2%
24.37%
乙苯转化率、苯乙烯选择性、苯乙烯收率关系图
实验结论
通过实验,在压力一定的条件下随着温度的升高,乙 苯的转化率增大,苯乙烯的选择性不断提高
谢谢各位老师的指导和建议!

乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程

乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程

乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程嘿,你有没有想过那些我们日常生活中随处可见的塑料制品、橡胶制品是怎么来的呢?这里面有一个很重要的原料,那就是苯乙烯。

而乙苯脱氢制苯乙烯可是一个超级有趣又相当重要的工艺流程呢!我有个朋友叫小李,他就在一家化工企业工作,专门和这个乙苯脱氢制苯乙烯的流程打交道。

我呀,就缠着他给我好好讲讲这个流程到底是咋回事儿。

乙苯脱氢制苯乙烯这个过程啊,就像是一场精心编排的魔术表演。

首先得有原料,那乙苯就像是表演的主角,它可是这个流程的根基。

这乙苯可不能是随随便便的,它得是经过严格提纯、质量合格的。

你想啊,如果乙苯本身就不纯,那后面还能变出合格的苯乙烯吗?肯定不行啊!然后呢,就到了反应阶段。

这个反应可不得了,就像是一场激烈的战斗。

乙苯要在高温和催化剂的作用下进行脱氢反应。

这高温啊,就像是给乙苯加了一把火,让它有足够的能量去甩掉一些东西。

催化剂呢,那就是这场战斗中的指挥官,指挥着乙苯按照正确的方向去反应。

我就问小李:“这高温得有多高啊?是不是像火炉一样热?”小李笑着说:“那温度可不低呢,几百摄氏度呢,真的就像个大火炉。

”在这个反应过程中,乙苯分子里的氢原子就像调皮的小孩子,在高温和催化剂的驱使下,纷纷从分子里跑了出来。

那这个时候就产生了苯乙烯,还有氢气呢。

你说神奇不神奇?这就像是把一个大包裹拆开,然后拿出一部分东西,变成了一个新的包裹和一些小零件。

可是啊,这还没结束呢。

反应完了之后,就像一场混乱的战场需要清理一样,反应后的产物是混合在一起的。

这里面有我们想要的苯乙烯,还有没反应完的乙苯,以及产生的氢气等其他东西。

这可不能就这么乱着呀,得把苯乙烯给分离出来才行。

这分离过程就像是从一堆混合的糖果里挑出你最喜欢的那种糖果一样。

小李跟我说,他们有一套很复杂的分离系统。

首先通过冷却,把一些高沸点的物质给凝结下来,就像把热气腾腾的食物放进冰箱里,一会儿就凝固了一样。

然后再利用不同物质在吸收剂中的溶解度不同,把苯乙烯和其他杂质分离开来。

苯乙烯生产工艺设计

苯乙烯生产工艺设计

摘要1本文以年产25万吨苯乙烯为生产目标,由乙苯脱氢制苯乙烯方法,对整个工段进行工艺设计和设备选型。

同时对苯乙烯的新老生产工艺、国内外发展情况做出了一定的总结,并通过了对比选取了较为适宜的工艺,最后确定了Lummus的“SMART”乙苯脱氢工艺作为本设计的详细生产工艺。

在计算上,依据物料守恒、能量守恒对整个工艺流程进行了物料衡算和热量衡算,并做出了流程图,依据衡算结果,通过计算对塔设备进行了详细的选型。

也对公用工程和车间布置做出了一定的陈述,最后对“三废”处理和安全事项做出了总结。

在整个设计中达到了预期要求,完成各个工艺段的设计。

关键字:苯乙烯,工艺计算,设备选型摘要2本文通过对苯乙烯的主要性质与用途、生产工艺说明、物料及热量运算、废品处理和环境保护的介绍来说明乙苯生产苯乙烯的工艺流程及其技术特点,并将各种苯乙烯生产工艺进行了比较。

苯乙烯是一种重要的石油化工原料,工业上主要由乙苯在K、Mg、Cr、Zn、等助剂改性的氧化铁催化剂上进行高温(600-700℃)脱氢生产的。

生产中采用过量的高温水蒸气作为载气,但是能耗非常大。

而乙苯与CO2耦合反应制苯乙烯是近年来研究的一个热点。

因为它对乙苯的转化率、苯乙烯的选择性都比较高,在较低的温度就可以达到目前工业上的一些活性参数,不仅可以节约大量的能源还能实现反应的耦合,这对工业生产是非常重要的。

通过对该技术的研究,使我们对它的工艺流程有了进一步的认识,对它的工艺指标也有了进一步的了解,进而能够更好的掌握这门技术。

关键词:乙苯;生产苯乙烯;脱氢生产;转化率;活性参数ABSTRACTThe annual output of 250,000 tons of styrene production targets, the entire section in the process design and equipment selection by the dehydrogenation of ethylbenzene to styrene . Styrene old and new production processes at the same time , the development at home and abroad to make a certain conclusion , and by contrast to select a more appropriate process to finalize the Lummus' " SMART " ethylbenzene dehydrogenation process as the design production process.In the calculation , based on material conservation , energy conservation , the entire process , material balance and heat balance , and made a flow chart , based on accounting results , by calculating the tower equipment , carried out a detailed selection . Public works and plant layout to make a certain statement , and finally made a summary of the " three wastes" treatment and safety matters . Throughout the design to achieve the desired requirements to complete the design of various processes .Keywords Styrene,Process calculation,equipment selection目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 苯乙烯的性质和用途 (1)1.2 苯乙烯常见生产方法 (1)1.2.1 环球化学∕鲁姆斯法 (1)1.2.2 Fina∕Badger法 (3)1.2.3 巴斯夫法 (3)1.2.4 Halcon法 (3)1.2.5 裂解汽油萃取分离法 (3)1.2.6 环氧丙烷联产法 (3)2 生产工艺 (5)2.1 本工艺设计说明 (5)2.1.1 生产任务 (5)2.1.2 生产方法 (5)2.1.3 生产控制参数及具体操作 (5)2.2 生产工艺的反应历程 (6)2.2.1 反应方程式 (6)2.2.2 生产过程 (7)2.3 原料、产品及半成品 (8)2.3.1 产品 (8)2.3.2 原料 (8)2.3.3 半成品 (8)2.3.4 催化剂 (8)2.3.5 阻聚剂 (8)2.4 生产方式的选取 (9)3 生产工艺计算 (10)3.1 物料衡算 (10)3.1.1 生产能力的计算 (10)3.1.2 质量守恒定律 (11)3.1.4物料流程图 (15)3.2 热量衡算 (15)3.2.1 热量衡算 (15)3.2.2热量衡算表 (18)4 设备设计计算与选型 (19)4.1 苯∕甲苯精馏塔的设计计算 (19)4.1.1精馏塔的数据确定 (19)4.1.2精馏塔的物料衡算 (19)4.1.3塔板数的确定 (19)4.1.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (25)4.1.6塔板主要工艺尺寸的计算 (26)4.1.7塔版流体力学验算 (27)4.1.8塔板负荷性能图 (29)4.2冷凝器的设计 (31)4.3 油水分离器 (32)4.4过热蒸汽炉 (33)5 设备一览表及公用工程 (34)5.1 设备 (34)5.2 公用工程规格 (34)5.2.1 电 (34)5.2.2 冷却水 (35)5.2.3 加热蒸汽 (35)6 车间布置设计 (36)6.1 车间布置设计重要性 (36)6.2 车间生产要求 (36)6.3 车间安全要求 (36)6.4 车间发展要求 (36)7 “三废”处理和安全事项 (37)7.1 废水 (37)7.2 废气 (37)7.3 废渣 (37)7.4 副产品处理一览表 (37)7.5 废物处理一览表 (38)7.6 安全事项 (38)结论 (39)参考文献 (40)谢辞 (41)1 绪论1.1 苯乙烯的性质和用途苯乙烯,分子式88H C ,结构式256CH CH H C ,是不饱和芳烃最简单、最重要的成员,广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料。

实验 乙苯脱氢制苯乙烯

实验 乙苯脱氢制苯乙烯

实验乙苯脱氢制苯乙烯乙苯脱氢制苯乙烯是一种重要的化学反应,可用于生产苯乙烯。

苯乙烯是一种重要的化学原料,广泛用于塑料、橡胶、纺织和涂料等行业。

本实验旨在使用催化剂将乙苯脱氢制为苯乙烯,同时研究不同反应条件对反应产物的影响。

实验步骤:1. 实验仪器:采用多项仪器进行实验操作,主要包括反应釜、加热器、冷却器、气体净化器、漏斗等。

2. 实验材料:本实验中使用的材料有苯乙烯、乙苯,催化剂、溶剂,以及各种实验用的试剂。

3. 反应条件:反应釜温度在350至450℃之间,催化剂量为反应物的5%,氢气流量控制在0.5至1L/min,同时保持反应时间在2到6小时。

4. 实验流程:将乙苯和催化剂加到反应釜中,逐步加热至设定的反应温度。

当达到一定的温度时,开始向反应釜中通入氢气,同时控制氢气流量和反应时间,完成反应后,用氮气吹干反应釜,并用氢气清洗。

5. 实验分析:收集反应产物,通过色谱分析、质谱分析等手段,分析反应物和产物的组成,探究不同反应条件对产物生成的影响。

实验原理:乙苯脱氢制苯乙烯是将乙苯中的甲基基团和芳香基团分离,生成苯乙烯的反应。

催化剂是反应中的关键,可以选择镍、铂、钒等金属作为催化剂。

氢气在反应中也起着重要作用,通过提供氢离子,防止反应中的芳香基团被进一步氧化。

实验结果:实验结果表明,催化剂种类、温度、氢气流量和反应时间等因素都会影响反应产物的生成。

在相同温度下,镍催化剂的反应活性高于钒催化剂。

同时,反应温度越高,产物的产量越高,但也会导致副反应的增加。

氢气流量和反应时间的控制也在一定程度上影响着反应产物的生成。

结论:本实验的结果表明,乙苯脱氢制苯乙烯是一种复杂的化学反应,受多种因素的影响。

通过对实验过程和产物的分析,可以对反应条件进行优化,使得反应产物的产量和纯度得到提高。

同时,本实验也为进一步的苯乙烯生产工艺研究提供了基础数据。

乙苯脱氢制苯乙烯Aspen模拟

乙苯脱氢制苯乙烯Aspen模拟

第3章 反应部分3.1反应动力学方程参考文献,乙苯脱氢制苯乙烯的动力学方程为: 乙苯脱氢的主反应:652565232C H C H C H C H H →+ (1) 652326525C H C H H C H C H +→ (2)乙苯脱氢的主要副反应:65256624C H C H C H C H →+ (3) 65252784C H C H H C H CH +→+ (4) 2242242H O C H H CO +→+ (5) 2423H O CH H CO +→+ (6) 222H O CO H CO +→+ (7)以上各反应的速率方程为:11b r =k E P1k =0.204exp -90981/RT () 222St r =k H P P-82k =610exp -61127/RT ⨯()33b r =k E P43k =3.9110exp -207989/RT ⨯()244b r =k E H P P64k =1.48410exp -91515/RT -⨯()224255r =k H O C H P P 75k =4.48710exp -103997/RT -⨯()2466r =k H O CH P P66k =2.56410exp -6723/RT -⨯() 277r =k H O CO P P37k =1.77910exp -73638/RT ⨯()3.2反应部分模拟及优化3.2.1反应流程图本设计采用两段段乙苯负压脱氢工艺流程,流程图如3-1所示:3.2.2入口温度由于乙苯脱氢反应是一个强吸热反应,进口温度对乙苯的转化率、苯乙烯的选择性影响很大,如图3-2、图3-3所示。

5805906006106206306400.260.280.300.320.340.360.380.400.420.44转化率选择性第一反应器入口温度 ℃乙苯转化率0.9520.9540.9560.9580.9600.9620.9640.9660.968苯乙烯的选择性图3-2 第一反应器入口温度对反应的影响第二反应器入口温度 ℃乙苯转化率苯乙烯选择性图3-3 第二反应器入口温度对反应的影响由图3-2和3-3可知,温度对乙苯脱氢反应影响很大,随着入口温度的增加,乙苯的转化率逐渐增加,但温度增加,促进了副反应的进行,使苯乙烯的选择性下降,参考文献,本设计,第一反应器的入口温度为620℃,第二反应器的入口温度为625℃。

乙苯脱氢制苯乙烯

乙苯脱氢制苯乙烯

乙苯脱氢制苯乙烯化工11-1 朱伦伦工艺原理以乙苯为原料,按1:3~1:8水比加入过热水蒸汽,在轴径向反应器内,于高温、负压条件下,通过催化剂床层进行乙苯脱氢反应,生成苯乙烯主产品;副反应生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、丙烷、H2、CO和CO2。

主反应:Array这是一个强吸热可逆增分子反应。

副反应是热裂解、氢化裂解和蒸汽裂解反应:C6H5CH2CH3→C6H6+C2H4C6H5CH2CH3+H2→C6H5CH3+CH4C6H5CH2CH3+H2→C6H6+C2H6C+2H2O→2H2+CO2CH4+H2O→3H2+COC2H4+2H2O→2CO+4H2水蒸汽变换反应:CO+H2O→H2+CO2在水蒸汽浓度很高时,生成苯、甲苯的反应式可能被下列反应所代替:C6H5CH2CH3+2H2O→C6H5CH3+CO2+3H2C6H5CH2CH3+2H2O→C6H6+CH4+CO2+2H2在乙苯脱氢反应中,原料乙苯中的化学杂质也发生反应,生成物还会进一步发生反应,为此,最终生成物中还含有另一些副产物,如二甲苯、异丙苯、α-甲基苯乙烯、焦油等。

影响化学反应的因素主要有:反应温度、反应压力和水蒸汽/乙苯比(简称水比)。

此外,该反应还受到反应物通过催化剂床层的液体体积时空速度(LHSV)、催化剂性能、原料乙苯中含杂质情况等影响。

反应温度:乙苯脱氢生成苯乙烯的反应为吸热反应,故乙苯转化率随着反应温度的升高而增加。

当温度升高后,不但生成苯乙烯的正反应增加,而且消耗苯乙烯的逆反应以更高的速度增加。

另外,当反应温度提高后,虽然乙苯转化率提高,但副反应(指吸热的副反应)也将加剧,故生成苯乙烯的选择性将降低,因而反应温度不宜过高。

从降低能耗和延长催化剂寿命出发,希望在保证苯乙烯单程收率的前提下,尽量采用较低的反应温度。

反应压力:对于给定的反应温度和水比,乙苯的转化率随着反应压力的降低而显著增加。

在相同的乙苯液体空速和水比下,随着反应压力降低,可相应降低反应温度,而苯乙烯的单程收率维持不变,苯乙烯选择性提高。

乙苯脱氢制苯乙烯

乙苯脱氢制苯乙烯

乙苯脱氢制苯乙烯一、实验目的(1)了解以乙苯为原料,氧化铁系为催化剂,在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。

(2)学会稳定工艺操作条件的方法,正确采集数据。

二、实验原理本实验是以乙苯为原料,氧化铁系催化剂,在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程,其主副反应分别为: 主反应:C 2H5C 2H 3+H 2ΔH(298K)=115 kJ/mol副反应:C 2H5+C 2H 4等当有水蒸汽存在时,还可能存在以下反应:C 2H 5+CO 2+ 2H 2OCH 3+ 3H 2此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。

这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降,而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。

(1)影响本反应的因素 1) 温度的影响乙苯脱氢反应为吸热反应,00>∆H ,从平衡常数与温度的关系式20ln RTH T K P P ∆=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂可知,提高温度可增大平衡常数,从而提高脱氢反应的平衡转化率。

但是温度过高副反应增加,使苯乙烯选择性下降, 能耗增大,设备材质要求增加,故应控制适宜的反应温度。

本实验的反应温度为:540~600℃。

2) 压力的影响乙苯脱氢为体积增加的反应,从平衡常数与压力的关系式γ∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑i n P nP K K 总可知,当0>∆γ时,降低总压总P 可使n K 增大,从而增加了反应的平衡转化率,故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。

本实验加水蒸汽的目的是降低乙苯的分压,以提高平衡转化率。

较适宜的水蒸汽用量为:水:乙苯=1.5:1(体积比)=8:1 (摩尔比)。

3) 空速的影响乙苯脱氢反应系统中有平衡副反应和连串副反应,随着接触时间的增加,副反应也增加,苯乙烯的选择性可能下降,适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关,本实验乙苯的液空速以0.6h -1为宜。

(2)催化剂本实验采用氧化铁系催化剂其组成为:23232CeO O K CuO O Fe ---三、实验流程在汽化温度300℃,脱氢反应温度540~600℃,水:乙苯=1.5:1(体积比),相当于乙苯加料0.5毫升/分,蒸馏水0.75毫升/分(50毫升催化剂)的条件下,考察不同温度对乙苯的转化率、苯乙烯的选择性、收率的影响。

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乙苯脱氢制苯乙烯脱氢工段工艺设计摘要本设计是以年产5万吨苯乙烯为生产目标,采用乙苯脱氢制得苯乙烯的工艺方法,本文针对设计要求对整个工艺流程进行物料衡算,热量衡算,对整个工段进行工艺设计和设备选型。

然后根据物料平衡分别对进出脱氢反应器和气提塔进行物料衡算。

根据热力学定律对工艺中的第一预热器第二预热器,热交换器和反应器进行了能量衡算。

对油水分离器,物料泵,热交换器理论上进行了尺寸计算及选择。

为满足设计要求,达到所需要的工艺条件,本设计本着理论联系实际的精神,用现行的乙苯脱氢制取苯乙烯的方法为设计基础,主要对乙苯脱氢工段进行工艺设计和优化。

关键词:乙苯脱氢苯乙烯物料衡算能量衡算工艺ABSTRACTThe design is based on an annual output of 50,000 tons of styrene production target of dehydrogenationof ethylbenzene to styrene process,Processfor the whole process design and the main equipment selection.Based on the design requirements of the entire process of the material balance and energy balance.According to the material balance were circulating oil-water separator,material pumps,heateexchangers and dreacters.According to the laws of thermodynamics the energy balance of the process preheater preheaters,heat exchangers and dreactor operator.As far as possible to meet the design requirements to achieve the required conditions.Key word:ethylbenzene; styrene; material balance; energy balance; distillation;第一章文献综述1.1 苯乙烯的性质及用途1.1.1苯乙烯的性质苯乙烯的分子式为C8H8分子量为104.14,化学结构式如下:或者苯乙烯又名乙烯基苯,系无色至黄色的油状液体。

具有高折射性和特殊芳香气味。

熔点-30.6。

C,沸点为1450C,凝固点-30.40C,相对密度(水的为1)0.91,闪点34.4o C。

性质比较稳定,不可与阳光接触,难溶于水,能溶于甲醇、乙酸及乙醚等醇醚等多数有机溶剂。

苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧,生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。

苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物,其爆炸范围为1.1%~6.01%。

苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质,反应性能极强,如氧化、还原、氯化等反应均可进行,并能与卤化氢发生加成反应。

苯乙烯暴露于空气中,易被氧化成醛、酮类。

苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯(PS)树脂。

也易与其他含双键的不饱和化合物共聚[1,2]。

1.1.2苯乙烯的用途苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于生产聚苯乙烯和共聚树脂、离子交换树脂不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体SBS等和其他树脂的生产,此外还可用于纺织,制药和涂料,农药及选矿等工业。

其应用广泛,本设计采用乙苯脱氢生产苯乙烯,具有较好的生产效益和经济效益。

苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯,另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚,其共聚物可用以生产 ABS工程塑料;与丙烯腈共聚可得AS树脂;与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。

此外,苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业[1,2]。

1.2苯乙烯生产方法1.2.1 常见的生产方法目前,世界上工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外,出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线,同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。

迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90%,仍然是目前生产苯乙烯的主要方法。

它又包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺,乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺[3,4]。

工业上,乙苯脱氢反应除采用低压或负压外,还采用惰性气体作稀释剂来降低烃的分压,以提高平衡转化率。

常用的稀积剂是水蒸气,它不仅提高了乙苯脱氢反应的平衡转化率,还可消除催化剂表面的碳。

有时也用作载热体,供给乙苯脱氢所需的热量。

脱氢反应器是乙苯脱氢工艺的核心,整个工艺是围绕它来展开的.CH=CH2CH=CH21.2.2 乙苯脱氢制苯乙烯的工艺原理以乙苯为原料,按1:3~1:8水比加入过热水蒸汽,在轴径向反应器内,高温、负压条件下,催化剂床层进行乙苯脱氢反应,生成苯乙烯主产品,副反应生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、氢气和二氧化碳。

主反应: C6H5CH2CH3→ C6H5CHCH2+ H2这是一个强吸热可逆增分子反应。

副反应是热裂解、氢化裂解和蒸汽裂解反应:C 6H5CH2CH3→ C6H6+ C2H4C6H5CH2CH3+ H2→ C6H5CH3+ CH4C6H5CH2CH3+ H2→ C6H6+ C2H6C + 2H2O → 2H2+ CO2C2H4+ 2H2O → 2CO + 4H2水蒸汽变换反应: CO + H2O → H2+ CO2在水蒸汽浓度很高时,生成苯、甲苯的反应式可能被下列反应所代替:C 6H5CH2CH3+ 2H2O → C6H5CH3+ CO2+ 3H2C 6H5CH2CH3+ 2H2O → C6H6+ CH4+ CO2+ 2H2在乙苯脱氢反应中,原料乙苯中的化学杂质也发生反应,生成物还会进一步发反应,为此,最终生成物中还含有另一些副产物,如二甲苯、异丙苯、焦油等[3,4]。

1.3 国内外生产和发展现状目前,世界上生产苯乙烯的方法主要有环氧丙烷—苯乙烯联产法、热解汽油抽提蒸馏回收法,乙苯脱氢法以及丁二烯合成法等。

乙苯脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,有乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺,乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺。

2000年,世界上共生产苯乙烯2930万吨/年,其中美国600万吨/年,中国55万吨/年。

由于PS和ABS树脂等下游产品消费的强劲拉动,近年来世界苯乙烯的生产发展很快。

世界苯乙烯的消费构成为:聚苯乙烯是苯乙烯最大的下游衍生物,气消费量约占总消费量的63.2%。

苯乙烯需求的巨大缺口和持续强劲增长态势,是我国苯乙烯生产不断扩大的原动力。

我国苯乙烯的工业生产始于20世纪50年代中期,自兰州石油化工公司合成橡胶厂采用传统的三氯化铝液相烷基化工艺,建成一套5000吨/年苯乙烯生产装置以来,我国苯乙烯的生产得到了飞速发展。

2003年我国苯乙烯的生产厂家有12家,总生产能力达到105万吨,其中有8套为引进生产装置,生产能力合计为72.9万吨/年,约占国内苯乙烯总生产能力的69.4%。

扬子巴斯夫苯乙烯系列有限公司的14.5万吨/年装置是目前国内最大的苯乙烯生产装置,生产能力约占国内苯乙烯总生产能力的13.8%;其次是吉林石化公司,生产能力为14.0万吨,约占国内总生产能力的13.3%。

随着我国苯乙烯生产能力的不断增加,产量也不断增加。

1995年我国苯乙烯的产量只有2558万吨,1998年增至56.30万吨,2000年增加到76.38万吨,1995-2000年产量的年均增长率达到24.5%。

2002年我国苯乙烯的产量进一步增加到89.56万吨,比2001年增长13.8%,1997-2005年产量的年均增长率为18.5%。

2003年我国苯乙烯产量达到94.82万吨,比2002年增长5.87%,其中中国石化集团公司的产量为45.20万吨,约占总产量的47.67%;中国石油天然气集团公司的产量为37.89万吨,约占总产量的39.96%。

中国石油吉林石化公司的产量最大,达至15.98万吨,约占我国苯乙烯总产量的16.85%,位居全国第一;其次是扬予巴斯夫苯乙烯系列有限公司,产量达至2.34万吨,约占国内总产量的13.01%;再次是中石化茂名石化公司,产量达10. 7万吨,约占国内总产量的10.97%[5-7]。

第二章工艺流程设计2.1乙苯脱氢制苯乙烯工艺乙苯脱氢工艺主要分为烃化工段,乙苯精馏工段,乙苯脱氢工段和苯乙烯精馏工段,以下分别进行简述。

2.1.1烃化工段来自中间仓库的干苯和来自乙烯车间的乙烯和苯以0.4-0.5:1的配比,从塔底送入反应器。

同时,将配好的催化剂溶液经复合体加料泵加入反应器,在此反应器内进行烷基化反应。

反应产物自烃化反应器上部各自流至冷却器,冷却650C后进行烃化液沉降络合物自槽底部返回烃化反应器底部,上层烃化液自流至槽沉降分离,分离出的Alc13水解塔。

没反应的乙烯气体和苯蒸汽等从烃化反应器顶部出来经冷却器用循环水使大部分蒸汽冷凝后进入尾气吸收塔,用二乙苯吸收未凝蒸汽和HCl气后,未凝气放空,二乙苯吸收液反烃化,烃化液自上部直接流至中间仓库烃化液罐中。

2.1.2 乙苯精馏工段1.干燥苯塔[8,9]来自中间仓库原料苯罐经原料泵送来的含水900ppm的原料苯,进入回流罐油相区;来自循环苯塔的含水量2500ppm的循环苯,与苯干燥塔顶蒸出的经过冷凝的苯冷却后进入回流罐分相区.塔顶气相温度810C经预热器与进料换热器后,进入冷凝器用循环水冷凝,冷凝后循环苯塔回流泵送来的循环苯一起进入冷却器用循环水冷却器用循环水冷却后进入回流罐分层区,上层脱水苯溢流至油相区,下层水相从集水包间断排入管线塔釜为干燥苯,采出送至中间仓库干燥苯罐。

2.循环苯塔来自中间仓库的烃化液进入循环苯塔加料区.塔顶气相馏分冷凝回流后冷却进入苯干燥塔回流罐分层区。

塔釜液(主要是乙苯和二乙苯)用釜液泵送至乙苯塔。

3.精乙苯塔由循环苯塔釜液泵送出的釜液,进入精乙苯塔加料层,塔顶气相馏分乙苯经冷凝回流采出至精乙苯塔,塔釜液送至二乙苯塔。

4.二乙苯塔来自精乙苯塔釜液的料液根据不同组成进入二乙苯塔不同进料板.塔顶得二乙苯,塔釜得到多乙苯。

2.1.3 乙苯脱氢来自中间仓库乙苯泵送来的乙苯与管网来的蒸汽进入乙苯蒸发器,乙苯与蒸汽量比为1:1.4,经过过热器壳程与脱氢反应器出来的6500C烟气过热至5800C后,配料气进入脱氢反应器进行脱氢反应.反应产物经空冷,水冷,盐冷后进入沉降槽,分离后加入阻聚剂阻止聚合,然后进入粗苯乙烯塔。

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